DETERMINACION DE ALUMINIO EN EL AGUA POTABLE DE VALENCIA Y LOCALIDADES CERCANASGonzlez P. Mara Emma, Hernndez G. Cecilia. Departamento de Qumica General Universidad de Carabobo. Kaehler Juan Carlos. Departamento de Qumica Tecnolgica. Universidad de Carabobo.

Resumen El presente trabajo se realiz para determinar las concentraciones de aluminio en muestras de agua potable procedentes de Valencia y localidades cercanas, en un lapso de tiempo comprendido entre marzo y octubre de 1.991. Las muestras de agua se clasificaron en: tratadas, las que recibieron tratamiento por el INOS, y sin tratar las procedentes de pozos. A su vez, las aguas tratadas se clasificaron en: a) directas, las tomadas directamente del grifo sin pasar por tanques o filtros , b) de tanques, las almacenadas antes de tomar la muestra y c) filtradas, las purificadas a travs de cualquier filtro tipo casero. Para las muestras tomadas directamente se observ que el valor promedio del contenido de aluminio aumentaba progresivamente de marzo a agosto para luego descender, y que durante los meses de junio, julio y agosto, la concentracin sobrepas el valor de 0,3 mg/l, mxima cantidad permitida en Venezuela. Para las muestras procedentes de pozos, durante este lapso se observ un valor promedio que oscilaba alrededor de 0, 028 mg/l. Tambin se estudi los efectos del almacenaje y filtracin en la concentracin de aluminio para muestras tomadas en el mismo sitio y en igual fecha, observndose una marcada disminucin de la concentracin de aluminio.. De igual manera se le hizo un anlisis al lodo adherido a los filtros, para ver si se disolva fcilmente en cido y de esta manera determinar si el tipo de compuesto en el cual est presente el aluminio en el agua es atacado por los cidos estomacales. Se efectuaron experimentos para determinar como la coccin en recipientes de aluminio presenta otra fuente de contaminacin con este metal. Adems se determin el efecto de la abrasin al limpiar estos recipientes, como incrementador de la concentracin de aluminio en el agua al utilizar stos. Resumen Bibliogrfico Por dcadas se pens que el aluminio era uno de los metales menos txicos. No fue sino hasta 1970, cuando se puso de manifiesto que la alta concentracin de aluminio en el agua de dilisis, estaba relacionada con la presencia de este metal en los tejidos del cerebro y los huesos de dichos pacientes. El aluminio puede entrar en nuestro organismo a travs de alimentos, medicamentos y agua potable. En este ltimo se encuentra debido al tratamiento que se le hace al agua con sulfato de aluminio como floculador y puede aumentar si se le aade flor, ya que estos dos elementos forman el complejo AlF63-, aumentando la solubilidad total del metal.

Normalmente el ser humano no absorbe mucho del aluminio ingerido, pero si la concentracin es muy alta, atraviesa la pared intestinal pasando al torrente sanguneo a travs de los steres fosfticos. El aluminio absorbido se acumula en varios tejidos tales como hgado, huesos, cerebro, msculos estriados, adems interfiere con el transporte de hierro produciendo un tipo de anemia, tambin disminuye la absorcin del calcio originando dolores, deformaciones y fracturas en los huesos. Pasa al cerebro produciendo enfermedades neurolgicas y se considera asociado a la Enfermedad de Alzheimer, la cual produce un proceso degenerativo de la corteza cerebral que conduce a la demencia. Las ltimas investigaciones han asociado la Enfermedad de Alzheimer con la concentracin de aluminio presente en el agua potable. Los investigadores piensan que el sulfato de aluminio que se aade al agua para aclararla, puede ser absorbido fcilmente por el cuerpo humano. En investigaciones mdicas realizadas en Inglaterra se ha encontrado que los riesgos de contraer la Enfermedad de Alzheimer es 1,5 veces mayor en aquellos sitios donde las concentraciones de aluminio en el agua exceden los 0,110 mg/l. (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 27, 28, 29). 1. JUSTIFICACIN Los experimentos realizados por cientficos en varios pases, donde se relaciona la contaminacin de aluminio con enfermedades de los huesos y neurolgicas, junto con los trabajos realizados en el Laboratorio de Instrumentacin Analtica de la Facultad de Ciencias de la Universidad del Zulia (25) y (26), donde se advirti sobre la baja calidad del agua suministrada por el INOS en el Zulia y se hace referencia a las altas concentraciones de aluminio que presenta, nos animaron a efectuar un estudio del agua suministrada por el INOS a Valencia y localidades cercanas. 2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1 METODO COLORIMETRICO PARA LA DETERMINACION DE ALUMINIO Para determinar la concentracin de aluminio en las muestras de agua, se utiliz el mtodo espectrofotomtrico descrito por la compaa Merck (13). La cianina de eriocromo-R (C23H15Na3O9S) es un polvo pardo-rojizo, soluble en agua con un mximo de absorbncia a 446 nm. Cuando el colorante se encuentra a pH 2,5 aproximadamente, es capaz de formar un complejo con el aluminio, el cual es estable a pH cercano a 7 y para esto, se estabiliza con una solucin reguladora de acetato de amonio. Esto da una laca de color rojo-violeta, la cual se utiliza para la deteccin del metal y presenta un mximo de absorbancia a 535 nm. En la determinacin del aluminio, la solucin cida del colorante (pH 2,5) se aade a la muestra de agua previamente acidificada con HCl a igual pH, e inmediatamente se eleva el pH hasta 6,5 por adicin de la solucin reguladora de acetato de amonio. La formacin de la laca tarda unos cuantos minutos, resultando el tiempo ptimo para la medida de absorbancia alrededor de los 10 minutos despus de aadir la solucin reguladora. El complejo de aluminio es inestable a temperaturas mayores de 40C. En la determinacin del aluminio la interferencia de hierro (III) a pH 5,8-6, se evita reducindolo a hierro (II) con cido ascrbico o tiogliclico aun cuando su concentracin sea 100 veces mayor que la del aluminio. El fosfato interfiere a concentraciones mayores de 40 mg/l y el fluoruro a concentraciones mayores de 0,4 mg/l, ya

que este ion forma con el ion Al3+ el complejo AIF63- muy estable, por lo que fue necesario controlar las concentraciones de estos iones en las muestras analizadas. 2.2 ELABORACION DE LA CURVA PATRON Para la elaboracin de la curva patrn se prepararon soluciones usando agua bidestilada y concentraciones de 0,024 hasta 0,200 mg/l de aluminio. El blanco se prepar con la misma mezcla de los reactivos pero sin aadir aluminio. Las medidas espectrofotomtricas muestran una relacin lineal entre la concentracin y la absorbancia, hasta una concentracin de aluminio de 0,200 mg/l. Los valores de absorbancia y concentracin encontrados se muestran en la Tabla 1. Se us un espectrofotmetro Beckman modelo 25. Para determinar el contenido de aluminio en las muestras de agua, se utiliz un procedimiento similar al empleado en la preparacin de las soluciones para la elaboracin de la curva patrn. Una vez determinada la absorbancia, con la ayuda de la curva patrn se calcul el contenido de aluminio en cada muestra. A la solucin que se utiliz como blanco se le aadi EDTA para evitar la interferencia del aluminio. TABLA 1 VALORES DE CONCENTRACION DE ALUMINIO Y ABSORBANCIA PARA LA CURVA PATRON A 535 nm.

Longitud de onda = 535 nm. Absortividad Molar = 78,8 x 103. Ancho de la celda = 1 cm. Desviacin estndar 0,011. 2.3 METODOS PARA DETERMINAR: ACIDEZ, FOSFATO, HIERRO, SILICATOS SOLUBLES Y FLUORURO La acidez de las muestras se determin con un electrodo de vidrio y medidor de pH Radiometer modelo PHM 62. El fosfato se determin colorimtricamente en probeta graduada "Aquamerck" (10). Para la determinacin de silicatos solubles se emple el sistema "Microquant" (11). La concentracin de hierro total soluble se midi por absorcin atmica con llama (Perkin Elmer modelo 460).

La concentracin de fluoruro se midi potenciomtricamente con un electrodo selectivo de iones fluoruro marca Orion y potencimetro marca Orion. 2.4 METODO DE ANALISIS DEL LODO ADHERIDO A LOS FILTROS CASEROS: El anlisis de las muestras de lodo adherido a los filtros caseros se llev a cabo de la manera siguiente: las muestras se secaron en una estufa a 120C, se trataron con HCl 6M, disolvindose los hidrxidos y carbonatos y quedando la slice y silicatos como restos insolubles. La determinacin de aluminio y hierro en la solucin se hizo por absorcin atmica con llama. 2.5 TRATAMIENTO DEL MATERIAL UTILIZADO: El material utilizado, tanto de vidrio como de plstico, se trat con HCl 6M, luego se lav con agua destilada y enjuag posteriormente con agua bidestilada. Las muestras de agua se recogieron en recipientes de plstico tratados tambin con HCl 6M. Antes de tomar cada muestra, el recipiente se enjuag varias veces con agua de la misma fuente de origen de la muestra. 2.6 TIPOS DE MUESTRAS Las muestras de agua se tomaron en distintos sitios de Valencia y en localidades cercanas y se clasificaron en: A) tratadas, las que recibieron tratamiento por el INOS, y B) sin tratar, las provenientes directamente de pozos. A su vez, las aguas del INOS tratadas se clasificaron en: A1) Las directas, tomadas del grifo sin pasar por tanques o filtros, A2) las de tanques, almacenadas antes de tomar la muestra y A3) las filtradas, purificadas a travs de cualquier tipo de filtro domstico. 2.7 RESULTADOS EXPERIMENTALES Los valores de pH, aluminio, fluoruro, hierro, fosfato y silicato, determinados en las diferentes muestras, se encuentran tabulados en la Tabla 2. En la misma se indican tambin la procedencia de las muestras y si fue tratada previamente. La influencia del proceso de filtracin del agua en las concentraciones de aluminio, hierro total, fosfato, slice y el pH, para muestras tomadas en igual fecha en El Pinar y en La Esmeralda, puede observarse en los valores de la Tabla 3 . Los resultados de los anlisis de las muestras provenientes del lodo adherido a los filtros caseros, aparecen en la Tabla 4. La comparacin del contenido de aluminio en muestras de agua procedentes de tanques y muestras tomadas directamente se muestra en la Tabla 5, para muestras tomadas en un mismo sitio y en igual fecha. Los efectos de la coccin en recipientes de aluminio as como tambin, los efectos producidos por la abrasin en los procesos de limpieza de stos se muestra en la Tabla 6. Para el estudio de estos dos efectos, se tomaron dos muestras de agua bidestilada y una muestra de agua suministrada por el INOS. Una de las muestras de agua bidestilada se hirvi durante dos horas en un recipiente de aluminio, luego este recipiente se someti a un tratamiento abrasivo y se hirvi otra muestra de agua bidestilada durante dos horas. De una manera similar, a otro recipiente de aluminio se le hizo un tratamiento abrasivo y luego se dej hervir durante dos horas una muestra de agua suministrada por el INOS.

TABLA 2 RECOPILACION DE LAS CONCENTRACIONES DE ALUMINIO, FLUORURO, HIERRO (TOTAL), FOSFATO, SILICE Y EL pH, DE LAS MUESTRAS DE AGUA EN VALENCIA Y LOCALIDADES CERCANAS, EN LOS MESES MARZO-OCTUBRE 1991

TABLA 3 COMPOSICION DEL AGUA FILTRADA Y SIN FILTRAR DE MUESTRAS TOMADAS EN EL MISMO SITIO, Y EN IGUAL FECHA

TABLA 4 ANLISIS DEL LODO PROVENIENTE DE FILTROS CASEROS

Resto slice y silicatos insolubles. TABLA 5 DIFERENCIA EN EL CONTENIDO DE ALUMINIO EN EL AGUA SUMINISTRADA POR EL INOS, TOMADA DIRECTAMENTE Y ALMACENADA EN TANQUE, PARA MUESTRAS DE UN MISMO SITIO Y EN IGUAL FECHA.

TABLA 6 CONTAMINACION CON ALUMINIO, POR EFECTO DE LA ABRASION Y LA COCCION EN RECIPIENTES DE ESTE METAL.

TABLA 7 LIMITES DE TOLERANCIA EN EL AGUA POTABLE.

3. CONCLUSIONES Los lmites de tolerancia en el agua potable en Venezuela, segn Gaceta Oficial (14), se presentan en la Tabla 7 y fueron utilizados como referencia para comparar las concentraciones obtenidas experimentalmente. Al comparar los valores de la concentracin de aluminio entre las muestras de agua tomadas directamente y las almacenadas en tanques (Tabla 5), nos encontramos que estas ltimas presentan valores menores que las que se tomaron directamente del grifo. Esto demostrara que en el proceso de purificacin del agua por parte del INOS, no se emplea el tiempo suficiente para que acten los floculantes y as la sedimentacin de las partculas en suspensin sea completa, antes de bombear el agua a los usuarios. En general las muestras provenientes de pozos son ms alcalinas que las tratadas, y con respecto a la cantidad de aluminio, las aguas de pozos presentan valores menores a 0,1 mg/l. En algunas muestras, como las del Hospital Carabobo en algunos meses, la concentracin de aluminio excede el valor promedio para otras muestras de pozos, pero si se observa que la concentracin de silicato corresponde a valores de aguas tratadas, se deduce que en ese sitio el agua suministrada es tratada y de pozo. El valor promedio en la concentracin de aluminio para las muestras tomadas directamente, va aumentando desde el mes de marzo hasta alcanzar un mximo en agosto para luego descender, mientras que en las de pozos la concentracin se mantiene ms o menos constante. De esto concluimos, que los valores elevados en la concentracin de aluminio se producen durante el proceso de purificacin del agua y que ese incremento progresivo de marzo a agosto, se debe a la necesidad de aumentar la cantidad de clarificante porque, debido a las lluvias, el agua est ms turbia durante esos meses. La mayor parte del aluminio aadido en la purificacin se elimina, si en el tratamiento existe un buen proceso para la sedimentacin y de esta manera la cantidad de aluminio residual alcanza valores que caen dentro del lmite permitido por la Organizacin Mundial de la Salud de 0,1 mg/l, valor tres veces menor que el establecido en Venezuela. La concentracin de fluoruro en las muestras de aguas tratadas y las provenientes de pozos no presenta mucha diferencia, de donde se concluye que el contenido de este ion en las muestras analizadas est presente en el agua probablemente como contaminacin natural y no es aadido por el INOS. Algo similar sucede con el contenido de hierro, cuyos valores son los mismos para los dos tipos de muestras. Las concentraciones de fosfato en las muestras de pozos son bastante ms elevadas que en las tratadas y llegan a alcanzar un valor de 9 mg/l, mientras que en las tratadas el valor oscila alrededor de 3 mg/l. La gran cantidad de fosfato en las aguas de pozos podra provenir del tipo de suelo y por la contaminacin con fertilizantes

fosfatados utilizados en las zonas agrcolas cercanas. El sulfato de aluminio aadido al agua durante su tratamiento disminuye la concentracin de fosfato. Al hacer un anlisis de la Tabla 3 se observa la gran disminucin en la concentracin de los iones, en especial del aluminio, al pasar el agua por un filtro casero. Estos resultados, comparados con los de los anlisis de los lodos adheridos a los filtros (Tabla 4), nos lleva a concluir que el aluminio en el agua est en gran parte en forma de flculos en suspensin con partculas suficientemente grandes que no pueden atravesar la placa porosa de los filtros domsticos. Esto significa que el aluminio total determinado en el agua est parcialmente en forma disuelta y parcialmente en forma de flculos en suspensin. Por esa razn es posible encontrar valores muy elevados, como en el caso de Lomas del Este 1,147 mg/1, Michelena (1) 1,780 mg/1, Ciudad Alianza 1,080 mg/l. Al observar la Tabla 5, se pone de manifiesto como al dejar almacenada el agua por cierto tiempo antes de su consumo, la concentracin de aluminio disminuye. Esto concuerda con las observaciones anteriores y se explica debido a la sedimentacin del aluminio que se encuentra en forma coloidal. En la tabla 5 tambin se puede observar que esta disminucin no es un valor constante, dado que la sedimentacin es funcin del tiempo que se deja el agua en reposo. Si se aumenta el tiempo de sedimentacin la concentracin de aluminio residual disminuye considerablemente. La Tabla 6 muestra como la coccin de los alimentos en recipientes de aluminio constituye una fuente de contaminacin con este elemento, y dicha contaminacin se incrementa notoriamente si en la limpieza previa se utiliza algn tratamiento abrasivo. Cuando se usa un tratamiento de este tipo la cantidad de aluminio que pasa al agua es ms del doble, que la que pasa cuando se usa uno que se le ha dejado un tiempo para que se forme la cubierta protectora de xido de aluminio. 4. RECOMENDACIONES Del anlisis de los resultados experimentales se concluye, que los valores elevados en la concentracin de aluminio presente en el agua provienen del sulfato de aluminio utilizado como floculante, para precipitar las impurezas en el proceso de clarificacin. Pero tambin se encuentra que si el agua se deja un tiempo en reposo, como ocurre si se almacena en tanques antes de su uso, la concentracin de aluminio disminuye considerablemente hasta alcanzar valores menores que el lmite de tolerancia (Tabla 7). De aqu que se recomienda al INOS que en el proceso de purificacin del agua, se aumente el tiempo de floculado, para as permitir una mayor precipitacin de los hidrxidos coloidales y, por consiguiente, a una disminucin de la cantidad de aluminio residual en el agua potable. A los consumidores se les recomienda el uso de tanques y de filtros domsticos para disminuir la cantidad de aluminio y de iones en el agua. A los usuarios de recipientes de aluminio se le recomienda no cocinar en stos alimentos acdicos, porque atacan al aluminio disolvindolo y por consiguiente aumentando la contaminacin con este metal. Al limpiar los recipientes no deben someterse a tratamientos abrasivos para evitar desprenderles la pelcula protectora de xido de aluminio y de esta manera disminuir la contaminacin, y en caso de que este tratamiento sea necesario, dejar un tiempo sin usarlo para que se forme de nuevo la pelcula de xido de aluminio. A los pacientes que sufren de osteoporosis se les recomienda filtrar el agua y en lo posible, no utilizar recipientes de aluminio, ya que uno de los efectos de la contaminacin con este metal, como se dijo anteriormente, es la sustitucin del ion calcio por el ion aluminio en el tejido seo, produciendo mayor

fragilidad sea. Lo mismo se le recomienda a los pacientes sometidos a dilisis, ya que el agua de dilisis contiene aluminio y debe evitarse ingerir adicionalmente este metal por va oral. 5. RECONOCIMIENTO A los Tcnicos y Profesores del Laboratorio de Qumica Analtica de la Facultad de Ingeniera de la Universidad de Carabobo. 6. BIBLIOGRAFA 1.- BEESON, P. B., Mc DERMOTT, W., Tratado de Medicina Interna de Cecil Laeb, Vol (I y II), 9 Edicin, Ed. Interamericana, Mxico, 1977. 2.- BEGLEY, S., Don't drink the water ?, Newsweek, pp. 46-7, Feb 1990. 3.- BIA, M. J., COOPER, K., SCHNALL, S., DUFFY, T., HENDLER, E., MALLUCHE, H., SOLOMON, L., Aluminiun induced anemia: pathogenesis and treatment in patients on chronic hemodialysis, Journal Announcement 9005 36 (5), pp. 852-8, Nov 1989. 4.- BROWN, P., Researchers divided over Alzheimer's and aluminiun, New Scientist, pp. 28, 21 Ene 1989. 5.- CANNATA, J. B., DOMINGO., Aluminiun toxicity in mammals, Vet Hum Toxicol, 31 (6), pp. 577-83, Dic 1989. 6.- CHAN, S., GERSON, B., Technical aspects of quantification of aluminiun, Clin Lab Med, 10 (2), pp. 423-33, Jun 1990. 7.- CONSTANTINE, S., GIORDANO, R., VERNILLO, I., PICCIONI, A., ZAPPONI, G. A., Predictive valve of serum aluminiun levels for bone accumulation in hemodialyzed patients, Ann Ist Super Sanita, 25 (3), pp. 457-61, 1989. 8.- COUNOT-WITMER, G., PLANCHOT, J. J., Parathyroid gland in chronic aluminiun intoxication, 14 (3), pp. 211-19, May - Jun 1990. 9.- DELONCLE, R., GUILLARD, O. CLANET, F., COUTOIS, P., PIRIOU, A., Aluminiun transfer as glutamate complex through blood brain barrier. Possible implication in dialysis encephalopathy, Bial Trace Elem Res, 25 (1), pp. 39-45, Abr 1990. 10.- Determinacin de fosfatos, Aquamerck 8016, Compaa Merck. 11.- Determinacin de silicatos solubles, Microquant 14792, Compaa Merck. 12.- FERRY, G., Alzheimer's and aluminiun - the guesswork goes on, New Scientist, pp. 27, 18 Feb 1989. 13.- FRIES, J., GETROST, H., Organic reagents for trace analysis, Ed. Merck Darmstadt 1977. 14.- Gaceta Oficial No. 31963, 15 Abr 1980. 15.- HEWITT, C. D., SAVORY, J., WILLS, M. R., Aspects of aluminiun toxicity, Clin Lab Med, 10 (2), pp. 403-22, Jun 1990. 16.- HOSOKAWUA, S., OYAMAGUCHI, A., YOSHIDA, D., Trace elements and complications in patients undergoing chronic hemodialysis, Nephon, 55 (4), pp. 375-9, 1990. 17.- KURUMAGA, H., KONO, N., NAKANUMA, Y., TOMADA, F., TAKAZAKURA, E., Hepatic granulomata in long-term hemodialysis patients with hyperaluminumenia, Arch Pathol Lab Med, 113 (10), pp. 1132-4, Oct 1989. 18.- MARTYN, C., BARKER, D., OSMOND, C., HARRIS, E., EDWARSON, J., LACEY, R., Geographical relation between Alzheimer's Disease and aluminiun in drinking water, The Lancet, pp. 59-62, Ene 1989. 19.- Mc FARLANE, M., Aluminiun menace in tropical wells, pp. 38-40, 3 Ago 1991. 20.- MILLER, R., STOBER, J., Occurrence of aluminiun in drinking water, Journal of the American Water Works Association, 76 (1), pp. 84-91, Ene 1984.

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