La contaminación del agua por arsénico

La contaminación del agua por arsénico
Fuentes naturales de arsénicoSegún diversos estudios realizados en Estados Unidos (acuíferos detríticos en Wisconsin) una de las fuentes naturales de arsénico en las aguas subterráneas puede tener relación con ambientes geoquímicos que requieren la presencia de pirita y arsenopirita entre sus constituyentes minerales y medios reductores. En este tipo de ambiente el arsénico inorgánico se moviliza en forma de trióxido de arsénico (As2O3). Un estudio hidrogeológico también apunta hacia un origen similar la procedencia del arsénico en numerosas localidades castellano-leonesas: una vez que las capas de pirita de los pozos subterráneas se ponen en contacto con el oxígeno y, al impulsar el agua desde el interior del pozo, se solubiliza el arsénico.
Las grandes presiones y temperaturas a que quedan sometidas las aguas subterráneas profundas pueden originar un medio reductor con incorporación del arsénico al agua subterránea.

Arsénico de origen antrópicoLa presencia de arsénico en las aguas subterráneas también se puede explicar como resultado de la utilización, a veces excesiva y sin control, de productos relacionados con actividades agrícolas, la jardinería y limpieza de malezas, como son los fungicidas, insecticidas y plaguicidas en general. Muchos de ellos tienen arsénico como compuesto tóxico, por que su utilización está indicada para erradicar plagas diversas.

Toxicidad
Las principales rutas de exposición de las personas al arsénico son la ingesta e inhalación. El arsénico es acumulable en el organismo por exposición crónica y superados ciertos niveles de concentración.
Puede ocasionar afecciones como alteraciones de la piel (relajamiento de los capilares cutáneos y la dilatación de los mismos), lesiones dérmicas (neoplasias de piel), vasculopatías periféricas ("enfermedad del pie negro"), además de enfermedades respiratorias; neurológicas ( neuropatías periféricas), cardiovasculares y diversos tipos de cáncer (pulmón, rincón, hígado, vejiga y de piel).
Además, personas que ingieren de forma prolongada arsénico inorgánico, vía agua de bebida, pueden presentar hiperqueratosis palmo- plantar cuya manifestación principal es la pigmentación de la piel y callosidades localizadas en las palmas de las manos y pies.

La toxicidad del arsénico depende de:
El estado de oxidación
La estructura química
La solubilidad en el medio biológico

La escala de toxicidad del arsénico decrece en el siguiente orden:
Arsina (H3As) > As+3 inorgánico (arsenito) > As+ 3 orgánico > As+5 inorgánico (arsenato) > As+5orgánico > compuestos arsenicales y arsénico elemental
La toxicidad por arsénico puede ocurrir en dos formas: toxicidad aguda y toxicidad crónica. La toxicidad aguda es la consecuencia de la ingesta de alto contenido de arsénico en un tiempo corto y la toxicidad crónica es el resultado de la ingesta de pequeñas cantidades de arsénico en un largo periodo de tiempo.
La toxicidad aguda de compuestos de arsénico en el ser humano es función de la capacidad de asimilación del cuerpo humano. La arsina es considerada la forma más tóxica, seguida del arsenito, de arsenatos y los compuestos orgánicos de arsénico. La dosis letal para adultos está en el rango de 1-4 mg /kg del peso corporal (trióxido de diarsénico). La toxicidad del arsenito es 10 veces superior a la del arsenato.
La dosis letal 50 de trióxido de arsénico (As2O3) es de 2 a 3 microgramos por kilo de peso corporal, aunque en ocasiones cantidades considerablemente mayores no han causado la muerte debido a su expulsión inmediata por medio de vómitos originados por la gran irritación gástrica.
Las combinaciones orgánicas de arsénico liberan lentamente el tóxico y no producen, en general, intoxicaciones agudas, salvo casos especiales. La inhalación de arsenina causa la muerte en pocos minutos si se encuentra en cantidad de 5 mg./m3 de aire. La concentración máxima permitida de este compuesto en un ambiente industrial es de 0,05 ppm. En los alimentos se puede admitir hasta 3,5 ppm. En el tabaco se ha encontrado hasta 13 ppm, provenientes de los plaguicidas usados en la planta de tabaco.
En el organismo humano el arsénico elemental ingestado se observe lentamente pero luego es eliminado por vía urinaria, heces, sudor y epitelio de la piel (descamación). El riñón elimina rápida y completamente el As+5 y arsénico orgánico. En cambio el tracto intestinal absorbe rápidamente los compuestos solubles de arsénico. El tiempo de vida media del arsénico inorgánico en el ser humano es de 2 a 40 días.
Fuente de agua contaminada por arsénico. Bangladesh.
Algunos estudios de toxicidad del arsénico indican que muchas de las normas actuales basadas en las guías de la OMS son muy altas, y plantean la necesidad de reevaluar los valores límites basándose en estudios epidemiológicos; por ejemplo, en Taiwan estiman que el límite se debe reducir de 0,02 mg/l a 0,0005 mg/l. En otros casos, podrían aumentarse dichos valores de acuerdo a las condiciones regionales. En América Latina ha podido apreciarse que a niveles similares de arsénico en diferentes condiciones (climatológicas, de nutrición y otros) el nivel de afectación es diferente.
En la siguiente tabla se muestran los valores guía para arsénico establecido por varias agencias reguladoras.
País / Organización
Nivel de contaminación máximo (µ g/l)
Argentina (Codigo Alimentario)
50
Canadá
25
USA(USEPA, Agencia de Protección Ambiental de USA)
Nivel Máximo de Contaminación 50 *
Francia
50
República Federal de Alemania
40 **
Organización Mundial de la Salud (OMS)
Valor Guía Provisional 10
Unión Europea
Concentración Máxima Admisible (MAC) 10***
India
50
China
50
Taiwán
50
* USEPA ha estado considerando disminuir los valores a 0,002 - 0,020 mg/l
** Este valor disminuyó a 0,010 mg/l en 1996
*** La Directiva 98/83/CE ha reducido el nivel máximo a 10 µg/l.
Analítica para el agua potable.
La OMS en las Guías de Calidad para el Agua Potable (1993) reduce el valor guía de arsénico en agua de 50 µg/ l a un valor provisional de 10 µ g/ l, basándose en un estudio realizado por el Foro de Evaluación de Riesgo de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) en 1986 sobre evaluación de riesgo. La USEPA estimó el riesgo de contraer cáncer de piel a partir de un importante estudio epidemiológico realizado en Taiwan donde se observaron más de 40.000 personas que consumían agua proveniente de pozos artesianos con altos contenidos de arsénico, en un rango de 10 a 1820 µ g/l, estando los valores más frecuentes entre 400 a 600 µ g/ l.
La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA) clasifica al arsénico como cancerígeno en el grupo A debido a la evidencia de sus efectos adversos sobre la salud. La exposición a 0,05 mg/l puede causar 31,33 casos de cáncer de piel por cada 1.000 habitantes. La USEPA ha considerado bajar el límite máximo de aceptación de 0,050 mg/l, a 0,010-0,020 mg/l.
El Centro Internacional de Investigaciones sobre cáncer ha clasificado al arsénico en el grupo I porque tienen pruebas suficientes de la carcinogenicidad para seres humanos.
En los últimos años se advierte una tendencia general en países industrializados a reducir los límites máximos permitidos de arsénico en agua de bebida, debido al riesgo carcinogénico del mismo para el ser humano en piel y algunos órganos internos ( pulmón, hígado, riñón y vejiga).
Intoxicación por ingestión de agua contaminada por arsénico
Entre los efectos tóxicos por consumo de agua con altos contenidos de arsénico pueden mencionarse: hiperpigmentación, hiperqueratosis, enfermedad del Black Foot (escoriaciones oscuras en los pies) gangrena y cáncer de piel, cirrosis, hemoangioendotelioma, problemas de readsorción renal, inhibicón de la síntesis de la porfirina, afectación a los glóbulos blancos, abortos espontáneos, neuropatía periférica, parálisis, pérdida de la audición, inhibición de algunas enzimas, inhibición de la fosforilación oxidativa y de la reparación del ADN, daños al intestino.
Por razones geológicas naturales, en ciertas zonas del mundo el agua que beben algunas poblaciones puede contener más arsénico inorgánico del habitual.
Existen numerosos casos, ya desde los años 70, que delatan los efectos tóxicos de una exposición prolongada al arsénico. Notables son los casos de Bangladesh (1978) y del Oeste de Bengala en los que un millón de pozos se vieron contaminados con arsénico y más de 200.000 personas se vieron afectadas, e incluso murieron por cáncer. También en China, Taiwán, Pakistán y en varios países de América Latina (Argentina, Chile, Perú, México, El Salvador) por lo menos cuatro millones de personas beben en forma permanente agua con niveles de arsénico que ponen en riesgo su salud (por encima de 1 mg/l).
India y Bangladesh: dos países muy afectados por problemas de agua contaminada por arsénico.
En India existen alrededor de 6 millones de personas expuestas al arsénico, de las cuales más de 2 millones son niños. En Estados Unidos más de 350.000 personas beben agua cuyo contenido es mayor que 0,5 mg/l de arsénico, y más de 2,5 millones de personas están siendo abastecidas con agua con tenores de arsénico mayores a 0,025 mg/l, especialmente aquellos que se abastecen de pozos privados no analizados por la USEPA.
La ingestión permanente de aguas contaminadas por sales de arsénico origina el llamado hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE), muy frecuente en numerosas regiones del planeta.
Hidroarsenicismo crónico regional endémico
Argentina, junto a Chile son dos de los países del continente Sudamericano con más problemas por contaminación natural del agua por arsénico.
En Argentina los habitantes de las provincias de San Luis, Córdoba, Santiago del Estero, Chaco y La Pampa padecen una enfermedad conocida como HACRE (hidroarsenicismo crónico regional endémico). La causa: la ingestión permanente de agua contaminada por arsénico que produce lesiones demartológicas. El arsénico de estas aguas tiene un origen natural.
Se asocia el origen de esta enfermedad con el consumo de agua con altas concentraciones en arsénico a lo que se une el excesivo calor de estas zonas. Estos dos factores hacen que los adultos de estas regiones contraigan lesiones irreversibles que les incapacitan para el trabajo, incluso, ocasionalmente, les puede provocar la muerte. Los primeros síntomas suelen aparecer entre la pubertad y la edad adulta, aunque puede aparecer en edad escolar.
El curso de la enfermedad puede ser dividido en 4 etapas, que pueden sucederse unas a otras o bien superponerse:
Período hiperhidrótico: las palmas y plantas presentan una descamación furfurácea acompañada de prurito, disestesias y sudor, con el mismo aspecto de una dishidrosis inespecífica.
Período hiperqueratósico: engrosamientos epidérmicos difusos, en las mismas zonas palmoplantares (callosidades difusas, globos córneos circunscriptos, raras veces cuernos epiteliales y otras deformaciones intercaladas por zonas de piel que suele fisurarse y ulcerarse, y a su vez infectarse) con intenso dolor. Dificultades para realizar tareas manuales e incluso para caminar.. El pelo se vuelve ralo y quebradizo y surgen lesiones ungueales.
Período melanodérmico: aparecen manchas que comienzan en el tronco y se extienden sin afectar las mucosas. Este trastorno puede no aparecer en el curso de la enfermedad.
Período final: algunas de las lesiones ulceradas de la piel terminan por transformarse en carcinomas (cáncer de Hutchinson). Es uno de los pocos cánceres con etiología conocida. Otros enfermos sufren cambios degenerativos e inflamatorios crónicos: hepatosis, nefrosclerosis, polineuritis con sus secuelas, cardiopatías y consunción general, exponiéndose a que cualquier proceso intercurrente produzca la muerte. Hay mucha preocupación en Trenque Lauquen y la zona por trascendidos que dicen de un avance de la contaminación del agua potable con arsénico.Lo que hay que saber: