Publicación de GT Laboratorio - Rosario - Argentina

Resguardar la Vida

Nº 3 Venenos en el Agua

Arsénico

Resguardar la Vida

Auspicia

Año 3 • Número III • Mayo 2013

“Venenos en el Agua”-Arsénico- Primera Edición

Editorial GT Laboratorio s.r.!. Necochea 3274 • S2001QXL Rosario - Argentina Tel / fax: +54 - (0341) 481 1002 . E-mails: infoprofesional@gtlab.com.ar Web: www.gtlab.com.ar

Director General Dr. Daniel C. Gazzola Bioquímico

RedacciónDr. Daniel Echave Bioquímico

Diseño GráficoJulieta Gazzola

Ejemplar de distribución gratuita. Se autoriza su libre reproducción, difusión tota parcial siempre que se cite la fuente.

Editorial

Son múltiples los factores y las substancias que alteran la calidad del agua de consumo.En general, el hombre con su accionar cotidiano, contribuye grandemen-te al deterioro del recurso vital.El aumento de la población mundial impacta proporcionalmente sobre el deterioro del agua, en la medida que no se acentúen los programas de educación para el mantenimiento del equilibrio ecológico integralSi a esto le sumamos que existen sustancias nocivas de origen geológico o natural, como es el caso del arsénico, debemos entender que por una parte la educación preventiva y la divulgación del conocimiento general, son algunas de las herramientas que la población necesita para colaborar con el cuidado del agua; recurso de todos.La presente edición y otras de más adelante, tratarán a otros “ Venenos “.

Dr: Daniel C. GazzolaDirector Gt Laboratorio s.r.l.

La contaminación de agua provocada por arsénico constituye un serio proble-ma de salud pública de importancia a nivel mundial debido a su poder carci-nógeno y neurotóxico.

ZONAS DE CONCENTRACION DE ARSÉNICO EN ARGENTINA Y DENSIDAD DE POBLACIÓN

La Subsecretaría de Planeamiento Edu-cativo del Ministerio de Educación de la Nación ha evaluado el riesgo estratifi-cando las concentraciones de arsénico en tres niveles: menor o igual que 50 ppb (bajo riesgo); 51 a 100 ppb (media-no riesgo) y concentraciones mayores que 101 ppb (alto riesgo). (1)El trabajo mostró como la distribución

de agua con alto contenido de arséni-co se sucede en un continuo noroeste-sudeste desde la cordillera hasta la costa atlántica. Las provincias de Argentina que pre-

sentan áreas en las que el agua tiene contenidos relativamente elevados de arsénico son: Salta, Jujuy, Catamarca, La Rioja La Pampa, Chaco, Córdoba, San Luis, Mendoza, San Juan, Santa Fé, Bue-nos Aires, Río Negro, Tucumán y Santia-go del Estero, no se descartándose que puedan ser más.La Figura 1 muestra la distribución de

aguas con distintos contenidos de arsé-nico, relacionando este dato con la dis-tribución demográfica.Otro trabajo ha mostrado la presencia

del arsénico en aguas subterráneas de Argentina (2), indicando que el origen de su presencia en las mismas se atribu-ye a la actividad volcánica ocurrida en los Andes durante el Cuartario. Esa acti-vidad fue muy intensa en el Altiplano y a ella se deberían las altas concentracio-nes que poseen los ríos Rosario, Pastos Chicos, Chorrillos (3.5 mg/l) y San Anto-nio (0.7 mg/l) cercanos a San Antonio de los Cobres, Salta; en el río Jáchal, San Juan (0.10 a 0.15 mg/l) (3) y el San An-tonio (0.15 a 0.8 mg/l), Anta, Salta (4). Como consecuencia de ese vulcanismo,

en el este de la llanura Pampeana se habrían acumulado grandes depósitos de vidrios volcánicos que contienen ar-sénico (vidrios frescos 11±0.78, vidrios alterados 14.7± 0.70) (5). La solubilidad del arsénico depende de

la alcalinidad del agua, especialmente aquellas ricas en bicarbonato de sodio. En cambio es escaso o no se encuen-tra en aguas ricas en sales de calcio o

magnesio aunque sean bicarbonatadas o sulfatadas. Las aguas subterráneas que contienen mayor concentraciones de arsénico son las muy alcalinas.El arsénico predomina en acuíferos

profundos (probables ambientes lagu-nares del Cuartario que recibieron sóli-dos en suspensión desde la Puna luego concentrados por evaporación) en San-tiago del Estero: Monte Quemado a 90-100 mg/l; Selva: 0.57 mg/l a 40 m de profundidad (6), en Santa Fe (Rufino), Chaco, La Rioja y Salta. En el noreste de la Provincia de Santia-

go del Estero, estudios realizados sobre 340 pozos (7) concluyen que aquellos ubicados sobre los paleocauces loca-lizados en el oeste del departamento de Alberdi proveen de agua con relati-vamente bajos contenidos de arsénico, aunque con gran contaminación bio-lógica. En cambio los pozos ubicados sobre el abanico aluvial de la Sierras Subandinas (al oeste del Departamento de Copo), poseen una gran importan-cia hidrológica pero con altos conteni-dos de arsénico (máximos de 0,60 mg/l) asociado a las mayores profundidades (80-110 m). Predomina en las capas superficiales

(estratos de cenizas volcánicas acumula-dos también en el Cuartario por acción eólica o bien por la descarga de siste-mas lagunares desarrollados en la Puna) en la provincia de Córdoba (Bell Ville, cuenca del río Tercero), centro y norte de la provincia de Santa Fe, norte y sur de la provincia de Buenos Aires (8); nor-te de la provincia de La Pampa (Jacinto Araus 0.4 mg/l) (9), Tucumán (6 a 30 m) (9), y San Juan (3, 10). Las aguas de Huinca Renanco (Córdoba) posee 0.302 mg/l (11). Las isolíneas de máxima muestran áreas

de mayor concentración en acuíferos en el NE de la provincia de Córdoba (La Francia 12,0 mg/l), W de la provincia de Salta (San Antonio de los Cobres, 2.9 mg/l) y SW de la provincia de Buenos Aires (Medanos, 2,0 mg/l). Las isolíneas de mínima concentración,

pero también de elevado contenido de arsénico, muestran una zona de 2.00 mg/l en La Francia (Córdoba) y 0.60 mg/l en Vila, provincia de Santa Fe; 0,50 mg/l en San Marcos Sur y Asunta en el SE de la provincia de Córdoba.

ABATIMIENTO DEL ARSENICO DEL AGUA

Los procesos empleados para la elimi-nación del arsénico en agua de consu-mo son los siguientes.-Coagulación-precipitación–filtrado.Esta técnica es la que más se utiliza en

todo el mundo. Consiste en coagular el arsénico soluble, es decir, transformar-lo en una sustancia insoluble mediante una reacción química generada por el agregado de otra sustancia: el coagu-lante, para lo cual se utilizan sulfato de aluminio; sulfato, cloruro e hidróxido férrico; cal o cal hidratada. Los coagu-lantes cambian la superficie cargada de los sólidos permitiendo la aglomeración o entrampamiento de las partículas, for-mando flóculos que son sedimentados o filtrados más fácilmente. Dado que la remoción de As+5 es mucho más efec-tiva que la de As+3, de presentarse este último, generalmente se lo oxida previa-mente a la coagulación.- Adsorción: Es un proceso electroquímico por el

cual una sustancia en solución es fijada por otra en estado sólido. Es un fenó-meno superficial y por lo tanto cuanto mayor sea la superficie del medio mayor será la capacidad de acumular material. Como adsorbentes se utilizan arcillas, especialmente las ferruginosas.- Intercambio iónico: Proceso físico-químico que involucra la

utilización de un lecho y que implica el intercambio entre los iones contenidos en el agua y el componente sólido del lecho. La solución se pasa a través del lecho hasta que se satura y comienza la fuga de contaminantes. En ese momen-to la resina (fase sólida) se reactiva con una solución de regenerante que lleva los contaminantes retenidos para dis-posición como efluente líquido. Para la fijación del arsénico se utilizan resinas a base de sulfato para el As+5 y de nitrato para el As+3. El sulfato, nitrato y otros aniones presentes en altas concentra-ciones pueden reducir ampliamente el ciclo de funcionamiento, al competir con el arsénico9.- Ósmosis inversa: Consiste en el pasaje del agua a tra-

vés de una membrana a presiones muy elevadas, entre 10-20 bares. Esta tec-nología permite además disminuir las concentraciones de otras sustancias indeseables cuando se presentan en concentraciones elevadas, tales como

fluoruros, nitritos, nitratos, metales, hi-drocarburos, plaguicidas, sulfatos, clo-ruros, sales totales, etc. En la mayoría de los casos es necesario

un pre-tratamiento del agua que ingre-sa al equipo de ósmosis para evitar el deterioro de las membranas. General-mente se colocan filtros para la remo-ción de partículas y ablandadores para eliminar la dureza del agua. Sin embargo, cabe destacar que este

proceso presenta dos grandes desventajas: 1) es muy costoso debido a: la ener-

gía requerida para permitir el pasaje del agua, y al costo de la membrana filtrante. 2) genera un importante volumen de

agua de rechazo altamente salinizada y/o contaminada. En los sistemas de mayor tamaño este rechazo se encuen-tra entre el 15% y el 30% del flujo que ingresa.Todos estos procesos generan algún

tipo de efluente, ya sea sólido, líquido o semisólido, por lo cual es necesario conocer el riesgo que el mismo impli-ca para la salud y el medio ambiente de modo de prever su disposición final en condiciones de máxima seguridad. Los posibles tratamientos de los efluentes son los siguientes.-Lagunas de evaporación: Se emplean normalmente para evapo-rar las aguas de rechazo derivadas de la ósmosis inversa y/o intercambio iónico. Funcionan relativamente bien en regio-nes áridas y ventosas como la Patagonia Extra-andina. Su principal desventaja es que generan barros altamente contami-nados que se acumulan en el fondo y deben ser tratados antes de su disposi-ción final. -Incineración: Se utiliza para calcinar los barros con-taminados, mediante un horno similar al que se emplea para la fabricación de cemento. Esto genera elevados costos y produce cenizas contaminadas.-Deshidratadores: Son empleados para separar el agua del barro mediante bombas centrífugas, fil-tros prensa y deshidratadores al vacío. Posteriormente el agua debe ser tratada para lo cual se la puede realimentar al circuito de abatimiento de arsénico.- Solidificación: Consiste en el agregado de cemento y/o cal junto con puzolana a los barros ge-nerados, previamente desecados, para transformarlos en un suelo cemento que

inmovilice a las sustancias contaminan-tes. La eficacia de este procedimiento es dudosa, aún no hay certezas de que el arsénico en esas condiciones sea com-pletamente inocuo.La disposición final de los efluentes se

puede realizar en: rellenos sanitarios para efluentes peligrosos; por dispersión del barro seco en rellenos sanitarios co-munes o en campos arados para para mezclarlos con el suelo natural, si la con-centración de arsénico es moderada o baja.

HIDROARSENISMOSe define como Hidroarsenicismo Cró-

nico Regional Endémico (HACRE) a la enfermedad provocada por la ingestión continua de agua con contenidos de ar-sénico en valores superiores a los fijados por la Organización Mundial de la Sa-lud (Fuente: ver informe de la Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable: “Epidemiología del Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico (HACRE) en la Rep. Argentina”).El HACRE, que afecta a las personas

que viven en áreas donde la contami-nación es alta y beben el agua en forma prolongada, se caracteriza por provocar alteraciones cardíacas y vasculares, alte-raciones neurológicas, lesiones hepáti-cas y renales, repercusiones en el apara-to respiratorio y lesiones cutáneas. Los trastornos característicos son el engro-samiento de palmas y plantas (querato-derma), la pigmentación aumentada del tronco y la aparición de cáncer cutáneo. También es frecuente el cáncer de pul-món y de laringe.Nuestro país es uno de los más afecta-

dos por esta enfermedad, ya que las na-pas de los suelos de las provincias cen-trales están contaminadas por arsénico. Las causas son en su mayoría naturales y están relacionadas con el volcanismo (durante la génesis de la cordillera de los Andes las cenizas volcánicas, ricas en arsénico, se esparcieron a lo largo del territorio contaminando el agua) y con la actividad hidrotermal asociada de la cordillera de los Andes. Sin embar-go, aunque en menor escala, también existen aguas infectadas por actividades realizadas por el hombre: minería, fun-diciones y el uso de herbicidas y plagui-cidas que contienen arsénico.Hoy en día se estima que la pobla-

ción argentina que habita en áreas con aguas arsenicales es de alrededor de 2.500.000 habitantes, casi el 7% de

la población del país. A su vez, el 43% de los departamentos afectados tie-nen más del 30% de su población con necesidades básicas insatisfechas. Las comunidades aborigen y la población rural dispersa, forzadas a abastecerse de agua subterránea, resultan las más afectadas. Si bien los efectos tóxicos del arsénico

afectan a personas de todas las edades, han podido identificarse como grupos más susceptibles a:a) los niños: la dosis de arsénico será,

en promedio, mayor que la de los adul-tos expuestos a concentraciones simi-lares, ya que su ingesta de líquidos y alimentos es relativamente alta en com-paración con su peso corporal;b) mujeres embarazadas y en lactan-cia: especialmente vulnerables debido a los posibles efectos adversos del arséni-co sobre la reproducción y el desarrollo;c) individuos con estado nutricional deficitario: pueden tener una capaci-dad disminuida para metabolizar el ar-sénico;d) individuos con enfermedades preexistentes (sobre todo renales y hepáticas): podrían ser más suscepti-bles a los efectos del arsénico, debido a que estos órganos son responsables de la detoxificación del arsénico en el organismo.

La enfermedad fue descripta por pri-mera vez en la Argentina en 1917 (12) cuando se la denominó “enfermedad de Bell Ville” por la procedencia de los pacientes. Las manifestaciones cutáneas caracte-

rísticas fueron descriptas ese año por Ayerza (13), por lo que éstas recibieron la denominación de “enfermedad de Ayerza”. En 1951 (14) se le dio la de-nominación actual (HACRE), con la que es conocida en los círculos médicos de la Argentina. En 1986 fueron registrados 339 pa-

cientes provenientes de las provincias de Córdoba, Santa Fe, Chaco, Buenos Aires y Salta (15) y en 1995 se repor-tó (16) que entre los años 1972 y 1993 habían sido detectados otros 87 enfer-mos provenientes, la mayoría de ellos, de las provincias de Santiago del Estero, Chaco y Salta, y en menor número de Córdoba, Santa Fe y de Chile. Una revisión de 1970 (3) transcribió

una estadística del período 1934-1944 registrada por el Hospital Regional de Bell Ville donde se detectaron 511 afec-

tados de arsenicismo. Anteriormente, en 1917, sobre una población total de 8.534 habitantesse habían contabiliza-do 1.300 enfermos (15% de prevalen-cia) para Bell Ville (13). Un mapa de riesgo para la provincia de

Córdoba publicado en 1998 (17), ba-sándose en la incidencia de patologías relacionadas y los tenores de arsénico actuales en las aguas de consumo hu-mano relevó 40 localidades midiendo el contenido de arsénico tanto como el pH y relacionó estos datos con la tasa de mortalidad por cáncer de piel y órganos blandos. Los mayores índices de riesgo fueron encontrados en la zona de llanu-ra (departamentos de San Justo, Marcos Juárez, Unión, Río Cuarto y Río Primero). Otro mapa de riesgo, pero para la re-

gión sur de Provincia de Buenos Aires demarcó zonas de hasta 1 mg/l en los alrededores de la localidad de Médanos (8). En los Estados Unidos el arsénico ha

sido asociado con un mayor riesgo de cáncer de próstata, enfermedades car-diológicas, nefritis y pericarditis (18), cáncer de piel (no melanomas) (19), aunque no está claro si esos efectos se producen con los niveles de arsénico que recibe esa población (0.05 mg\l) (20). Por lo tanto se requieren mayores investigaciones sobre el consumo de agua con arsénico y sus efectos en la saludEstudiando el metabolismo del arséni-

co en la población de San Antonio de los Cobres, Taco Pozo y Rosario de Ler-ma se observaron resultados diferentes en las concentraciones de arsénico en sangre y orina de niños y mujeres por lo cual habría una considerable variación interindividual además de un polimorfis-mo genético en esta cuestión (20).

MECANISMO DE ACCIONEl arsénico inhibe el dihidrolipoato, un

cofactor necesario de la piruvato deshi-drogenasa.Esta inhibición bloquea el ciclo de Kre-

bs interrumpiendo la fosforilación oxi-dativa. El arsénico también inhibe la transformación de la tiamina a acetil-CoA y succinil-CoA.ABSORCIÓNLos compuestos arsenicales se absor-

ben a través de las vía digestiva, respira-toria y cutánea. Los compuestos orgáni-cos de arsénico se absorben mejor que los inorgánicos y los pentavalentes más que los trivalentes.

DISTRIBUCIÓN Y VIDA MEDIALa vida media del arsénico en el orga-

nismo es de unas 10 horas, aunque se puede detectar arsénico en orina, hasta el décimo día después de la exposición.En el organismo, el arsénico se fija

preferentemente en el hígado, riñones, tracto digestivo, hueso, piel y faneras.ELIMINACIÓNLa vía principal de eliminación es la uri-

naria.DOSIS TÓXICALa dosis letal para el trióxido de arséni-

co es de unos 120 mg y para los com-puestos orgánicos oscilan entre 0.1 y 0.5 g/Kg.

INTOXICACIÓN AGUDALa intoxicación aguda con compues-

tos de arsénico suele ir acompañada de anemia y leucopenia, especialmente granulocitopenia. En los supervivientes, dichos efectos

revierten generalmente en 2 ó 3 sema-nas. También se observa hepatomegalia reversible, pero las pruebas de función hepática y las enzimas hepáticas suelen ser normales.La intoxicación aguda por vía digesti-

va se manifiesta en forma de un cuadro gastrointestinal de tipo coleriforme –30 a 300 ppb- (dolores abdominales, vómi-tos, diarreas profusas y deshidratación). Las intoxicaciones graves pueden des-

encadenar un cuadro de shock secun-dario a la vasodilatación y a la depresión miocárdica.También pueden aparecer alteracio-

nes 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.En las personas que sobreviven a una

intoxicación aguda, es frecuente que aparezcan alteraciones neurológicas periféricas algunas semanas después de la ingestión.

EXPOSICIÓN A LARGO PLAZO. ASPECTOS GENERALES

La intoxicación crónica con arsénico puede presentarse en trabajadores ex-puestos durante un tiempo prolongado a concentraciones excesivas de com-puestos de arsénico. Los rasgos más so-bresalientes son los efectos locales so-bre la mucosa del racto respiratorio y la

DIAGNOSTICOConcentraciones de arsénico en orina

inferiores a 10 µg/L son considerados como normales. Cuando sobrepasan los 100 µg/L hay

que investigar la procedencia de dicho arsénico y superiores a 200 µg/L deben considerarse como valores tóxicos, de-biendo tener en cuenta que desaparece a los pocos días de la exposición y que muchas veces una ingesta rica en arsé-nico, por ej. pescado, puede dar valores superiores a los mencionados anterior-mente.Concentraciones en sangre superiores

a 100-500 µg/L se consideran tóxicas.Concentraciones de arsénico en cabello

o uñas por encima de 5 mg/kg son pato-lógicas, y se pueden medir entre los seis a doce meses de la exposición.

MÉTODOS DE LABORATORIOEspectrometría de absorción atómica, colorimétrico de Vasac-Sedivec.MUESTRA:Orina de 24 hs.Cabello (100 mg)Uña (20 mg)Nota: evitar todo contacto de la mues-tra con metales

piel. También puede afectar a los siste-mas nervioso y circulatorio y al hígado.En el caso de una exposición digesti-

va a largo plazo al arsénico a través del agua, las manifestaciones clínicas oca-sionadas son multisistémicas. Las altera-ciones cutáneas van desde eritema, pa-pulas, vesículas, úlceras, hiperqueratosis palmo-plantar, verrugas, hiperpigmen-tación (melanodermia arsenical) y epite-liomas (espinocelulares y basocelulares).Dominan en el cuadro clínico los sín-

tomas abdominales vagos: diarrea o es-treñimiento, enrojecimiento de la piel, pigmentación e hiperqueratosis. Además, puede producirse una afec-

tación vascular, que en una región dio lugar a gangrena periférica.En la intoxicación crónica por arsénico

son habituales la anemia y la leucope-nia. La afectación hepática se ha obser-vado con mayor frecuencia en las perso-nas expuestas durante largo tiempo por vía oral que en las expuestas por inhala-ción, especialmente en los trabajadores de viñedos, cuya vía de exposición prin-cipal parece ser el vino contaminado.Existe una mayor incidencia de cáncer

de la piel en este tipo de intoxicación.

Figura 1Distribución geográfica del arsénico y la población

MOMENTO DE LA TOMA DE MUESTRA:Sujetos no expuestos laboralmente: orina de 24 hs.Sujetos expuestos: orina: fin de la última jornada laboral de la semana.

VALOR DE REFERENCIA:Orina: Sujetos sanos, no expuestos al As: 0 –50 µg

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