Cuantificación de fluoruro y arsénico en agua distribuida para el consumo humano en México

Título breve: Fluoruro y arsénico en agua en México

Agosto 2015

Autores: Dra. María Deogracias Ortiz-Pérez, Dra. Melissa Bocanegra Salazar, M.C. Lilia Esther Landín Rodríguez, M.C. Liliana Fantina Alvarado Silva, Dra. Nadia Azenet Pelallo Martínez, M.C. Cristina Calzada Cisneros, Q.F.B. Salomé Carreón Aguiñaga, Q.F.B. Paulina Guevara Ruiz, Dr. Fernando Díaz-Barriga. Universidad Autónoma de San Luis Potosí.

Autor responsable Dra. María Deogracias Ortiz Pérez.

Correo electrónico: mdortizp@gmail.com

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Antecedentes

El presente trabajo es una compilación de los estudios que fueron realizados por estudiantes de licenciatura y maestría referentes a la presencia de fluoruro y/o arsénico en el agua utilizada para el consumo humano. El objetivo del mismo es difundir este problema que aunque data de hace cerca de 30 años, a la fecha actual todavía se presenta. Las autoridades no han hecho pública la información para advertir y prevenir a la población sobre los efectos a la salud si esta agua es consumida o utilizada en la preparación de los alimentos, aunado a que siguen utilizando la denominación de “agua potable” a un agua que no reúne estas características. En la Introducción se presentan las generalidades y factores comunes en los trabajos y después se presentan en gráficos y figuras los principales resultados de ocho estudios. Introducción

La contaminación natural debida en particular a los ambientes geológicos puede ser un factor importante que limite la disposición de las fuentes de agua para consumo. El agua subterránea es la mayor fuente de abastecimiento de agua potable en zonas áridas y semiáridas, su disponibilidad puede ser amenazada no sólo por la introducción de contaminantes a partir de actividades humanas, sino también por procesos naturales 1. El consumo de agua contaminada puede ocasionar efectos en salud, dependiendo del tipo y cantidad del contaminante. En el caso del agua subterránea, esta contaminación puede ser ocasionada por disolución de elementos provenientes del contacto del agua con los minerales que conforman el acuífero o por microorganismos patógenos. Cuando estos minerales son fluorita y arsenopirita existe la posibilidad de que el acuífero presente una contaminación natural por flúor y arsénico respectivamente, dependiendo de factores como el pH, salinidad, temperatura del agua 2. Así, la posibilidad de que estos elementos se encuentren juntos en diversos estratos geológicos de las aguas subterráneas depende de la naturaleza del suelo en cada lugar. Actualmente se ha reconocido que el Arsénico (As) y el Fluoruro (F-) son los principales contaminantes inorgánicos presentes en el agua de bebida que han ocasionado daño a la salud a nivel mundial 3, pero no los únicos, ya que en algunos mantos acuíferos se encuentra la presencia de manganeso, plomo, cadmio, etc. Estos elementos frecuentemente se encuentran juntos en diversas unidades geológicas por donde circula el agua subterránea. Esta situación ha sido descrita en algunas partes de Argentina, Bangladesh, Chile, China, Hungría, India, México, Rumania, Taiwan, Vietnam y el suroeste de Estados Unidos donde se rebasa el límite máximo permisible para As en el agua de bebida que para nuestro país es de 0.025 mg/L, así como la presencia de F- en el agua subterránea de países del norte y sur de América, India, China, Sri Lanka, España, Holanda, Italia y América del Norte incluido México, en el cual el límite máximo permisible es de 1.5 mg F-/L 4.

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En México, existen antecedentes sobre la contaminación con F- y As en agua para consumo humano en alrededor de 20 estados, entre ellos el de San Luis Potosí. Hasta el momento mucho se ha discutido sobre el verdadero origen del As en el agua subterránea que se utiliza para consumo humano. En base al análisis hecho para aquellos países donde existen reportes de presencia del As, se deduce que el problema ocurre en ambientes reductores (India, Bangladesh, Taiwan, Vietnam, Hungría y Rumania) y oxidantes áridos (México, Chile y Argentina); desde el punto de vista geológico en ambos casos se identifican sedimentos jóvenes y que además existen en las llanuras. Existen sitios donde se presentan las dos características como es el caso del suroeste de Estados Unidos. En otros países como Japón, Nueva Zelanda, Chile y Francia la presencia de As se ha asociado con aguas geotermales. Para todos estos ejemplos es importante aclarar que el tipo de medio geológico es distinto y que frecuentemente las rocas volcánicas, especialmente las cenizas, se han relacionado en la generación de elevadas concentraciones de As en el agua subterránea 5. En lo que al F- se refiere, existen diversos estudios acerca de su presencia por la interacción agua/roca en varios acuíferos con diferentes litologías. Desde el punto de vista de contaminación del agua subterránea, varios autores han encontrado que el F- es un contaminante que ocurre de manera natural, el cual se ha observado en altas concentraciones en aguas subterráneas bajas en calcio y magnesio 1. Además su presencia se ha asociado con rocas que mineralógicamente presentan cuarzo, feldespatos, fluorita y apatito 6.

Figura 1. Mapa Geo-estadístico Nacional 7

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En el caso particular de la cuenca de San Luis Potosí se ha detectado que su fuente se encuentra en las rocas volcánicas fracturadas, por lo que durante el movimiento del agua subterránea a través de las fracturas, interacciona con su matriz vítrea y minerales ricos en F- como el topacio, con lo que el F- pasa rápidamente a la solución 8. La cuenca de San Luis Potosí se aloja en la porción central del país, está incluida al sureste de la denominada Provincia Fisiográfica de la Sierra Madre Occidental, hacia el extremo donde limita con la Mesa Central. Aunque hasta el momento solamente se cuenta con información de una porción del Estado de San Luis Potosí, se estima que en vista de que éste comparte condiciones geológicas, estructurales, topográficas y climáticas similares, el funcionamiento hidrogeológico de los sistemas de flujo que se desarrollan en dicha Provincia Fisiográfica será similar 8. Efectos a la salud asociados a la exposición a fluoruro En México este elemento se presenta como resultado de una contaminación natural en el agua subterránea en la mayor parte de los estados de: Baja California Norte, Durango, Zacatecas, Aguascalientes y Guanajuato, considerados por la Secretaría de Salud dentro de la Región I de prioridad; mientras que en Sonora, Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Sinaloa, San Luis Potosí, Jalisco, Michoacán, Querétaro, Estado de México, Hidalgo y Puebla, el problema se presenta solo en algunas localidades, por lo que estos estados están considerados dentro de la Región II (Centro Nacional de Vigilancia Epidemiológica y Control de Enfermedades, 1999). Así, la contaminación natural por fluoruro del agua subterránea se presenta en cerca de 20 estados de la República, más de la mitad de los comprendidos en el territorio mexicano. Sin embargo, en la mayoría de estas entidades, la información existente en relación a los niveles de contaminación del agua y los problemas de salud que esto acarrea es escasa o nula. Está documentado que el porcentaje de niños con fluorosis dental y el grado de afectación aumenta conforme incrementa la concentración de fluoruro en el agua que consumen; de esta manera, existen diferentes tipos de fluorosis dental; en general, se presentan decoloraciones en los dientes, manchas de color amarillo a parduscas y/o picaduras, por lo tanto los dientes son más frágiles y desarrollan un mayor número de caries 9. Los factores de riesgo son: temperatura ambiente, agua hervida y el uso de agua hervida para la preparación y cocción de los alimentos. Tomando en cuenta la media de temperaturas máximas diarias observadas durante un periodo mínimo de un año en grados centígrados, para San Luis Potosí (periodo 1971-2000) es de 38°C 10, se espera que haya una alta ingesta de agua, por cual de acuerdo al cálculo establecido por Gallagan y Vermillion 11, la concentración óptima de fluoruros en el agua para San Luis Potosí debe ser entre 0.6 a 0.7 mg/L. Efectos a la salud asociados a la exposición al arsénico Se producen manifestaciones neurológicas, cambios vasculares, diabetes y cáncer (pulmón, hígado, riñón, vejiga y próstata) 12. Se presentan hipocromias e hipercromias (en

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forma de gota de agua) principalmente en las partes no expuestas del cuerpo, hiperqueratosis palmoplantar así como hiperqueratosis papular en cualquier parte del cuerpo excepto palmas y plantas, así como lesiones ulceradas compatibles con un diagnóstico de carcinoma epidermoide 13. En trabajadores y en poblaciones expuestas a As en el agua de bebida, como en Taiwan, Suecia y Chile se han descrito efectos vasculares periféricos caracterizados por cianosis y pérdida progresiva de la circulación en las extremidades, que pueden finalizar en gangrena seca, mejor conocida como enfermedad del pie negro 14. El As es un agente teratógeno, mutágeno y carcinogénico 14; produce degeneración y desmielinización axonal 13, así como una polineuropatía de tipo metabólico similar a la originada por deficiencia de tiamina 14. En Bangladesh se encontró que niños de 10 años de edad expuestos a concentraciones mayores de 50 µg/L en agua, presentan una asociación inversa entre la concentración de As en agua y el coeficiente intelectual de ejecución y total 15. Biomarcadores Para conocer el grado de exposición que tiene una población a un contaminante, se requiere de cuantificarlo en un Biomarcador de exposición, para el caso del flúor y el arsénico es la orina. Por la concentración existente en este medio se dispone de información si la persona está en contacto o no al contaminante. Al analizar después los diferentes medios por lo que los puede adquirir se conoce la fuente de exposición que en los casos del flúor y del arsénico por las características de nuestro país son agua y alimentos de consumo 16. La cuantificación en agua y orina se utilizaron las siguientes metodologías analíticas. Fluoruro el método potenciométrico con electrodo ion selectivo, de acuerdo al método 4500-F- C del Standard Methods for Examination of Water and Wastewater 17. Para la de arsénico se utilizó el método de absorción atómica por generación de hidruros de acuerdo al método 3114 B y a partir del año 2013 método de fluorescencia atómica por generación de hidruros de acuerdo al método 3114 B Standard Methods for Examination of Water and Wastewater 17. En todas las determinaciones como control de calidad se utilizaron estándares de referencia del National Institute of Standards and Technology (NIST), para fluoruro se utilizó el Standard Reference Material (SRM 3183), y para arsénico el (SRM 1643d). Además se empleó el Material de Referencia Certificado NCS ZC 76304 Fluoruro en agua aprobado por el Centro Nacional de Análisis de China para Hierro y Acero (Beijing, China) de 1 mg/L, el cual es más confiable ya que no necesita dilución. En cada caso se siguieron protocolos de calidad del laboratorio verificando: pendiente, ordenada al origen, precisión intralaboratorio, límites de detección y de cuantificación y exactitud, en este último

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parámetro permaneció dentro de los límites establecidos por los estándares certificados utilizados. Evaluación de Riesgo. La U.S. Environmental Protection Agency (EPA) ha definido la evaluación de riesgo como un proceso cuantitativo para caracterizar la naturaleza y la magnitud de los riesgos a la salud por exposición a sustancias contaminantes o peligrosas emitidas en sitios específicos . El proceso de evaluación de riesgo debe tomar en cuenta los siguientes aspectos: a) Antecedentes del sitio, b) Contaminación ambiental y c) Evaluación toxicológica. El grado de importancia del contaminante puede ser determinado comparando su concentración contra valores de referencia; pero para algunos contaminantes en determinados medios es difícil obtener un valor de referencia que refleje realmente el riesgo en que se encuentre la población. Por ello, su concentración es comparada contra un valor denominado Guías de Evaluación para Medios Ambientales (EMEG). Las EMEG no tienen papel de norma ambiental, sólo sirven de referencia para priorizar los contaminantes que deben tomarse en cuenta para la evaluación toxicológica 18. MRL o RfD (mg / kg /día) * PC (Kg) EMEG =------------------------------------------------- TI (x / día) en donde: MRL = dosis de riesgo mínimo de la U.S. Agency for Toxic Substances and Diseases Registry (ATSDR) para la vía de exposición analizada. RfD = dosis de referencia de la EPA para la vía de exposición analizada. PC = peso corporal (10 kg infante, 14 kg niño (3-6 años) o 70 kg adulto). TI = Tasa de ingestión diaria de agua, suelo o polvo. (Ingesta de agua = 1 L /niño, 2 L /adulto). Un contaminante es crítico: - Si las concentraciones superan al EMEG. - Si es posible que esté presente en más de un elemento físico. - Si es posible que interaccione con otros contaminantes. - Si no hay información toxicológica sobre él. - Si es causa de preocupación social. Si las concentraciones obtenidas en el análisis superan el valor del EMEG, se procede a realizar la evaluación toxicológica, por medio del cálculo de la dosis estimada de exposición a flúor y arsénico en el agua de consumo, para los sitios en estudio (Fórmula 2). Conc *TI (x / día)

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Dosis (mg /kg /día) = ------------------------------* FE PC (kg) en donde: Dosis = dosis de exposición que se está estimando. Conc = concentración del contaminante en el medio ambiental seleccionado. PC = peso corporal (10 kg infante, 14 kg niño (3-6 años) o 70 kg adulto) TI = tasa de ingestión (TI de agua 1 l niño, 2 l adulto) FE = factor de exposición (se considera 1 si es el 100% de la población está expuesta) Los valores obtenidos de esta operación, se utilizaron para efectuar el cálculo de la relación dosis/MRL, que nos indicará el riesgo de los habitantes de estas localidades a presentar daños en la salud por la exposición crónica a estos compuestos, tomando en cuenta todos los factores inherentes al sitio de estudio y a la población que habita en el mismo.

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I. Programa para evaluar las concentraciones de fluoruro en agua embotellada distribuida en la ciudad de San Luis Potosí. UASLP-1998-2002

En el año de 1998 se evaluó la concentración de fluoruro en el agua embotellada de venta en la ciudad de San Luis Potosí. En esa fecha el Laboratorio Estatal de Salud Pública no contaba con esta determinación y por la ley existente no podía obligar a su realización a las purificadoras instaladas en la ciudad. Durante esos años, existían registradas alrededor de 25 plantas embotelladoras en la ciudad. Los resultados fueron entregados a Servicios de Salud del Estado de San Luis Potosí y la autoridad tomó las medidas posibles para corregir este problema. En el Gráfico 1, se presenta los resultados obtenidos realizados en 13 muestreos efectuados de noviembre de 1998 a febrero de 2002, el valor máximo permisible dictaminado por la NOM- 041 manifestaba era de 0.7 mg F-/L; en agosto de 2002 entró en vigencia la NOM-201, modificando la concentración permisible de fluoruro en agua embotellada a 1.5 mg F/L.

Gráfico 1. Monitoreo de fluoruro en agua embotellada en la Ciudad de San Luis Potosí- UASLP. En el gráfico se observa como el haber trabajado conjuntamente con la autoridad, en este caso Servicios de Salud del Estado, tuvo como resultado la disminución de los niveles de fluoruro en el agua embotellada. Los resultados fueron entregados también a las plantas embotelladoras y en caso necesario recibieron asesoría de especialistas en el tema. La difusión de la concentración de fluoruro en agua embotellada hacia la población se efectuó mediante una hoja que se repartió libremente, incluía de cada embotelladora la fecha de muestreo y la concentración de fluoruro encontrada, se refería también el límite máximo permisible por la NOM-127 para que cada persona decidiera que agua embotellada comprar. Se incluyó también la leyenda de que no cocinaran con el agua de la llave debido a que esta acción incrementa la concentración de flúor.

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Este programa nunca tuvo financiamiento ni fue publicado, solo tuvo una finalidad social. Se realizó con el trabajo de Servicio Social de estudiantes de Químico Farmacobiólogo de la Facultad de Ciencias Químicas y las determinaciones se elaboraron en el Laboratorio de Toxicología Ambiental de la Facultad de Medicina bajo la supervisión de la Dra. María Deogracias Ortiz Pérez. Ha sido de los proyectos más exitosos en cuanto a difusión y resultados con beneficios a la salud de la población, ya que las madres de familia solicitaban el reporte y lo pegaban en la escuela de sus hijos para que los demás padres de familia tuvieran la información. Se anexaron los datos de quienes hacían el reporte y recibimos preguntas y dudas, así como también reclamos de algunas embotelladoras. Esta presión hacia las embotelladoras y el hecho de que a principios del año 2000, el Laboratorio Estatal de Salud Pública comenzó a determinar fluoruro mejoró la vigilancia y el control en las plantas embotelladoras de agua.

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II. Factores de riesgo asociados a la concentración de flúor en orina y suero de trabajadores expuestos a flúor. UASLP-1999 19

Objetivo: Evaluar los factores de riesgo asociados con el aumento en los niveles de flúor inorgánico en orina y suero de trabajadores expuestos ambiental y ocupacionalmente a flúor y determinar la relación existente entre ambos biomarcadores. Para disminuir la exposición humana a flúor, es indispensable determinar las causas que originan la elevación de su concentración en el organismo, por ello, se requiere estudiar las posibles fuentes de exposición y los factores de riesgo que contribuyen a lograr un incremento en sus niveles. Como fuente de exposición ambiental es importante evaluar el agua que se utiliza para beber y cocinar, generalmente, para esos fines se recurre al agua de grifo hervida o sin hervir, al agua embotellada y a la combinación de ellas. El uso del agua de grifo añade otros factores de riesgo a analizar que son: la posibilidad de residir en una zona de la ciudad que reciba agua de grifo con altos niveles de flúor y el tiempo de permanencia en la misma. La zona de residencia fue el factor de mayor influencia en la concentración de flúor en orina debido a que la población consume agua de grifo, con lo que concluimos que la concentración de flúor en el agua utilizada para beber y preparar alimentos si influye en las concentraciones de flúor encontradas en orina (gráfico 2). La concentración de flúor que proporcione el agua utilizada para beber y preparar alimentos puede ser disminuida si se utiliza agua embotellada. Gráfico 2. Influencia de la zona de residencia en las concentraciones de fluoruro en orina

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Se concluyó que es mejor biomarcador de exposición la determinación de flúor en orina que en suero, a pesar de que ambos proporcionan la misma información, el método analítico para flúor en orina muestra precisión y exactitud que no se presentan en el de suero, además de ser más sencillo. No se observó diferencia significativa entre los resultados de flúor en orina de las diferentes fuentes de agua para consumo y preparación de alimentos (gráfico 3 y 4). Los resultados obtenidos para agua embotellada mostraron que el 60% no estaban dentro de la norma permitida para flúor (< 0.7 mg F-/L.), se tomó este dato como explicación de no encontrar diferencia significativa en la exposición de los individuos que tomaban y cocinaban con agua de la llave y los que lo hacían con agua embotellada.

Gráfico 3. Relación entra la concentración de flúor en orina y el agua de beber.

Gráfico 4. Relación entre la concentración de flúor en orina y el agua utilizada para la

preparación de alimentos.

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III. Cuantificación de Arsénico y Flúor en agua de consumo en localidades de seis Estados de la República Mexicana con hidrofluorosis endémica. UASLP-2001 20

Objetivo: Determinar las concentraciones de arsénico y fluoruro en el agua de localidades seleccionadas por sus antecedentes de hidrofluorosis y con ello evaluar el grado de exposición. Se evaluó la concentración de arsénico y fluoruro en agua subterránea, en comunidades de estados de la zona centro y occidente de la República Mexicana. Se recolectaron 100 muestras de agua de pozo o grifo de 25 localidades pertenecientes a los estados de Aguascalientes, Durango, Guanajuato, Jalisco, San Luis Potosí y Zacatecas. Se observó que el agua de 5 de Febrero, Lázaro Cárdenas y Colonia Hidalgo en Durango así como Aldama en Guanajuato, presentaron concentraciones de arsénico por arriba de la NOM-127 (gráfico 5). En el promedio de cada localidad, solo en cinco de ellas se observaron valores de fluoruro por debajo de la NOM–127. La asociación entre flúor y arsénico fue significativa, únicamente en la Ciudad de San Luis Potosí (gráfico 6).

Gráfico 5. Relación entre las concentraciones de fluoruro y arsénico en el agua de

localidades de seis Estados de la República Mexicana, 2001.

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Gráfico 6. Relación entre las concentraciones de fluoruro y arsénico en el agua de ocho localidades en el estado de San Luis Potosí.

Este comportamiento particular en cada sitio, es debido a que las concentraciones de flúor y arsénico presentes en el agua de consumo de cada población dependen de la naturaleza del suelo del lugar, es decir, de la proporción en que se encuentren los minerales que contienen estos elementos en los diferentes estratos geológicos que conforman el suelo de cada sitio. Por estas razones, es necesario realizar un monitoreo permanente de los contaminantes presentes en el agua. Algunas poblaciones presentan concentraciones críticas para la salud de sus habitantes, manteniéndose hasta la fecha como única solución el uso de agua embotellada para consumo y cocción de los alimentos. Sin embargo, algunas marcas de agua embotellada muestran concentraciones de fluoruro por encima de 1.5 mg/L y 0.025 mg/L para arsénico (NOM-201). En el riesgo en salud que se estimó para la población de estas localidades, se observa que el resultado es dependiente de: a) el grupo poblacional y b) la localidad. Esto es debido a que la exposición a flúor y arsénico depende de las concentraciones determinadas en el agua de cada localidad y del consumo de agua de acuerdo a la edad del grupo poblacional. La población más sensible a los efectos tóxicos de estos elementos son los infantes. Con los resultados obtenidos es probable que los niños e infantes que habitan en localidades cuyas concentraciones en flúor superan a 1 mg/L presenten fluorosis dental. El grado de fluorosis dental en Salamanca, Gto., podría ser muy leve, mientras que los niños en Palo Alto y El Llano, Ags., pueden presentar fluorosis dental severa. El presente estudio demuestra que los infantes y niños de 5 de Febrero, Dgo., así como los infantes de Colonia Hidalgo, Dgo., al estar expuestos crónicamente a dosis superiores de 0.014 mg As/Kg/día pueden presentar hiperpigmentación y queratosis de piel.

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IV. Determinación analítica de fluoruros en las bebidas carbonatadas (refrescos) que se consumen en la Ciudad de San Luis Potosí. 1999 21

Objetivo: Determinar las concentraciones de Fluoruros en las Bebidas Carbonatadas (refrescos) que se consumen en la ciudad de San Luis Potosí, con el objeto de conocer los niveles de Flúor a los que está expuesta la población de dicha ciudad mediante el consumo de refrescos. En el año de 1998, México ocupaba el segundo lugar en lo que a consumo de refrescos por persona se refiere, únicamente por debajo de Estados Unidos. Se estimaba que cada mexicano consumía, en promedio, alrededor de 142 litros de refresco al año, lo cual corresponde aproximadamente a 306 botellas medianas. Los resultados de este análisis muestran que el consumo de refrescos representa una fuente de exposición adicional a Flúor que puede ser potencialmente significativa para la población de la ciudad de San Luis Potosí. La alta prevalencia de Fluorosis dental en la ciudad de San Luis Potosí, puede atribuirse a otros factores de riesgo como lo es el consumo de refresco, ya que se elaboran con el agua entubada que se distribuye en la ciudad con altos niveles de fluoruro. En la ciudad de San Luis Potosí no solo se consumen refrescos provenientes de las embotelladoras de esta ciudad, sino también de otros estados de la República Mexicana que presentan problemas de hidrofluorosis, tales como Durango, Aguascalientes, México, Puebla, Querétaro, Nuevo León, etc. Teniendo conocimiento de que nuestra ciudad ha presentado severos problemas de hidrofluorosis desde hace muchos años, se pretende que este trabajo haga conscientes a las autoridades correspondientes y a la población en general, del daño en la salud que puede ocasionar la exposición a niveles tan elevados de Flúor mediante el consumo de refrescos u otras fuentes adicionales de exposición, esperando que se apliquen las soluciones preventivas y correctivas que contrarresten el problema. Ninguna de las embotelladoras que se localizan en la ciudad de San Luis Potosí en 1998, contaban con un método de Remoción de Flúor en el agua para la elaboración de los refrescos. La causa por la que algunos de los productos de las embotelladoras que presentaron concentraciones de fluoruros menores o cercanas a 0.7 ppm, es porque las líneas de abastecimiento de agua con la que elaboran sus productos estas embotelladoras, se encuentran ubicadas en zonas donde no hay problemas de hidrofluorosis. En esta ciudad se consumen refrescos provenientes de 24 embotelladoras diferentes, así como también se encontró que no todos los productos correspondientes a una misma marca comercial, provienen de la misma embotelladora. En 11 de las 24 embotelladoras cuyos productos fueron analizados en este estudio, presentaron concentraciones de

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fluoruros superiores a 0.7 ppm, algunas de las cuáles incluso llegan a ser alarmantes. (gráficos 7 y 8). Los resultados de este trabajo fueron entregados a Servicios de Salud del Estado de San Luis Potosí y a la Asociación de Embotelladores del Estado. Como resultado de ello, la autoridad les dio un plazo pertinente para que el producto quedara dentro de la normatividad; por ejemplo, la empresa Embotelladora Aga del Centro dejó de traer el refresco proveniente de Querétaro, que contenía las más altas concentraciones de fluoruro. Otras embotelladoras debieron poner los sistemas de filtros necesarios para ajustar la concentración de fluoruro por debajo de 1.5 mg F/L.

Gráfico 7. Concentración de flúor en refresco proveniente de la Embotelladora Aga del Centro, sucursal Querétaro, 1998.

Gráfico 8. Concentración de flúor en refresco proveniente de la Embotelladora Tangamanga, de San Luis Potosí, S.L.P., 1998.

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V. Comparación de la concentración de arsénico y flúor en agua de pozo y agua embotellada en la Ciudad de Durango, Dgo., en las diferentes estaciones del año. 2003. 22

Objetivo: Cuantificar los niveles de Arsénico y Flúor en el agua de los pozos que abastecen la Ciudad de Durango, estableciendo, si existiera, la variación de las concentraciones de dichos elementos en los diferentes periodos estacionales del año. Determinar las concentraciones de Arsénico y Flúor en las aguas embotelladas como apoyo a la Dirección de Servicios de Salud del Estado de Durango para el control de la calidad del agua embotellada comercializada en la Ciudad de Durango. El agua de consumo de la ciudad de Durango, tiene concentraciones de Flúor y Arsénico fuera de Norma (NOM-127), siendo Flúor el que mayor problema presenta con un 90% de los pozos fuera de las especificaciones (figura 2, gráfico 10), mientras que para Arsénico solo el 18.45% presenta niveles encima de los valores permitidos para el año 2002, (figura 3 y gráfico 10). Figura 2. Mapa de la ciudad de Durango, Dgo., se muestra en 5 zonas la concentración

de fluoruro en agua de pozo subterráneo. 2002-2003

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Figura 3. Mapa de la ciudad de Durango, Dgo., se muestra la concentración de fluoruro

en agua de pozo subterráneo. 2002-2003

Gráfico 10. Porcentaje de agua de pozo arriba de NOM-127 para fluoruro y arsénico en la ciudad de Durango, Dgo. 2002-2003.

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Gráfico 10. Relación entre las concentraciones de arsénico y fluoruro en el agua de pozo de la ciudad de Durango, Dgo. 2002-2003. Las concentraciones para la ciudad de Durango presentan una relación positiva y significativa entre sí, a niveles altos de Flúor corresponden altos niveles de Arsénico. (gráfico 10). No se encontró una variación significativa entre las concentraciones de F y As entre cada periodo estacional (gráfico 11).

Gráfico 11. Variación de las concentraciones de arsénico y fluoruro en agua de pozo de la ciudad de Durango, Dgo., en las diferentes estaciones climáticas del año. 2002-2003

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La mayoría de las aguas embotelladas tienen concentraciones altas de Flúor sin embargo solo unas cuantas presentan este problema con Arsénico. Debido a la gran variabilidad en las concentraciones de uno y otro mineral encontrado en muestras de la misma agua embotellada, durante el mismo periodo de muestreo, es probable que el sistema de purificación de la empresa, no tenga un funcionamiento que asegure la calidad del agua entre uno y otro lote, o bien a que el agua que procesa proceda de diferente pozo cada vez (gráfico 12).

Gráfico 12. Concentraciones de fluoruro y arsénico en agua embotellada de venta en al ciudad de Durango, Durango. 2002

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La calidad del agua de consumo de la ciudad de Durango, requiere una urgente atención de las Autoridades de Salud del Estado. Estos resultados servirán a la Secretaría de Salud del Estado para obtener el equipo necesario para monitorear las aguas embotelladas que consume la población a fin de regular la calidad del agua embotellada y ofrecer una alternativa segura al consumo del agua suministrada por la red municipal. Además del control de calidad del agua, es necesario emprender una campaña de educación a la población, informando sobre los riesgos por el consumo de agua contaminada e informar cuales son las marcas de agua embotellada que ofrezcan una alternativa segura.

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VI. Modificación del Método Potenciométrico con Electrodo Ión selectivo para la cuantificación de fluoruro en agua. UASLP-2005 23

Objetivo: Desarrollar un método a micro escala que sea más económico para la determinación de fluoruro en agua a partir de modificaciones realizadas al método potenciométrico con electrodo ión selectivo demostrando estadísticamente la concordancia entre resultados obtenidos por ambos métodos. Muestreo de agua adquirida en establecimientos purificadores y expendios a granel, de venta en la Ciudad de San Luis Potosí y zona Conurbada. La finalidad de este proyecto fue desarrollar el método a microescala el cual tuvo resultados muy satisfactorios, debido a que se probó la equivalencia de ambos métodos con 127 muestras de agua embotellada, se presentan solo los resultados generales obtenidos de esta evaluación. El 10.23% se encontró por encima de la NOM-201 (gráfico 13). Es importante hacer notar que en el año 1998 había alrededor de 22 purificadoras y 7 años después el número creció a 127 registradas, incluyendo las llamadas rellenadoras. Esto también muestra el éxito de la campaña de difusión por parte de la UASLP para el uso de agua embotellada en lugar de agua entubada para disminuir los efectos a la salud provocados por el fluoruro en la capital del estado. Gráfico 13. Concentración de flúor en agua embotellada de venta en la ciudad de San Luis Potosí, (2005). Se muestra por rangos de niveles los porcentajes.

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VII. Parámetros Fisicoquímicos y concentración de fluoruro y arsénico en el agua de los pozos de la ciudad de San Luis Potosí y Zona Conurbada. Alternativa de tratamiento: adsorción de fluoruro y arsénico en la interfase Al2O3 activada/solución acuosa. UASLP- 2006 24

Objetivo: Determinar la concentración de arsénico y fluoruros en el agua de los pozos profundos de la ciudad de San Luis Potosí, así como los mecanismos de adsorción de estos elementos en la interfase alúmina activada sobre solución acuosa. Se observaron altas concentraciones de fluoruros en el agua subterránea de los pozos principalmente en la zonas suroeste, oeste, noroeste y sureste de la Ciudad de San Luis Potosí, esto es debido a los efectos naturales de interacción agua-material geológico que ocasionan elevadas concentraciones de F- disueltos en el agua subterránea termal (hasta de 4,16 mg/L) los cuales superan el límite permisible establecido en la NOM-127, en un 71,43% de las muestras y el 84.62% son mayores a 0.7 mg/L, este último valor es el límite recomendado para México, de acuerdo a la temperatura ambiente promedio y a otros factores como alimentación y consumo de leche en polvo reconstituida con agua de la llave (figura 4).

Figura 4. Mapa de Isoconcentración para Fluoruro en agua subterránea por rangos de concentración. Ciudad de San Luis Potosí, Agosto-Septiembre 2004.

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Para Soledad de Graciano Sánchez con un total de 28 pozos, el 35.71% (10 pozos) exceden de 1.5 mg F-/L, ninguno excede de 0.025 mg As/L (NOM-127) y el 25% de los pozos exceden de 0.010 mg As/L (figura 5). El As del agua subterránea correlaciona positivamente con fluoruros y con la temperatura del agua, medida a la descarga del pozo. En la Ciudad y zona conurbada se estima que alrededor de 550,000 habitantes pueden estar expuestos a niveles no permisibles de fluoruro por este consumo de agua (mayor de 1.5 mg F-/L). Tomando en cuenta los valores de 0.7 mg F-/L esta cifra se eleva a 660,000 aproximadamente.

Figura 5. Mapa de Isoconcentración para Arsénico en agua subterránea por rangos de concentración. Ciudad de San Luis Potosí, Agosto-Septiembre 2004.

En el agua de los pozos de la Ciudad de San Luis Potosí, el As disuelto se encontró entre 1.7 – 14.8 µg/L y la concentración de fluoruros tiene un rango de 0.35 – 4.16 mg/L. La zona de mayor contaminación se encuentra localizada en el suroeste, oeste, sureste y noroeste de la Ciudad ( figura 5). De los 91 pozos muestreados, ningún pozo excede 0.025 mg As/L, límite máximo permisible establecido en la modificación a la NOM-127-SSA1-1994 (NOM-127) y 53 pozos (58.24 %), exceden de 0.010 µg As/L (Valor de la guía de OMS), este último límite implica que alrededor de 390 000 habitantes pueden estar expuestos a estas concentraciones de arsénico por agua de consumo.

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El As total encontrado en el agua muestran que el 100% de los pozos que abastecen a la población de San Luis Potosí, Soledad de Graciano Sánchez y la zona conurbada, es menor a los límites máximos permisibles que establece la NOM-127, siendo los más bajos en el municipio de Soledad de Graciano Sánchez. Se observaron correlaciones positivas y significativas entre la temperatura y las concentraciones de fluoruros y arsénico en el agua, así como entre el F- y el As. En relación a los índices de saturación se puede decir que el mineral de fluorita dolomita y la calcita, tenderán a disolverse en el agua subterránea en un porcentaje alto. Con estos resultados se observa que la mayor parte del agua que se surte a la población de la Ciudad de San Luis Potosí, como agua de uso y consumo humano no está dentro de ésta clasificación y por su baja calidad no es apta para su consumo. Por otro lado, se propone a la alúmina como un material con un potencial excelente para usarlo como un adsorbente, para la remoción de As y de fluoruros, cuando se encuentran solos o combinados en el agua, el cual es comparable con otros sistemas de remoción. Los datos obtenidos en este estudio indican que la alúmina utilizada tiene un potencial excelente para usarlo como un adsorbente, el cual es comparable con otros sistemas para la remoción de As y puede ser utilizado para la remoción de fluoruros en los tratamientos de agua, sin embargo se requiere realizar la evaluación de la reversibilidad de la adsorción de As (V) y fluoruros sobre alúmina a diferente valores de pH y diferentes concentraciones de la solución. Con estos datos será necesario efectuar un análisis de costo beneficio para compararlos con otros sistemas de absorción utilizados.

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VIII. Evaluación de riesgo en salud por la exposición a fluoruro y arsénico en agua de pozo para consumo de las zonas altiplano, centro y media del estado de San Luis Potosí. UASLP-2006 25

Objetivo: El objetivo de este trabajo, fue la cuantificación de las concentraciones de fluoruro y arsénico en el agua de pozo profundo para consumo humano de los municipios localizados en las zonas Altiplano, Centro y Media del Estado de San Luis Potosí, excluyendo la zona Huasteca. Debido a la característica geológica de las regiones comprendidas en las Provincias de la Mesa del Centro y de la Sierra Madre Oriental, existe la posibilidad de que el agua subterránea se encuentre contaminada por F- y As. De esta manera se seleccionaron las zonas Media, Altiplano y Centro del Estado de San Luis Potosí para realizar este proyecto. La zona Huasteca se excluyó por estar comprendida principalmente en la Provincia de la Llanura Costera del Golfo que está constituida principalmente por rocas sedimentarias de origen marino. En base a los antecedentes existentes en algunos municipios de la entidad sobre la presencia de F- y As en agua para consumo humano y de acuerdo con las características geológicas contrastantes que presentan con relación de la zona Huasteca, se planteó como objetivo de este trabajo, la cuantificación de las concentraciones de F- y As en el agua de pozo para consumo humano de los municipios localizados en las zonas Altiplano, Centro y Media del Estado de San Luis Potosí; se excluyeron los municipios de San Luis Potosí y Soledad de Graciano Sánchez por pertenecer al sitio de estudio de otro proyecto. El muestreo incluyó determinar la calidad del agua en comunidades con más de 500 habitantes y con esta información evaluar el riesgo en salud que presenta esta población, por la exposición a F- y As. Se recolectaron un total de 237 muestras de agua de pozo correspondientes a 33 municipios de 157 localidades con más de 500 habitantes de las Zonas Altiplano, Centro y Media del Estado de San Luis Potosí. En los resultados se encontró que el 28.5 % de las muestras sobrepasan el límite máximo permisible para F- que establece la Modificación a la NOM-127-SSA1-1994 y el 11.1 % lo sobrepasan para As. Las comunidades que presentan concentraciones de F- mayores a 1.5 mg/L están ubicadas en 13 municipios que son: Charcas, Guadalcázar, Mexquitic de Carmona, Moctezuma, Salinas de Hidalgo, Santa María del Río, Santo Domingo, Villa de Arriaga, Villa de Guadalupe, Villa de Ramos, Villa de Reyes, Villa de Zaragoza y Villa Juárez (figura 6). Para el As las comunidades con concentraciones mayores de 0.025 mg/L se encuentran en 8 municipios: Ahualulco, Charcas, Guadalcázar, Mexquitic de Carmona, Salinas de Hidalgo, Santo Domingo, Villa de Guadalupe y Villa de Ramos (figura 7). Se estimó que en las zonas Altiplano, Centro y Media de nuestro Estado alrededor de 100,000 habitantes tienen el problema de que el agua de consumo contiene concentraciones no permisibles de estos contaminantes. Podemos concluir que nuestros resultados son confiables por su desempeño analítico.

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En 219 de las 237 muestras de agua se realizó el análisis fisicoquímico que comprendió las determinaciones de pH, conductividad eléctrica, color aparente, sólidos totales, alcalinidad total, dureza total, dureza de calcio, dureza de magnesio, sodio, potasio, carbonatos, bicarbonatos, cloruros y sulfatos. Con esta información fue posible establecer los tipos de familias de agua, se observa que predominan principalmente las aguas del tipo bicarbonatada cálcica y bicarbonatada sódica. Se observó que existe una asociación positiva significativa entre F- y As, lo cual sugiere que los elementos están asociados en el mismo mineral. En cuanto a la correlación de la temperatura con cada uno de los elementos, se obtuvo una correlación positiva para el caso del F- aunque para el As no resultó estadísticamente significativa.

Figura 6. Mapa que muestra la concentración de fluoruro en agua de pozo subterráneo

en las zonas centro, media y altiplano el Estado de San Luis Potosí.

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Figura 7. Mapa que muestra la concentración de arsénico en agua de pozo subterráneo

en las zonas centro, media y altiplano el Estado de San Luis Potosí.

Gráfico 14. Estimación del número de habitantes que están expuestos a F- y As en la zona media, centro y altiplano del estado exceptuando la ciudad capital.

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En la etapa de la evaluación de riesgo es importante demostrar la exposición a F- y As, y esto se hizo mediante la determinación de estos elementos en orina de niños de 7 a 14 años de edad. Para ello se seleccionaron 4 comunidades en base a la concentración de los analitos en agua y en que tuvieran un solo pozo como fuente de abastecimiento. Estas localidades fueron: La Reforma en Salinas de Hidalgo (F- 4.32 ± 0.021 mg/L y As 0.042 ± 0.002 mg/L); en el Municipio de Santo Domingo, la Cabecera Municipal (F- 4.81 ± 0.029 mg/L y As 0.062 ± 0.003 mg/L) y Santa Matilde (F- 2.35 ± 0.034 mg/L y As 0.049 ± 0.003 mg/L); en El Barril, Municipio de Villa de Ramos (F- 1.55 ± 0.001 mg/L y As 0.056 ± 0.001 mg/L). Se evaluó el riesgo en salud por la exposición a estos contaminantes, para ello se utilizaron cálculos matemáticos de la dosis de exposición, tomando en cuenta la ruta de exposición, la concentración de los analitos en agua, la tasa de ingesta y el peso corporal. El riesgo se estimó relacionando esta dosis de exposición con la dosis de referencia para cada analito, siendo de 1 hasta 35 veces el riesgo de presentar hiperpigmentación, queratosis y posible complicación vascular por la exposición a As. En tanto que para fluorosis dental el riesgo es de 1 a 7 veces. Estos valores fueron estimados para niños porque este daño se presenta únicamente cuando la población se expone al F- en la etapa de formación del diente. Se pudo estimar que alrededor de 75,000 habitantes pueden estar expuestos a niveles fuera de NOM-127 de F- y As en agua, esta población sube cerca de 175,000 si se toma en cuenta límites de 0.7 mg F/L y de 0.10 mg As/L (gráfico 14). Se comprobó la exposición a estos elementos al determinar su concentración en orina. Los resultados que presentamos serán de utilidad para uniformizar y completar la información con la que cuentan las dependencias encargadas del monitoreo de la calidad del agua en nuestro Estado, Servicios de Salud del Estado y Comisión Nacional del Agua así como para futuros estudios. La finalidad de este trabajo es informar a las autoridades competentes la calidad del agua que se abastece a la población como agua de uso y consumo humano. Es necesario que se comunique a la población el riesgo por estar expuestos a Fluoruro y Arsénico y así poder tomar las medidas de prevención adecuadas.

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