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Contaminación de metales pesados en aguas: potencial tóxico para su salud y el medio ambiente.

Definición de metales pesados

Los metales pesados incluyen metaloides y metales densos, los cuales se definen como elementos que poseen propiedades específicas de densidad, estabilidad y toxicidad (Quinteros et al, 2016). En la tabla periódica, se destacan 65 elementos denominados como metales pesados, algunos de ellos con alta densidad de aproximadamente 5 g/cm3 en forma elemental (Pineda y Rodríguez, 2015).
La definición de metales pesados referida específicamente a su toxicidad, son aquellos que, en pequeñas dosis pueden alterar funciones biológicas y causar efectos nocivos para la salud humana, y el medio ambiente (Jara et al, 2017).
Los metales pesados son considerados elementos potencialmente peligrosos debido a sus características no biodegradables, capaces de bioacumularse en organismos generando efectos letales para los seres vivos, y el medio ambiente. Si bien es cierto, los metales pesados se encuentran naturalmente en la corteza terrestre, éstos pueden representar un tóxico potencial cuando las concentraciones de metales pesados exceden los límites admisibles por entes reguladoras (Trujillo et al, 2020).

Fuentes de contaminación en medios marinos

Desde décadas, los efluentes domiciliarios, las actividades agrícolas, los vertidos procedentes de industrias, los desechos electrónicos, las fuentes antropogénicas y la minería forman parte de las principales fuentes de contaminación para las biomasas marinas debido a que incorporan grandes cantidades de metales pesados como arsénico, plomo, cromo, cadmio y zinc en medios acuáticos (Sonone et al, 2020).
Una vez que los metales pesados ingresan al entorno acuático inicia una alteración de funciones químico-biológicas que permiten la distribución de los metales pesados en los sedimentos de aguas superficiales y como consecuencia son absorbidos por la fauna marinas ingresando a la cadena alimenticia (Sonone et al, 2020; Briffa et al, 2020).
Debido a lo anterior, los metales pesados representan una amenaza para la seguridad ambiental y la salud de diversos organismos, incluyendo la vida humana, debido a su alta toxicidad, su resistencia ante condiciones ambientales, y su capacidad biológica para no biodegradarse mediante reacciones químicas o mecanismos fisiológicos (Ayangbenro y Babalola, 2017).

Efectos de los metales pesados en la salud humana

Frecuentemente, la población se encuentra expuesta a metales pesados por ingestión o contacto de productos contaminados que provienen de medios acuáticos, generando un riesgo potencial a largo o corto plazo para la salud humana (Jain, y Chandramani 2018).
La principal causa de la toxicidad de los metales pesados sobre el organismo humano se debe a su estado de oxidación que tiene características favorables para interactuar con proteínas, moléculas de ADN y enzimas, generando la producción de biomoléculas tóxicas estables y a su vez, la interrupción de reacciones necesarias para el correcto funcionamiento del organismo (Mishra et al, 2019).
Metales como cadmio, plomo, arsénico y cromo son capaces de oxidarse una vez que son ingeridos y entran en contacto a un medio ácido como los ácidos estomacales, provocando la interacción entre metales y moléculas que poseen grupos funcionales tio, como la cisteína (SH) y la metionina (SCH3). El metal pesado inhibe la función de enzimas y proteínas, debido a que, reemplaza el hidrógeno que poseen los grupos funcionales de diversas proteínas, y como consecuencia de la interacción se genera un complejo enzima-sustrato, capaz de bloquear la actividad de la enzima, generar anomalías, reducir antioxidantes e inducir al estrés oxidativo (Engwa et al, 2019; Kim et al, 2019).

Servicios analíticos que brinda TSI para la determinación de metales pesados en aguas

Tecnosoluciones brinda servicios analíticos para determinar metales pesados como arsénico, plomo, cromo, níquel, aluminio, cadmio, cobre, selenio, magnesio, antimonio y mercurio en matrices de agua potable, agua subterránea y aguas residuales mediante espectroscopía de masas con plasma de argón acoplado inductivamente (ICP/MS).
Nosotros “TSI Life Science Advance” como socios comerciales de Eurofins en Latinoamérica, te brindamos asesoramiento técnico y calificado sobre los análisis para determinar la presencia de metales pesados en aguas.

Bibliografía

Ayangbenro, A. S., & Babalola, O. (2017). A new strategy for heavy metal polluted environments: a review of microbial biosorbents. International journal of environmental research and public health, 14(1), 94. https://www.mdpi.com/1660-4601/14/1/94 
Briffa, J., Sinagra, E., y Blundell, R. (2020). Heavy metal pollution in the environment and their toxicological effects on humans. Heliyon, 6(9), e04691. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04691 
Engwa, G. A., Ferdinand, P. U., Nwalo, F. N.,y Unachukwu, M. N. (2019). Mechanism and health effects of heavy metal toxicity in humans. Poisoning in the modern world-new tricks for an old. Vol 10.
Jain, N., y Chandramani, S. (2018). Arsenic poisoning-An overview. Indian Journal of Medical Specialities, 9(3), 143-145. https://doi.org/10.1016/j.injms.2018.04.006 
Jara, E., Gómez, J., Montoya, H., Sánchez, T., Tapia, L., Cano, N., y Dextre, A. (2017). Acumulación de metales pesados en Calamagrostis rigida (Kunth) Trin. ex Steud.(Poaceae) y Myriophyllum quitense Kunth (Haloragaceae) evaluadas en cuatro humedales altoandinos del Perú. Arnaldoa, 24(2), 583-598. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=S241332992017000200010&script=sci_arttext 
Kim, J. J., Kim, Y. S., y Kumar, V. (2019). Heavy metal toxicity: An update of chelating therapeutic strategies. Journal of Trace elements in Medicine and Biology, 54, 226-231. doi:10.1016/j.jtemb.2019.05.003
Mishra, S., Bharagava, R. N., More, N., Yadav, A., Zainith, S., Mani, S., y Chowdhary, P. (2019). Heavy metal contamination: an alarming threat to environment and human health. In Environmental biotechnology: For sustainable future (pp. 103-125). Springer, Singapore. doi:10.1007/978-981-10-7284-0_5 
Pineda, M. E. B., y Rodríguez, A. M. G. (2015). Metales pesados (Cd, Cr y Hg): su impacto en el ambiente y posibles estrategias biotecnológicas para su remediación. I3+, 2(2), 82-112. https://doi.org/10.24267/23462329.113 
Quinteros, E., Ribó, A., Mejía, R., López, A., Belteton, W., Comandari, A., … López, D. L. (2016). Heavy metals and pesticide exposure from agricultural activities and former agrochemical factory in a Salvadoran rural community. Environmental Science and Pollution Research, 24(2), 1662–1676. doi:10.1007/s11356-016-7899-z
Sonone, S. S., Jadhav, S., Sankhla, M. S., & Kumar, R. (2020). Water contamination by heavy metals and their toxic effect on aquaculture and human health through food Chain. Letters in applied NanoBioScience, 10(2), 2148-2166. https://doi.org/10.33263/LIANBS102.21482166 
Trujillo, A. T., Manchola, L. V. C., y Santofimio, E. M. J. (2020). Metales en suelos productores de arroz del distrito juncal, Huila–Colombia. Suelos Ecuatoriales, 50(1y2), 1-12. DOI: 10.47864/SE(50)2020p1-12_121

Calidad del Agua, Metales Pesados, Metales, Análisis de agua

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Autor: Priscila Melendez