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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Hispano-Latinoamericano sobre temas actuales de la Hidrología Subterránea.
Santa Rosa – Argentina.
Figura 1
Arsénico en el agua subterránea
de Argentina
2 comentarios:
muy completo el informe Enrique.
Gracias, me falta subir los planos
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