RESGUARDAR LA VIDA – VENENOS EN EL AGUA
En el ciclo de la naturaleza, los seres vivos y el medio ambiente interactúan intercambiando masa y energía. En los términos del mantenimiento del equilibrio ecológico, los procesos metabólicos involucrados, dan como resultado sustancias que no ofrecen peligro potencial para el medio ambiente. Más aún, las interacciones de los seres vivos se optimizan en el medio ambiente adecuado, ya que la evolución ha proporcionado un reaseguro; los desechos metabólicos de algunas especies son aprovechados por otras, logrando así cerrar el “ciclo de la vida”. Todo esto significa que la vida como hoy la conocemos sobre el planeta es autosustentable por la propia interrelación lograda en milenios.
Los seres vivos interactúan también con los componentes inanimados del medio ambiente. Existen muchos conocidos y de amplia difusión pero no forman parte de los ciclos vitales o estructura de los seres vivos.
Existen sustancias geológicamente naturales que son perjudiciales para los organismos vivos actuales. Evolutivamente algunos organismos se han adaptado mediante mecanismos eficientes para “deshacerse” de ellas, ya sea por inactivación, detoxificación o excreción. Para los que no poseen estos mecanismos, estas sustancias actúan como verdaderos venenos metabólicos que pueden afectar la viabilidad de la especie pudiendo ser factores de su extinción.
La irrupción tardía de la especie humana sobre la tierra, ha trastocado todo este equilibrio. Por su propia naturaleza racional y cultural, el humano tiene la cualidad de cambiar el medio ambiente. Ya sea para subsistir, por mejorar su calidad de vida, por la dominación, etc., en definitiva por el irrefrenable impulso de su maravillosa y a la vez tortuosa existencia, produce como consecuencia de muchos de sus actos, verdaderos atentados al medio ambiente y por lo tanto al equilibrio ecológico.
Miles de productos industriales no naturales (muchos de ellos no biodegradables) han sido incorporados al medio ambiente por la actividad del hombre. No siempre el impacto de éstos es inmediato. La toxicidad, cantidad y dispersión de éstos productos no naturales, determina el riesgo para la naturaleza.
El presente fascículo informa que no existe la inocuidad absoluta de tales sustancias, si no que hasta los propios seres vivos pueden transformarse en reservorios “pasivos” alterando más temprano o más tarde, la viabilidad de las especies relacionadas con la cadena alimenticia.
La contaminación de agua provocada por arsénico constituye un serio problema de salud pública de importancia a nivel mundial debido a su poder carcinógeno y neurotóxico.
ZONAS DE CONCENTRACIÓN DE ARSÉNICO EN ARGENTINA Y DENSIDAD DE POBLACIÓN
La Subsecretaría de Planeamiento Educativo del Ministerio de Educación de la Nación ha evaluado el riesgo estratificando las concentraciones de arsénico en tres niveles: menor o igual que 50 ppb (bajo riesgo); 51 a 100 ppb (mediano riesgo) y concentraciones mayores que 101 ppb (alto riesgo).
El trabajo mostró cómo la distribución de agua con alto contenido de arsénico se sucede en un continuo noroeste-sudeste desde la cordillera hasta la costa atlántica.
Las provincias de Argentina que presentan áreas en las que el agua tiene contenidos relativamente elevados de arsénico son: Salta, Jujuy, Catamarca, La Rioja, La Pampa, Chaco, Córdoba, San Luis, Mendoza, San Juan, Santa Fe, Buenos Aires, Río Negro, Tucumán y Santiago del Estero, no descartándose que puedan ser más. La Figura 1 muestra la distribución de aguas con distintos contenidos de arsénico, relacionando este dato con la distribución demográfico.
Otro trabajo ha mostrado la presencia del arsénico en aguas subterráneas de Argentina, indicando que el origen de su presencia en las mismas se atribuye a la actividad volcánica ocurrida en Los Andes durante el Cuartario. Esa actividad fue muy intensa en el Altiplano y a ella se deberían las altas concentraciones que poseen los ríos Rosario, Pastos Chicos, Chorrillos (3.5 mg/l) y San Antonio de los Cobres, Salta; en el río Jáchal, San Juan (0.10 a 0.15 mg/l) y el San Antonio (0.15 a 0.8 mg/l) Anta, Salta.
Como consecuencia de ese vulcanismo, en el este de la llanura Pampeana se habrían acumulado grandes depósitos de vidrios volcánicos que contienen arsénico (vidrios frescos 11±0.78, vidrios alterados 14.7±0.70).
La solubilidad del arsénico depende de la alcalinidad del agua, especialmente aquellas ricas en bicarbonato de sodio. En cambio es escaso o no se encuentra en aguas ricas en sales de calcio o magnesio aunque sean bicarbonatadas o sulfatadas. Las aguas subterráneas que contienen mayor concentraciones de arsénico son las muy alcalinas.
El arsénico predomina en acuíferos profundos (probables ambientes lagunares del Cuartario que recibieron sólidos en suspensión desde la Puna luego concentrados por evaporación) en Santiago del Estero: Monte Quemado a 90-100 mg/l; Selva: 0.57 mg/l a 40 m de profundidad, en Santa Fe (Rufino), Chaco, La Rioja y Salta.
En el noreste de la Provincia de Santiago del Estero, estudios realizados sobre 340 pozos concluyen que aquellos ubicados sobre los paleocauces localizados en el oeste del departamento de Alberdi proveen de agua con relativamente bajos contenidos de arsénico, aunque con gran contaminación biológica. En cambio los pozos ubicados sobre el abanico aluvial de las Sierras Subandinas (al oeste del Departamento de Copo), poseen una gran importancia hidrológica pero con altos contenidos de arsénico (máximos de 0,60 mg/l) asociado a las mayores profundidades (80-110 m).
Predomina en las capas superficiales (estratos de cenizas volcánicas acumulados también en el Cuartario por acción eólica o bien por la descarga de sistemas lagunares desarrollados en la Puna) en la provincia de Córdoba (Bell Ville, cuenca del río Tercero), centro y norte de la provincia de Santa Fe, norte y sur de la provincia de Buenos Aires; norte de la provincia de La Pampa (Jacinto Araus 0.4 mg/l), Tucumán (6 a 30 m), y San Juan (3,10). Las aguas de Huinca Renanco (Córdoba) posee 0.302 mg/L.
Las isolíneas de máxima muestran áreas de mayor concentración en acuíferos en el NE de la provincia de Córdoba (La Francia 12,0 mg/l), O de la provincia de Salta (San Antonio de los Cobres, 2.9 mg/l) y SO de la provincia de Buenos Aires (Médanos, 2.0 mg/l).
Las isolíneas de mínima concentración, pero también de elevado contenido de arsénico, muestran una zona de 2.00 mg/l en La Francia (Córdoba) y 0.60 mg/l en Vila, provincia de Santa Fe; 0.50 mg/l en San Marcos Sur y Asunta en el SE de la provincia de Córdoba.
ABATIMIENTO DEL ARSÉNICO DEL AGUA
Los procesos empleados para la eliminación del arsénico en agua de consumo son los siguientes.
Coagulación-precipitación-filtrado:
Esta técnica es la que más se utiliza en todo el mundo. Consiste en coagular el arsénico soluble, es decir, transformarlo en una sustancia insoluble mediante una reacción química generada por el agregado de otra sustancia: el coagulante, para lo cual se utilizan sulfato de aluminio; sulfato, cloruro e hidróxido férrico; cal o cal hidratada. Los coagulantes cambian la superficie cargada de los sólidos permitiendo la aglomeración o entrampamiento de las partículas, formando flóculos que son sedimentados o filtrados más fácilmente. Dado que la remoción de As+5 es mucho más efectiva que la As+3, de presentarse este último, generalmente se lo oxida previamente a la coagulación.
Adsorción:
Es un proceso electroquímico por el cual una sustancia en solución es fijada por otra en estado sólido. Es un fenómeno superficial y por lo tanto cuanto mayor sea la superficie del medio mayor será la capacidad de acumular material. Como adsorbentes se utilizan arcillas, especialmente las ferruginosas.
Intercambio iónico:
Proceso físico-químico que involucra la utilización de un lecho y que implica el intercambio entre los iones contenidos en el agua y el componente sólido del lecho. La solución se pasa a través del lecho hasta que se satura y comienza la fuga de contaminantes. En ese momento la resina (fase sólida) se reactiva con una solución de regenerante para disposición como efluente líquido. Para la fijación del arsénico se utilizan resinas a base de sulfato para el As+5 y de nitrato y otros aniones presentes en altas concentraciones pueden reducir ampliamente el ciclo de funcionamiento, al competir con el arsénico9.
Ósmosis inversa:
Consiste en el pasaje del agua a través de una membrana a presiones muy elevadas, entre 10-20 bares. Esta tecnología permite además disminuir las concentraciones indeseables cuando se presentan en concentraciones elevadas, tales como fluoruros, nitritos, nitratos, metales, hidrocarburos, plaguicidas, sulfatos, cloruros, sales totales, etc.
En la mayoría de los casos es necesario un pre-tratamiento del agua que ingresa al equipo de ósmosis para evitar el deterioro de las membranas. Generalmente se colocan filtros para la remoción de partículas y ablandadores para eliminar la dureza del agua.
Sin embargo, cabe destacar que este proceso presenta dos grandes desventajas:
1- Es muy costoso debido a: la energía requerida para permitir el pasaje del agua, y al costo de la membrana filtrante.
2- Genera un importante volumen de agua de rechazo altamente salinizada y/o contaminada. En los sistemas de mayor tamaño este rechazo se encuentra entre el 15% y el 30% del flujo que ingresa.
Todos estos procesos generan algún tipo de efluente, ya sea sólido, líquido o semisólido, por lo cual es necesario conocer el riesgo que el mismo implica para la salud y el medio ambiente de modo de prever su disposición final en condiciones de máxima seguridad. Los posibles tratamientos de los efluentes son los siguientes:
Lagunas de evaporación:
Se emplean normalmente para evaporar las aguas de rechazo derivadas de la ósmosis inversa y/o intercambio iónico. Funcionan relativamente bien en regiones áridas y ventosas como la Patagonia Extra-andina. Su principal desventaja es que generan barros altamente contaminados que se acumulan en el fondo y deber ser tratados antes de su disposición final.
Incineración:
Se utiliza para calcinar los barros contaminados, mediante un horno similar al que se emplea para la fabricación de cemento. Esto genera elevados costos y produce cenizas contaminadas.
Deshidratadores:
Son empleados para separar el agua del barro mediante bombas centrífugas, filtros prensa y deshidratadores al vacío. Posteriormente el agua debe ser tratada para lo cual se la puede realimentar al circuito de abatimiento de arsénico.
Solidificación:
Consiste en el agregado de cemento y/o cal junto con puzolana a los barros generados, previamente desecados, para transformarlos en un suelo cemento que inmovilice a las sustancias contaminantes. La eficacia de este procedimiento es dudosa, aún no hay certezas de que el arsénico en esas condiciones sea completamente inocuo.
La disposición final de los efluentes se puede realizar en: rellenos sanitarios para efluentes peligrosos; por dispersión del barro seco en rellenos sanitarios comunes o en campos arados para mezclarlos con el suelo natural, si la concentración de arsénico es moderada o baja.
HIDROARSENISMO
Se define como Hidroarsenismo Crónico Regional Endémico (HACRE) a la enfermedad provocada por la ingestión continua de agua con contenidos de arsénico en valores superiores a los fijados por la Organización Mundial de la Salud (Fuente: ver informe de la Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable: “Epidemiología del Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico (HACRE) en la Rep. Argentina”).
El HACRE, que afecta a las personas que viven en áreas donde la contaminación es alta y beben el agua en forma prolongada, se caracteriza por provocar alteraciones cardíacas y vasculares, alteraciones neurológicas, lesiones hepáticas y renales, repercusiones en el aparato respiratorio y lesiones cutáneas. Los trastornos característicos son el engrosamiento de palmas y plantas (queratoderma), la pigmentación aumentada del tronco y la aparición de cáncer cutáneo. También es frecuente el cáncer de pulmón y de laringe.
Nuestro país es uno de los más afectados por esta enfermedad, ya que las napas de los suelos de las provincias centrales están contaminadas por arsénico. Las causas son en su mayoría naturales y están relacionadas con el volcanismo (durante la génesis de la cordillera de los Andes las cenizas volcánicas, ricas en arsénico, se esparcieron a lo largo del territorio contaminado el agua) y con la actividad hidrotermal asociada de la cordillera de los Andes. Sin embargo, aunque en menor escala, también existen aguas infectadas por actividades realizadas por el hombre: minería, fundiciones y el uso de herbicidas y plaguicidas que contienen arsénico.
Hoy en día se estima que la población argentina que habita en áreas con aguas arsenicales es de alrededor de 2.500.000 habitantes, casi el 7% de la población del país. A su vez, el 43% de los departamentos afectados tienen más del 30% de su población con necesidades básicas insatisfechas. Las comunidades aborigen y la población rural dispersa, forzadas a abastecerse de agua subterránea, resultan las más afectadas.
Si bien los efectos tóxicos del arsénico afectan a personas de todas las edades, han podido identificarse como grupos más susceptibles a:
a) Los niños: la dosis de arsénico será, en promedio, mayor que la de los adultos expuestos a concentraciones similares, ya que su ingesta de líquidos y alimentos es relativamente alta en comparación con su peso corporal;
b) Mujeres embarazadas y en lactancia: especialmente vulnerables debido a los posibles efectos adversos del arsénico sobre la reproducción y el desarrollo;
c) Individuos con estado nutricional deficitario: pueden tener una capacidad disminuida para metabolizar el arsénico;
d) Individuos con enfermedades preexistentes (sobre todo renales y hepáticas): podrían ser más susceptibles a los efectos del arsénico, debido a que estos órganos son responsables de la detoxificación del arsénico en el organismo.
La enfermedad fue descripta por primera vez en la Argentina en 1917 cuando se la denominó “Enfermedad de Bell Ville” por la procedencia de los pacientes.
Las manifestaciones cutáneas características fueron descriptas ese año por Ayerza, por lo que éstas recibieron la denominación de “Enfermedad de Ayerza”. En 1951 se le dio la denominación actual (HACRE), con la que es conocida en los círculos médicos de la Argentina.
En 1986 fueron registrados 339 pacientes provenientes de las provincias de Córdoba, Santa Fe, Chaco, Buenos Aires y Salta y en 1995 se reportó que entre los años 1972 y 1993 habían sido detectados otros 87 enfermos provenientes, la mayoría de ellos, de las provincias de Santiago del Estero, Chaco y Salta, y en menor número de Córdoba, Santa Fe y de Chile.
Una revisión de 1970 transcribió una estadística del período 1934-1944 registrada por el Hospital Regional de Bell Ville donde se detectaron 511 afectados de arsenicismo. Anteriormente, en 1917, sobre una población total de 8.534 habitantes se habían contabilizado 1300 enfermos (15% de prevalencia) para Bell Ville.
Un mapa de riesgo para la provincia de Córdoba publicado en 1998, basándose en la incidencia de patologías relacionadas y los tenores de arsénico actuales en las aguas de consumo humano relevó 40 localidades midiendo el contenido de arsénico tanto como el pH y relacionó estos datos con la tasa de mortalidad por cáncer de piel y órganos blandos. Los mayores índices de riesgo fueron encontrados en la zona de llanura (departamentos de San Justo, Marcos Juárez, Unión, Río Cuarto y Río Primero).
Otro mapa de riesgo, pero para la región sur de Provincia de Buenos Aires demarcó zonas de hasta 1 mg/l en los alrededores de la localidad de Médanos.
En los Estados Unidos el arsénico ha sido asociado con un mayor riesgo de cáncer de próstata, enfermedades cardiológicas, nefritis y pericarditis, cáncer de piel (no melanomas), aunque no está claro si esos efectos se producen con los niveles de arsénico que recibe esa población (0.05 mg/l) (20). Por lo tanto se requieren mayores investigaciones sobre el consumo de agua con arsénico y sus efectos en la salud.
Estudiando el metabolismo del arsénico en la población de San Antonio de los Cobres, Taco Pozo y Rosario de Lerma se observaron resultados diferentes en las concentraciones de arsénico en sangre y orina de niños y mujeres por lo cual habría una considerable variación interindividual además de un polimorfismo genético en esta cuestión.
MECANISMO DE ACCIÓN
El arsénico inhibe el dihidrolipoato, un cofactor necesario de la piruvato deshidrogenasa.
Esta inhibición bloquea el ciclo de Krebs interrumpiendo la fosforilación oxidativa. El arsénico también inhibe la transformación de la tiamina a acetil-CoA y succinil-CoA.
ABSORCIÓN
Los compuestos arsenicales se absorben a través de las vías digestiva, respiratoria y cutánea. Los compuestos orgánicos de arsénico se absorben mejor que los inorgánicos y los pentavalentes más que los trivalentes.
DISTRIBUCIÓN Y VIDA MEDIA
La vida media del arsénico en el organismo es de unas 10 horas, aunque se puede detectar arsénico en orina, hasta el décimo día después de la exposición. En el organismo, el arsénico se fija preferentemente en el hígado, riñones, tracto digestivo, hueso, piel y faneras.
ELIMINACIÓN
La vía principal de eliminación es la urinaria.
DOSIS TÓXICA
La dosis letal para el trióxido de arsénico es de unos 120 mg y para los compuestos orgánicos oscilan entre 0.1 y 0.5 g/kg.
INTOXICACIÓN AGUDA
La intoxicación aguda con compuestos de arsénico suele ir acompañada de anemia y leucopenia, especialmente granulocitopenia.
En los supervivientes, dichos efectos revierten generalmente en 2 ó 3 semanas. También se observa hepatomegalia reversible, pero las pruebas de función hepática y las enzimas hepáticas suelen ser normales.
La intoxicación aguda por vía digestiva se manifiesta en forma de un cuadro gastrointestinal de tipo coleriforme -30 a 300 ppb- (dolores abdominales, vómitos, diarreas profusas y deshidratación).
Las intoxicaciones graves pueden desencadenar un cuadro de shock secundario a la vasodilatación y a la depresión miocárdica.
También pueden aparecer alteraciones del sistema nervioso central en forma de letargia, delirio, convulsiones y coma. Una polineuropatía sensitivo-motora pueden aparecer como secuela de la intoxicación aguda.
En los supervivientes, pueden aparecer las líneas de Mees en las uñas.
En las personas que sobreviven a una intoxicación aguda, es frecuente que aparezcan alteraciones neurológicas periféricas algunas semanas después de la ingestión.
EXPOSICIÓN A LARGO PLAZO. ASPECTOS GENERALES
La intoxicación crónica con arsénico pueden presentarse en trabajadores expuestos durante un tiempo prolongado a concentraciones excesivas de compuestos de arsénico. Los rasgos más sobresalientes son los efectos locales sobre la mucosa del tracto respiratorio y la piel. También puede afectar a los sistemas nervioso y circulatorio y al hígado. En el caso de una exposición digestiva a largo plazo al arsénico a través del agua, las manifestaciones clínicas ocasionadas son multisistémicas. Las alteraciones cutáneas van desde eritema, pápulas, vesículas, úlceras, hiperpigmentación (melanodermia arsenical) y epiteliomas (espinocelulares y vasocelulares).
Dominan en el cuadro clínico los síntomas abdominales vagos: diarrea o estreñimiento, enrojecimiento de la piel, pigmentación e hiperqueratosis.
Además, puede producirse una afectación vascular, que en una región dio lugar a gangrena periférica.
En una intoxicación crónica por arsénico son habituales la anemia y la leucopenia. La afectación hepática se ha observado con mayor frecuencia en las personas expuestas durante largo tiempo por vía oral que en las expuestas por inhalación, especialmente en os trabajadores de viñedos, cuya vía de exposición principal parece ser el vino contaminado. Existe una mayor incidencia de cáncer de la piel en este tipo de intoxicación.
DIAGNÓSTICO
Concentraciones de arsénico en orina inferiores a 10 µg/L son considerados como normales. Cuando sobrepasan los 100 µg/L hay que investigar la procedencia de dicho arsénico y superiores a 200 µg/L deben considerarse como valores tóxicos, debiendo tener en cuenta que desaparece a los pocos días de la exposición y que muchas veces una ingesta rica en arsénico, por ejemplo pescado, puede dar valores superiores a los mencionados anteriormente.
Concentraciones en sangre superiores a 100-500 µg/L se consideran tóxicas. Concentraciones de arsénico en cabello o uñas por encima de 5 mg/kg son patológicas, y se pueden medir entre los seis a doce meses de la exposición.
MÉTODOS DE LABORATORIO
Espectrometría de absorción atómica, colorimétrico de Vasac-Sedivec.
MUESTRA:
Orina de 24hs.
Cabello (100 mg)
Uña (20 mg)
Nota: Evitar todo contacto de la muestra con metales.
MOMENTO DE LA TOMA DE MUESTRA:
Sujetos no expuestos laboralmente: Orina de 24 hs.
Sujetos expuestos: Orina – fin de la última jornada laboral de la semana.
VALOR DE REFERENCIA:
Orina: Sujetos sanos, no expuestos al As: 0-50 µg
