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FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE FARMACIA
Y BIOQUÍMICA
DETERMINACIÓN DE PLOMO, CADMIO Y ARSÉNICO EN
ARROZ (Oryza sativa) EXPENDIDO EN EL MERCADO
MUNICIPAL 3 DE FEBRERO –DISTRITO DE LA VICTORIA
PROVINCIA DE LIMA - PERÍODO DE JUNIO -NOVIEMBRE
2015”.
Tesis para optar el Título Profesional de Químico Farmacéutico
Presentado por:
Br.: María Chuchón Luján
Br.: María Esther Chumbipuma Javier
Asesor:
Mg. Jesús Víctor Lizano Gutierrez
Lima – Perú
2016
ii
DEDICATORIA
Esta de tesis se la dedico a mi Dios quién supo guiarme por buen camino, darme fuerzas para seguir
delante y no desmayarme en los problemas que se presentaban. A mi hermana Margarita que siempre ha
estado en mí lado apoyándome, dándome ánimos a cada instante, en mis momentos difíciles, y a mis
hijos Pablo, Andrea y a mí esposo que siempre me han dado fuerzas para continuar y terminar mi carrera.
María Chuchón Luján
La presente Tesis está dedicada a Dios, ya que gracias a él he logrado concluir mi carrera, a mis padres,
porque ellos siempre estuvieron a mi lado brindándome su apoyo y sus consejos para hacer de mí una
mejor persona, a mis seres queridos que no están físicamente conmigo pero sé que desde el cielo
siempre me cuidan y me guían y a todas aquellas personas que de una u otra manera han contribuido a
lo largo de todo este tiempo para el logro de mis objetivos.
María Esther Chumbipuma Javier
iii
AGRADECIMIENTO
Queremos agradecer primero a Dios porque nos dio el don de la perseverancia para alcanzar nuestras
metas. A la Universidad que nos abrió sus puertas para ser mejores personas y buenos profesionales. A
los catedráticos que nos brindaron sus conocimientos en el transcurso de nuestra carrera. Asimismo
agradecer a nuestro asesor de tesis Mg. Jesús Víctor Lizano Gutiérrez y a nuestros revisores Mg. Norma
Angélica Carlos Casas, Mg Luis Miguel Félix Veliz y Mg. José Antonio Llahuilla Quea por habernos
brindado la oportunidad de recurrir a sus capacidades y conocimientos científicos, así como por habernos
brindado su tiempo y dedicación para guiarnos durante todo el desarrollo de nuestra tesis.
iv
ÍNDICE
DEDICATORIA ............................................................................................................................. II
AGRADECIMIENTO ...................................................................................................................... III
ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................................... VI
ÍNDICE DE GRÁFICOS ................................................................................................................ VII
RESUMEN ................................................................................................................................. IX
ABSTRACT ................................................................................................................................ X
I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 11
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ............................................................................... 12 1.2. OBJETIVOS ............................................................................................................... 14
1.2.1. Objetivo General. ........................................................................................................................... 14 1.2.2. Objetivos Específicos. .................................................................................................................... 14
1.3. HIPÓTESIS. ................................................................................................................ 14 1.3.1. Hipótesis General. ......................................................................................................................... 14
1.4. VARIABLES................................................................................................................ 15 1.4.1. Variable Independiente. ................................................................................................................. 15 1.4.2. Variable Dependiente. ................................................................................................................... 15
II. MARCO TEORICO ............................................................................................................... 15
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ........................................................................ 15 2.2. BASE TEÓRICA .......................................................................................................... 17
2.2.1. Los cereales y su Importancia. ....................................................................................................... 17 2.2.1.1. Punto de vista económico, social y alimenticio.................................................................. 17 2.2.1.2. Origen e historia del Arroz ............................................................................................ 19 2.2.1.3. El arroz en el Perú ....................................................................................................... 21
2.2.2. El Arroz (Oryza Sativa.) ................................................................................................................ 21 2.2.2.1. Aspectos Taxonómicos .................................................................................................................. 21 2.2.2.2. Descripción botánica...................................................................................................................... 21 2.2.2.3. Requerimientos Climáticos y Edáficos ............................................................................................ 24 2.2.2.4. Valor Nutricional ............................................................................................................................ 26 2.2.2.5. Composición nutricional ................................................................................................................. 26 2.2.2.6. Variedades del Arroz (Oryza Sativa)............................................................................................... 27 2.2.2.7. Aspectos de Producción ................................................................................................................ 28
2.2.2.7.1. Preparación del suelo .................................................................................................. 28 2.2.2.7.2. Siembra .................................................................................................................... 28 2.2.2.7.3. Abonado ................................................................................................................... 28 2.2.2.7.4. Riego ...................................................................................................................... 29
2.2.2.8. Plagas y enfermedades ................................................................................................................. 33 2.2.3. Metales Estudiados ....................................................................................................................... 36
2.2.3.1. Metales Pesados y su efecto contaminante ...................................................................... 37 2.2.3.2. Plomo ....................................................................................................................... 38 2.2.3.3. Cadmio ..................................................................................................................... 42 2.2.3.4. Arsénico ................................................................................................................... 46
1.1.1. Normas Internacionales del contenido de plomo y cadmio ............................................................. 50
III. PARTE EXPERIMENTAL ....................................................................................................... 50
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN ............................................................................................. 50 3.2. MÉTODO ................................................................................................................... 50
3.2.1. Espectrometría de Absorción Atómica ............................................................................................ 51
3.2.2. Espectroscopía de horno de grafito ................................................................................................ 51 3.2.3. Espectroscopía de generación de hidroruros .................................................................................. 53
3.3. POBLACIÓN Y MUESTRA DE ESTUDIO ............................................................................ 54
v
3.3.1. Población ...................................................................................................................................... 54 3.3.2. Muestra ......................................................................................................................................... 54 3.3.3. Materiales...................................................................................................................................... 54
3.4. TECNICAS,INSTRUMENTOS Y PROCEDIMIENTOS DE RECOLECCION DE DATOS ................... 55 3.4.1. Técnica Operatoria ........................................................................................................................ 55 3.4.2. Instrumentos.para recolección de datos ......................................................................................... 56 3.4.3. Procesamiento de la muestra ......................................................................................................... 56
3.4.3.1. Limpieza y acondicionamiento del material ...................................................................... 56 3.4.3.2. Toma de la cantidad de muestra a utilizar ........................................................................ 57 3.4.3.3. Digestación por Microondas ......................................................................................... 57
3.4.4 Determinación del plomo ............................................................................................................... 58 3.4.5 Determinación del cadmio .............................................................................................................. 62 3.4.6 Determinación del arsénico ............................................................................................................ 65
IV. RESULTADOS .................................................................................................................... 68
V. DISCUSIONES .................................................................................................................... 96
VI. CONCLUSIONES ................................................................................................................ 96
VII. RECOMENDACIONES .......................................................................................................... 98
VIII. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 99
IX. ANEXOS ......................................................................................................................... 105
vi
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Siembra del arroz .............................................................................................. 28 Tabla 2: Compuestos de arsénico y fuentes de exposición ...................................................... 47
Tabla 3: Parámetros de instrumento .................................................................................. 58 Tabla 4: Parámetros de calibración .................................................................................... 58 Tabla 5: Parámetros de medición de muestra ....................................................................... 59 Tabla 6: Calibración completa .......................................................................................... 59 Tabla 7: Parámetros de instrumento .................................................................................. 62 Tabla 8: Parámetros de calibración .................................................................................... 62 Tabla 9: Parámetros de medición de muestra ...................................................................... 63 Tabla 10: Calibración completa ........................................................................................ 63 Tabla 11: Parámetros de instrumento ................................................................................ 65 Tabla 12: Parámetros de calibración ................................................................................. 65 Tabla 13: Parámetros de medición de muestra ..................................................................... 66 Tabla 14: Parámetros de control de flama ........................................................................... 66 Tabla 15: Calibración completa ........................................................................................ 66 Tabla 16: Niveles de plomo, cadmio y arsénico en arroz (Oryza sativa) ...................................... 68
Tabla 17: Datos estadísticos de los valores de plomo en arroz (Oryza sativa) ....................... 69
Tabla 18: Porcentaje de muestras de arroz que superan el parámetro establecido en Codex
Alimentarius ................................................................................................................... 72 Tabla 19: Porcentaje de muestras de arroz que superan el parámetro establecido en el Registro
Técnico de MERCOSUR. ................................................................................................... 74
Tabla 20: Datos estadísticos de los valores de cadmio en arroz (Oryza sativa) ............................ 75
Tabla 21: Porcentaje de muestras de cadmio que superan el parámetro establecido en el Codex
Alimentarius ................................................................................................................... 78 Tabla 22: Porcentaje de las muestras de cadmio que superan el parámetro establecido en el Registro
Técnico de MERCOSUR. ................................................................................................... 80
Tabla 23: Datos estadísticos de los valores de arsénico en arroz (Oryza sativa) ........................... 81
Tabla 24: Porcentaje de las muestras de arsénico que superan el parámetro establecido en el Registro
Técnico de MERCOSUR. ................................................................................................... 84
Tabla 25: Muestras de arroz que superan los límites máximos permitidos de plomo según el Codex
Alimentarius y el Registro Técnico de MERCOSUR. ................................................................ 89
Tabla 26: Muestras de arroz que superan los límites máximos permitidos de cadmio según el Codex
Alimentarius y el Registro Técnico de MERCOSUR. ................................................................ 90
Tabla 27: Muestras de arroz que superan los límites máximos permitidos de arsénico según el
Registro Técnico de MERCOSUR. ....................................................................................... 91
vii
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Porcentajes de energía alimentaria suministrada por el arroz en áreas seleccionadas ........ 18 Gráfico 2: Espiguillas ....................................................................................................... 24 Gráfico 3: Composición Nutricional ...................................................................................... 26 Gráfico 4: Plagas ............................................................................................................ 34 Gráfico 5: Modelo Biológico de Plomo .................................................................................. 40 Gráfico 6: Principales causas de la presencia de cadmio en los alimentos ..................................... 43 Gráfico 7: Distribución de cadmio en el organismo .................................................................. 45 Gráfico 8: Presencia de las líneas de Mees, a los 3 meses de una intoxicación aguda por trióxido de
arsénico ........................................................................................................................ 49
Gráfico 9: Curva de calibración de plomo .............................................................................. 61 Gráfico 10: Curva de calibración de cadmio ........................................................................... 64 Gráfico 11: Curva de calibración de arsénico ......................................................................... 67 Gráfico 12: Niveles de plomo en arroz (Oryza sativa) expendidas en el Mercado Municipal 3 de febrero
Distrito de La Victoria,Provincia de Lima - período Junio-Noviembre 2015. ..................................... 70 Gráfico 13: Niveles de plomo según códigos de arroz (Oryza sativa) expendidos en el Mercado
Municipal 3 de Febrero-Distrito de La Victoria, Provincia de Lima con el Codex Alimentarius............... 71
Gráfico 14:Porcentaje de plomo en arroz que superan el límite máximo establecido en el Codex
Alimentarius ................................................................................................................... 72
Gráfico 15: Niveles de plomo en muestras de arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de Febrero del
Distrito de La Victoria,Provincia de Lima, comparado con el Registro Técnico de MERCOSUR........... 73
Gráfico 16: Porcentaje de plomo en arroz que superan el límite máximo establecido en el registro tecnico
Mercosur…………………………………………………………………………………………………………… 74
Gráfico 17: Niveles de cadmio según códigos de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de
Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015.
………………………………………………………………………………………………… 76 Gráfico 18: Niveles de cadmio en muestras de arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de Febrero-
Distrito de La Victoria, Provincia de Lima, comparado con el Codex Alimentarius ............................ 77
Gráfico 19: Porcentaje de cadmio en arroz que superan el límite máximo establecido en el Codex
ALIMENTARIUS ………………………………………………………………………………………………… 78
Gráfico 20: Niveles de cadmio en arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de Febrero del Distrito de
La Victoria Provincia de Lima, comparado con el Registro Técnico de MERCOSUR. ...................... 79
Gráfico 21: Porcentaje de cadmio en arroz que superan el límite máximo establecido en el registro
técnico MERCOSUR…………………………………………………………………………………………… 80
Gráfico 22: Niveles de arsénico según códigos de arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de
Febrero del Distrito de La Victoria Provincia de Lima - período Junio- Noviembre 2015. .................... 82
Gráfico 23: Niveles de arsénico en arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de Febrero del Distrito
de La Victoria Provincia de Lima, comparado con el Registro Técnico de MERCOSUR. ................... 83
Gráfico 24: Porcentaje de arsénico en arroz que superan el límite máximo establecido en el registro
tecnico Mercosur…………………………………………………………………………………………… .84
Gráfico 25: Coeficiente de correlación Pearson entre los niveles de plomo y cadmio de las muestras de
arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de Febrero del Distrito de La Victoria - período Junio –
Noviembre de 2015. ......................................................................................................... 85 Gráfico 26: Coeficiente de correlación Pearson entre los niveles de cadmio y arsénico de las muestras de
arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de Febrero del Distrito de La Victoria - período Junio-
Noviembre 2015. ............................................................................................................ 86
Gráfico 27: Coeficiente de correlación Pearson entre los niveles de plomo y arsénico de las muestras de
arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de Febrero del Distrito de La Victoria - período Junio-
Noviembre 2015. ............................................................................................................ 87
viii
Gráfico28: Porcentaje de los metales en arroz expendidos en el Mercado Municipal 3 de Febrero del
Distrito de La Victoria - período de Junio a Noviembre 2015, que superan el parámetro establecido en el
Codex Alimentarius y el registro técnico MERCOSUR ............................................................... 88
ix
RESUMEN
La presente investigación se llevó a cabo para evaluar la concentración de plomo,
cadmio y arsénico en Arroz (Oryza Sativa l.) a granel de 30 marcas diferentes
expendidas en el Mercado Municipal 3 de Febrero del distrito de La Victoria, Provincia de
Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015. La cantidad de metales
pesados se determinó por el Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica. Cabe
resaltar que para la presente investigación no se consideró el arroz integral. Los niveles
de plomo encontrados en las muestras de Arroz, presentan un promedio de 0,1943 ppm,
con un valor mínimo de 0,08 ppm y un valor máximo de 0,45 ppm, los niveles de cadmio
encontrados en las muestras, presentan un promedio de 0,3626 ppm con un valor
mínimo de 0,11 ppm y valor máximo de 0,77 ppm, los niveles de arsénico encontrados,
presentan un promedio de 0,1996 ppm, con un valor mínimo de 0,06 ppm y un valor
máximo de 0,35 ppm. Los resultados de la investigación, indican que en las muestras
de Arroz (Oryza Sativa L.) los parámetros de plomo, cadmio y arsénico no superan los
indicados en el Codex Alimentarius y Registro Técnico MERCOSUR.
Palabras clave: Plomo, cadmio, arsénico. Arroz (Oryza Sativa l.), Codex Alimentarius,
MERCOSUR, espectrofotometría de absorción atómica, horno de grafito, generador de
hidruros.
x
ABSTRACT
This research was conducted to evaluate the concentration of lead, cadmium and arsenic in rice
(Oryza sativa l.) In bulk of 30 different expended brands in Caqueta Mercado de San Martin de
Porres - period from March to September 2015. The amount of heavy metals was determined
Method by atomic absorption spectrophotometry, It is necessary to highlight that for the present
investigation it was not considered to be the brown rice.Lead levels found in samples of rice, have
an average of 0,1943 ppm, with a minimum value of 0,08 ppm and a maximum value of 0,45 ppm
cadmium levels found in the samples, have a 0,3626 ppm average with a minimum value of 0,11
ppm and 0,77 ppm maximum, arsenic levels found, presenting an average of 0,1996 ppm, with a
minimum value of 0,06 ppm and a maximum value of 0,35 ppm. The research results indicate
that the samples of rice (Oryza sativa l.) As a whole do not exceed the established parameters of
lead, cadmium and arsenic in the Codex Alimentarius and MERCOSUR.
Keywords: Lead, cadmium, arsenic. Rice (Oryza sativa l.), Codex Alimentarius, MERCOSUR,
atomic absorption spectrometry, graphite furnace, hydride generator
11
I. INTRODUCCIÓN
El término de metal pesado refiere a cualquier elemento químico metálico que tenga una
relativa alta densidad y sea tóxico o venenoso en concentraciones incluso muy bajas.
Los ejemplos de metales pesados o algunos metaloides, incluyen el mercurio (Hg),
cadmio (Cd), arsénico (As), cromo (Cr), talio (Tl), y plomo (Pb), entre otros. (1) Los
metales pesados se encuentran generalmente como componentes naturales de la
corteza terrestre, en forma de minerales, sales u otros compuestos. No pueden ser
degradados o destruidos fácilmente de forma natural o biológica ya que no tienen
funciones metabólicas específicas para los seres vivos. (2)
Los metales pesados son peligrosos porque tienden a bioacumularse en diferentes
cultivos. La bioacumulación significa un aumento en la concentración de un producto
químico en un organismo vivo en un cierto plazo de tiempo, comparada a la
concentración de dicho producto químico en el ambiente. (3) En un pequeño grado se
pueden incorporar a organismos vivos (plantas y animales) por vía del alimento y lo
pueden hacer a través del agua y el aire como medios de traslocación y dependiendo de
su movilidad en dichos medios. (1)
Como elementos traza, algunos metales pesados [por ejemplo, cobre (Cu), selenio (Se),
zinc (Zn)] son esenciales para mantener un correcto metabolismo en los seres vivos y en
particular en el cuerpo humano. Sin embargo, en concentraciones más altas pueden
conducir al envenenamiento. El envenenamiento por metales pesados podría resultar,
por ejemplo, de la contaminación del agua potable (tuberías de plomo), las altas
concentraciones en el aire cerca de las fuentes de emisión o producto, vía la cadena
alimenticia. (4)
Los metales pesados pueden incorporarse a un sistema de abastecimiento de agua por
medio de residuos industriales que son vertidos sin previos tratamientos, los que
posteriormente se depositan en lagos, ríos y distintos sistemas acuíferos. (5)
La absorción de metales pesados por las plantas es generalmente el primer paso para la
entrada de éstos en la cadena alimentaria. La absorción y posterior acumulación
dependen en primera instancia del movimiento (movilidad de las especies) de los
metales desde la solución en el suelo a la raíz de la planta. En plantas, el concepto de
12
bioacumulación se refiere a la agregación de contaminantes; algunos de ellos son más
susceptibles a ser fitodisponibles que otros. (4)
Esta investigación tiene como finalidad dar a conocer los niveles de plomo, cadmio,
arsénico en Arroz (Oryza Sativa) y compararlos con los parámetros establecidos en el
Codex Alimentarius y el Mercosur. Informar a la población sobre la presencia de estos
metales en los cereales mencionados, los cuales se expenden en el Mercado Municipal
3 de Febrero –Distrito de La Victoria Provincia de Lima y que debido a ello pueden llegar
a producir efectos tóxicos en el organismo.
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La industrialización de las actividades humanas provoca la contaminación del medio
ambiente con productos químicos que resulta en la contaminación de las
producciones agrícolas. Por lo tanto, se requiere un control estricto de los productos
agrícolas para proteger la contaminación del arroz con metales pesados, ya que es
uno de los cultivos del mundo de los alimentos que se consumen sobre todo en los
países asiáticos. (6)
El arroz (Oryza sativa L.) es el alimento básico en la dieta de varias personas, entre
ellas los países de Asia, América Latina y el Caribe, donde el consumo de los
diferentes socioeconómicos va en aumento, asimismo este cereal es uno de los
principales alimentos en las familias del Perú. (7,8). El arroz es el segundo alimento
de alto consumo entre los peruanos. Es el cultivo más común cultivado en las
tierras agrícolas. (9) El plomo, el cadmio y el arsénico son de los elementos tóxicos
que prevalecen en los alimentos y el medio ambiente que tienen una vida media
mucho después de la absorción en los seres humanos y los animales pueden hacer
que los efectos no buscados y desagradables, tales como daños en los órganos
internos, el sistema nervioso, los riñones, el hígado y pulmones. (10, 11,12).
Los principales efectos tóxicos de estos metales pesados que afectan la salud son
tales como : trastornos neurológicos (Parkinson, Alzheimer, depresión,
esquizofrenia), cánceres, la deficiencia de nutrientes, el desequilibrio de las
hormonas, la obesidad, aborto, enfermedades cardiopulmonares, enfermedades
13
cardiovasculares, daños en el hígado, los riñones y el cerebro, la alergia y asma,
trastornos endocrinos, infecciones virales, reduce la tolerancia del cuerpo, la
disfunción de las enzimas, los cambios en el metabolismo, la infertilidad, anemia,
fatiga, náusea y vómitos, dolor de cabeza y mareos, irritabilidad, debilidad del
sistema, daños gen, envejecimiento prematuro, trastornos de la piel inmunes,
pérdida de memoria, pérdida de apetito, artritis, pérdida de cabello, la osteoporosis,
insomnio e incluso la muerte.(13,14) Debido a la actividad industrial la
contaminación del agua subterránea se incrementa por tanto aumentan los iones
de metales pesados (15) que son micronutrientes esenciales para el metabolismo
de la planta, pero cuando se presenta en exceso, pueden llegar a ser
extremadamente tóxico. (16)
La contaminación por metales pesados del recurso tierra sigue siendo el objetivo de
numerosos estudios ambientales y atrae la atención en todo el mundo. Esto se
atribuye a la falta de biodegradabilidad y la persistencia de los metales pesados en
los suelos. (17) Por lo tanto, la contaminación por metales pesados en suelos
agrícolas y su transferencia en un sistema suelo-arroz han sido de preocupación
creciente. Varios estudios sobre agricultura sostenible, informaron sobre la
acumulación y la transferencia de metales pesados del suelo hacia los diferentes
órganos de las plantas; así como la influencia de las propiedades del suelo y de la
variación genotípica del arroz en la absorción de metales pesados. La distribución y
acumulación de metales pesados en plantas se distribuye en sus órganos: raíz, tallo
y hojas. Los granos presentaron contenidos significativamente más bajos que otros
órganos. (18,19).
Ante estos antecedentes, surgen algunas interrogantes: ¿Cuáles son los niveles de
concentración de plomo, cadmio y arsénico en arroz (Oryza sativa) expendido en
el “Mercado Municipal 03 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima,
durante el periodo de Junio a Noviembre del 2015? ¿Cómo son estos niveles
comparados con el Codex Alimentarius y el Reglamento Técnico MERCOSUR?
¿Existe alguna correlación entre las concentraciones de Plomo, Cadmio y
Arsénico?
Este estudio pretende resolver estas interrogantes, tomando como referencia para
la toma de muestras, un mercado representativo de la capital, como es el Mercado
Municipal 3 de Febrero, en el Distrito de La Victoria, Provincia de Lima, así como
14
despertar el interés de las autoridades competentes en la necesidad de establecer
mecanismos de supervisión y control de calidad en los distintos mercados que
expenden este producto, donde se podrían encontrar altas concentraciones de
metales en arroz, sobre todo el expendido a granel, poniendo en riesgo la salud de
la población. Asimismo alertar a la población sobre la posible presencia de estos
metales en cereales de arroz (Oryza Sativa) que se expenden en el Mercado
Municipal 3 de Febrero, del Distrito de La Victoria Provincia de Lima.
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo General.
Determinar cuantitativamente la concentración de plomo, cadmio y arsénico en
arroz (Oryza sativa) expendido en el Mercado Municipal 3 de Febrero –Distrito
de La Victoria Provincia de Lima - período de Junio -Noviembre 2015.
1.2.2. Objetivos Específicos.
Comparar los niveles de plomo y cadmio hallados en arroz (Oryza sativa) con
los parámetros establecidos en el Codex Alimentarius.
Comparar los niveles de plomo, cadmio y arsénico hallados en arroz (Oryza
sativa) con el Reglamento Técnico MERCOSUR sobre límites máximos de
contaminantes inorgánicos en alimentos, según Decreto 14/2013.
Establecer una correlación entre las concentraciones de plomo, cadmio y
arsénico en arroz (Oryza sativa) expendido en el Mercado Municipal 3 de
Febrero –Distrito de La Victoria Provincia de Lima.
1.3. HIPÓTESIS.
1.3.1 Hipótesis General
El arroz (Oryza sativa) expendido en el Mercado Municipal 3 de Febrero –Distrito de
La Victoria Provincia de Lima - período de Junio -Noviembre 2015”, contienen altos
niveles de plomo, cadmio y arsénico.
15
1.4. VARIABLES.
1.4.1. Variable Independiente.
Arroz (Oryza Sativa) expendido en el Mercado Municipal 3 de Febrero –Distrito
de La Victoria Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de
2015.
1.4.2. Variable Dependiente.
Concentración de plomo, cadmio, arsénico.
INDICADORES:
Codex Alimentarius
- Cereales (Arroz)
Pb: 0,20 mg/Kg
Cd: 0,40 mg/Kg
Reglamento Técnico de MERCOSUR
- Cereales (Arroz)
Pb: 0,20 mg/Kg
Cd: 0,40 mg/Kg
As: 0,30 mg/Kg
II. MARCO TEORICO
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
En un estudio para determinar la cantidad de elementos pesados en el arroz
importado de la provincia de Azerbaiyán Occidental, en el noreste de Irán, evaluaron
la cantidad de plomo, cadmio y arsénico, en 8 de 16 tipos de arroz importados (16
marcas diferentes). Los resultados indicaron que todas las muestras contienen
trazas de plomo y cadmio 0,916 ±, 0,035 ppm y 0,022 ± 0,027ppm respectivamente,
y sólo el 42% de las muestras (7 tipos de marcas) contienen pequeñas cantidades
de arsénico 0,057 ± 0,014 ppm. Las medidas estándar permitidas para el plomo, el
16
cadmio y el arsénico en el arroz designadas en la norma técnica de Irán, están en el
orden de 0,1, 0,2 y 0,2 ppm (mg / kg) respectivamente. Todas las muestras
contenían plomo y arsénico dentro de los límites permitidos y 6,2% de las muestras
(sólo una marca comercial) contenían niveles de cadmio superiores a 0,103 ppm
(mg / kg), respectivamente (6).
Zahra Ramezani et al. (2013) analizaron 252 muestras de semillas de arroz de las
variedades Champa y Anburi cultivada en tres áreas de la provincia de Khuzestán,
al sureste de Irán. Las muestras se recogieron en tiempo de cosecha. Las
concentraciones medias de Plomo en las variedades de arroz Anburi y Champa,
cultivadas en tres regiones diferentes, fueron 0,42 ± 0,07 y 0,44 ± 0,05 ppm
(mg/Kg), que son significativamente más alta que el nivel permitido promedio 0.2
ppm (mg/K), regulado por la Oficina de Administración de Alimentos y Drogas de
Irán (IFDO por sus siglas en inglés). Sin embargo, el contenido medio de Cadmio en
las variedades de Arroz Anburi y Champa, fueron 0,07 ± 0,008 y 0,07 ± 0,006 ppm
(mg/kg), respectivamente. El contenido de cadmio es muy inferior el nivel admisible.
0.1 ppm (mg/Kg). Los resultados indicaron que la concentración media de plomo en
todas las muestras eran considerablemente más alto que el del contenido de
cadmio. Este es el alcance de la contaminación por plomo en esta provincia. (20)
En Iran, Somayeh Sadat Fakoor Janati et al. (2011) hicieron un estudio para la
determinación de plomo (Pb), cadmio (Cd), arsénico (As) y el mercurio (Hg) en 100
muestras de arroz comprados de supermercados de la provincia de Khorasan,
utilizando los métodos de Espectrometría de Absorción Atómica (AAS) en horno de
grafito (GFAAS), Espectrometría de Absorción Atómica por Generación de Hidruros
(HGAAS) y un método de digestión ácida (21)
Uraguchi, S. y Fujiwara T, (2015) mencionan que el Cadmio (Cd) es un metal
pesado tóxico que daña la salud humana. En Japón, los granos de arroz son una
importante fuente de Cadmio consumido por los humanos, y la contaminación de los
suelos de arroz por Cadmio y acumulación de cadmio en los granos de arroz son un
grave problema agrícola. También existen contaminación Cd de arroz y su toxicidad
en varias poblaciones de los países incluyendo China y Tailandia. La comprensión
de los mecanismos de transporte de Cadmio en el arroz pueden ser una base para
la regulación del transporte de cadmio en arroz y su acumulación, mediante
ingeniería molecular y selección asistida por marcadores. Recientemente, un
17
número de estudios han puesto de manifiesto el comportamiento del cadmio en el
arroz, la diversidad genética en la acumulación de Cadmio, el loci (o locus) de
rasgos cuantitativos que controlan la acumulación de Cadmio y moléculas
transportadoras que regulan la acumulación de Cadmio y su distribución de arroz.
(22)
La cuenca baja del río Guayas es una área de humedales costeros donde se cultiva
arroz en una extensión de 350,000 ha. Se estableció un área experimental de 100
km2 a las dos orillas del río Babahoyo el mismo que es un tributario del río Guayas,
correspondiente a los cantones Samborondón y Yaguachi. En 26 estaciones de
muestreo se midió los metales pesados en suelos, su relación con las propiedades
edáficas y su concentración en las plantas de arroz. Se recolectaron muestras de
suelo en los 26 sitios, mientras que las plantas fueron monitoreadas en 5 estaciones
de muestreo. La metodología empleada se basó en un análisis de las propiedades
físicas, químicas de los suelos y sus relaciones mediante un análisis multivariado.
Se determinó valores promedio de variables: Materia Orgánica 4%, Arcilla 32,7%,
Limo 49,8%, Arena 17,5%, pH 6,6; CE 7,9 mS m-1, metales en mg kg-1 Cu 48,8; Fe
8,734, Mn 343, Zn 34, Hg no detectado, Cd 0,15, y Pb 4,4. Las variables evaluadas
fueron 12 y se explicó el 40,7% en los dos primeros componentes con los
autovalores limo y arcilla (CP1) y arcilla y cadmio (CP2). Se observó que existe
dispersión entre las localidades; se formaron seis grupos a una distancia euclidiana
de 3,22 y algunos grupos presentan congruencia con el análisis de componentes
principales. Se evidenció los niveles de metales pesados en suelos de acuerdo al
siguiente orden: Fe > Mn > Cu > Zn > Pb > Cd y Hg no detectado. El plomo que se
midio en cinco sitios presentó en valores promedio mínimos y máximos de mg kg-1:
en suelos 6,55-8,87; el contenido de la planta de arroz: raíz 3,30-4,40; tallo 2,01-
2,60; y hoja 1,80-2,00. (23)
2.2. BASE TEÓRICA
2.2.1. Los cereales y su Importancia.
2.2.1.1. Punto de vista económico, social y alimenticio.
El arroz es el alimento básico predominante para 17 países de Asia y el
Pacífico, nueve países de América del Norte y del Sur y ocho países de
18
África. Este cereal proporciona el 20 por ciento del suministro de energía
alimentaria del mundo, en tanto que el trigo suministra el 19 por ciento y el
maíz, el 5 por ciento. La Figura 1 explica el aporte que hace el arroz al
suministro de energía alimentaria en diferentes regiones del mundo.
No sólo el arroz es una rica fuente de energía sino también constituye una
buena fuente de tiamina, riboflavina y niacina. El perfil de aminoácidos del
arroz indica que presenta altos contenidos de ácido glutámico y aspártico, en
tanto que la lisina es el aminoácido limitante. El arroz, como alimento único,
no puede proporcionar todos los nutrientes necesarios para una alimentación
adecuada. Los productos de origen animal y el pescado son alimentos
adicionales útiles para el régimen alimenticio por cuanto proporcionan
grandes cantidades de aminoácidos y micronutrientes esenciales. Las
leguminosas, como el frijol, el maní y la lenteja, también constituyen
complementos nutricionales para el régimen alimenticio basado en el arroz y
ayudan a completar el perfil de aminoácidos. Muchos platos tradicionales en
todo el mundo combinan estos ingredientes para lograr un mejor balance
nutricional. Las frutas y las verduras de hojas verdes también se adicionan.
(24)
Fuente: FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). El Arroz y la
Nutrición Humana. Viale delle Terme di Caracalla Rome 00100 Italy
Gráfico 1: Porcentajes de energía alimentaria suministrada por el arroz en áreas seleccionadas
19
2.2.1.2. Origen e historia del Arroz
El arroz en el Oriente se utilizaba como pieza de trueque, al igual que la sal
en la época romana, en las transacciones comerciales. El origen del vocablo
arroz hay que buscarlo en el hindi, el principal idioma de la India, donde se le
denominaba dravidic arruzz. (25)
Pero es tan escaso el bagaje documental que existe en torno al arroz y su
origen, que las leyendas han crecido por doquier en las civilizaciones más
importantes y, como ocurre siempre que no hay una explicación racional,
pues se acude a la religión para que lo acuñe. Las narraciones orales más
antiguas procedentes de Oriente aseguran que una divinidad hindú hizo
llegar a los hombres este alimento como un don del cielo que paliara su
hambre, aunque para ello éste deberá esforzarse mucho en un cultivo que
resulta duro y que ha sido impuesto como una penitencia de Dios por las
malas acciones y actos inmorales cometidos por los humanos. (25)
Aunque no existe una constancia documental clara ni restos arqueológicos
incuestionables, todo hace pensar, según los investigadores, que el cultivo
del arroz se inició hace más de 6,500 años, ya que los primeros vestigios
aparecen en China unos 5,000 años antes de nuestra era, tanto en Hemu Du
como en la vecina Tailandia. Unos 500 años después hay rastro de su
existencia en Camboya, Vietnam y el sur de India. Se produce ahí la
derivación de los dos grandes arroces conocidos hoy en el mundo: las
especies japónicas, de granos redondos medianos o pequeños, de zonas
templadas y cultivo en tierras inundadas, y las especies índicas, de granos
alargados y planos, zonas cálidas y que se extendieron por otros países
como Birmania, Corea, Filipinas, Indonesia, Japón, Pakistán o Sri Lanka. (25)
Aunque las civilizaciones griega y romana, tras la introducción del cultivo por
Alejandro Magno, usaron el arroz para la fabricación de aguas y leches
medicinales, la realidad es que su entrada en España, por la puerta grande,
se produce en el año 700 gracias a los árabes, y más concretamente a un
personaje llamado Moslén “el Conquistador”, que lo plantó por vez primera en
el siglo VII como cultivo intensivo y difundió los sistemas de irrigación ya
empleados durante la civilización romana. (25)
20
El arroz, contrariamente a lo que pueda pensarse por su papel de alimento
básico en Asia y África, era considerado en Europa un artículo de lujo,
especialmente durante la Edad Media. La historia considera un hecho
relevante que el conde de Saboya adquiriera en 1250 una importante
cantidad de arroz para la elaboración de dulces especiales destinados a la
corte. En esas fechas, el arroz no se cultivaba en Italia sino que se traía, con
el consiguiente encarecimiento, desde Asia y se expendía en tiendas
especializadas. Y es a finales del siglo XIII cuando la familia Visconti decide
introducir en sus tierras el cultivo y nacen, de esta manera, los primeros
arrozales italianos. (25)
La Oryza sativa es el arroz común asiático y tiene su origen al pie del
Himalaya. De este tronco han derivado las subespecies Oryza sativa
japonica, en el lado chino-japonés, y la Oryza sativa indica, la más
mayoritaria, que se caracteriza por ser más plástico y aromático. (25)
Mientras las especies japónica e índica se desarrollan muy rápidamente y
dan lugar a multitud de variedades, la especie africana Oryza glaberrima se
estanca en su foco original del delta del Níger hasta Senegal entre los años
1500 y 800 antes de Cristo y sufre incluso una recesión a favor de la especie
asiática japónica, que es introducida en el continente negro por las caravanas
árabes que, procedentes de las costas de Oriente, fueron asentándose en
África entre los siglos VII y XI de nuestra era. (25)
En 1694, el arroz llegó a Carolina del Sur desde Madagascar a bordo de un
navío holandés, mientras España lo extendió en América del Sur a principios
del siglo XVIII. (25)
El arroz, en sus orígenes, crecía de manera espontánea y apenas se
cultivaba. Este modelo continúa aún con el arroz salvaje de Canadá y el norte
de Estados Unidos, que no es propiamente un arroz sino una gramínea de
excelente calidad culinaria, hasta que en la mayoría de los países se impuso
el modelo oryza, que cuenta con una veintena de especies, de las que dos
representan el mayor interés desde el punto de vista agronómico. (25)
21
2.2.1.3. El arroz en el Perú
La mayor producción se concentra en la costa norte y ceja de selva
representando el 60 % en el período, el 33% en la selva y solo el 7 % en la
costa sur. Promedio Nacional de 7,6 TM/Ha en condiciones normales. (26)El
El poblador peruano consume en promedio 54Kg/per cápita/año. Este cambio
de hábitos se ha realizado en 25 años, pasando de 27 kg/per cápita/año a 54
kg/per cápita/ año. El consumo de arroz en el Perú es uno de los más altos
de Latinoamérica. El consumo promedio por habitante es de 54 Kg. anual, el
arroz ha desplazado al cultivo de la papa, debido a su bajo precio al
consumidor.(26)E arroz pilado ha fluctuado ligeramente en los últimos años
se consume más arroz que años anteriores incremento pal. (26)
2.2.2. El Arroz (Oryza Sativa.)
2.2.2.1. Aspectos Taxonómicos
Clase: Monocotyledoneae
Familia: Poaceae (gramineae)
Género: Oryza
Especie: Sativa
Nombre científico: (Oryza Sativa L.)
Nombres comunes: Arroz (27)
2.2.2.2. Descripción botánica
Planta: La planta de arroz es una hierba anual con tallos redondos, huecos y
con junturas, hojas bastante planas y una panoja terminal. Está adaptada a
crecer en suelos inundados, pero puede también hacerlo en suelos de
secano.
La planta puede ser dividida en:
• Órganos vegetativos: raíces, tallos y hojas.
• Órganos florales: Panoja o conjunto de espiguillas. (28)
22
Raíces: Son de tipo fibroso y consisten en radículas y pelos radicales. Las
raíces embrionarias tienen pocas ramificaciones, son de poca duración
después de la germinación y las reemplazan las raíces adventicias
secundarias que se producen a partir de los nudos subterráneos de los tallos
jóvenes y se ramifican libremente. (28)
Tallo: Se compone de nudos e entrenudos en orden alterno. El nudo lleva
una hoja y una yema que puede desarrollarse y formar un retoño. El
entrenudo maduro es hueco, estriado finamente, no tiene vellosidad externa,
su longitud es variable y generalmente aumenta de los entrenudos bajos a
los más altos. Los entrenudos inferiores son cortos y engruesan hasta formar
una sección sólida, llegando a tener mayor diámetro y espesor que los
superiores. Los retoños (hijos o macollas) se desarrollan a partir del tallo
principal en orden alterno. Los primarios se desarrollan de los nudos más
bajos y producen tallos secundarios, que a su vez producen los tallos
terciarios. (28)
Hojas: Están dispuestas en ángulo con el tallo, en dos hileras, una en cada
nudo. La lámina de la hoja se sujeta al nudo por medio de la vaina, la cual
envuelve al entrenudo inmediatamente superior hasta el próximo nudo. Las
venas están dispuestas en forma paralela y contienen los haces vasculares
que continúan a través del eje principal. El tallo principal desarrolla mayor
número de hojas que tallo primarios, y estos a su vez, más que los
secundarios y así sucesivamente. A cada tallo de la hoja, en el sitio de la
unión con la vaina, hay un par de apéndices en forma de oreja (aurículas), y
por encima de estas, hay una estructura triangular de consistencia papelosa
llamada lígula. La hoja más alta por debajo de la panoja, es conocida como
hoja bandera. (28)
Inflorescencia: Las inflorescencias, denominadas panojas o panículas,
corresponden a prolongaciones de los tallos a partir de su último nudo. El
último entrenudo, en tanto, corresponde al pedúnculo. A partir del eje de la
panoja se desarrollan ramas primarias, de las cuales nacen a su vez ramas
23
secundarias; en éstas últimas, es donde fundamentalmente se desarrollan las
espiguillas; las ramas secundarias pueden incluso producir ramas terciarias.
La panoja, que es en definitiva bastante densa y ramificada, permanece
erecta durante la etapa de floración; sin embargo, en la medida que va
ocurriendo el llenado de los granos, se dobla progresivamente sobre su
propio eje producto del peso que van adquiriendo los granos. (28)
La flor consta de seis estambres, un pistilo y dos lodículas o glumélulas; los
estambres se componen de anteras nacidas sobre filamentos delgados, en
tanto que el pistilo comprende un ovario, dos estilos y dos estigmas
plumosos; estos últimos nacen a partir de los estilos, los cuales a su vez, se
originan en el ovario. En la base de la flor, por último, se encuentran dos
estructuras transparentes denominadas lodículas. La floración se inicia con la
ruptura de las anteras ubicadas en las espiguillas terminales de las ramas de
la panoja. (28)
Espiguillas: Cada espiguilla está compuesta externamente por dos glumas
rudimentarias de ínfimo tamaño ubicadas en su base; en este lugar también
se insertan dos lemas estériles, una a cada lado de la espiguilla, las cuales
son pequeñas, alcanzando 2 a 3 mm de longitud; finalmente, y encerrando
una sola flor, se encuentra la lema o glúmela inferior y la pálea o glumela
superior, estructuras que en conjunto con la flor conforman el antecio. La flor
se presenta unida a la espiguilla a través de un eje diminuto denominado
raquilla. Las espiguillas, en tanto, se conectan con las ramas de la panoja a
través de un pedicelo. (28)
24
Fuente: Valladares C. Taxonomía y Botánica de los Cultivos de Grano. UNIVERSIDAD
NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS CENTRO UNIVERSITARIO REGIONAL DEL
LITORAL ATLANTICO (CURLA). La Ceiba, 2010
Fruto: El fruto o semilla del arroz está rodeada externamente por una
estructura llamada pericarpio, conformando de esta forma un fruto llamado
cariópside; el cariópside, a su vez, está incluido dentro de la lema y de la
pálea, estructuras que constituyen la "cáscara". El arroz descascarado o
cariópside, se conoce comercialmente como arroz integral; el cual, debido a
la presencia del pericarpio, es de color café. Para obtener en definitiva el
arroz blanco, que es el que se comercializa en forma masiva, primeramente
se procede a la extracción del pericarpio; posteriormente, y a través de un
proceso de pulido, se elimina la testa, la capa de aleurona y el embrión. El
producto industrial obtenido en definitiva y que se denomina arroz blanco o
pulido, corresponde al endospermo amiláceo que forma parte de las semillas.
(28)
2.2.2.3. Requerimientos Climáticos y Edáficos
Clima: Se trata de un cultivo tropical y subtropical, aunque la mayor
producción a nivel mundial se concentra en los climas húmedos tropicales,
pero también se puede cultivar en las regiones húmedas de los subtropicos y
en climas templados. El cultivo se extiende desde el 49-50º de latitud norte a
los 35º de latitud sur. El arroz se cultiva desde el nivel del mar hasta los 2,500
Gráfico 2: Espiguillas
25
m. de altitud. Las precipitaciones condicionan el sistema y las técnicas de
cultivo, sobre todo cuando se cultivan en tierras altas, donde están más
influenciadas por la variabilidad de las mismas. (29)
Temperatura: El arroz necesita para germinar un mínimo de 10 a 13º C,
considerándose su óptimo entre 30° y 35º C. Por encima del 40º C no se
produce la germinación. El crecimiento del tallo, hojas y raíces tiene un
mínimo de 7º C, considerándose su óptimo en los 23 ºC. Con temperaturas
superiores a ésta, las plantas crecen más rápidamente, pero los tejidos se
hacen demasiado blandos, siendo más susceptibles a los ataques de
enfermedades. El espigado está influido por la temperatura y por la
disminución de la duración de los días. (29)
Suelo: El cultivo tiene lugar en una amplia gama de suelos, variando la
textura desde arenosa a arcillosa. Se suele cultivar en suelos de textura fina
y media, propias del proceso de sedimentación en las amplias llanuras
inundadas y deltas de los ríos. Los suelos de textura fina dificultan las
labores, pero son más fértiles al tener mayor contenido de arcilla, materia
orgánica y suministrar más nutrientes. Por tanto la textura del suelo juega un
papel importante en el manejo del riego y de los fertilizantes. (29)
pH: La mayoría de los suelos tienden a cambiar su pH hacia la neutralidad
pocas semanas después de la inundación. El pH de los suelos ácidos
aumenta con la inundación, mientras que para suelos alcalinos ocurre lo
contrario. El pH óptimo para el arroz es 6,6, pues con este valor la liberación
microbiana de nitrógeno y fósforo de la materia orgánica, y la disponibilidad
de fósforo son altas y además las concentraciones de sustancias que
interfieren la absorción de nutrientes, tales como aluminio, manganeso,
hierro, dióxido de carbono y ácidos orgánicos están por debajo del nivel
tóxico. (29)
26
2.2.2.4. Valor Nutricional
El arroz es rico en almidón que se compone de amilosa y amilopectina, Tiene
un pequeño aporte de proteínas (7%), y contiene cantidades notables de
tiamina o vitamina B1, riboflavina o vitamina B2 y niacina o vitamina B3, así
como fósforo y potasio. Sin embargo, en la práctica, con su refinamiento y
pulido, se pierde hasta el 50% de su contenido en minerales y el 85 % de las
vitaminas del grupo B. (30)
2.2.2.5. Composición nutricional
Fuente: Moreiras y col., Sociedad Española de Nutrición Comunitaria. España. 2013
Gráfico 3: Composición Nutricional
27
2.2.2.6. Variedades del Arroz (Oryza Sativa)
Aunque las variedades de arroz conocidas en el mundo ascienden a más de
8,000, todas ellas pueden dividirse en tres categorías, que son a la vez las
más conocidas en la nomenclatura comercial: grano corto o japónica, grano
largo o índica y grano medio o híbrida. Pero existen otras variedades de corte
internacional que merece la pena destacar por su importancia industrial y
comercial. (25)
Glutinoso: Es un arroz que resulta apelmazado tras la cocción y que se
considera esencial en la cocina asiática, especialmente en la elaboración de
sushi. (25)
Largo: Es un arroz con más de seis milímetros de longitud y que tras una
corta cocción queda suelto, lo que le hace ideal para ensaladas, guarniciones
o consumir como arroz blanco. (25)
Vaporizado: Es nutritivamente muy cercano al arroz integral, no se pasa ni
se pega, ya que se trata de una vaporización que incluye el salvado en el
grano. (25)
Redondo-medio: Caracterizan al arroz medio de mejor calidad y que permite
absorber bien el caldo y, a la vez, quedar entero. (25)
Salvaje: Es un cereal de color negro y sorprende por su textura crujiente y
sus efectos aromáticos. Ha sido durante muchos años el alimento básico de
los indios, es también conocido como zizania o grano de agua y se produce a
las orillas de los grandes lagos de Estados Unidos y Canadá. (25)
Basmati: El arroz basmati, que significa aromático exquisito, se cultiva en los
valles del Himalaya y está considerado por los expertos como uno de los
mejores y más codiciados del mundo debido, entre otras cosas, a las aguas
cristalinas y frescas que lo riegan. Ofrece un exquisito aroma a nuez y su
grano es largo, delicado y blanquísimo. (25)
Integral: El arroz integral es una variedad redonda, descascarillada y limpia,
pero sin pulir. Conserva gran parte de su salvado, por lo que aporta más fibra
28
y sales minerales que el arroz blanco. Enriquece mucho los platos,
especialmente como guarnición. (25)
Tailandés: Es popularmente conocido como arroz thai o jazmín y proviene
de los cultivos de Tailandia, donde también se le aprecia por ser uno de los
más exquisitos del planeta. (25)
2.2.2.7. Aspectos de Producción
2.2.2.7.1. Preparación del suelo
El laboreo de los suelos arroceros de tierras húmedas o de tierras en seco
depende de la técnica de establecimiento del cultivo, de la humedad y de
los recursos mecanizados. En los países de Asia tropical el laboreo de
tierras húmedas es un procedimiento habitual. El método tradicional de
labranza para el arroz de tierras bajas es el arado y la cementación, siendo
este último muy importante, pues permite el fácil trasplante. (29)
2.2.2.7.2. Siembra
Tabla 1: Siembra del arroz
F
i
g
u
r
a
:
E
l
Cultivo del Arroz. [En línea]. República Dominicana; 2015 [Fecha de acceso 10 de
Setiembre de 2015].
TIPOS DE CULTIVO
DEL ARROZ
MÉTODO DE
SIEMBRA
PROFUNDIDAD
MÁXIMA DEL
AGUA (cm.)
Arroz de temporal de tierras bajas Trasplante 0-50
Arroz de temporal superficial de
tierras bajas
Trasplante 15-May
Arroz de temporal de profundidad
media de tierras bajas
Trasplante 16-50
Arroz de aguas profundas A voleo en suelo seco 51-100
Arroz flotante A voleo en suelo seco 101-600
Arroz de tierras altas A voleo o en hileras en
suelo seco
Sin agua estancada
29
2.2.2.7.3. Abonado
-NITRÓGENO: El nitrógeno se considera el elemento nutritivo que
repercute de forma más directa sobre la producción, pues aumenta el
porcentaje de espiguillas rellenas, incrementa la superficie foliar y
contribuye además al aumento de calidad del grano. El arroz necesita el
nitrógeno en dos momentos críticos del cultivo:
1.-En la fase de ahijamiento medio (35-45 días después de la siembra),
cuando las plantas están desarrollando la vegetación necesaria para
producir arroz.
2.-Desde el comienzo del alargamiento del entrenudo superior hasta que
este entrenudo alcanza 1,5-2 cm. (29)
-FÓSFORO: El fósforo estimula el desarrollo radicular, favorece el
ahijamiento, contribuye a la precocidad y uniformidad de la floración y
maduración y mejora la calidad del grano. El arroz necesita encontrar
fósforo disponible en las primeras fases de su desarrollo, por ello es
conveniente aportar el abonado fosforado como abonado de fondo. Las
cantidades de fósforo a aplicar van desde los 50-80 kg de P2O5/ha. Las
primeras cifras se recomiendan para terrenos arcillo limosos, mientras que
la última cifra se aplica a terrenos sueltos y ligeros. (29)
-POTASIO: el potasio aumenta la resistencia al encamado, a las
enfermedades y a las condiciones climáticas desfavorables. La absorción
del potasio durante el ciclo de cultivo transcurre de manera similar a la del
nitrógeno. La dosis de potasio a aplicar varían entre 80-150 kg de K2O/ha.
Las cifras altas se utilizan en suelos sueltos y cuando se utilicen dosis altas
de nitrógeno. (29)
2.2.2.7.4. Riego
El sistema de riego empleado en los arrozales son diversos, desde
sistemas estáticos, de recirculación y de recogida de agua. Teniendo en
cuenta las ventajas e inconvenientes de cada sistema y de su impacto
30
potencial en la calidad del agua, permitirá a los arroceros elegir el sistema
más adecuado a sus operaciones de cultivo, a continuación se describe
cada uno de manera breve y concisa: (29)
a) Sistema de riego por flujo continuo: Es el convencional, siendo diseñado
para autorregularse: el agua fluye de la parte alta del arrozal a la parte baja,
regulándose mediante una caja de madera. (29)
b) Sistema de recuperación del agua de desagüe por recirculación: Este
sistema facilita la reutilización del agua de salida y permite que no se
viertan residuos de pesticidas a los canales públicos. Tiene la ventaja de
proporcionar una flexibilidad máxima requiriendo un periodo más corto de
retención de agua después de la aplicación de los productos fitosanitarios
que los sistemas convencionales. (29)
c) Sistema de riego estático:. Este sistema consiste en un canal de drenaje
que corre perpendicularmente a los desagües de las tablas. El canal está
separado de cada parcela por una serie de válvulas que controlan la
profundidad dentro de cada tabla. No es adecuado para suelos salinos y
además se reduce el terreno cultivable debido a la construcción del canal
de drenaje.(29)
d) Sistema de riego mediante recuperación del agua: La recuperación del
agua se realiza mediante tuberías, utilizando el flujo debido a la gravedad
para llevar el agua de una tabla a otra, evitando el vertido a los canales
públicos de aguas con residuos de pesticidas. Este sistema es muy efectivo
y presenta costos reducidos, además durante los periodos de retención del
agua, permite una gran flexibilidad en el manejo. Aunque cuando están
conectadas varias tablas, debido a la gran superficie, se hace difícil en
manejo preciso y eficaz; teniendo en cuenta también que los suelos salino-
sódicos, la acumulación de sales puede resultar un problema.(29)
31
2.2.2.7.5. Malas Hierbas
La competencia de las malas hierbas en el arroz varía con el tipo de cultivo,
el método de siembra, la variedad y las técnicas de cultivo (preparación del
terreno, densidad de siembra, abonado, etc.). Esta competencia resulta
más importante en las primeras fases de crecimiento del cultivo, por tanto,
su control temprano es esencial para obtener óptimos rendimientos. Los
suelos inundados favorecen la abundancia de semillas viables de malas
hierbas en el arrozal, dando lugar a una flora adventicia específica, de
hábito acuático, que requiere métodos adecuados de control. (29)
La presencia masiva de malas hierbas puede reducir los rendimientos del
arroz hasta en el 50%. Entre los métodos agronómicos para el control de
las malas hierbas destacan el laboreo (profundidad y época de realización),
riego (control de la capa de agua de inundación según la fase de cultivo),
rotaciones y siembra (época, tipo y densidad). (29)
La determinación del límite de profundidad del agua es muy importante para
maximizar la eliminación de malas hierbas sin riesgos, ya que por ejemplo,
el incremento de la profundidad del agua aumenta la eficacia en el control
de Achinochloa oryzoides y Cyperus difformis. Heteranthus limosa es una
hierba común del arrozal, que se desarrolla mejor en cultivos densos, pero
debido a su poca altura, ejerce poca competencia en cultivos con
densidades normales. (29)
2.2.2.7.6. Arroz salvaje
El arroz salvaje o silvestre es uno de los principales problemas del cultivo
del arroz, junto con el control de las malas hierbas, pues dan lugar a
grandes pérdidas económicas. Este tipo de arroz procede de la especie
Oryza sativa al igual que las variedades, pero este se ha originado debido a
la facilidad de retrogradación hacia sus orígenes genéticos de las
variedades cultivadas. La presencia de arroz salvaje en el cultivo de arroz
ha sido constante, incrementándose en los últimos años debido a varios
factores: la siembra directa, aumento de variedades cultivadas,
imposibilidad de rotación de cultivos y empleo de semilla no certificada.
32
El aspecto del arroz salvaje es similar a las variedades cultivadas
diferenciándose solo en algunos detalles: más robustez, coloración verde
más intensa en hojas y caña, muy fácil desgranado, espigas aristadas y
grandes poder de germinación en condiciones adversas. El control químico
resulta complicado debido a la similitud genética con el arroz cultivado, por
tanto no existen herbicidas específicos. La escarda manual solo es posible
cuando el porte de la planta de arroz salvaje es mayor que la del arroz
cultivado. (29)
2.2.2.7.7. Recolección
El momento óptimo de recolección es cuando la panícula alcanza su
madurez fisiológica (cuando el 95% de los granos tengan el color paja y el
resto estén amarillentos) y la humedad del grano sea del 20 al 27%. Se
recomienda la recolección mecanizada empleando una cosechadora
provista de orugas. (29)
En el precio del arroz tiene especial interés el porcentaje de granos enteros
sobre el total de los cosechados, pues este valor depende sobre todo de la
variedad, pero también varía en función del momento de la recolección, ya
que si el arroz se siega muy verde, el periodo de manipulación se
incrementa en el secadero, con el resultado de una disminución de dicho
porcentaje. Después del trillado el arroz puede presentar una humedad del
25 al 30%, por lo que debe secarse hasta alcanzar un grado de humedad
inferior al 14%.(29)
2.2.2.7.8. Selección mecánica
Una vez finalizadas las operaciones de recolección y secado, de cada
partida destinada a semilla, se llevan a cabo las determinaciones de calidad
reglamentarias (impurezas, humedad, granos rojos, germinación, etc.),
eliminándose las que no reúnen las debidas condiciones.
La selección mecánica tiene por objeto separar aquellas materias o tipos de
granos que no interesa conservar junto a la semilla seleccionada,
mejorando la calidad de la misma. Esta operación se realiza mediante
máquinas limpiadoras y seleccionadoras, que eliminan las materias
33
indeseables (cascarilla, pajas, granos partidos, semillas de malas hierbas,
etc.).(29)
2.2.2.8. Plagas y enfermedades
A) Plagas
El control de insectos es indispensable para alcanzar niveles satisfactorios de
producción y productividad en cualquier plantación de arroz. Los roedores y
las aves también perjudican los arrozales en forma significativa o económica,
por lo que se consideran como plagas y deben ser controlados o ser
ahuyentadas dentro de lo posible. El nivel de daño de las plagas varía, de
acuerdo a las condiciones del clima, del sistema de cultivo, de la época de
siembra, de la variedad, del estado de crecimiento de la plantación y de la
clase de plagas que atacan el cultivo. (31)
Plagas en el suelo: Los insectos del suelo más comunes en nuestro medio
son: la gallina ciega (Phyllophaga spp), el gusano alambre (Agriotis sp,
Melanotus sp.), gusano nochero (Agrotis, Prodenia) y el carapacho (Eutheola
sp), etc. De las plagas anteriores las que mas daño económico causan al
cultivo de arroz son la gallina ciega y el carapacho a través del corte de
raíces o de los tallos al ras del suelo. Tanto la gallina ciega como el
carapacho aparecen con más incidencia en terrenos donde se ha pastoreado
ganado durante la época de verano y son más comunes en las partes del
terreno donde se acumula más la humedad. (31)
Si el terreno donde se va a cultivar arroz tiene antecedentes de la presencia
de estos insectos, conviene hacer aplicaciones preventivas al suelo con
plaguicidas apropiados antes o al momento de la siembra. Los insecticidas
más comunes para el control de estos insectos que se encuentran en el suelo
son: Volatón, Counter y Furadán en dosis recomendadas de 20 a 30 libras
por manzana. La aplicación de uno u otro producto requiere de mucha
precaución ya que son sumamente tóxicos. (31)
Plagas que dañan el follaje del cultivo: Entre las plagas que dañan el follaje
están los insectos masticadores (gusanos), los insectos chupadores y las
34
larvas barrenadores del tallo. En forma general para el control de estas
plagas se recomiendan aplicaciones de insecticidas que contengan paratión
o metamidofos, etc. en dosis de 0.5-1 litro por manzana, dependiendo del
insecticida utilizado. (31)
Las plagas más importantes que dañan el cultivo del arroz son:
Fuente: Secretaria de Agricultura y Ganadería. MANUAL TÉCNICO PARA EL CULTIVO DE
ARROZ. (ORYZA SATIVA). Dirección de ciencia y Tecnología Agropecuaria (DICTA).
HONDURAS, 2003.
B) Enfermedades
Debido a que las enfermedades pueden ocasionar daños severos en una
plantación de arroz, es importante, que el productor sepa identificar y efectúe
un monitoreo frecuente en su plantación para detectar los síntomas iniciales
de la presencia de enfermedades, para proceder a tomar medidas de control
o prevención.
- La Piricularia (quemazon o hielo del arroz): Es la enfermedad más
importante en el cultivo de arroz y es causada por el hongo Pyricularia grizae.
Este hongo ataca varios órganos de la planta como ser: hojas, entrenudos
del tallo y más importante en la panícula (cuello, pedúnculo y los granos). Las
lesiones de la piricularia en el follaje, varían desde pequeños puntos de color
café hasta lesiones en forma de rombo o diamantes grandes. La forma y el
Gráfico 4: Plagas
35
color de las manchas se presentan según la variedad de arroz y de acuerdo
con las condiciones ambientales. Entre los funguicidas recomendados para el
control (curativo) de la piricularia, se mencionan los productos a base de
Sulfato de Cobre hidratado, Benomil, Edibenfos, etc. (31)
- Helmintosporiosis: Esta enfermedad es causada por el hongo Cochliobolus
mirabeanus y en su estado conidial por el hongo Helminthosporium oryzae y
puede atacar tanto las plántulas como plantas adultas. Esta enfermedad se
asocia con suelos deficientes en nutrientes y también con escasez de
humedad (sequía) en el suelo. Los síntomas de esta enfermedad se
presentan en las hojas y en los granos. Las lesiones en las hojas son
manchas circulares u ovaladas de color café oscuro y las manchas en los
granos pueden cubrir totalmente la casulla. Como medida de control para
esta enfermedad, se recomienda el uso de variedades tolerantes y el manejo
apropiado del cultivo, tales como una buena preparación de suelos, una
adecuada fertilización y un buen de manejo del agua cuando se dispone de
riego. Las aspersiones de fungicidas para controlar esta enfermedad, no se
considera práctico o recomendable. (31)
- Escaldado de la hoja: Esta enfermedad es causada por el hongo
Metasphaeria albescens y en su estado conidial por el hongo
Rhynchosporium orizae. Las lesiones causadas por esta enfermedad,
ocurren generalmente en las puntas de las hojas. Las manchas se agrandan
presentando una zonificación característica alternada de color café claro a
café oscuro. Igual que en los casos anteriores, se recomienda la siembra de
variedades tolerantes a la enfermedad junto con prácticas apropiadas de
cultivo que reducen las infecciones del escaldado y evitar el uso excesivo de
fertilizantes nitrogenados. (31)
- Cercosporiosis o mancha linear: Es una enfermedad causada por el hongo
Cercospora oryzae, que se presenta en las hojas y con poca severidad en las
panículas. Las lesiones en las hojas son manchas largas y angostas en las
áreas entre las nervaduras de la hoja. En casos severos las manchas se
unen formando lesiones más grandes. (31)
36
- Grano manchado: El “grano manchado” es causado por un complejo
fungoso y bacteriano, entre los cuales se mencionan Alternaria,
Helminthosporium, Leptosphaeria, Fusarium, Curvularia, Nigrospora, Erwinia,
Cercospora, Sarocladium, etc. Algunos de estos organismos son patógenos
de otras partes de la planta. Incluso algunos de estos hongos son saprofitos.
Al contrario de una alta humedad relativa en el ambiente, un clima seco
desfavorece el desarrollo de grano manchado. (31)
- Pudrición de la Vaina: La sintomatología de estas enfermedades son
lesiones en la vaina y en el tallo, esto a la vez provoca una deficiencia de
hierro en follaje que se manifiesta por un amarillamiento de las hojas. Estas
enfermedades son provocadas por los patógenos de los géneros Nakataea y
Gaeumanomyces y relativamente son de reciente aparición en el país. La
sintomatología de estas enfermedades se parece a la mostrada por la
Rhizotonia. Los patógenos de estas enfermedades pueden permanecer en el
suelo hasta por 10 años. Para el control de estos patógenos se recomiendan
productos a base de Sulfato de Cobre penta-hidratado (Phytón). (32)
2.2.3 Metales Estudiados
Los metales están entre los tóxicos más antiguos conocidos por el hombre. En el
industrializado mundo actual las fuentes de exposición a metales son tanto en el
campo laboral como a partir de agua, los alimentos o el ambiente contaminados.
Su toxicidad está caracterizada por el elemento metálico en cuestión pero se ve
modificada por el tipo de compuesto, orgánico e inorgánico y sus características
de hidro o liposolubilidad, que determina su toxicocinética y por tanto sus
posibilidad de alcanzar sus dianas.
Las biomoléculas más afectadas por los metales son las proteínas con actividad
enzimática por lo que su patología es multisistema. Los principales sistemas
afectados son el gastrointestinal, neurológico central y periférico, hemático y
renal. Algunos de los compuestos metálicos son carcinógenos. Pueden ser
inactivados y eliminados mediante la administración de sustancias quelantes que
producen con ellos moléculas complejas, atóxicas y excretables. Los principales
37
agentes quelantes son: BAL (British Anti-Lewisite o dimercaprol), DMPS (ácido
2,3-dimercapto-1-propanosulfonico) y DMSA (ácido meso-2,3-
dimercatosuccínico o Succimer), EDTA, Penicilamina (β, β-dimetilcisteína) y
Desferoxamina. (33)
2.2.3.1 Metales Pesados y su efecto contaminante
Los metales pesados, son potencialmente contaminantes devastadores ya
que contaminan el aire, el agua, el suelo y las plantas cuando se absorben
en altas concentraciones o se depositan en el suelo; en conjunto esta
contaminación afecta a los demás eslabones de las cadenas tróficas;
Desde el punto de vista biológico, se distinguen dos grandes grupos,
aquellos que no presentan una función biológico, se distinguen dos grandes
grupos, aquellos que no presentan una función biológica conocida y los que
tienen la consideración de oligoelementos o micronutrimentos.
Los oligoelementos o micronutrimentos se requieren en pequeñas
cantidades o cantidades traza, por las plantas y animales; todos ellos son
necesarios para los organismos completen su ciclo vital pero al superar
cierto umbral, se vuelven tóxicos.
En la mayoría de los suelos agrícolas, existen pequeñas cantidades de
boro, cobre, zinc, manganeso, molibdeno, cadmio, etc., elementos que en
concentraciones normales favorecen el crecimiento de las plantas
principalmente en sus estadios tempranos, por lo que la aplicación por vía
fertilizantes o abonos químicos es cada día una práctica importante que se
lleva a cabo en las zonas agrícolas del mundo. Por lo anterior, en los
últimos años muchos investigadores se han dado a la tarea de determinar
la importancia de los microelementos para el desarrollo de las hortalizas.
(34)
Dentro de este grupo están: As, B, Co, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Se y Zn, entre
otros, todos ellos son componentes naturales de varios suelos, ya que su
procedencia está relacionada con la composición del material general. (35)
38
2.2.3.2 Plomo
2.2.3.2.1 Generalidades
La presencia de plomo (Pb) en la corteza terrestre no solo es debida a la
extracción de minerales de plomo del suelo empleando el calor en los
afloramientos naturales sino por diversas actividades antropogénicas
(fundición de minerales, gases contaminantes urbanos, deposición de
residuos sólidos urbanos, combustión incompleta de carburantes, entre
otros) Asimismo, los suplementos de calcio, las cerámicas y los vidriados
fabricados con este metal son fuentes adicionales. El plomo se emplea
principalmente en la fabricación de baterías, conducciones, aditivos para
pinturas, antidetonantes para la gasolina, municiones militares y
fertilizantes.(36)
2.2.3.2.2 Propiedades fisicoquímicas
Es un elemento químico de número atómico 82 con una masa atómica de
207.19 g/mol. Su símbolo es Pb. El plomo es un metal pesado de color
grisáceo que presenta un aspecto de color brillante al corte, y que se oxida
rápidamente. Es muy dúctil y maleable, y sus aleaciones con el antimonio y
estaño se remontan a la antigüedad. (37,38)
2.2.3.2.3 Fuentes de exposición
Este metal es considerado un importante contaminante debido a su
potencial de acumulación y persistencia. Aunque en pequeñas cantidades,
las fuentes más importantes de plomo son las bebidas alcohólicas, los
cereales, el despojo cárnico, los pescados y las frutas y verduras.(39,40,41)
La ingesta semanal tolerable provisional (ISTP) establecida por la FAO es
25 μg/Kg referido a una persona de 60 Kg de peso. (42, 43,44)
39
Otras fuentes de ingestas de plomo importantes son las provenientes de las
cerámicas con vidriados a base de sales de plomo para el envase de
alimentos artesanales, que se preparan en cacerolas de barro. La FDA
calculó en 1979 que aproximadamente el 20% del plomo presente en la
dieta diaria de las personas de más de un año procedía de los alimentos
envasados. Por eso son tan interesantes los envases metálicos por
embutición de las planchas metálicas, que evitan, por lo menos, las
soldaduras laterales de los botes. (36)
2.2.3.2.4 Toxicocinetica
El 90% del plomo absorbido es transportado como un complejo proteico
dentro del eritrocito, teniendo un tiempo de vida media de 2-3 semanas. Se
distribuye en el organismo a nivel hepático y renal bajo la forma de fosfatos,
pudiendo llegar a bilis y huesos. (45)
La absorción de plomo en el cuerpo es influenciada por la ruta de
exposición, la forma química y el tipo de medio de exposición (por ejemplo,
pintura, suelo, polvo). La edad y el estado fisiológico de la persona
expuesta (por ejemplo, situación nutricional de calcio y hierro en ayunas)
también influye en la absorción de plomo. La absorción de plomo ocurre
principalmente dentro de los tractos gastrointestinal y respiratorio. Luego de
la absorción, el plomo se distribuye ampliamente en el plasma sanguíneo y
tejidos blandos. Luego, se redistribuye en el cuerpo a través de
intercambios de plomo entre el plasma sanguíneo y las superficies de los
huesos, así como en los riñones y los intestinos. El plomo que no es
retenido por el cuerpo es excretado principalmente en las heces y la orina.
El plomo orgánico, cuando es inhalado, también es excretado a través del
aire exhalado.
El plomo acumulado en los huesos representa un significativo reservorio
potencial de plomo dentro del cuerpo. El plomo depositado en los huesos
durante el crecimiento y remodela miento de los huesos puede ser liberado
40
de las reservas de los huesos y contribuir a las concentraciones de plomo
en sangre durante la reabsorción de los huesos. En períodos de la vida
como el embarazo, la menopausia y la edad avanzada, así como en
enfermedades como la osteoporosis o durante períodos de inmovilización,
puede generarse una mayor liberación de plomo de los huesos,
incrementándose la concentración de plomo en la sangre. El intercambio de
plomo entre el plasma sanguíneo y la superficie de los huesos se ve
influenciado también por la manera como el plomo es absorbido por el
sistema gastrointestinal y en qué medida es excretado del cuerpo.(46)
Fuente: Tomado de Sanin, Helena y cols. Acumulación de plomo en huesos y sus efectos para la salud. Salud Pública Mex 1998; 40:359-368.
2.2.3.2.5 Efectos en la salud
Su acción tóxica fue descrita hace más de 2000 años por Nicander, un
poeta griego quien escribió sobre una enfermedad conocida como
plumbismo, causada por una intoxicación aguda por plomo. (38,40)
Gráfico 5: Modelo Biológico de Plomo
41
Sus efectos sistémicos son inespecíficos, incluyen adinamia, trastornos del
sueño, cefalea, dolores en huesos y músculos, síntomas digestivos
(estreñimiento), dolor en abdominales, náuseas, vómito y disminución del
apetito. (39, 40,41)
La toxicidad aguda se presenta luego de una exposición respiratoria a altas
concentraciones, con encefalopatía, insuficiencia renal y síntomas
gastrointestinales. La toxicidad crónica es la más frecuente y se manifiesta
con compromiso multisistémico: hematopoyético, del sistema nervioso,
gastrointestinal, riñón y sistema reproductor. Los pacientes acuden a los
servicios de salud por dolor abdominal, astenia, cefalea irritabilidad,
dificultad en la concentración y constipación, entre otros. (47)
El dolor abdominal o «cólico saturnínico» se caracteriza por ataques de
dolor con defensa abdominal, de hecho algunos pacientes han sido
operados con diagnóstico de abdomen agudo, el dolor puede ceder con la
presión del abdomen. Algunos pacientes con mala higiene oral pueden
tener el Ribete de Burton ó línea de sulfuro que consiste en una línea
oscura entre la base del diente y la encía, debido a que el sulfuro liberado
por las bacterias se une al plomo: sulfuro de plomo. (48)
Los trabajadores expuestos por mucho tiempo y sin medidas de protección
personal pueden presentarse con una polineuropatía periférica (49), que
afecta predominantemente los miembros superiores, los músculos
extensores que los flexores y más el lado dominante, lo que se ha dado en
llamar la «mano del pintor» porque se presentaba en estos trabajadores por
el uso de pinturas con alto contenido de plomo. La encefalopatía plúmbica
caracterizada por trastorno del sensorio y convulsiones se presenta en
pacientes con plomo en sangre mayor de 100 mg/dL. El diagnóstico de la
intoxicación por plomo suele ser difícil, ya que el cuadro clínico es sutil y los
síntomas inespecíficos. (50,51)
42
2.2.3.3 Cadmio
2.2.3.3.1 Generalidades
El cadmio (Cd) se encuentra distribuido de forma natural en la corteza
terrestre en concentraciones relativamente bajas y cuya presencia se debe
principalmente fuentes antropogénicas (combustión de carburantes y
carbón, incineración de los residuos sólidos municipales, fundiciones,
fertilizantes, aplicaciones de fangos procedentes de las estaciones
depuradoras, humo del tabaco, y otros. Entre las aplicaciones que presenta
el cadmio destacan la fabricación de baterías, pinturas, plásticos y
recubrimientos.
2.2.3.3.2 Propiedades fisicoquímicas
Elemento químico relativamente raro, símbolo Cd, número atómico 48; tiene
relación estrecha con el zinc, con el que se encuentra asociado en la
naturaleza. Es un metal dúctil, de color blanco con un ligero matiz azulado.
Es más blando y maleable que el zinc, pero poco más duro que el estaño.
Peso atómico de 112,40 y densidad relativa de 8,65 a 20ºC (68ºF). Hay
ocho isótopos estables en la naturaleza y se han descrito once
radioisótopos inestables de tipo artificial. El cadmio es miembro del grupo
IIb (zinc, cadmio y mercurio) en la tabla periódica, y presenta propiedades
químicas intermedias entre las del zinc metálico en soluciones ácidas de
sulfato. El cadmio es divalente en todos sus compuestos estables y su ion
es incoloro. (52)
2.2.3.3.3 Fuentes de exposición
El cadmio es un problema medioambiental con repercusiones sobre la
salud debido a su persistencia en el medioambiente y su larga vida media
biológica (10-40 años) en el cuerpo humano, especialmente en los riñones.
La presencia de cadmio en la atmósfera es consecuencia de la polución
natural, producida por la capacidad de las plantas de concentrar el cadmio
de origen geoquímico y tras su descomposición dispersarlo en el medio
ambiente. También se produce contaminación a partir de las
manipulaciones de extracción y refino del metal, así como de sus múltiples
usos industriales. La gran variedad de fuentes de emisión, por otra parte, da
43
lugar a sensibles diferencias del contenido en cadmio de la atmósfera de
las áreas urbanas e industriales con respecto a áreas rurales. También ha
existido una gran preocupación acerca de la lluvia ácida y de su capacidad
para aumentar la biodisponibilidad de cadmio en el suelo y por tanto, en los
productos agrícolas.La exposición laboral, la dieta, el hábito de fumar (una
caja de cigarrillos contiene de 2 a 4 mg de cadmio) y el agua de bebida son
las principales fuentes de cadmio para el hombre. (52)
La utilización industrial del cadmio es también el origen de su presencia en
los alimentos, particularmente en los de origen vegetal, lo que a su vez
repercute en los animales, que consumen productos vegetales para su
alimentación. Los fertilizantes y plaguicidas, las aguas residuales utilizadas
para el riego, así como la deposición atmosférica, hacen del cadmio un
elemento común en los suelos de cultivo, de donde es fácilmente absorbido
por las plantas. En los alimentos industrializados también se han citado
como posibles fuentes de contaminación las operaciones de elaboración y
los materiales de envasado. (52)
En la tabla 2 se resumen las principales causas de la presencia de Cd en
los alimentos:
Fuente: Tomado de Rubio C. Ingesta dietética de contaminantes metálicos (Hg, Pb, Cd, Fe,
Cu, Zn y Mn) en la Comunidad Autónoma Canaria. Evaluación toxicológica. España.
Universidad de la Laguna; 2009.
Gráfico 6: Principales causas de la presencia de cadmio en los alimentos
44
Alguna cerámica vidriada, especialmente artesanal y que no haya sido
horneada a una temperatura suficientemente alta, es capaz de ceder
cantidades tóxicas de cadmio al alimento que contiene. En conservas con
envase metálico este riesgo parece despreciable pero si es considerable es
piezas de cerámica, barro o plástico empleadas en el tratamiento culinario y
en el envasado de ciertos alimentos. Si además, estas piezas van
recubiertas de esmaltes con pigmentos de Cd, cuando se ponen en
contacto con productos de reacción ácida, se liberan unas cantidades
considerables de este elemento. A pesar de que el cadmio es un elemento
tóxico, se encuentra presente en muchos alimentos en bajas
concentraciones. En particular, en los alimentos de origen vegetal, los
niveles de cadmio pueden variar en función de la especie y de las distintas
partes anatómicas del vegetal. La ingesta semanal tolerable provisional
(ISTP) establecida por la FAO es 5,8 μg/Kg. (52, 53,54)
2.2.3.3.4 Toxicocinética
Ausente en el nacimiento, accede al organismo humano por vía respiratoria
y gastrointestinal, encontrándose en el organismo adulto en cantidades de
25-30 mg, concentrado preferentemente en el hígado y en el riñón. Es, por
tanto, un metal muy tóxico para el organismo humano debido a su
prolongada vida media (10-30 años), lo cual lo hace muy acumulativo. El
90% del metal absorbido se acumula en diversos órganos, particularmente
en el hígado y en la corteza renal, gracias a su combinación con una
proteína, la “metalotioneína”, con una lenta velocidad de excreción (1 a 2
mg/día). Como consecuencia de su presencia en la atmósfera, suelos,
plantas, etc, es inevitable su presencia en los alimentos.(39) El 90% del
cadmio absorbido se acumula en el hígado y en la corteza renal pudiéndose
encontrar pequeñas cantidades de este metal en el páncreas, los
pulmones, los testículos y las glándulas salivares. En el hígado, se fija a las
metalotioneínas (sintetizadas en dicho órgano) formándose el complejo
metalotioneína-cadmio. Aunque la liberación al torrente sanguíneo del
complejo es lenta, éste llega a ser filtrado por el glomérulo renal siendo
reabsorbido posteriormente por las células que constituyen el túbulo
45
proximal provocando finalmente la liberación del metal al citoplasma. Su
eliminación en el organismo es muy lenta produciéndose principalmente por
las heces y, en menor medida, a través de la orina.(47)
Fuente: Pérez, P., Azcona, M. (2012). Los efectos del cadmio en la salud. Revista Española
Médica Quirúrgica.
2.2.3.3.5 Efectos de salud
Las manifestaciones clínicas producidas como consecuencia de la toxicidad
de este elemento están asociadas con una etiología que engloba una serie
de enfermedades principalmente cardiovasculares y renales. La ingesta de
grandes cantidades de cadmio a largo plazo puede conducir a una
acumulación del mismo en los riñones provocando hipertensión, daños
gastrointestinales (náuseas y vómitos), pulmonares (tos, respiración
entrecortada, irritación del sistema respiratorio, edemas, proliferación
celular y fibrosis) y óseos (dolores, fracturas, osteomalacia y osteoporosis)
desórdenes neurológicos y alteraciones en el aparato reproductor
Gráfico 7: Distribución de cadmio en el organismo
46
(carcinogénesis, mutagénesis y teratogénesis). La Agencia Internacional de
Investigación sobre el Cáncer, IARC, ha clasificado los compuestos de
cadmio como cancerígenos pertenecientes al grupo 2A. (47)
2.2.3.4 Arsénico
2.2.3.4.1 Generalidades
El arsénico está ampliamente distribuido en gran número de minerales. Las
mayores concentraciones se dan en forma de arseniuros de cobre, plomo,
plata y oro o como impurezas en sulfuros. El contenido de arsénico de la
corteza terrestre esta entre 1,5 y 2 mg/kg siendo el elemento número veinte
en la lista de los elementos más abundantes. El As es un elemento no
esencial para las plantas. En altas concentraciones interviene en los
procesos metabólicos de las plantas, pudiendo inhibir el crecimiento y
frecuentemente llegar a la muerte de la planta. (55)
2.2.3.4.2 Propiedades fisicoquímicas
El arsénico (As) es un elemento obicuo, está clasificado como metaloide y,
junto con el nitrógeno y el fosforo, con los que comparte sus propiedades,
pertenece al grupo V de la Tabla Periodica. En estado oxidado, el As puede
tener las valencias +3 [As (III)] y +5 [As (V)]. Puede presentarse en tres
estados alotrópicos: gris, negro y amarillo. El más estable es el gris, como
una masa cristalina, de aspecto metálico, brillante y frágil. El estado negro
es un polvo amorfo que a 360ª se convierte al estado gris. El arsénico
amarillo es una forma cristalina metaestable que se oxida a temperatura
ambiente por la acción del aire y revierte al estado gris por la acción de la
luz. Los compuestos más utilizados en la industria son el anhídrido
arsénico, arseniato de calcio, tricloruro de arsénico y los arsenitos. El
arsénico no es insoluble agua, pero sí en los ácidos fuertes. Los minerales
más corrientes de arsénico en la naturaleza son los sulfuros (rejalgar,
aropimente,etc.). Existen tres grandes grupos de compuestos de arsénico:
inorgánico, orgánico y como gas arsina y arsinas sustituidas. (55)
47
2.2.3.4.3 Usos y Fuentes de exposición
Tabla 2: Compuestos de arsénico y fuentes de exposición
F
i
g
u
r
a
Fuente: ESNAPACMPOSQ -2010
Compuestos Inorgánicos
Trivalente
(As3)
Tricloruro de As (AsCl3) Industria Cerámica
Anhidrído Arsenioso
Producto secundario de la industria del cobre, plomo, zinc, estaño y oro
Trióxido de As (As2O3)
Purificación de gases sintéticos, conservante de cuero y madera, decoloración y refinamiento en la fabricación del vidrio
Arsenito Cálcico [Ca(As2H2O4)]
Insecticidas
Acetoarsenito Cúprico Cu(COOCH3)2 3Cu(AsO2)2
Insecticidas, fabricación de pinturas para barcos y submarinos
Arsenito Sódico (NaAsO2)
Herbicida, agente de secado en la industria textil
Trisulfuro de Arsénico
Componente de cristal de transmisión de infrarrojos y un agente para eliminar el pelo en el curtido de las pieles. También se utiliza en la fabricación de material pirotécnico y de semiconductores
Penta- valente (As3)
Ácido Arsénico (H3AsO41/4H2O)
Fabricación de vidrio y en los procesos de tratamiento de la madera
Pentóxido de Arsénico (As2O3)
Herbicida y conservante de la madera
Arsenito Cálcico Insecticidas
Compuestos
Orgánicos
Ácido Cacodílico ((CH3)2AsOOH)
Herbicida defoliante
Ácido Arsanílico (NH2C6H4AsO(OH)2)
Cebo para saltamontes y raticida
Arsenobetaína y
arsenocolina
Compuestos de arsénico orgánico de baja toxicidad que se encuentran en camarones y peces de 1-100mg/kg. También existe en algunos crustáceos.
Gas Arsina (AsH3)
Fundición, refinación y aleación de metales no ferrosos, síntesis orgánicas y en el proceso de componentes electrónicos en estado sólido.
Arsinas Sustituidas
Dicloroetilarsina (C2H5AsCl2)
Liquido incoloro de olor irritante y posible arma química.
Dicloro (2-clorovinil) Arsina
(CICH:CHAsCl2) Clorovinildicloroarsina (lewisita)
Liquido de color verde oliva con un olor similar al germanio. Se desarrolló como posible arma química. Se desarrolló asimismo el agente dimercaprol o antilewisita Britanica (BAL) como un antídoto
48
2.2.3.4.4 Toxicocinetica
Las principales vías de entrada del As al organismo son el tracto
gastrointestinal (TGI) y el respiratorio. La absorción por vía dérmica es baja
y alcanza solamente el 2%.
a) Absorción: En lo seres humanos, y en la mayoría de las especies
animales, la absorción de compuestos arsenicales a través del TGI es alta
(95%) cuando se administran en solución acuosa. La absorción de As por
via respiratoria depende del tamaño de las partículas inhaladas, de su
solubilidad y de la forma química del compuesto. La principal forma química
presente en el aire es el As (III), el cual es de origen antropogénico. Las
partículas grandes se depositan en las vías superiores, son removidas por
el movimiento ciliar y transportadas al TGI, en donde son absorbidas
dependiendo de su solubilidad. Las partículas menores de 7um se
absorben en un 75% a 85%.(56)
b) Distribución: Los arsenicales tienden a acumularse principalmente en el
hígado, riñón, pulmón y bazo. El As (III) se une preferentemente a los
grupos sulfhidrilo de proteínas como la queratina, por lo que se deposita en
pelo y uñas. (56)
c) Biotransformación: El metabolismo del As se realiza principalmente en el
hígado y, aunque su mecanismo no está bien establecido, se propone que
en él intervienen dos procesos:
- Reacciones de reducción que convierten el As (V) en As (III), y
- Reacciones de metilación oxidativa que transforma el As (III) en
especies metiladas
En microorganismos puede ocurrir una tercera metilación, que genera
compuestos trimetilados, los cuales se consideran poco toxicos. (56)
d) Excreción: El As se elimina principalmente por el riñón en forma de DMA
(50-70%). Una parte (20%) se excreta sin metilar, en la orina. El As tiene
una media corta, los valores descritos en orina de hámster son de 28,6 h
para arsénico inorgánico, 7,4 h para MMA y 5,6 h para DMA. Las
proporciones relativas de As (III), As (V), MMA y DMA en la orina pueden
49
variar, dependiendo de la forma química, el tiempo de exposición, la dosis y
la especie animal expuesta.(57)
2.2.3.4.5 Efectos en la salud
Los efectos característicos de la exposición aguda al arsénico son:
a) Intoxicación aguda: 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 puede aparecer como secuela de la intoxicación aguda.
En los supervivientes, pueden aparecer las líneas de Mees en las uñas.
60000ppb en agua o comida pueden llegar a ocasionar la muerte.
Fuente: Cortesía del Dr. A. Dueñas
b) Intoxicación crónica: Las manifestaciones clínicas ocasionadas por la
exposición crónica a compuestos arsenicales es multisistémica. Las
alteraciones cutáneas van desde eritema, papulas, vesículas, úlceras,
hiperqueratosis palmo-plantar, verrugas, hiperpigmentación (melanodermia
arsenical) y epiteliomas (espinocelulares y basocelulares). El arsénico es
irritante para las vías respiratorias altas, puede ocasionar perforación del
tabique nasal y es cancerígeno pulmonar.
Gráfico 8: Presencia de las líneas de Mees, a los 3 meses de una intoxicación aguda por trióxido de arsénico
50
Puede ocasionar alteraciones digestivas en forma de nauseas, vómitos,
diarreas y dolores abdominales de tipo cólico. Pueden desencadenar
lesiones degenerativas hepáticas que pueden desencadenar una cirrosis.
También es un cancerígeno hepático. Las alteraciones neurológicas se
manifiestan en forma de una polineuropatía sensitivo-motora que afecta a
las extremidades inferiores. Pueden producir lesiones cardiacas y
vasculopatías periféricas (de tipo gangrenoso). El arsénico puede ocasionar
una hipoplasia de tipo medular, causando disminución de glóbulos rojos y
blancos. (57)
1.1.1. Normas Internacionales del contenido de plomo y cadmio
Dada la importancia que tiene la concentración del plomo, cadmio y arsénico en
Arroz (Oryza Sativa L) y su incidencia en salud pública, alrededor del mundo se han
fijado regulaciones que fijan parámetros establecidos para los cereales.
III. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN
Descriptiva
Analítica
3.2. MÉTODO
La determinación de los niveles de concentración de plomo, cadmio y arsénico en
muestras de Arroz se hará mediante la técnica de Espectrofotometría de Absorción
Atómica en Horno de grafito y Generación de Hidruros, lo cual nos permite una
determinación cuantitativa de los metales mencionados. Los datos obtenidos serán
analizados y comparados con los límites máximos establecidos, por el Codex
Alimentarius y el Mercosur.
51
3.2.1. Espectrometría de Absorción Atómica
Esta técnica implica la utilización de la técnica de Espectroscopia de Absorción
Atómica (AAS en sus siglas en ingles), los elementos como el analito se
transforman en el estado libre atómico en un dispositivo de atomización con la
adición de energía térmica. Estos átomos son capaces de absorber radiación
específica según el elemento. Para ello, una lámpara específica de elemento con
un cátodo hueco hecho con el elemento que se va a investigar se introduce en la
trayectoria del rayo de un espectrómetro de absorción atómica con el dispositivo
de atomización y un detector. Dependiendo de la concentración del elemento
investigado en la muestra, parte de la intensidad de radiación de la lámpara de
cátodo hueco es absorbida por los átomos formados. Dos fotomultiplicadores
miden la intensidad de la radiación no atenuada y de la radiación después de salir
del dispositivo de atomización durante el suministro de una solución de muestra.
La concentración del elemento en la muestra puede calcularse a partir de la
diferencia entre las dos intensidades. (58)
Por un lado, este método es económico, que permite facilitar a los investigadores
realizar estudios como este. (58)
En el País, actualmente los laboratorios utilizan esta técnica para realizar los
diferentes tipos de análisis, siendo el Laboratorio Cetox SAC, el laboratorio donde
se realizó estos análisis.
Por otro lado, mediante esta técnica se destruye toda la materia orgánica, entra a
un proceso de atomización donde el análisis es total. Se realiza un análisis
cuantitativo, específico para este tipo de muestras.
3.2.2. Espectroscopia de Horno de Grafito
El espectrómetro de absorción atómica por Horno grafito (GFAAS) permite
trabajar con muestras de volumen muy reducido (inferior a 100 µL) o
directamente sobre muestras orgánicas líquidas. Habitualmente se analizan
muestras de material biológico de origen clínico (sangre, suero, orina, biopsias
hepáticas, etc.). Por su elevada sensibilidad (niveles de ppb), la técnica se aplica
en la detección de metales en productos de alta pureza, como por ejemplo
fármacos, alimentos (peces y carne) y productos industriales, y también en
52
aguas de bebida y de acuíferos (determinación de la presencia de Cu, Cd, Pb,
As, Hg, etc.)
La finalidad en el Horno de Grafito es la producción de una nube de átomos de
un elemento específico y medir su concentración en función de la cantidad de
radiación que es absorbida por la especie. En la técnica de Horno de Grafito
(HG) se utiliza un tubo de grafito como medio de atomización. La muestra es
colocada en este tubo y por calentamiento por el paso de una corriente eléctrica
por el sistema de horno de grafito, la temperatura del tubo se aumenta
gradualmente, de tal forma que los procesos de: evaporación del solvente,
calcinación, formación de compuestos volátiles y atomización, ocurren en un
tiempo mayor, y es posible acortar o alargar estos periodos a voluntad.
Como consecuencia de esto se pueden eliminar antes de la atomización las
substancias que se encuentran en la matriz de la muestra. Un gas inerte
(generalmente argón) se utiliza como gas de acarreo, para desalojar
continuamente del tubo de grafito: el solvente evaporado, los gases formados en
la calcinación de la muestra, etc. Cuando se llega el momento de atomizar la
muestra se detiene el paso de gas inerte, si se desea que los átomos formados
tengan un mayor tiempo de residencia en el tubo de grafito.(59)
El resultado final de la técnica de horno de grafito es de mayor sensibilidad, de
forma tal que se pueden detectar elementos en concentración del orden de
partes por billón. Esto es factible porque en el horno ocurren los siguientes
procesos:
-Después del secado y la calcinación de la muestra la cantidad de elementos
susceptibles de atomizar quedan concentrados. Cuando se llega al paso de
atomización se forma un gran número de elementos atómicos, en mayor
cantidad y en forma eficiente.(59)
- En la técnica de Horno de Grafito (HG) es posible suprimir el paso de gas de
acarreo, por lo que los átomos formados permanecen más tiempo en el trayecto
del haz de la lámpara y consecuentemente se tiene una mayor señal en la
lectura de absorbancia.(59)
53
- En HG se dispone de más tiempo y de una forma más eficiente de transferir
energía térmica a la muestra. De esta forma también el proceso de formación de
átomos a partir de la muestra es completo. (59)
3.2.3. Espectroscopía de Generación de Hidruros
Aparte de las técnicas convencionales de flama y horno de grafito existe una tercera
que es llamada técnica de generación de hidruros. Este tipo de espectroscopia de
absorción atómica tiene grandes ventajas sobre las dos primeras, sin embargo, esta
técnica de generación de hidruros solo puede aplicarse a elementos que forman
hidruros volátiles en condiciones normales (arsénico, bismuto, selenio, teluro y
estaño).
Algunos de los elementos de la tabla periódica de los grupos V y VI tienden a formar
hidruros volátiles a temperatura ambiente en condiciones reductoras. La volatilidad
de los hidruros formados permite que éstos sean separados de la solución o matriz
donde se encuentran y pueden ser captados en forma concentrada en algún medio
apropiado.
La separación por volatilización del elemento que se desea cuantificar ofrece
grandes ventajas, ya que además de concentrar el elemento, los componentes de la
matriz que pueden interferir se encuentran ausentes en la fase de vapor.
Este mismo concepto se aplica en espectroscopia de absorción atómica. Se genera
el hidruro volátil y éste se hace llegar a una celda de cuarzo a alta temperatura
donde el hidruro se descompone a un vapor de átomos el cual es registrado como
una señal transigente y de gran intensidad, en forma similar a como ocurre la
atomización en HG. (60)
54
3.3. POBLACIÓN Y MUESTRA DE ESTUDIO
3.3.1. Población
La población que se toma son los granos de arroz (Oryza sativa) expendidos en el
Mercado Municipal 3 de Febrero –Distrito de La Victoria Provincia de Lima. Estos
granos son comercializados a granel en sacos de 50 kilogramos, y las muestras se
tomaron de manera aleatoria en 30 marcas diferentes. No se consideró el arroz
integral por no ser comercializado en este mercado.
3.3.2. Muestra.
Las 30 muestras de 250 gramos cada una, fueron tomadas de manera aleatoria en el
Mercado Municipal 3 de Febrero –Distrito de La Victoria Provincia de Lima; de estas,
se utilizó 0,5 g de cada una para el respectivo análisis en laboratorio.
3.3.3. Materiales.
Materiales:
Pipetas de 5 y 10 mL
Beaker de 1000 mL y 500 mL
Fiola de 25 mL y 100 mL
Papel Whatman 0,45 u
Matraz aforado de 100 mL
Matraz de 100 mL
Pipetas automáticas de 100 uL – 1000 uL
Pipetas automáticas de 500 uL – 5000 uL
Tips de 100 uL – 1000 uL
Tips de 500 uL – 5000 ul
Equipos
Espectrofotómetro de absorción atómica con sistema de doble Haz – modelo
ANALYST 600 PERKIN ELMER.
Generador Hidruros
Campana extractora
Balanza eléctrica
55
Destilador de agua
Equipo nano puré para agua ultra pura
Lámpara de Cátodo para Plomo
Lámpara de Cátodo para Cadmio
Lámpara de Cátodo para Arsénico
Reactivos:
Agua ultra pura Tipo I.
Ácido nítrico ultra puro.
Ácido clorhídrico ultra puro.
Peróxido de hidrogeno al 30 %. Ultra puro.
Solución estándar de Plomo 1000 ug/mL en HNO3 1%
Solución estándar de Cadmio 1000 ug/mL en HNO3 1%
Solución estándar de Arsénico 1000 ug/mL en HNO3 1%
3.4. TÉCNICAS, INSTRUMENTOS Y PROCEDIMIENTOS DE RECOLECCIÓN DE
DATOS.
3.4.1. Técnica Operatoria
Espectroscopia de Absorción Atómica
El empleo de la espectrofotometría de absorción atómica (EAA) es el método
analítico de elección para el análisis de trazas de metales pesados y metaloides
en diversas matrices (alimentos, fluidos biológicos, filtros de captación ambiental,
etc). Esta técnica, por tanto, permite valorar, el nivel de metales en un alimento, el
grado de contaminación medioambiental, la exposición a determinados tóxicos
industriales en un colectivo de trabajadores, etc.
Para el análisis concreto de cada uno de los contaminantes se emplean diferentes
técnicas analíticas:
- EAA con Llama (Ejs.: Cu, Zn)
- EAA con Horno de Grafito (Ejs.: Pb, Cd)
- EAA con Generador de Hidruros:
- sin llama (Técnica de Vapor Frío) (Ej.: Hg)
- con llama (Ejs.: As, Se)
56
En la espectroscopia de absorción atómica, se hace pasar por la llama la
radiación de una fuente externa de luz, que emite la línea espectral
correspondiente a la energía necesaria para una transición electrónica del estado
normal a un estado excitado. Los gases de la llama se consideran como un medio
que contiene átomos libres y no excitados, capaces de absorber radiación de una
fuente externa, cuando dicha radiación corresponde exactamente a la energía
requerida para una transición del elemento investigado de un estado electrónico
normal a un estado mayor de excitación.
La radiación no absorbida pasa entonces a través del monocromador, que aísla la
línea espectral excitante de la fuente de luz y se envía hacia el detector. La
absorción de radiación de la fuente de luz depende de la población del estado
normal, la cual es proporcional a la concentración de la solución rociada en la
llama. La absorción se mide por medio de la diferencia entre las señales
transmitidas en presencia y ausencia del elemento analizado.(61)
3.4.2. Instrumentos para recolección de datos
El instrumento viene a ser el protocolo brindado por el laboratorio en donde se
mandaron a analizar las muestras, así como, los programas usados en la
investigación: Excel o SPSS.
Finalmente se procedió a la interpretación de los datos para plasmarlos en la Tesis
como resultado de la investigación.
3.4.3. Procesamiento de la muestra
3.4.3.1. Limpieza y acondicionamiento del material
Todo el material de vidrio utilizado en este análisis, después de su lavado, fue
enjuagado con ácido nítrico al 10% y con agua ultra pura y finalmente secado
en estufa.
57
Limpieza de la muestra
Las muestras, fueron lavadas con agua potable con objeto de eliminar los restos
de tierra y otras partículas que pudieran estar adheridas a las semillas y luego
con agua destilada.
3.4.3.2. Toma de la cantidad de muestra a utilizar
El estudio se realizó en los granos de arroz de cada uno de las muestras.
Para ello, se pesaron 0,5 g de arroz de cada muestra.
3.4.3.3. Digestación por Microondas
La primera etapa consistió en la digestión de las muestras, es decir, la
destrucción de la materia orgánica (DMO) por oxidación con la ayuda del
digestor de microondas, con el fin de romper la unión entre los metales y la
materia orgánica, por lo cual no se pierde analito en el proceso.
La muestra 0,5g se pesó en un tubo de teflón al que se le adicionó 6mL ácido
nítrico ultra puro más 2 mL ácido clorhídrico ultra puro y 0,5 mL de agua
oxigenada ultra pura al 30 % se selló y fue llevado a Digestión Asistida por
Microondas.
Se usó el digestor de marca MARS 6 a una potencia de 1600w, a un tiempo de
digestión de 15 minutos a una temperatura de 180 ºC, 40 bar de presión y 45
minutos de enfriamiento.
Luego fueron transvasados a fiolas de 25 mL y enrasados con agua ultra pura
tipo I quedando listos para su correspondiente lectura. El equipo previamente
estandarizado de acuerdo a los parámetros correspondientes para la
determinación de cada uno de los diferentes metales, motivo de estudio, se
verificaron en cada corrida de los análisis realizados; Espectrofotometría de
Absorción Atómica asociado a Horno de Grafito para plomo y cadmio y
Espectrofotometría de Absorción Atómica por Generador de Hidruros para
arsénico.
El plomo fue cuantificado a una longitud de onda de 217,00 nm, el cadmio fue
cuantificado a una longitud de onda de 228,8 nm; todos estos metales por medio
58
del Equipo de Espectrofotometría de Absorción Atómica de marca Perkin Elmer
modelo Analyst 600 con Horno de Grafito.
El arsénico fue cuantificado a una longitud de onda de 193,7 nm, por medio de
Generador de Hidruros - Espectrofotometría de Absorción Atómica. (62,63)
3.4.4. Determinación del plomo
PARÁMETROS DE LECTURA PARA PLOMO
Método: Determinación de Plomo por Horno de grafito.
TABLA 3: PARÁMETROS DE INSTRUMENTO
Tipo de Sistema Horno
Elemento Pb
Matriz Ácido Fosfórico.
Corriente de Lámpara 5,00mA
Longitud de Onda 283,30nm
Ancho de corte 0,50nm
Tamaño de Apertura Reducido
Modo de Instrumento Encender Abs. BC
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST
600 PERKIN ELMER.
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST
600 PERKIN ELMER.
TABLA 4: PARÁMETROS DE CALIBRACIÓN
Modo de Calibración LS Lineal a través de Cero
Muestra fuera de rango de acción No
Unidades de Conc. ppb
Punto decimal de Conc. 2
Falla de Calibración No
Acción de fallo de cal. Continuar
Medir muestra en Blanco después de Cal. No
Auto-guardar método después de cal. No
59
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST
600 PERKIN ELMER.
TABLA 6: CALIBRACIÓN COMPLETA:
Modo de calibración: LS Lineal A través de Cero, Error máx.: 0,6331; R2: 0,9998;
R: 0,9999; Conc. = 439,6764*Abs.
Muestra Etiquetada Conc. Pb (ppb) Media Abs.
Cal Blanco -------- 0,0000
Estándar 1 25,00 0,0547
Estándar 2 50,00 0,1135
Estándar 3 75,00 0,1717
Estándar 4 100,00 0,2261
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo
ANALYST 600 PERKIN ELMER.
TABLA 5: PARÁMETROS DE MEDICIÓN DE MUESTRA
Modo de Medición Área máxima.
Introducción de Muestras Automático
Constante de Tiempo 0,00
Replicas 2
60
Observación:
Los parámetros del instrumento, medición de la muestra, así como la calibración completa del
Espectrofotómetro son realizados por el software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica, lo
cual permite eliminar errores de optimización instrumental por parte del operador.
61
GRAFICO 9 Curva de calibración de plomo: Relación de absorbancia y concentración de
plomo
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST 600
PERKIN ELMER.
62
3.4.5. Determinación del cadmio
PARÁMETROS DE LECTURA PARA CADMIO
Método: Determinación de Cadmio por Horno Grafito.
TABLA 7: PARÁMETROS DE INSTRUMENTO
Tipo de Sistema Horno
Elemento Cd
Matriz Ácido Fosfórico.
Corriente de Lámpara. 3,00mA
Longitud de Onda 228,80nm
Ancho de corte 2,00 nm
Tamaño de Apertura Reducido
Modo de Instrumento Encender Abs. BC
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo
ANALYST 600 PERKIN ELMER.
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST
600 PERKIN ELMER.
TABLA 8: PARAMETROS DE CALIBRACIÓN
Modo de Calibración LS Lineal a través de Cero
Muestra fuera de rango de acción No
Unidades de Conc. ppb
Punto decimal de Conc. 2
Falla de Calibración No
Acción de fallo de cal. Continuar.
Medir muestra en Blanco después de Cal. No
Auto-guardar método después de cal. Si
63
TABLA 9: PARÁMETROS DE MEDICIÓN DE MUESTRA
Modo de Medición Área máxima.
Introducción de Muestras Automático
Constante de Tiempo 0,00
Replicas 2
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST
600 PERKIN ELMER.
TABLA 10: CALIBRACIÓN COMPLETA:
Modo de calibración: LS Lineal A través de Cero, Error máx.: 0,0087; R2: 0,9997,
R: 0,9999;Conc. = 5,4585 *Abs.
Muestra
Etiquetada
Conc. Cd
(ppb)
Media Abs
Cal. Blanco ----- 0,0000
Estándar 1 0,25 0,0448
Estándar 2 0,50 0,0913
Estándar 3 0,75 0,1388
Estándar 4 1,00 0,1827
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST
600 PERKIN ELMER.
64
GRAFICO 10 Curva de calibración de cadmio: Relación de absorbancia y concentración de
cadmio
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST 600
PERKIN ELMER.
65
3.4.6. Determinación del arsénico
PARÁMETROS DE LECTURA PARA ARSENICO
Método: Determinación de Arsénico por Espectrometría de Absorción Atómica por
Generación de Hidruros (FIAS).
TABLA 11: PARÁMETROS DE INSTRUMENTO
Tipo de Sistema Generación de Hidruros (FIAS).
Elemento As
Matriz HCl 30%
Corriente de Lamp. 8,00mA
Longitud de Onda 193,70nm
Ancho de corte 2,00 nm
Tamaño de Apertura Reducido
Modo de Instrumento Abs. BC
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST 600 PERKIN ELMER.
TABLA 12: PARAMETROS DE CALIBRACIÓN
Modo de Calibración LS Lineal a través de Cero
Muestra fuera de rango de acción No
Unidades de Conc. ppb
Punto decimal de Conc. 2
Falla de Calibración No
Acción de fallo de cal. Parar
Medir muestra en Blanco después de Cal. No
Auto-guardar método después de cal. Si
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST 600 PERKIN ELMER.
66
TABLA 13: PARÁMETROS DE MEDICIÓN DE MUESTRA
Modo de Medición Integración
Introducción de Muestras Manual.
Constante de Tiempo 0,00 s
Replicas 3
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST
600 PERKIN ELMER.
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST 600
PERKIN ELMER.
TABLA 15: CALIBRACIÓN COMPLETA:
Muestra
Etiquetada
Conc. As
(ppb)
Media Abs
Cal. Blanco ----- 0,0000
Estándar 1 2,50 0,145
Estándar 2 5,00 0,295
Estándar 3 7,50 0,439
Estándar 4 10,00 0,590
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST
600 PERKIN ELMER.
TABLA 14: PARAMETROS CONTROL DE FLAMA
Tipo de Flama Aire- Acetileno
Combustible 1,100 l/min
Flujo de Aire 11,10
Angulo de Quemador 0,00 °
67
GRAFICO 11 Curva de calibración de arsénico: Relación de absorbancia y concentración
de arsénico
Fuente: Métodos del software del Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST 600
PERKIN ELMER.
y = 0.059x - 0.001
R² = 0.9999
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
Ab
so
rba
nc
ia
Concentración de arsénico (ppb)
CURVA DE CALIBRACIÓN: RELACIÓN DE LA ABSORBANCIA Y CONCENTRACIÓN DE
ARSÉNICO.
68
IV. RESULTADOS
Análisis de los datos obtenidos
Tabla 16: Niveles de plomo, cadmio y arsénico en arroz (Oryza sativa)
Nº MUESTRA PLOMO(mg/Kg) CADMIO(mg/Kg) ARSENICO(mg/Kg)
1 CAPIRONA 0,11 0,45 0,35
2 SAMAN 0,21 0,38 0,28
3 CASERITA 0,18 0,54
0,26
4 CAMANEJO 0,23 0,69 0,31
5 COSTEÑO 0,09 0,38 0,26
6 SHISHACO 0,14 0,42 0,24
7 MI PERU 0,08 0,31 0,31
8 SUAVECITO 0,11 0,26 0,24
9 PIURANITO 0,33 0,28 0,16
10 PACASMAYO 0,28 0,77 0,18
11 TAYPA 0,45 0,65 0,28
12 CUSI-CUSI 0,34 0,59 0,26
13 PAISANA 0,28 0,36 0,15
14 GOURMET 0,16 0,28 0,16
15 PERU NORTEÑO 0,12 0,22 0,08
16 PERLADO 0,28 0,26 0,19
17 GRANERITO 0,14 0,23 0,24
18 NORSUAVE 0,11 0,28 0,31
19 GRANO REAL 0,15 0,31 0,28
20 DEL NORTE 0,18 0,62 0,16
21 FARAON NARANJA 0,26 0,27 0,11
22 FINA ESTAMPA 0,23 0,24 0,18
23 VALLE DORADO 0,34 0,16 0,09
24 BURGUES 0,18 0,26 0,19
25 LA VALENTINA 0,16 0,28 0,06
26 TACURAY 0,13 0,41 0,17
27 EXTRA NIR 0,14 0,33 0,15
28 DEL BUENO 0,16 0,25 0,11
29 TOTTUS 0,11 0,29 0,09
30 METRO 0,15 0,11 0,14
Fuente: Elaboración propia
69
Tabla 17: Datos estadísticos de los valores de plomo en arroz (Oryza sativa), expendidas en Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el
período de Junio a Noviembre de 2015.
Fuente: Elaboración propia.
Los niveles de plomo encontrados en las muestras de arroz son: promedio de 0,194333 ppm,
un valor mínimo de 0,08 ppm y un valor máximo de 0,45 ppm.
DATO ESTADISTICO VARIABLE
Valor de Plomo
Valor Minimo 0.08
Valor Maximo 0.45
Promedio 0.194333
70
Los niveles de plomo encontrados en las muestras de arroz son: CAPIRONA (0,11 ppm), SAMAN (0,21 ppm), CASERITA (0,18 ppm), CAMANEJO (0,23 ppm), COSTEÑO (0,09 ppm),
SHISHACO (0,14 ppm), MI PERU (0,08 ppm), SUAVECITO (0,11 ppm), PIURANITO (0,33 ppm), PACASMAYO (0,28 ppm), TAYPA (0,45 ppm), CUSI-CUSI (0,34 ppm), PAISANA (0,28 ppm)
, GOURMET (0,16 ppm),PERU NORTEÑO (0,12 ppm), PERLADO(0,28 ppm), GRANERITO (0,14ppm), NORSUAVE (0,11 ppm), GRANO REAL (0,15 ppm), DEL NORTE (0,18 ppm),
FARAON NARANJA (0,26 ppm), FINA ESTAMPA (0,23 ppm), VALLE DORADO (0,34 ppm), BURGUES (0,18 ppm), LA VALENTINA (0,16 ppm), TACURAY (0,13 ppm), EXTRA NIR (0,14
ppm), DEL BUENO (0,16 ppm), TOTTUS (0,11 ppm) y METRO (0,15 ppm).
Con un promedio de 0,194333 ppm, un valor mínimo de 0,08 ppm y un valor máximo de 0,45 ppm.
Fuente: Elaboración propia.
Gráfico 12: Niveles de plomo en arroz (Oryza sativa) expendidas en Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia
de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015.
71
En 11 muestras, los niveles de plomo hallados en la investigación superan los parámetros establecidos de plomo en el Codex Alimentarius.
En 19 muestras, los niveles de plomo hallados en la investigación no superan los parámetros establecidos de plomo en el Codex Alimentarius.
Fuente: Elaboración propia.
Gráfico 13: Niveles de plomo según códigos de arroz (Oryza sativa) expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, con el Codex Alimentarius.
72
Tabla 18: Porcentaje de muestras de arroz que superan el parámetro establecido en Codex Alimentarius
Concentración de Pb (mg/Kg) en el Codex Alimentarius Muestras Porcentaje
Superan el límite máximo establecido en el Codex Alimentarius 11 37%
No Superan el límite máximo establecido en el Codex Alimentarius 19 63%
30 100%
Gráfico 14: En este gráfico podemos apreciar que el 37 % las muestras analizadas expendidas en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima,
superan el parámetro establecido en el Codex Alimentarius y el 63% no lo supera. Fuente: Elaboración propia.
37%
63%
PORCENTAJE DE PLOMO EN ARROZ QUE SUPERAN EL LÍMITE MÁXIMO ESTABLECIDO EN EL
CODEX ALIMENTARIUS
Superan el límite máximo establecido en el Codex Alimentarius
No Superan el límite máximo establecido en el Codex Alimentarius
73
En 11 muestras, los niveles de plomo hallados en la investigación superan los parámetros establecidos de plomo en el Registro Técnico de MERCOSUR.
En 19 muestras, los niveles de plomo hallados en la investigación no superan los parámetros establecidos de plomo en el Registro Técnico de MERCOSUR.
Fuente: Elaboración propia.
Gráfico 15: Niveles de plomo en muestras de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima,, comparado con el Registro Técnico de MERCOSUR.
74
Tabla 19: Porcentaje de muestras de arroz que superan el parámetro establecido en el Registro Técnico de MERCOSUR.
Concentración de Pb (mg/Kg) en el Registro de Mercosur Muestras Porcentaje
Superan el límite máximo establecido en el Registro de Mercosur 11 37%
No Superan el límite máximo establecido en el Registro de Mercosur 19 63%
30 100%
Gráfico 16: En este gráfico podemos apreciar que el 37 % las muestras analizadas de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de
Lima, superan el parámetro establecido en el Registro Técnico de MERCOSUR y el 63% no lo supera. Fuente: Elaboración propia.
75
Tabla 20: Datos estadísticos de los valores de cadmio en arroz (Oryza sativa), expendidas en Mercado Municipal 3 de Febrero” del
distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015.
DATO ESTADISTICO VARIABLE
Valor de Cadmio
Valor Minimo 0.11
Valor Maximo 0.77
Promedio 0.36266667
Fuente: Elaboración propia.
Los niveles de cadmio encontrados en las muestras de arroz son: promedio de 0,36266667 ppm, un valor mínimo de 0,11 ppm y un valor máximo de
0,77 ppm.
76
Fuente: Elaboración propia. Los niveles de cadmio encontrados en las muestras de arroz son: CAPIRONA (0,45 ppm), SAMAN (0,38 ppm), CASERITA (0,54 ppm), CAMANEJO (0,69 ppm),
COSTEÑO (0,38 ppm), SHISHACO (0,42 ppm), MI PERU (0,31 ppm), SUAVECITO (0,26 ppm), PIURANITO (0,28 ppm), PACASMAYO (0,77 ppm), TAYPA (0,65 ppm), CUSI-CUSI (0,59
ppm), PAISANA (0,36 ppm) , GOURMET (0,28 ppm),PERU NORTEÑO (0,22 ppm), PERLADO(0,26 ppm), GRANERITO (0,23 ppm), NORSUAVE (0,28 ppm), GRANO REAL (0,31 ppm), DEL
NORTE (0,62 ppm), FARAON NARANJA (0,27 ppm), FINA ESTAMPA (024 ppm), VALLE DORADO (0,16 ppm), BURGUES (0,26 ppm), LA VALENTINA (0,28 ppm), TACURAY (0,41 ppm),
EXTRA NIR (0,33 ppm), DEL BUENO (0,25 ppm), TOTTUS (0,29 ppm) y METRO (0,11 ppm).
Con un promedio de 0,36266667 ppm, un valor mínimo de 0,11 ppm y un valor máximo de 0,77 ppm.
Gráfico 17: Niveles de cadmio según códigos de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015.
77
Gráfico 18: Niveles de cadmio en muestras de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, comparado con el Codex Alimentarius
En 9 muestras, los niveles de cadmio hallados en la investigación superan los parámetros establecidos de cadmio en el Codex Alimentarius
En 21 muestras, los niveles de cadmio hallados en la investigación no superan los parámetros establecidos de cadmio en el Codex Alimentarius
Fuente: Elaboración propia
78
Tabla 21: Porcentaje de muestras de cadmio que superan el parámetro establecido en el Codex Alimentarius
Gráfico 19
Concentración de Cd (mg/Kg) en el Codex Alimentarius Muestras Porcentaje
Superan el límite máximo establecido en el Codex Alimentarius 9 30%
No Superan el límite máximo establecido en el Codex Alimentarius 21 70%
30 100%
Fuente: Elaboración propia.
En este gráfico podemos apreciar que el 30 % las muestras analizadas de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, superan el
parámetro establecido en el Codex Alimentarius y el 70% no lo supera.
30%
70%
PORCENTAJE DE CADMIO EN ARROZ QUE SUPERAN EL LÍMITE MÁXIMO ESTABLECIDO EN EL
CODEX ALIMENTARIUS
Superan el límite máximo establecido en el Codex Alimentarius
No Superan el límite máximo establecido en el Codex Alimentarius
79
Fuente: Elaboración propia.
En 9 muestras, los niveles de cadmio hallados en la investigación superan los parámetros establecidos de cadmio en el Registro Técnico de MERCOSUR.
En 21 muestras, los niveles de cadmio hallados en la investigación no superan los parámetros establecidos de cadmio en el Registro Técnico de MERCOSUR.
Gráfico 20: Niveles de cadmio en arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, comparado con el Registro Técnico de MERCOSUR.
80
Tabla 22: Porcentaje de las muestras de cadmio que superan el parámetro establecido en el Registro Técnico de MERCOSUR.
Concentración de Cd (mg/Kg) en el MERCOSUR Muestras Porcentaje
Superan el límite máximo establecido en el Registro Técnico MERCOSUR 9 30%
No Superan el límite máximo establecido en el Registro Técnico MERCOSUR 21 70%
30 100%
Gráfico 21
Fuente: Elaboración propia.
En este gráfico podemos apreciar que el 30 % las muestras analizadas de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 03 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, superan
el parámetro establecido en el Registro Técnico MERCOSUR y el 70% no lo supera.
81
Tabla 23: Datos estadísticos de los valores de arsénico en arroz (Oryza sativa), expendidas en Mercado Municipal 3 de Febrero”
del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015.
Fuente: Elaboración propia
Los niveles de arsénico encontrados en las muestras de arroz son: promedio de 0,19966667 ppm, un valor mínimo de 0,06 ppm
y un valor máximo de 0,35 ppm
DATO ESTADISTICO VARIABLE
Valor de Arsénico
Valor Minimo 0.06
Valor Maximo 0.35
Promedio 0.19966667
82
Gráfico 22: Niveles de arsénico según códigos de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 03 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015.
Fuente: Elaboración propia.
Los niveles de arsénico encontrados en las muestras de arroz son: CAPIRONA (0,35 ppm), SAMAN (0,28 ppm), CASERITA (0,26 ppm), CAMANEJO (0,31 ppm), COSTEÑO
(0,26 ppm), SHISHACO (0,24 ppm), MI PERU (0,31 ppm), SUAVECITO (0,24 ppm), PIURANITO (0,16 ppm), PACASMAYO (0,18 ppm), TAYPA (0,28 ppm), CUSI-CUSI (0,26
ppm), PAISANA (0,15 ppm) , GOURMET (0,16 ppm),PERU NORTEÑO (0,08 ppm), PERLADO(0,19 ppm), GRANERITO (0,24 ppm), NORSUAVE (0,31 ppm), GRANO REAL
(0,28 ppm), DEL NORTE (0,16 ppm), FARAON NARANJA (0,11 ppm), FINA ESTAMPA (0,18 ppm), VALLE DORADO (0,09 ppm), BURGUES (0,19 ppm), LA VALENTINA (0,06
ppm), TACURAY (0,17 ppm), EXTRA NIR (0,15 ppm), DEL BUENO (0,11 ppm), TOTTUS (0,09 ppm) y METRO (0,14ppm).
Con un promedio de 0,19966667 ppm, un valor mínimo de 0,06 ppm y un valor máximo de 0,35 ppm.
83
Gráfico23: Niveles de arsénico en arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, comparado con el Registro Técnico de MERCOSUR.
Fuente: Elaboración propia.
En 4 muestras, los niveles de arsénico hallados en la investigación superan los parámetros establecidos de arsénico en el Registro Técnico de MERCOSUR.
En 26 muestras, los niveles de arsénico hallados en la investigación no superan los parámetros establecidos de arsénico en el Registro Técnico de MERCOSUR.
84
Tabla 24: Porcentaje de las muestras de arsénico que superan el parámetro establecido en el Registro Técnico de MERCOSUR.
Gráfico 24
Concentración de As (mg/Kg) en el MERCOSUR Muestras Porcentaje
Superan el límite máximo establecido en el MERCOSUR 4 13%
No Superan el límite máximo establecido en el MERCOSUR 26 87%
30 100%
Fuente: Elaboración propia.
En este gráfico podemos apreciar que el 13 % las muestras analizadas de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima superan el
parámetro establecido en el Registro Técnico MERCOSUR y el 87% no lo supera.
85
Fuente: Elaboración propia.
En la investigacion la gráfica de Pearson indica que existe una correlación positiva del nivel de plomo con los niveles de cadmio hallado en arroz (Oryza sativa) que son expendidos
en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima
De las muestras en estudio, podemos observar que los niveles de plomo y de cadmio contenidos en arroz (Oryza sativa) se encuentran relacionados directamente.El valor halado es
r = 0,33821295; lo que indica que la presencia de un elemento no afecta la presencia del otro elemento.
Gráfico 25: Coeficiente de correlación Pearson entre los niveles de plomo y cadmio de las muestras de arroz expendidos en el
“Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015.
86
Fuente: Elaboración propia.
En la investigacion la gráfica de Pearson indica que existe una correlación positiva del nivel de cadmio con los niveles de arsénico hallado en arroz (Oryza sativa) que son
expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima. De las muestras en estudio, podemos observar que los niveles de cadmio y de
arsenico contenidos en arroz (Oryza sativa) se encuentran relacionados directamente. El valor halado es de r = 0,42150184; lo que indica que la presencia de un elemento no afecta
la presencia del otro elemento.
CORRELACIÓN DE PEARSON: 0.42150184
Gráfico 26: Coeficiente de correlación Pearson entre los niveles de cadmioy arsénico de las muestras de arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015
87
Fuente: Elaboración propia
En la investigacion la gráfica de Pearson indica que existe una correlación negativa del nivel de plomo con los niveles de arsénico hallado en arroz (Oryza sativa) que son
expendidas en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima,.
De las muestras en estudio, podemos observar que los niveles de plomo y de arsénico contenidos en arroz (Oryza sativa) se encuentran relacionados inversamente. . El valor
halado es de r = -0,08664197; lo que indica que la presencia de un elemento no afecta la presencia del otro elemento.
Gráfico 27: Coeficiente de correlación Pearson entre los niveles de plomo y arsénico de las muestras de arroz expendidos en el
“Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015.
CORRELACIÓN DE PEARSON: -0.08664197
88
Fuente: Elaboración propia.
Gráfico de resumen, representando los niveles de plomo, cadmio y arsénico hallados en las muestras de arroz (Oryza sativa) que superan el parámetro establecido en el Codex Alimentarius
y el Registro Técnico del MERCOSUR.
Gráfico 28: Porcentaje de los metales en arroz expendidos en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria,
Provincia de Lima, durante el período de Junio a Noviembre de 2015, que superan el parámetro establecido en el Codex Alimentarius y el registro técnico MERCOSUR
89
Tabla 25: Muestras de arroz que superan los límites máximos de plomo permitidos según Codex Alimentarius y Registro Técnico MERCOSUR
Nº MUESTRA PLOMO(mg/Kg)
LIMITE MAXIMO DE PLOMO
Codex Alimentarius 0.20 mg/Kg
Registro Técnico MERCOSUR 0.20 mg/Kg
1 TAYPA 0,45 0.20 0.20
2 VALLE DORADO 0,34 0.20 0.20
3 CUSI-CUSI 0,34 0.20 0.20
4 PIURANITO 0,33 0.20 0.20
5 PACASMAYO 0,28 0.20 0.20
6 PAISANA 0,28 0.20 0.20
7 PERLADO 0,28 0.20 0.20
8 FARAON NARANJA 0,26 0.20 0.20
9 FINA ESTAMPA 0,23 0.20 0.20
10 CAMANEJO 0,23 0.20 0.20
11 SAMAN 0,21 0.20 0.20
Fuente: Elaboración propia.
90
Tabla 26: Muestras de arroz que superan los límites máximos de cadmio permitidos según Codex Alimentarius y Registro Técnico MERCOSUR
Nº MUESTRA CADMIO(mg/Kg)
LIMITE MAXIMO DE CADMIO
Codex Alimentarius 0.40 mg/Kg
Registro Técnico MERCOSUR 0.40 mg/Kg
1 PACASMAYO 0,77 0.40 0.40
2 CAMANEJO 0,69 0.40 0.40
3 TAYPA 0,65 0.40 0.40
4 DEL NORTE 0,62 0.40 0.40
5 CUSI-CUSI 0,59 0.40 0.40
6 CASERITA 0,54 0.40 0.40
7 CAPIRONA 0,45 0.40 0.40
8 SHISHACO 0,42 0.40 0.40
9 TACURAY 0,41 0.40 0.40
Fuente: Elaboración propia
91
Tabla 27: Muestras de arroz que superan los límites máximos de arsénico permitidos según Registro Técnico MERCOSUR
Nº MUESTRA ARSENICO(mg/Kg)
LIMITE MAXIMO DE ARSENICO
Registro Técnico MERCOSUR 0.30 mg/Kg
1 CAPIRONA 0,35 0.30
2 CAMANEJO 0,31 0.30
3 MI PERU 0,31 0.30
4 NORSUAVE 0,31 0.30
Fuente: Elaboración propia
92
En la Tabla Nº16 podemos observar los niveles de plomo, cadmio y arsénico en todas
las 30 muestras analizadas. Esta investigación ha utilizado arroz expendidos en el
“Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima.
En la Tabla Nº17 de las treinta muestras de arroz, el valor máximo de plomo hallado
fue de 0.45 ppm mientras que el valor mínimo fue 0.08 ppm, el valor medio hallado
en la concentración de plomo fue 0.19433 ppm. El parámetro establecido en el Codex
Alimentarius y Registro Técnico de MERCOSUR de plomo es 0,20 ppm en nuestro
trabajo se ha obtenido como promedio de plomo (0,194333 ppm) siendo inferior el nivel
de plomo en arroz, (Oryza sativa) en el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de
La Victoria, Provincia de Lima.
En el Gráfico Nº12: Este gráfico de barras representa los valores hallados de Plomo en
mg/kg.
En el Gráfico Nº13: Este gráfico de barras representa los valores hallados de Plomo en
mg/kg, en comparación con el Límite máximo establecido por el Codex Alimentarius;
se observa que 11 muestras superan el límite establecido de 0,20 mg/Kg.
En el Gráfico Nº14: Este gráfico circular nos da a conocer el porcentaje total de
muestras que superan el límite máximo de Plomo establecido por el Codex
Alimentarius, siendo el 37% de las muestras las que superan el valor de 0,20
mg/Kg.
En el Gráfico Nº15: Este gráfico de barras representa los valores hallados de Plomo en
mg/kg, en comparación con el Límite máximo establecido por el Registro Técnico de
Mercosur; se observa que 11 muestras superan el límite establecido de 0,20 mg/Kg.
En el Gráfico Nº16: Este gráfico circular nos da a conocer el porcentaje total de
muestras que superan el límite máximo de Plomo establecido por el Registro
Técnico de Mercosur siendo el 37% de las muestras las que superan el valor de
0,20 mg/Kg.
En la Tabla Nº20 de las treinta muestras de arroz, el valor máximo de cadmio hallado
93
fue de 0.77 ppm mientras que el valor mínimo fue 0.11 ppm, el valor medio hallado
en la concentración de cadmio fue 0.36266667 ppm. El parámetro establecido en el
Codex Alimentarius y Registro Técnico de MERCOSUR es 0,40 ppm para el cadmio, y
en nuestro trabajo se ha obtenido como promedio de cadmio (0,362666 ppm); siendo
inferior el nivel de cadmio en arroz, (Oryza sativa) en el “Mercado Municipal 3 de
Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima.
En el Gráfico Nº17: Este gráfico de barras representa los valores hallados de Cadmio en
mg/kg,
En el Gráfico Nº18: Este gráfico de barras representa los valores hallados de Cadmio
en mg/kg, en comparación con el Límite máximo establecido por el Codex
Alimentarius; se observa que 9 muestras superan el límite establecido de 0,40 mg/Kg .
En el Gráfico Nº19: Este gráfico circular nos da a conocer el porcentaje total de
muestras que superan el límite máximo de Cadmio establecido por el Codex
Alimentarius, siendo el 30% de las muestras las que superan el valor de 0,40
mg/Kg.
En el Gráfico Nº20: Este gráfico de barras representa los valores hallados de Cadmio
en mg/kg, en comparación con el Límite máximo establecido por el Registro Técnico
de Mercosur; se observa que 9 muestras superan el límite establecido de 0,40 mg/Kg .
En el Gráfico Nº21: Este gráfico circular nos da a conocer el porcentaje total de
muestras que superan el límite máximo de Cadmio establecido por el Registro
Técnico de Mercosur siendo el 30% de las muestras las que superan el valor de
0,40 mg/Kg.
En la Tabla Nº23 de las treinta muestras de arroz, el valor máximo de arsénico hallado
fue de 0.35 ppm mientras que el valor mínimo fue 0.06 ppm, el valor medio hallado
en la concentración de arsénico fue 0.19966667 ppm. El parámetro establecido en el
Registro Técnico de MERCOSUR para el metal arsénico es de 0,30 ppm, teniendo como
promedio (0,19966 ppm), siendo inferior el nivel de arsénico encontrado en las muestras
94
de arroz (Oryza sativa) analizadas del “Mercado Municipal 03 de Febrero” del distrito de
La Victoria, Provincia de Lima.
En el Gráfico Nº22: Este gráfico de barras representa los valores hallados de Arsénico
en mg/kg,
En el Gráfico Nº23: Este gráfico de barras representa los valores hallados de Arsénico
en mg/kg, en comparación con el Límite máximo establecido por el Registro Técnico
de Mercosur; se observa que 4 muestras superan el límite establecido de 0,30 mg/Kg.
En el Gráfico Nº24: Este gráfico circular nos da a conocer el porcentaje total de
muestras que superan el límite máximo de Arsénico establecido por el Registro
Técnico de Mercosur siendo el 13% de las muestras las que superan el valor de
0,30 mg/Kg.
En el Gráfico Nº25: Podemos observar un gráfico de dispersión para determinar la
correlación de la presencia de Plomo y Cadmio, en arroz (Oryza sativa) expendida en el
“Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Prov incia de Lima mediante
el índice de Coeficiente de correlación de Pearson. El valor hallado es 0.33821295 lo
que demuestra que no existe una correlación en cuanto a la presencia de estos metales.
En el Gráfico Nº26: Podemos observar un gráfico de dispersión para determinar la
correlación de la presencia de Cadmio y Arsénico, en arroz (Oryza sativa) expendida en
el “Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima
mediante el índice de Coeficiente de correlación de Pearson. El valor hallado es
0.42150184 lo que demuestra que no existe una correlación en cuanto a la presencia de
estos metales.
En el Gráfico Nº27: Podemos observar un gráfico de dispersión para determinar la
correlación de la presencia de Plomo y Arsénico, en arroz (Oryza sativa) expendida en el
“Mercado Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima mediante
el índice de Coeficiente de correlación de Pearson. El valor hallado es -0.08664197 lo
que demuestra que no existe una correlación en cuanto a la presencia de estos metales.
95
En el Gráfico Nº28: Este gráfico de barras nos da a conocer el porcentaje de los valores
hallados de Plomo, Cadmio y Arsénico hallados en las muestras de arroz que superan
el Límite máximo establecido por el Codex Alimentarius y el Registro Técnico de
Mercosur.
En la Tabla Nº24 podemos apreciar las 11 muestras de arroz que superan los
parámetros establecido de plomo 0.20 mg/Kg según el Codex Alimentarius y Registro
Técnico de MERCOSUR.
En la Tabla Nº25 podemos apreciar las 9 muestras de arroz que superan los parámetros
establecido de cadmio 0.40 mg/Kg según el Codex Alimentarius y Registro Técnico de
MERCOSUR
En la Tabla Nº26 podemos apreciar las 4 muestras de arroz que superan los parámetros
establecido de arsénico 0.30 mg/Kg según el Registro Técnico de MERCOSUR
96
V. DISCUSIONES
Según un estudio realizado en la provincia de Azerbaiyán Occidental, en el noreste de
Irán todas las muestras analizadas (16) contienen trazas de plomo 0,916 ±, 0,035 ppm
siendo el parámetro de la norma técnica de Irán en el orden de 0,1 ppm (mg / kg). En
nuestro estudio según Tabla Nº17 todas las muestras analizadas (30) contienen trazas
de plomo 0,45 ±, 0,08 mg/Kg siendo el parámetro establecido en el Codex Alimentarius
y Registro Técnico de MERCOSUR en el orden de 0,20 mg / kg.
Según un estudio realizado en la provincia de Azerbaiyán Occidental, en el noreste de
Irán todas las muestras analizadas (16) contienen trazas cadmio 0,022 ± 0,027ppm,
estando dentro de los parámetros de la norma técnica de Irán en el orden de 0,2 ppm
(mg / kg). En nuestro estudio según Tabla Nº20 todas las muestras analizadas (30)
contienen trazas de cadmio 0,77 ±, 0,11 mg/Kg siendo el parámetro establecido en el
Codex Alimentarius y Registro Técnico de MERCOSUR en el orden de 0,40 mg / kg.
Según un estudio realizado en la provincia de Azerbaiyán Occidental, en el noreste de
Irán todas las muestras analizadas (16) contienen pequeñas cantidades de arsénico
0,057 ± 0,014 ppm, estando dentro de los parámetros de la norma técnica de Irán que
es de 0,2 ppm (mg / kg). En nuestro estudio según Tabla Nº23 todas las muestras
analizadas (30) contienen trazas de arsénico 0,35 ±, 0,06 mg/Kg siendo el parámetro
establecido en el Registro Técnico de MERCOSUR en el orden de 0,30 mg / kg.
En el estudio realizado en la provincia de Khuzestán, al sureste de Irán las
concentraciones medias de Plomo en las variedades de arroz Anburi y Champa fueron
0,42 ± 0,07 y 0,44 ± 0,05 ppm (mg/Kg) respectivamente, que son significativamente más
alta que el nivel permitido 0.2 ppm (mg/Kg), regulado por la Oficina de Administración de
Alimentos y Drogas de Irán. En nuestro estudio según la Tabla Nº17 las muestras
analizadas contienen trazas de plomo 0,45 ±, 0,08 mg/Kg que son significativamente
más alta según los parámetros establecidos en el Codex Alimentarius y Registro Técnico
de MERCOSUR que es de 0,20 mg/Kg.
En el estudio realizado en la provincia de Khuzestán, al sureste de Irán el contenido
medio de Cadmio en las variedades de Arroz Anburi y Champa, fueron 0,07 ± 0,008 y
97
0,07 ± 0,006 ppm (mg/kg), respectivamente. El contenido de cadmio es muy inferior el
nivel admisible 0.1 ppm (mg/kg). En nuestro estudio según la Tabla Nº20 se obtuvo
como resultados 0,11 ± 0,77 mg/kg en los niveles de cadmio en arroz que son
significativamente más altas según los parámetros establecidos en el Codex
Alimentarius y Registro Técnico de MERCOSUR que es de 0,40 mg/Kg.
Según estudios realizados por Uraguchi, S. y Fujiwara mencionan que existe
contaminación de Cd de arroz en Japón, China y Tailandia constituyendo un grave
problema agrícola debido a la contaminación de los suelos; en nuestro estudio sólo 9
muestras de 30 según Tabla N° 21 y 22 superan los parámetros establecidos en el
Codex Alimentarius. y Registro Técnico de MERCOSUR que es de 0.40 mg/Kg.
Con respecto a la correlación entre los metales determinada mediante el coeficiente de
correlación de Pearson se evidencia que no existe correlación entre el Plomo y Cadmio
según Gráfico N°25 por lo cual la presencia de un elemento no está relacionada con la
presencia del otro elemento en el cereal.
Con respecto a la correlación entre los metales determinada mediante el coeficiente de
correlación de Pearson se evidencia que no existe correlación entre Cadmio y Arsénico;
según Gráfico N°26 por lo cual la presencia de un elemento no está relacionada con la
presencia del otro elemento en el cereal.
Con respecto a la correlación entre los metales determinada mediante el coeficiente de
correlación de Pearson se evidencia que no existe correlación entre el Plomo y Arsénico
según Gráfico N°27 por lo cual la presencia de un elemento no está relacionada con la
presencia del otro elemento en el cereal.
De las muestras analizadas solo el 37%,30% y13% según gráfico N°28 contienen
concentraciones superiores al límite establecido para el plomo, cadmio y arsénico
respectivamente según el Codex Alimentarius y el Registro Técnico de MERCOSUR; lo
cual es un porcentaje aceptable pero a la vez constituye un motivo de alerta para la
población.
98
VI. CONCLUSIONES
1. Las muestras de arroz (Oryza sativa), expendidos en el “Mercado Municipal 3 de
Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, presentan valores de plomo que
varían entre un valor mínimo de 0,08 ppm y un valor máximo de 0,45 ppm, de las cuales
11 muestras (37%) superan el parámetro establecido en el Codex Alimentarius y el
Registro Técnico de MERCOSUR que indica 0.20 ppm.
2. Para el cadmio, las muestras de arroz (Oryza sativa) analizadas presentan un valor
mínimo de 0,11 ppm y un valor máximo de 0,77 ppm, encontrando que 9 muestras
(30%) superan el parámetro establecido en el Codex Alimentarius y Registro Técnico de
MERCOSUR que indica 0.40 ppm.
3. Con respecto al arsénico, las muestras de arroz (Oryza sativa) analizadas presentan un
valor mínimo de 0,06 ppm y un valor máximo de 0,35 ppm. Se supera el parámetro
establecido en el Registro Técnico de MERCOSUR que indica 0.30 ppm en 4 muestras
(13%).
99
VII. RECOMENDACIONES
1. Se recomienda realizar estudios o investigaciones, sobre la concentración de
metales pesados como los analizados en la investigación en los cereales como el
arroz, siendo de suma importancia mundial como el segundo en su producción.
2. Las personas dedicadas a la agricultura deben utilizar pesticidas y fertilizantes
químicos que no contengan porcentajes de metales pesados que contaminen el
suelo y agua, y por ende lo que en él se produzca.
3. Realizar trabajos de investigación referente a la presencia de plomo, cadmio y
arsénico en suelos y agua ya que estos forman parte del desarrollo de los cultivos.
Siendo las principales fuentes de exposición para desarrollar un riesgo alimentario
del cultivo. Porque el arroz proviene de diversas regiones y se cultiva en forma muy
diferente de una región a otra, lo cual puede variar ampliamente los niveles de los
metales pesados.
4. Identificar los niveles de plomo, cadmio y arsénico que se encuentran presentes en
aquellas personas que adquieren frecuentemente este cereal en el “Mercado
Municipal 3 de Febrero” del distrito de La Victoria, Provincia de Lima, Siendo
expuestas a este metal por medio de análisis de sangre, pelos y uña.
100
VIII. BIBLIOGRAFÍA
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105
IX. ANEXOS
FOTO N°01.- MERCADO MUNICIPAL 3 DE FEBRERO, LA VICTORIA - LIMA.
FOTO N°02.- DIFERENTES MARCAS DE ARROZ A ANALIZAR EN EL ESTUDIO.
106
FOTO N°03.- RECOLECCION DE MUESTRAS DE GRANOS DE ARROZ.
FOTO N°04 .- RECOLECCION DE MUESTRAS DE GRANOS DE ARROZ.
107
Espectrofotómetro de Absorción Atómica modelo ANALYST 600 PERKIN ELMER
