presencia del arsénico en aguas y suelo

El arsénico es un metal grisáceo y ocurre en tres estados de oxidación: As, As+3 y As+5. En solución, el arsénico puede existir como arsenito (As+3), arseniato (As+5) y como varios complejos orgánicos. Los arseniatos inorgánicos forman sales con cationes de calcio y fierro. Los compuestos de arsénico soluble son prontamente consumidos por organismos vivos y a concentraciones elevadas pueden ejercer efectos tóxicos. Las plantas responden a la concentración de arsénico en la solución de suelo. Al igual que la mayoría de los elementos trazas, el arsénico es fuertemente adsorbido por el suelo. La adición de arsénico al suelo en relativamente altas concentraciones, por cortos periodos de tiempo, puede no provocar reducción en el crecimiento de los cultivos o su acumulación en partes de la planta a concentraciones perjudiciales a humanos o animales. Sin embargo, una aplicación continua de arsénico, en periodos extendidos de tiempo, se acumula en la capa superficial del suelo.

El fenómeno de la existencia de contenidos altos de arsénico de origen natural en las aguas está controlado por tres factores: la fuente primaria de arsénico (geosfera y atmósfera); los procesos de movilización/retención de arsénico en la interacción entre la fase sólida y la fase líquida; y el transporte de arsénico como especie acuosa en el seno del agua. Respecto al primer factor, una de las características comunes en la mayor parte de los acuíferos con contenidos altos de arsénico no asociados a procesos geotermales, ni a depósitos minerales, ni a un origen antropogénico, es que los materiales que forman el acuífero tienen contenidos en arsénico próximos a los valores considerados como contenido medio de fondo. (Lillo, 2003)

Arsénico en el ambiente

El arsénico es un elemento ampliamente distribuido en el ambiente. Suele ser detectable en casi todos sus compartimentos y generalmente aparece en la litosfera en concentraciones entre 1,5 y 2 ppm. Forma parte de más de 245 minerales en forma de arseniatos (60%), sulfuros y sulfosales (20%) y otras formas como arseniuros, arsenitos, óxidos y silicatos (20%) (Mandal & Suzuki, 2002). Los mayores depósitos de As de la corteza terrestre se encuentran en forma de pirita, galena, calcopirita, y esfalerita. Existen altas concentraciones en depósitos de azufre como por ejemplo As2S3, AsS, FeAsS, FeAs2, razón por la que la arsenopirita ha sido utilizada para la obtención de arsénico a lo largo de la historia, al ser el mineral de As más abundante en la naturaleza. El arsénico inorgánico está presente en suelo, agua, aire y alimentos, de forma que el ser humano se encuentra continuamente expuesto a este contaminante. El intervalo de arsénico en el suelo varía de 0,2 a 40 mg kg-1 y en el aire de las zonas urbanas la concentración es aproximadamente de 0,02 µg m-3 de aire. La exposición vía consumo de agua es la mayoritaria a escala global. (Smedley & Kinniburgh, 2002) Tanto el suelo como el agua de un emplazamiento son una de las principales vías de exposición a arsénico para los seres vivos, ya sea por ingesta (principalmente para niños), inhalación o contacto dérmico. Otra vía determinante de exposición es el paso del arsénico a la cadena trófica: el arsénico se acumula en cultivos, vegetales y frutas que crecen en suelos contaminados. Las fuentes de arsénico pueden ser clasificadas en función de su origen (naturales o antropogénicas) o de su distribución espacial (localizada o difusa).

Las principales rutas de entrada del arsénico al cuerpo son la ingestión y la inhalación:

Ingestión

Alimentos que contienen arsénico. El 80% de la ingesta de arsénico se debe al consumo de carne, pescado y pollo que contiene este elemento. Los pescados, los mariscos bivalvos y las algas también contienen arsénico, como arsenobetaina y arsenocolina, las cuales en ocasiones se conocen como “arsénico de los peces”. Estas formas de arsénico presentan una baja toxicidad en los humanos y son excretadas rápidamente en la orina (ATSDR 2007). Hay estudios recientes que revelan que una especie de alga marina, el hijiki, contiene niveles altos de arsénico inorgánico (Rose et al, 2007).

Inhalación

Las principales fuentes del arsénico que es inhalado son despepitadoras, fábricas de pesticidas, fundidoras, operaciones de manufactura de vidrio, humo de tabaco, y quema de combustibles fósiles que contienen arsénico (Rossman 2007).

El arsénico que se encuentra en el aire de diversos sitios de trabajo generalmente es trióxido de arsénico (Ishinishi et al. 1986). Actualmente, los niveles altos en exposiciones ocupacionales son más raros puesto que el nivel de exposición permitido es de 0.01 miligramos por metro cúbico. No obstante, puede presentarse una intoxicación al inhalarse los humos de la incineración de materiales que contienen arsénico, como la madera tratada con conservadores (Aposhian 1989).
Las partículas más pequeñas se depositan en sitios más profundos del tracto respiratorio.
Las partículas que se depositan en las vías aéreas superiores son limpiadas por los cilios celulares, pero luego pasan al tracto gastrointestinal, donde son absorbidas (Yip y Dart 2001).

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Referencias

Aposhian HV. Biochemical toxicology of arsenic. 1989. Rev Biochem Toxicol. 10:265-299.

Ishinishi N, Tsuchiya K, Vahter M, Fowler BA. 1986. Arsenic. In: Friberg L, Nordberg GF, Vouk V, eds. Handbook on the toxicology of metals. Amsterdam: Elsevier Science.

Lillo, J. (2003). Peligros geoquímicos: arsénico de origen natural en las aguas. Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Medio Ambiente. from www.aulados.net. Temas Ambientales 2007.
Rosenman K. 2007. Occupational Heart Disease. In : Rom W and Markowitz S eds. Environmental and Occupational Medicine, 4th ed. Lippincott Williams & Wilkins, page 688.

Smedley, P. L., & Kinniburgh, D. G. (2002). A review of the source, behaviour and distribution of arsenic in natural waters, Pergamon 17, 517–568.

Yip L, Dart R. 2001. Arsenic in: Sullivan J and Kreiger G, eds. Clinical Environmental Health and Toxic Exposures, Second Edition. Phildelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins. Pp 858-865.