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martes, 10 de enero de 2012

ARSÉNICO EN EL AGUA SUBTERRÁNEA





El Dr. Auge nos hace un aporte sobre e contenido de arsenico en el Agua Potable:




ARSÉNICO EN EL AGUA SUBTERRÁNEA




Dr. Geól. Miguel Auge



Investigador del CONICET



auge@gl.fcen.uba.ar






La Plata, octubre del 2009


1. ORIGEN

         La  mayor parte del Arsénico contenido en el agua subterránea de nuestro país tiene origen natural, producto de la disolución de minerales arsenicosos vinculados a las erupciones volcánicas y a la actividad hidrotermal, principalmente en la Cordillera de los Andes, en los últimos 5 millones de años y que se mantiene actualmente, aunque en forma mucho más atenuada. El principal agente de transporte desde la Cordillera hacia el Este, hasta alcanzar a la Llanura Chaco-pampeana fue el viento, que produjo la acumulación del Loess Pampeano, en el que se intercalan cenizas volcánicas (tobas) con vidrio del mismo origen (obsidiana), el que aparece como uno de los principales generadores del As en el agua subterránea.     

         Otras fuentes de menor significación regional, pero que también pueden deteriorar la calidad del agua localmente, son las vinculadas con actividades mineras, la producción y empleo de plaguicidas, la fabricación de vidrio y productos electrónicos, y las fundiciones.



2. DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA

2.1. En el país.  Todavía no se tiene un conocimiento preciso sobre la distribución del As en el país, debido a las escasas investigaciones realizadas sobre le tema. Además, lo poco que se conoce es sobre el agua contenida en el acuífero freático y sólo se tiene información muy puntual de acuíferos más profundos. 

         En la figura 1 se reproduce la distribución del Arsénico en el agua freática a nivel de país y, como puede apreciarse, casi la mitad del ámbito representado carece de datos.

         De las regiones con concentraciones mayores a 0,10 mg/L de As, se destaca una franja de orientación meridiana que se extiende desde el Chaco hasta La Pampa, pasando por el Oeste de Santa Fe, y SE y SO de Córdoba. Otras comarcas con contenidos elevados, se presentan en las provincias de Salta, Catamarca y Santiago del Estero. En la Provincia de Buenos Aires, sólo se manifiestan sectores muy localizados en los partidos de Junín, Chacabuco y Lobos, pero como se verá seguidamente, con una cartografía de mayor detalle, los sitios con altas concentraciones ocupan superficies más extensas.

         Las regiones con valores entre 0,05 y 0,10 mg/L generalmente se disponen en la periferia de las anteriores, destacándose la que abarca la mayor parte de la Provincia de San Luis, aunque también resaltan las que ocupan el Este y SE de Córdoba, y el N de Santiago del Estero.

         Con menos de 0,05 mg/L, que es el límite de potabilidad adoptado actualmente por el Código Alimentario Argentino (CAA), aparecen las provincias de San Juan, Chubut y Tucumán y parte de Formosa, Jujuy, Mendoza, Córdoba, La Pampa y Buenos Aires.

         La figura 2 también reproduce la distribución del As en el agua subterránea a nivel de país, de acuerdo a una elaboración realizada por el SPAR (Servicio Provincial de Agua Potable y Saneamiento Rural) y en ella se aprecia que sólo la región NO (Salta y Jujuy) y la central (Santiago del Estero, Córdoba y N de La Pampa) presentan concentraciones elevadas, con sectores interiores muy elevados, en el centro Este de Córdoba, NE de Santiago del Estero, Jujuy y O de Salta.

         Se reitera que la escasa información disponible, limita significativamente la precisión de la cartografía mencionada, por lo que la misma sólo tiene carácter orientativo.



2.2. En la Provincia de Buenos Aires, se dispone de una cartografía más detallada con las concentraciones de Arsénico en el agua freática, facilitada por la Consultora Geocon SRL.

         En la figura 3 se indica la distribución areal del agua potable, o sea de aquella con menos de 0,05 mg/L de As en solución, de acuerdo al CAA, al que adhiere la PBA, apreciándose que la mayor parte del territorio provincial tiene agua subterránea que no cumple con dicha norma de potabilidad y sólo el 20% (61.000 km2) de su superficie total (307.571 km2) cuenta con agua subterránea apta para consumo humano. Cumpliendo con esta condición se destacan los ámbitos NE y centro; este último de forma arriñonada, es el más extenso y, desde el extremo SE al SO, abarca parcialmente los partidos de Tandil, Balcarce, Olavarría, Tapalqué, Gral. Alvear, Bolívar, Daireaux, Gral. La Madrid, Cnel. Suárerz, Saavedra y Tornquist. También resalta la región que coincide con las dunas que bordean la Costa Atlántica Bonaerense.

         La figura 4 reproduce la distribución areal del agua freática con menos de 0,10 mg/L de Arsénico disuelto, que fue el límite de potabilidad adoptado por la ex Obras Sanitarias de la Nación durante varias décadas y por el CAA, hasta la entrada en vigencia de la Resolución 494 del Ministerio de Salud y Acción Social de 1994. En la misma se observa que la superficie ocupada por agua con menos de esa concentración se incrementa notoriamente respecto a la anterior, abarcando alrededor del 62% (190.000 km2) del territorio provincial, destacándose: una gran extensión en el sector central (150.000 km2), una marcada ampliación en el NE (35.000 km2) y la aparición de una franja de orientación meridiana en el Oeste, en el límite con La Pampa.



3. MOVILIDAD

         La movilidad del As depende esencialmente de las condiciones redox y del pH del agua.

         En medio oxidante, que es el que prevalece en las aguas subterráneas freáticas, el Arsénico está disuelto en forma de As5, siendo la especie dominante el AsHO3 para pH menor de 7 y AsHO4-2 para pH mayores. Estas condiciones favorecen también la disolución de F, B, V, Se y U.

         Bajo condiciones reductoras, el Arsénico se presenta dominantemente como As3, que es su forma más tóxica, componiendo el radical AsH3O3.



4. EFECTOS SOBRE LA SALUD

         La ingestión prolongada de agua con tenores elevados de As, produce severos daños en el organismo humano, dando lugar a una enfermedad conocida como hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE).

         El Arsénico contenido en el agua es absorbido por vía sanguínea y se acumula preferentemente en pulmones, hígado, riñones, piel, dientes, pelos y uñas. Los trastornos característicos que resultan de la exposición crónica son: engrosamiento de palmas y plantas (queratodermia), aumento de la pigmentación de la piel y aparición de cáncer cutáneo. Además, es bastante frecuente el cáncer de pulmón y de laringe. También puede dañar al sistema nervioso, con manifestaciones que comienzan con hormigueo y entumecimiento de plantas y palmas y se continúan con una neuritis diseminada y dolorosa de las extremidades superiores e inferiores.

         Los síntomas digestivos más comunes son náuseas y vómitos, dolores abdominales de tipo cólico, diarreas leves y lesiones degenerativas del hígado como cirrosis o carcinoma hepático. También puede producir trastornos circulatorios y un alto riesgo de cáncer.

     La intoxicación con As fue mencionada por primera vez en la literatura médica en 1913 por el Dr. Mario Goyenechea en Rosario, al precisar el origen arsenical de los síntomas de 2 enfermos provenientes de Bell Ville, Provincia de Córdoba. En dicha localidad, si bien  era frecuente una sintomatología similar, por lo que se la llamó “Enfermedad de Bell Ville”, se desconocía el origen de la misma.

5. TRATAMIENTO DEL AGUA

       Existen numerosos procesos para bajar el contenido de As en el agua; la elección del más apropiado depende de:

v El volumen de agua a tratar y la concentración inicial de As en la misma.

v La velocidad requerida para el tratamiento.

v La cantidad de usuarios.

v El tipo y volumen de residuo generado por el tratamiento.

v El costo del tratamiento y la tecnología y los medios económicos disponibles para su empleo.

         Se mencionan a continuación los tratamientos de uso más frecuente.



5.1. Coagulación - precipitación - filtrado. La coagulación consiste en la transformación de una sustancia soluble en otra insoluble, mediante reacción química, la precipitación es la sedimentación del coágulo o floc por acción de la gravedad y el filtrado, la eliminación del floc por retención en un filtro. En definitiva lo que se intenta es la coagulación del As soluble y su posterior eliminación por sedimentación, filtrado, o la combinación de ambos procesos. Esta técnica es la que más se ha utilizado en el mundo y para ello se emplean sales metálicas como coagulantes, entre las que se pueden mencionar: sulfato de aluminio; sulfato, cloruro e hidróxido férricos; cal o cal hidratada.

         Dado que la remoción de As5 es mucho más efectiva que la de As3, de presentarse este último, generalmente se lo oxida previamente a la coagulación.



5.2. Adsorción. Proceso electroquímico por el que una sustancia en solución es fijada por una partícula sólida. Al respecto resultan muy efectivas como adsorbentes las arcillas, especialmente las ferruginosas (lateritas), con las que se han alcanzado, a nivel de experiencia piloto, disminuciones en el contenido de As mayores al 95%.

        

5.3. Intercambio iónico. Es un proceso físico-químico por el que se produce un intercambio de iones entre los contenidos en el agua y en el sólido (lecho). Para la fijación del arsénico se utilizan resinas a base de sulfato en el caso del As5 y de nitrato para el As3.



5.4. Ósmosis. Se basa en el empleo de membranas semipermeables que permiten el paso del agua, pero que retienen gran parte de las sustancias en solución. La eficiencia en la retención de los solutos depende del tamaño de los poros o huecos que componen la membrana. De los diferentes tipos de membranas, las más utilizadas son las que se emplean en el proceso de ósmosis inversa, con poros entre 0,005 y 0,0001 micrones de diámetro. La ósmosis inversa implica el pasaje del agua a través de los microporos de la membrana, para lo cual deben aplicarse elevadas presiones (10 – 20 bares). Esta técnica también permite la disminución de otras sustancias indeseables cuando se presentan en concentraciones elevadas como: fluoruros, nitritos, nitratos, metales, hidrocarburos, plaguicidas, sulfatos, cloruros, sales totales, etc.

         El mayor inconveniente de la ósmosis inversa es su costo elevado, debido a la energía necesaria para producir el pasaje y el que deriva de la propia membrana filtrante. Además, genera un importante volumen de agua de rechazo, altamente salinizada y contaminada.



6. TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE EFLUENTES

       Cualquiera de los procesos que se empleen para bajar el contenido de Arsénico en el agua, genera un efluente (líquido, sólido o semisólido), de alto riesgo para la salud y el ambiente, por lo que resulta indispensable prever su disposición final en condiciones de máxima seguridad.

         La caracterización, el tratamiento, el transporte y la disposición de residuos peligrosos, están contemplados detalladamente en la Ley Nacional 24.051/93 de Desechos Peligrosos.

         Se citan seguidamente algunos de los procesos más empleados para el tratamiento.



6.1. Lagunas de evaporación. Se las emplea normalmente para evaporar las aguas de rechazo derivadas de la ósmosis inversa y/o intercambio iónico. Los concentrados se acumulan en el fondo, generando barros altamente contaminados que deben tratarse antes de su disposición final. Esto constituye una de sus principales limitaciones. Funcionan relativamente bien en regiones áridas y ventosas (Patagonia Extra-andina).



6.2. Incineración. Se utiliza para calcinar los barros contaminados, mediante un horno similar al que se emplea para la fabricación de cemento. El mayor inconveniente es el costo y la generación de cenizas contaminadas.

6.3. Deshidratadores. Se los emplea para separar el agua del barro mediante: bombas centrífugas, filtros prensa y deshidratadores al vacío. Posteriormente hay que tratar al agua.  



6.4. Solidificación. Consiste en el agregado de cemento y/o cal más puzolana al barro previamente desecado, para transformarlo en una especie de suelo cemento que inmovilice a las sustancias contaminantes. Su eficacia es dudosa.



         Los sitios más utilizados para la disposición de efluentes líquidos y barros son:



·                   Relleno sanitario para efluente peligroso. Se debe prever una adecuada aislación del desecho, con una correcta impermeabilización del fondo, paredes y techo del relleno, para evitar que los contaminantes salgan del mismo y dañen la calidad del agua o suelo circundantes.



·                   Dispersión del barro seco. El barro deshidratado puede esparcirse en un relleno sanitario común, o en un campo arado, para mezclarlo con el suelo natural, si su concentración en As es moderada o baja.



·                   Vertido en cuerpos de agua. Tanto los líquidos como los barros, sin tratamiento previo,  suelen disponerse en cursos (ríos) y cuerpos estancos (lagunas), con el objeto de eliminarlos. Esta práctica no es recomendable, debido a que es muy difícil predecir el efecto que tendrán los contaminantes en el ecosistema.



·                    Inyección profunda. Consiste en la inyección del efluente en acuíferos profundos que contienen agua no potable, generalmente por elevada salinidad. Este procedimiento resulta muy riesgoso por la posibilidad de fugas a través de la incorrecta aislación del pozo inyector, de otros cercanos, o de la comunicación hidráulica natural o inducida por la inyección, entre el acuífero receptor y otro/s con agua de buena calidad.



7. NORMAS

       Las normas sobre potabilidad, así como sobre la calidad de la mayoría de los alimentos, han ido evolucionando hacia umbrales más estrictos a través del tiempo. El As no es una excepción y así la normativa de la Provincia de Buenos Aires de 1974, que señalaba como valor aconsejable menos de 0,01, aceptable hasta 0,1 y tolerable hasta 0,10 mg/L, se modificó en 1996, mediante la Ley 11.820 que establece sólo un límite tolerable de 0,05 mg/L. Esta ley es refrendada por la Ley 13.230/04 que adhiere a la Ley Nacional 18.284 (Código Alimentario Argentino), que le fija un límite máximo al As de 0,05 mg/L para el agua de consumo humano.

         El límite de 0,05 mg/L o 50 μg/L, es considerado por las normas de la EPA en EUA, de Canadá y de la CEE. La OMS por su parte, en la 3ra. Edición/06 de las “GUÍAS DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO”, le fija un valor de referencia al As de 0,01 mg/L, aunque aclarando que es provisional, por haber evidencia de peligro, aunque la información disponible sobre efectos en la salud es limitada”. En la misma línea está trabajando EPA, buscando evidencias toxicológicas que justifiquen reducir el límite de potabilidad a 0,01 mg/L.

         En nuestro país también existen notorias diferencias en las normativas respecto al contenido de As en el agua potable y esto se verifica hasta en provincias limítrofes. Así, frente a los 0,05 mg/L de la Provincia de Buenos Aires, Córdoba adopta 0,10 y La Pampa 0,15 mg/L.      Lo expresado es sólo un ejemplo muy sintético pero demostrativo de la diversidad de criterios que se han empleado para establecer los umbrales de potabilidad, hecho que no sólo sucede con el As, sino con la mayoría de los contaminantes que pueden presentarse en el agua.

         Al respecto, lo que suele faltar para lograr una normativa sólida, es uno de los factores más importantes, como lo es el conocimiento de la incidencia real del contaminante sobre la salud; o sea, estudios toxicológicos fundamentados en una cantidad representativa de habitantes y a lo largo de un lapso de tiempo que también resulte representativo. Otra variable que no considera la norma para el As pero que si lo hace para el Flúor, es la ingesta de agua en función del clima. En el caso del F el CAA establece diferentes límites de potabilidad de acuerdo a las temperaturas media y máxima de la región considerada; este factor también debiera contemplarse en la norma del As.

         Por ello, en el entendimiento del suscrito, si bien la norma en vigencia debe tender a cumplirse, existen numerosas incógnitas en relación a su efectiva utilidad, que hacen necesario profundizar las investigaciones sobre la incidencia en el organismo de diferentes concentraciones de As en el agua para consumo humano.



8. CONCLUSIONES

·             Que el Arsénico es una sustancia altamente tóxica se conoce desde tiempos remotos, pero de lo que no se tuvo ni se tiene certeza, es hasta que cantidad se puede incorporar en el organismo humano sin dañarlo. Esto, en relación al agua, es lo mismo que decir ¿cuál es el límite de potabilidad adecuado para el As?

·             El As en el agua subterránea de Argentina tiene un origen dominantemente natural, derivado de la disolución de sustancias arsenicosas, acumuladas en la Llanura Chaco-pampeana, junto con el Loess Pampeano, mediante transporte eólico, desde la Cordillera de los Andes. La fuente de producción de dichas sustancias, entre las que se destaca el vidrio volcánico (obsidiana), fueron las erupciones volcánicas y los procesos hidrotermales acaecidos en la cordillera en los últimos 5 millones de años. Dicha actividad se mantiene actualmente, aunque en forma mucho más atenuada.

·             La ingesta continuada y durante lapsos prolongados de agua con más de 0,20 y aún de 0,15 mg/L de As, suele derivar en una enfermedad denominada hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE), que afecta fundamentalmente a la piel, pero que también puede hacerlo con el hígado, pulmones, laringe, riñones y sistema nervioso, generando un alto riesgo de cáncer en los mismos.

·             A nivel de país es poco lo que se conoce sobre la distribución geográfica de agua subterránea con elevados tenores de As (más de 0,10 mg/L). Al respecto se destaca una franja de orientación meridiana que se extiende desde el Chaco hasta La Pampa, pasando por Córdoba y Santa Fe.

·             En la Provincia de Buenos Aires, adoptando el límite de potabilidad vigente en la actualidad (máximo 0,05 mg/L), sólo el 20% de su territorio tiene agua freática apta en relación al As. Si se considera el límite máximo de 0,10 mg/L, vigente hasta 1996, la superficie con agua subterránea apta se incremente al 62% del territorio provincial.

·             En nuestro país existen notorias diferencias entre las normas de potabilidad para el As, aún en provincia limítrofes. La  de Buenos Aires adopta 0,05, Córdoba 0,10 y La Pampa 0,15 mg/L. Estas diferencias también se dan entre países y entre organismos internacionales, pero la tendencia general es a fijar límites cada vez más estrictos.

·             Se cuenta con varios procesos de tratamiento que han demostrado su aptitud para bajar el contenido de As en el agua. Al respecto, uno de los problemas principales no está en el tratamiento del agua en sí, sino en el del efluente con altas concentraciones de As, respecto a la disposición segura del mismo. 

        

9. RECOMENDACIONES

·             Profundizar los estudios sobre la incidencia del As en la salud, especialmente en lo referente a la concentración en el agua, al tiempo de exposición y a la condición social de los usuarios. Esto permitirá establecer normas de potabilidad con un sustento mucho más sólido del que se dispone actualmente. Se considera conveniente que el ámbito de las investigaciones abarquen al país, a la Provincia de Buenos Aires y, localmente, al Partido de Carlos Casares.

·             Profundizar las investigaciones sobre la distribución geográfica, el origen y el comportamiento del As en los mismos ámbitos señalados en el punto anterior (país, provincia, partido), tanto en el acuífero libre o freático, como en otros más profundos que se empleen para el abastecimiento humano.



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          Figura 1

Arsénico en el agua subterránea de Argentina










2 comentarios:

Cantera Popular San Pedro dijo...

muy completo el informe Enrique.

Enrique Hopman dijo...

Gracias, me falta subir los planos