UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE CIENCIAS AGRARIASESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL

DEPARTAMENTO ACADMICO DE AGRONOMA

TRABAJO DE HABILITACION DOCENTE

LOS METALES PESADOS Y LA CONTAMINACIN DE LOS SUELOS

ELABORADO POR:M. Cs. Ing. Jos Ramiro Daz Cumpn

Cajamarca, junio 2013

CONTENIDO

Pgina

Resumen3Abstract4Introduccin 5CAPTULO I: Metales pesados elementos traza 7CAPTULO II: Contaminacin de los suelos por metales pesados. 11CAPTULO III: Fuentes generadoras de metales pesados. 16CAPTULO IV: Vas de ingreso y salida de los metales pesados en el suelo. 19CAPTULO V: Comportamiento de los metales pesados en el suelo. 20CAPTULO VI: Reaccin del suelo ante los metales pesados. 27CAPTULO VII: Efectos de los metales pesados sobre la salud humana. 35CAPTULO VIII: Tratamientos de suelos contaminados por metales pesados. 45Conclusiones.53Referencias Bibliogrficas.55Anexo.57

RESUMEN

El presente trabajo de habilitacin docente, se propuso como objetivos, conocer las interrelaciones entre el suelo y los metales pesados y sus efectos sobre la salud y el ambiente, considerando que la contaminacin de suelos por estos elementos es de mucha importancia, por el grado de afectacin de la salud de los seres vivos que dependen del suelo.

Los suelos estn expuestos a ser contaminados por diversas sustancias, procedentes de actividades antropognicas, entre las que podemos sealar a la industria, minera, aguas residuales, residuos slidos, etc. las cuales generan metales pesados, cuyo calificativo obedece a que su peso especfico es mayor que 5 gcm-3 , destacando dentro de ellos por su toxicidad el plomo, mercurio, cadmio, cobre, cromo, nquel y el zinc; sin embargo hay que reconocer que la mayora de metales pesados cumplen funciones bilgicas en los organismos vivos, los cuales los necesitan en pequeas cantidades, de ah el nombre de elementos traza.

Estos metales son calificados como elementos peligrosos porque pueden concentrarse en los primeros centmetros del suelo, siendo el espesor del suelo donde se desarrolla la mayor parte de las races de las plantas, siendo absorbidos por stas, a partir de las cuales pueden ingresar a la cadena trfica y poner en riesgo la salud de los seres vivos que las consumen; sin embargo en ciertos casos pueden alcanzar las aguas subterrneas, llegando a contaminarlas, siendo mayor an el riesgo a la salud de las personas que beben estas aguas. Sin embargo el suelo cuenta con su propio sistema de autodepuracin, basado principalmente en su capacidad de adsorcin e intercambio inico y la actividad de los microorganismos edficos; sin embargo cuando el caso lo amerite, se pueden aplicar tcnicas de descontaminacin de suelos y dentro de ellas la biorremediacin, que actualmente est siendo ampliamente desarrollada, por su viabilidad, eficiencia y seguridad, superando en estos aspectos a otras tcnicas de carcter fsico y qumico.

ABSTRACT

This study of teacher empowerment, was proposed as objectives, meet the interrelations between soil and heavy metals and their effects on health and the environment, considering that soil contamination by these elements is very important, for the degree of impairment of health of living things that depend on the ground.

The soils are liable to be contaminated with various substances from anthropogenic activities, among which we can point to the industry, mining, wastewater, solid waste, etc.. which generate heavy metals, whose epithet is because its specific gravity is greater than 5 gcm-3, highlighting within them for toxicity lead, mercury, cadmium, copper, chromium, nickel and zinc, but we must recognize most heavy metals bilgicas perform functions in living organisms, in which the small amounts needed, hence the name "trace elements".

These metals are classified as dangerous elements because they can concentrate on the first few inches of soil, the thickness of the soil where it grows most of the roots of plants, being absorbed by them, from which they can enter the chain trophic and jeopardize the health of living beings who use them, but in some cases can reach groundwater, contaminate reaching, yet still higher health risk to people who drink this water.

But the ground has its own system of self-purification, based primarily on its adsorption capacity and ion exchange and activity of soil microorganisms, but when the need arises, you can apply soil decontamination techniques and within bioremediation, which is currently being widely developed, their feasibility, efficiency and security, surpassing in these respects to other forms of physical and chemical character.

INTRODUCCIN

Dentro de los metales pesados existen elementos que se encuentran formando parte de los seres vivos, los cuales los necesitan en pequeas cantidades para cumplir con ciertas funciones vitales, cuya deficiencia puede alterar el normal funcionamiento de los organismos de plantas, animales y seres humanos, siendo el caso del cromo, cobre, fierro, molibdeno, nquel, vanadio y zinc; sin embargo en altas concentraciones, estos elementos pueden provocar desrdenes fisiolgicos y toxicidad, en los seres vivos, asimismo su presencia en suelos y aguas, puede modificar el desempeo de sus capacidades fsicas, qumicas y biolgicas y provocar alteraciones en la calidad de estos recursos naturales, tambin cabe mencionar que existen otros metales pesados como el plomo a quien no se le ha reconocido que cumpla funcin biolgica alguna.

Considerando las caractersticas de los metales pesados y su comportamiento beneficioso o deletreo en los ecosistemas naturales, deben merecer una especial atencin, ms an conociendo que se encuentran en diversas fuentes naturales y antropognicas que los proveen al ambiente en diferentes formas, siendo transportados a travs de diversas vas como las aguas superficiales, aguas subterrneas, el suelo, el aire y las plantas, siendo catalogados como los contaminantes ms peligrosos y de difcil control y tratamiento dentro de los medios que los contienen, caso de suelos, sedimentos, aguas y plantas.

Los metales pesados procedentes de las diferentes fuentes, sobre todo de origen industrial y minero ingresan a los suelos a travs de diferentes vas, como el aire y las aguas, lo cual les permite ser adsorbidos por las partculas minerales u orgnicas, pero que tambin pueden encontrarse disponibles en la solucin del suelo, para ser absorbidos por las plantas y microorganismos, a partir de las cuales entran en la cadena trfica, pudiendo llegar hasta el hombre, quien resulta bastante afectado por estas sustancias donde pueden ocasionar daos severos a su salud, incluso la muerte.

Entre las caractersticas de mayor importancia de los metales pesados, en las que basa su peligrosidad, est su toxicidad y su capacidad para bioconcentrarse en los seres vivos, lo cual est relacionado con su persistencia y solubilidad en el medio edfico, comportamiento que les van a permiten a los metales estar ms tiempo disponible para ser absorbidos por los organismos vivos; sin embargo el suelo muestra ciertos atributos que le permiten reaccionar ante estos elementos, de tal forma que su peligrosidad puede ser minimizada, reduciendo el riesgo de ingresar a las plantas y movilizarse a travs del perfil de suelo y contaminar las aguas subterrneas.

Conocedores de sus perjudiciales efectos de los metales pesados sobre la salud y el ambiente, he considerado por conveniente desarrollar este tema como trabajo de habilitacin docente, para comprender mejor los problemas ambientales ocasionados por estos elementos y estar en la capacidad de evitar sus efectos negativos; en tal sentido con el desarrollo de esta monografa me he planteado los siguientes objetivos:

Conocer las interrelaciones entre el suelo y los metales pesados. Conocer los efectos en la salud y la repercusin ambiental de los metales pesados.

CAPTULO I METALES PESADOS Y ELEMENTOS TRAZA

La tabla peridica, incluye unos 70 elementos metlicos, de los cuales 59 pueden ser considerados como metales pesados, siendo aquellos con peso atmico mayor que el del hierro (55,85) o con una densidad mayor que 5,0 g/cm3. Considerando que con esta afirmacin se estara excluyendo a elementos con pesos atmicos menores que el del hierro y que con frecuencia pueden ser metales contaminantes, como el vanadio (50,95), manganeso (54,94), cromo (52,01), o aluminio (26,98), y a otros elementos que realmente no son metales, como el arsnico, flor y fsforo, resulta mejor hablar de contaminacin por elementos traza, aunque hay que reconocer que la mayora de los contaminantes son metales pesados (Galn, 2003). Tomando como base los criterios expuestos, se ha elaborado la tabla 1, con las densidades y pesos atmicos de los metales pesados con mayor repercusin ambiental y en la salud humana.

El citado autor tambin manifiesta que se puede denominar elementos traza a aquellos que normalmente estn presentes en relativamente bajas concentraciones en el suelo y/o en organismos vivos, a la vez seala que en este ltimo caso pueden ser esenciales para el crecimiento y desarrollo de plantas y animales (micronutrientes) o no, agrega que se usan otros trminos para designar a estos elementos como son: metales traza, micro elementos, elementos menores, trazas inorgnicas, etc.

Galn, 2003, continua sealando que los elementos traza se pueden dividir en dos grupos segn su actividad biolgica: Micronutrientes u oligoelementos, elementos que son requeridos en pequeas cantidades o trazas por plantas y animales para completar su ciclo vital, los cuales una vez superado cierto umbral se vuelven txicos, entre ellos se pueden citar al: As, B, Co, Cr, Cu, I, Mo, Mn, Ni, Se, Sn, V y Zn. Elementos sin funciones biolgicas conocidas, cuya presencia en determinadas concentraciones en los seres vivos ocasiona consigo disfunciones en los organismos. Son elementos altamente txicos y bioacumulables. Entre ellos tenemos a los siguientes: Ag, Ba, Be, Bi, Cd, Hg, Pb, Sb Y Tl.Segn la fuente autora de esta cita, una forma opcional de nombrar a este grupo es como elementos txicos, los cuales, de acuerdo a la lista de contaminantes prioritarios de la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (USEPA), incluyen a los siguientes elementos: Arsnico, cromo, cobalto, nquel, cobre, zinc, plata, cadmio, mercurio, titanio, selenio y plomo, as mismo se seala que los metales pesados se encuentran en forma natural en la corteza terrestre, sin embargo se pueden convertir en contaminantes si su distribucin en el ambiente se altera mediante actividades humanas, lo cual puede ocurrir durante la extraccin minera, el refinamiento de productos mineros o por la liberacin al ambiente de efluentes industriales y emisiones vehiculares; adems, la inadecuada disposicin de residuos metlicos tambin ha ocasionado la contaminacin del suelo, agua superficial y subterrnea y de ambientes acuticos (http://www.inecc.gob.mx/sqre-temas/763-aqre-metales).

Al respecto Seonez, 1999, seala que desde los aos 60 se comprob que algunos elementos traza, si superaban ciertos umbrales, podan llegar a ser txicos para los seres vivos, existiendo muy poco margen entre los niveles de carencia y los de toxicidad, manifestando que en principio el elemento (no traza) de toxicidad ms generalizada es el aluminio y a veces el manganeso; en tanto que en suelos cidos, el zinc y el cobre pueden ser txicos, y otros como el cadmio, el plomo, el mercurio, el arsnico o el cromo pueden ser fitotxicos, si se encuentran en el medio en cantidades suficientes, teniendo en cuenta que no son indispensables para el desarrollo vegetal.

Orozco et al. 2008, expresa que los metales pesados son uno de los contaminantes ambientales ms peligrosos, debido a que no son biodegradables y a su potencial de bioacumulacin en los organismos vivos, acotando que entre stos, destacan por su toxicidad y su mayor presencia en el ambiente, el mercurio, el cadmio y el plomo.

Segn Baird, 2001, se considera metal pesado a un tipo de elementos qumicos, muchos de los cuales son txicos para los seres humanos, destacando dentro de ellos al mercurio (Hg), plomo (Pb), cadmio (Cd) y Arsnico (As), como los metales pesados que provocan mayor peligro ambiental, debido a su uso extensivo, a su toxicidad y a su amplia distribucin; asimismo hace referencia que los metales difieren de los compuestos orgnicos txicos, en que no son degradables, por lo que se acumulan en los sistemas ambientales, de ah su toxicidad, agregando que los ltimos sumideros de los metales pesados son los suelos y los sedimentos.Se seala que muchos de los metales que tienen una densidad alta no son especialmente txicos y algunos son elementos esenciales en el ser humano, independientemente de que a determinadas concentraciones puedan ser txicos en alguna de sus formas, sin embargo, hay una serie de elementos que en alguna de sus formas pueden representar un serio problema medioambiental y es comn referirse a ellos con el trmino genrico de "metales pesados"; asimismo la peligrosidad de los metales pesados es mayor al no ser qumica ni biolgicamente degradables. Una vez emitidos, principalmente debido a la actividad industrial y minera, pueden permanecer en el ambiente durante cientos de aos, contaminando el suelo y acumulndose en las plantas y los tejidos orgnicos; adems, su concentracin en los seres vivos aumenta a lo largo de la cadena alimentaria (http://www.aesan.msc.es/AESAN/web/cadena_alimentaria/subdetalle/qui_metales_pesados.shtml).La fuente expresa, que los metales pesados son peligrosos porque tienden a bioacumularse en diferentes cultivos, siendo la absorcin de metales pesados por las plantas, generalmente el primer paso para la entrada de stos en la cadena alimentaria. La absorcin y posterior acumulacin dependen en primera instancia de la movilidad de las especies de los metales desde la solucin en el suelo a la raz de la planta; asimismo los metales pesados estn presentes en el suelo como componentes naturales del mismo o como consecuencia de las actividades antropognicas, en este medio los metales pesados, pueden estar presentes como iones libres o disponibles, adsorbidos por los coloides del suelo o formando compuestosinsolubles.(http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=93911243003).

Tabla 1. Densidad y pesos atmicos de los metales pesados con mayor repercusin ambiental y en la salud humana.

MetalsmboloDensidad (g/cm3)Peso atmico

CadmioCd8,69112,41

CobaltoCo8,8658,93

CobreCu8,9663,55

CromoCr7,1852,0

EstaoSn7,28118,71

FierroFe7,8755,82

ManganesoMn7,4354,94

MercurioHg13,54200,59

MolibdenoMo10,295,94

NquelNi8,9158,69

PlomoPb11,3207,2

ZincZn7,1365,39

Fuente: Tabla peridica de los elementos qumicos.

Segn Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003, la distribucin de los elementos traza en la naturaleza estar condicionada por el fondo geoqumico y por aportes antrpicos actuales o derivados de actividades contaminantes anteriores, indicando que algunos pases ya empiezan a tener informacin cartogrfica del fondo geoqumico, lo que facilitar las investigaciones de una posible contaminacin.CAPTULO II

CONTAMINACIN DE LOS SUELOS POR METALES PESADOS

Segn Seonez, 1995, el suelo es el paso intermedio entre la atmsfera y la hidrsfera, por lo que sus perturbaciones producirn desequilibrios en esta ltima, agregando que la contaminacin es un factor en la mayor parte de los casos exgeno, debido a la introduccin en el suelo de sustancias contaminantes de la actividad humana, urbana, agrcola o industrial; sealando que un suelo se considera contaminado cuando algn elemento o producto presente en l supera en concentracin, el nivel de fondo local, la media del entorno o el nivel de referencia; en tanto que Galn, 2003, enfatiza que el suelo es el resultado de la interaccin de los sistemas atmsfera, bisfera e hidrsfera sobre las rocas de la superficie terrestre.

En cada situacin, estas interacciones tienden a alcanzar un equilibrio que solo se ve modificado cuando uno de los parmetros que definen estos sistemas vara, pero es la interaccin del hombre, un componente singular de la bisfera, lo que de forma ms violenta puede modificar un suelo, considerando a la degradacin del suelo una modificacin de su equilibrio natural con efectos negativos, consecuencia directa de su utilizacin en cualquiera de sus vertientes: agrcolas, forestales, ganaderas, industriales, etc. siendo un tipo especial de degradacin del suelo, la producida por la presencia de sustancias qumicas, que en ciertas concentraciones tiene efectos nocivos (Galn, 2003).

Adems el citado autor seala que un contaminante es un elemento o compuesto qumico presente en el suelo en concentraciones mayores de las habituales y que en general tiene un efecto adverso sobre algn organismo, pudiendo ser por su origen, geognico o antropognico, agregando que los contaminantes de origen natural o geognico pueden proceder de la roca madre del suelo, de la actividad volcnica, del lixiviado de mineralizaciones aflorantes, etc. mientras que los antropognicos son consecuencia de actividades mineras, industriales, agrcolas, o urbanas.

Vizcarra,2008, por su parte seala que la contaminacin es la alteracin de las funciones normales de los suelos, por incorporacin de sustancias extraas, pero a la vez con un significado ms extenso, es el resultado de cambios impuestos por los usos anormales a los cuales se les destina lo que hace perder sus potencialidades primarias, especialmente su capacidad vital de sostener la actividad agrcola, adems sostiene que una contaminacin secundaria, ocurre cuando se usan como fertilizantes o mejoradores de suelos, las aguas residuales, desages industriales, o basuras urbanas, en tales condiciones pueden ocurrir en diverso grado, la acumulacin de materiales indeseables, productos txicos como metales pesados y combinaciones orgnicas persistentes, pudiendo en casos graves, esterilizar las capas superiores del suelo, inutilizndolos para cultivos futuros.

Segn Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003, la contaminacin provoca una perturbacin del suelo, que se traduce en una prdida de calidad y aptitud para el uso o lo hace inutilizable, a no ser que se someta a un tratamiento previo, asimismo sealan que la contaminacin se asocia con la entrada de sustancias que a partir de una cierta concentracin, deben considerarse como no deseables; indican que el suelo puede contener una gran variedad de elementos qumicos, por lo que puede resultar difcil determinar a partir de qu momento, un mismo elemento deja de ser beneficioso o indiferente, para pasar a tener la cualificacin de contaminante; asimismo tambin resulta difcil precisar cundo deja de estar contaminado un suelo que est siendo objeto de un proceso de recuperacin; de igual manera manifiesta que la declaracin de terreno contaminado depender del nivel de exigencia de la normatividad legal existente, para una misma concentracin de contaminante.

Los citados autores al referirse a la contaminacin del suelo por diferentes elementos, desarrollan el concepto de fondo geoqumico de un elemento, al cual lo definen como la concentracin del elemento en un determinado medio, en ausencia de cualquier aporte externo especfico derivado de la actividad humana ; por lo tanto el fondo geoqumico de un mismo elemento variar segn el tipo de material original (Tabla 2); asimismo sealan que el estudio de los distintos minerales permitir conocer cul puede ser su aporte en elementos al fondo geoqumico; indicando que de acuerdo a la secuencia de meteorizacin (Tabla 3), se puede obtener informacin para interpretar posibles contaminaciones antrpicas, al no poder atribuir la presencia y concentracin de un determinado elemento a un mineral fuente.

Galn, 2003, sostiene que los contaminantes en el suelo pueden ser de distintos tipos y orgenes, desde las partculas sedimentables a partir de suelos erosionados, emisiones volcnicas o emisiones industriales y urbanas, hasta drenajes cidos de mina, combustibles, disolventes y compuestos orgnicos voltiles procedentes de actividades industriales varias, o los plaguicidas y enmiendas, tratamientos e irrigacin de los suelos agrcolas; asimismo hay que tener en cuenta que muchos de estos contaminantes son portadores de metales pesados.

Seonez, 1995, sobre el particular, seala que el vertido de las aguas residuales cidas o alcalinas procedentes de industrias, puede modificar el estado del suelo que las reciba, tanto por el ataque a la microflora o a la microfauna, como por alteracin de su constitucin debido a reacciones fsico-qumicas; indicando que se puede producir contaminaciones diversas si el suelo no es capaz de asimilar estos vertidos; en tanto que Orozco, 2008, manifiesta que al hablar de la contaminacin por metales, en general se hace referencia a los problemas ocasionados por los metales pesados; sin embargo no se puede ignorar que tambin otros metales como el sodio o el potasio, aunque no resulten txicos para el ser humano, en las cantidades que generalmente los encontramos, si pueden ocasionar problemas en determinados casos especficos, tales como la utilizacin en riego de aguas que los contienen.

Las emisiones de metales pesados pueden ocurrir por una amplia gama de rutas y procesos que incluyen al aire, suelo y a las aguas superficiales que despus se integran a los mantos acuferos o se utilizan en el riego de tierras de cultivo. Adems de los procesos industriales que utilizan metales pesados, ciertas prcticas en la agricultura contribuyen con este tipo de contaminacin, cuando se usan pesticidas y fertilizantes que contienen estos metales; sin embargo la discusin actual sobre dichas sustancias ha cobrado mayor importancia porque incluyen sustancias txicas como plomo, cadmio, arsnico y dioxina, que resultan del empleo de residuos industriales contaminados como fuente barata de nutrientes minerales tales como zinc y hierro; asimismo la minera deja expuestos depsitos minerales o roca de desecho que tienen como resultado la lixiviacin de metalespesados. (http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lbi/miranda_v_mc/capitulo_3.html#).

Al respecto la fuente consignada en esta cita, seala que los metales pesados contribuyen fuertemente a la contaminacin ambiental, indicando que la cantidad de metales disponibles en el suelo est en funcin del pH, el contenido de arcillas, contenido de materia orgnica, la capacidad de intercambio catinico y otras propiedades que las hacen nicas en trminos de manejo de la contaminacin, asimismo manifiesta que cuando el contenido de metales pesados en el suelo alcanzan niveles que superan los lmites mximos permitidos, causan efectos inmediatos como inhibicin del crecimiento normal de las plantas, as como la disminucin de las poblaciones microbianas del suelo. (http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=93911243003).

Segn Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003, los estudios de contaminacin de suelos se pueden llevar a cabo por dos vas diferentes: realizando anlisis qumicos de los suelos o de las plantas, lo que puede permitir evaluar el nivel de contaminacin de forma cuantitativa o bien evaluando la respuesta de las plantas en un suelo contaminado, para lo cual introduce el concepto de ndice de tolerancia.Tabla 2. Fondo geoqumico de metales pesados en rocas gneas y sedimentarias.

mg Kg-1Rocas gneasRocas sedimentarias

ElementosRocas bsicasRocas intermediasRocas cidasRocas arcillosasAreniscasRocas Calcreas

Cd0,13-0,220,130,09-0,200,22-0,300,050,035

Co35-501,0-10 1-7 11-200,3-100,1-3,0

Cr170-20015-50 4-2560-10020-40 5-16

Cu60-12015-80 10-3040 5-30 2-10

Hg0,0x0,0x0,080,18-0,400,04-0,100,04-0,05

Mn1200-2000500-1200350-600500-850100-500200-1000

Mo1,0-1,50,6-1,0 1-20,7-2,60,2-0,80,16-0,40

Ni130-160 5-55 5-1550-70 5-20 7-20

Pb 3-8 12-15 15-2418-25 5-10 3-10

V200-25030-100 40-90100-130 10-60 10-45

Zn80-12040-10040-6080-120 15-30 10-25

Fuente Goldschmidt, 1954; Fassbender,1984; Kabata-Pendias, 1992, citado por Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003.

Tabla 3. Aporte de elementos al fondo geoqumico por diferentes minerales

Mineral primario

Elementos principales

Elementos accesorios

OlivinoMg, Fe, SiNi, Co, Mn, Li, Zn, Cu, Mo

HornblendaMg, Fe, Ca, Al, SiNi, Co, Mn, Sc, Li, Zn, Cu, Ga, V

AugitaCa, Mg, Al SiNi, Co, Mn, Sc, Li, V, Zn, Pb, Cu, Ga

BiotitaK, Mg, Fe, Al, SiRb, Ba, Ni, Co, Sc, Li, Mn, V, Zn, Cu, Ga

ApatitoCa, P, FPb, Sr, Cd

AnortitaCa, Al, SiSr, Cu, Ga, Mn

AndesinaCa, Na, Al, SiSr, Cu, Ga, Mn

OligoclasaNa, Ca, Al, SiCu, Ga

AlbitaNa, Al, SiCu, Ga

OrtoclasaK, Al, SiRb, Ba, Sr, Cu, Ga

MoscovitaK, Al, SiF, Rb, Ba, Sr, Ga, V

IlmenitaFe, TiCo, Ni, Cr, V

MagnetitaFeZn, Co, Ni, Cr, V

TurmalinaCa, Mg, Fe, B, Al, SiLi, F, Ga

Fuente: Fassbender, 1984, citado por Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003.

CAPTULO III

FUENTES GENERADORAS DE METALES PESADOS

Se registran diversas fuentes de metales pesados, entre ellas, segn Seonez, 1999, se tienen a los vertidos industriales y urbanos, los lodos de depuradoras y los depsitos de residuos industriales, los cuales al ser vertidos sobre los suelos, aumentan el contenido de stos en metales pesados (Zn, Pb, Cu, y Cd, especialmente) hasta una profundidad de 35 a 40 cm., el mismo autor manifiesta que las refineras derraman hidrocarburos en el entorno de los procesos o en el movimiento de la materia prima, las industrias metalmecnicas a partir de las chatarras , con prdida de material, que va al suelo, las minas abandonadas o no contienen restos minerales, concentrados y escombreras, muchas veces ricos en metales; todo esto provoca alteraciones y agresiones continuas al suelo.

Vizcarra, 2008, situndose en el ambiente peruano, seala que el origen de los metales pesados estn vinculados a la industria minero metalrgica, los automotores, la petroqumica, incineracin de residuos y hbitos de la poblacin. El citado autor contina sealando que las actividades contemporneas, ciudades en crecimiento desordenado, variedad de industrias, comercio internacional, fuentes mviles descuidadas en su manejo y obsoletas en sus servicios; han movilizado los metales pesados por los componentes de la biosfera, llegan a la atmsfera, se movilizan, caen a la tierra y/o cuerpos de agua e ingresan al organismo directamente (respiracin, contacto, ingestin) o indirectamente por la cadena trfica, tambin considera de especial cuidado el encuentro de aguas cidas con suelos contaminados por metales, porque los liberan y dinamizan por la biosfera.

Al respecto, Galn, 2003, sostiene que la contaminacin de suelos y sedimentos acompaa a todas las actividades industriales, siendo sta proporcional al tamao e intensidad de las operaciones industriales, en especial a la cantidad de desechos y a la descarga de compuestos peligrosos, agrega que la contaminacin tambin puede ser originada por los tratamientos agrcolas: abonos, insecticidas, acondicionadores del suelo, etc. remarcando que la peligrosidad de esta contaminacin es enorme porque se transmite a la capa fretica, a los cultivos y rboles, a los animales herbvoros, etc. En cuanto al problema de contaminacin por el drenaje cido de explotaciones a cielo abierto de sulfuros, manifiesta que est bastante generalizado en el mundo entero, indicando que se movilizan en lixiviados cidos una gran cantidad de elementos txicos (Al, Cu, Zn, Pb, Cr, etc.).

A la vez Orozco, 2008, afirma que las fuentes antropognicas principalmente son las actividades de minera, fundicin y refinado, que implican arrancar los metales de sus menas en los depsitos subterrneos, y posteriormente fundirlos y refinarlos hasta obtenerlos y convertirlos en bienes de consumo que, despus de usados, se desechan, sealando que durante estas operaciones se liberan metales al ambiente; tambin se emiten metales a la atmsfera por combustin de combustibles fsiles, que en un periodo ms o menos largo acabarn depositndose en la superficie terrestre, agrega adems que el vertido de aguas residuales de determinadas industrias siderometalrgicas, curtidos, etc. son ejemplos clsicos de contaminacin por metales pesados.

El citado autor tambin sostiene que en el transcurso de su vida til los metales estn sujetos a corrosin y desgaste, lo que produce prdidas al ambiente, acotando que en algunos casos la utilizacin de productos, implica una liberacin directa de los metales, por ejemplo algunos fungicidas, aditivos de la gasolina, etc. metales procedentes de la industria galvnica, como el cromo, nquel, zinc y cadmio.

Harrison, 1999, sostiene que las emisiones de plomo, que salen a la atmsfera por los tubos de escape de los automviles, provienen de la utilizacin de aditivos antidetonante de tetraetilo de plomo, para mejorar el ndice de octano de la gasolina, sealando adems la existencia de una preocupacin creciente acerca de los efectos dainos de plomo sobre la salud, particularmente respecto a la salud de los nios, tuvo como resultado una disminucin gradual en la cantidad mxima de Pb permitida que puede ser aadida a la gasolina en muchos pases y la prohibicin de usar gasolina con plomo.

El mismo autor tambin indica que la produccin de acido sulfrico a partir de la oxidacin de sulfuros en minas puede producir el lavado de otros metales aparte del hierro, con lo que las aguas cidas emergentes pueden estar cargadas de metales pesados; asimismo agrega que los terrenos cuya contaminacin es de origen industrial frecuentemente contienen una serie de metales pesados contaminantes en concentraciones altas, como ejemplos cita las fbricas de cloro y lcali dnde los electrodos de Hg se usan en la electrolisis de agua de mar para producir cloro gaseoso y NaOH.

En estos lugares sostiene Harrison, 1999, podr producirse tanto la contaminacin del aire como del suelo, debido a las emisiones de Hg voltil y los escapes de Hg lquido, sealando que es normal que las minas, fundiciones, fabricas siderrgicas y de pinturas y de los depsitos de chatarra, estn fuertemente contaminados, pero se pueden encontrar otros ejemplos menos obvios de contaminacin por metales pesados como es la aplicacin de lodos de depuradora al suelo, Pb en perdigones de carabina utilizados en caceras y en competencias deportivas y Cd en los fertilizantes fosfatados.

Harrison, 1999, continua manifestando que las reas urbanas tienden a tener mayores concentraciones de metales pesados, como Pb, que las reas rurales, debido a los mayores aportes por deposicin atmosfrica, sin embargo los suelos de huertos de cualquier sitio pueden contaminarse por cenizas madera pintada, cuando se derrama combustible que contiene Pb, o cundo se abona el suelo con estircol, materiales compostados e incluso fertilizantes minerales (especialmente fertilizantes fosfricos que contienen Cd), concluye resaltando que la concentracin de metales pesados fue superior en los jardines de las casas viejas (> 35 aos), casas a menos de 500 m de talleres de reparacin de automviles (Pb en escapes) y aqullas que se encontraban prximas a sitios de demoliciones, montones de residuos, industrias metalrgicas, o a menos de 10 metros de una carretera.CAPITULO IV.

VAS DE INGRESO Y SALIDA DE LOS METALES PESADOS EN EL SUELO

4.1. Vas de ingreso de los metales pesados.

Los metales pesados pueden ingresar al suelo de varias maneras: a travs del agua de riego, cuyo ingreso se da por infiltracin, continuando su movimiento dentro del suelo por permeabilidad, llevando en solucin a estos elementos, adems ingresan al suelo conjuntamente con el agua subterrnea, la cual asciende al perfil por capilaridad. Otra forma de ingresar al suelo es por deposicin atmosfrica de material particulado, resultante de la combustin de hidrocarburos en automotores que generan partculas de plomo, emisiones de chimeneas y por el desgaste de llantas por rodadura; igualmente los metales pesados pueden ingresar al suelo a travs de los fertilizantes, precipitaciones cidas, enmiendas orgnicas (compost) y sustancias correctoras de pH, tambin arrastran metales pesados las aguas residuales tanto domsticas como industriales y los lixiviados de escombreras, botaderos y rellenos sanitarios; as como por derrames de txicos que contienen metales pesados. Dentro del suelo, los elementos potencialmente contaminantes pueden hallarse e forma soluble, adsorbidos en forma intercambiable, fijados de forma irreversible, o precipitados (Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003).

4.2. Vas de salida de los metales pesados.Los metales pesados pueden abandonar un suelo por volatilizacin, disolucin, lixiviado o erosin, y pasar a los organismos cuando son asimilables (bioasimilables), lo que normalmente ocurre cuando se encuentran en forma ms o menos soluble. La posibilidad de que un elemento quede libre y pase a disolucin en un suelo se llama disponibilidad, pudiendo ser asimilado por un organismo, a lo cual se le denomina biodisponibilidad. Normalmente solo una fraccin pequea de una sustancia potencialmente contaminante de un medio es biodisponible. Su efecto suele ser negativo, pero tambin puede ser indiferente para un organismo especfico (Galn, 2003).

CAPITULO V

COMPORTAMIENTO DE LOS METALES PESADOS EN EL SUELO

5.1. Toxicidad de los metales pesados El trmino toxicidad, segn Orozco et al, 2008, se refiere al dao que puede producir en los seres vivos la presencia de determinados contaminantes en los medios naturales, agregando que la toxicidad est en funcin de la concentracin del contaminante y del tiempo de exposicin del ser vivo al txico, modificada por otras variables como la temperatura, la forma qumica o su disponibilidad. Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003, al referirse a la toxicidad, manifiesta que es la propiedad o potencial de una sustancia qumica o material para producir daos (alteraciones en ciertas funciones) en sistemas biolgicos, sealando que la toxicidad se manifiesta cuando la sustancia se introduce en el organismo, asimismo indica que la toxicidad puede ser aguda, subaguda o crnica; en este ltimo caso se debe a los efectos irreversibles a largo plazo por absorcin de pequeas dosis acumulativas.

Al respecto Vizcarra, 2008, sostiene que la toxicidad es el comn denominador de los metales pesados, lo cual interesa a la toxicologa ambiental, seala que los metales del sexto perodo de la tabla peridica de elementos: osmio(Os), iridio(Ir), platino(Pt) oro(Au), mercurio(Hg), talio(Tl), y plomo(Pb), son potencialmente ms txicos, sin embargo debido a la poca solubilidad de la mayora de las sales que forman estos elementos, la toxicidad queda enmascarada, excepto de los tres ltimos (Hg, Tl, Pb).

Segn Domenech y Peral, 2006, la toxicidad de los metales pesados depende de la concentracin en que se encuentren en el medio, sin embargo, en relacin con la toxicidad de la especie, an es ms importante la forma molecular en que se encuentra el elemento metlico (especiacin qumica), y ello depende de las propiedades del elemento en cuestin y de las condiciones fsico qumicas del medio en que se encuentra la especie.Los compuestos que contienen metales pueden alterarse, pero los elementos metlicos indeseables an permanecen. En algunos casos tales alteraciones dan lugar a especies que contiene el metal y que son ms txicas an que las iniciales, por lo cual es importante, tanto desde el punto de vista de la toxicidad, como de las posibilidades de tratamiento, la forma en que se encuentran las especies metlicas, por un lado la forma fsica (solucin, dispersin coloidal o suspensin), y por otro, la forma qumica (estado de oxidacin, ion metlico, ion complejo, etc.) (Orozco, 2008).

El grado de toxicidad de un elemento metlico para plantas y microorganismos en el medio edfico tiene relacin con la concentracin de ste en la disolucin del suelo y, por lo tanto, con su movilidad (Domenech y Peral, 2006).Segn Galn, 2003, la toxicidad de un elemento depende de su presentacin, lo que va a regular no solo su disponibilidad, sino tambin su grado de toxicidad. Segn se encuentre el metal retenido en el suelo, as ser su disponibilidad relativa para las plantas y por tanto la incorporacin a los organismos.

5.2. Distribucin espacial de los metales pesados.La contaminacin no es estable en el tiempo, tanto en relacin con la especie qumica, como por su distribucin espacial, porque los contaminantes son mviles y su especiacin es cambiante; inclusive en el corto periodo de tiempo entre la deteccin y el control o tratamiento de la contaminacin. Debido a la emigracin y dispersin, las zonas contaminadas se mueven, las concentraciones de los contaminantes fluctan y el carcter de la contaminacin se altera (Galn, 2003).

La acumulacin mxima de estos metales se encuentra en la superficie (5 primeros centmetros), en cuyo caso manifiesta el autor, existe la posibilidad de eliminar los problemas de toxicidad para los vegetales, utilizando especies con un sistema radicular ubicado a mayor profundidad; sin embargo, el problema se presenta cuando se quiere saber si la parte asimilable sigue la misma distribucin, o si es completamente distinta.

Varios autores coinciden en afirmar que la concentracin de las fases asimilables permanece invariable durante aos, presentndose en el suelo como contaminantes persistentes e irreversibles, lo que puede dar origen a graves perturbaciones, tanto en los vegetales como en los animales que los consuman (Seonez, 1999).

Al respecto Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003, sostienen que la distribucin de un contaminante en un suelo vara en funcin de la profundidad del horizonte, de la movilidad del elemento y de los procesos de traslocacin ocurridos desde su llegada al suelo.

5.3. Especiacin de los metales pesados.Baird, 2001, afirma que los cuatro metales pesados Hg, Pb, Cd y As no son particularmente txicos como elementos libres en su forma condensada, sin embargo los cuatro son peligrosos en su forma catinica y tambin enlazados a cadenas cortas de tomos de carbono, adems seala que bioqumicamente, el mecanismo de su accin txica proviene de la fuerte afinidad de los cationes por el azufre, as los grupos sulfhidrilo (-SH), los cuales estn presentes comnmente en las enzimas que controlan la velocidad de las reacciones metablicas crticas en el cuerpo humano, se enlazan fcilmente a los cationes metlicos ingeridos o a las molculas que contienen los metales.

Segn Orozco, 2008, generalmente las formas inicas libres y complejas del metal se encuentran en estado de disolucin; asimismo los productos de adsorcin y de enlace con especies macromoleculares, llevan al metal a una forma particulada y coloidal; en tanto que la formacin de especies poco solubles induce, junto a la precipitacin de las mismas, la estabilizacin en algunos de los casos de formas coloidales.

Asimismo el citado autor sostiene que la proporcin en la que un metal se encuentra en las distintas formas (iones libres-iones complejos, disuelto-suspensin), depende de cada agua en concreto, ya que es funcin de la concentracin de todas las sustancias presentes y de las condiciones de presin, temperatura y fuerzas inicas, que influyen en los valores de las constantes de equilibrio de cada uno de los procesos (Orozco, 2008).

Segn Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003, los iones de la solucin del suelo, pueden formar un gran nmero de especies debido a reacciones de hidrlisis, complexacin o redox, con efectos txicos marcadamente distintos, indicando que la especiacin de un elemento hace referencia a las formas qumicas de los iones libres o complejos solubles y define los modos de asociacin entre aniones y cationes en solucin, as como las formas de asociacin y localizacin de los cationes y aniones sobre o en la matriz; asimismo indican que la forma resultante de la especiacin condiciona la movilidad, biodisponibilidad y toxicidad de un mismo elemento; es decir su comportamiento como contaminante potencial en un determinado medio.

5.4. Movilidad de los metales pesados.Los metales son menos mviles en suelos con una elevada concentracin superficial de sitios de adsorcin (altas proporciones de fraccin arcillosa y hmica), o bien con ambientes propicios para su precipitacin, como pH neutros o ligeramente alcalinos, presencia de aniones que formen sales insolubles, medios aireados que propicien la formacin de xidos insolubles, etc. (Domenech y Peral 2006).

La movilidad de un elemento metlico no se manifiesta si no se produce un movimiento de un medio acuoso edfico por los poros del suelo. En climas ridos, el movimiento de la disolucin del suelo es ascendente, con lo que los metales se acumulan en las superficies cuando se evapora el agua edfica. Por el contrario, en climas hmedos los metales tienden a desplazarse hacia horizontes ms profundos a causa del drenado contante, caracterstico de los suelos de esos climas. No obstante, debe tenerse en cuenta que las races pueden interceptar a los metales mviles y favorecer su acumulacin en la planta. A media que la vegetacin muere, la materia orgnica se transforma en humus, que retiene al elemento metlico en la superficie del suelo, originando problemas de fitotoxicidad segn la naturaleza del elemento metlico (Domenech y Peral, 2006).

Un incremento de la movilidad de determinados elementos metlicos ocurre en medios anaerobios, para aquellos metales con posibilidad de coexistir en forma estable en ms de un estado de oxidacin. Elementos como Fe y Mn, en su estado de oxidacin ms bajo y por lo tanto en medios reductores, formas cationes solubles (Fe2+ y Mn2+); mientras que, en medios ms aireados y por tanto ms oxidantes, los elementos en su estado de oxidacin ms altos formas xidos insolubles (Fe2O3 y MnO2) (Domnech, Peral 2006).

Los mismos autores tambin sostienen que los suelos alcalinos propician la movilidad de los metales, por la formacin de hidroxocomplejos con carga negativa, que son repelidos de los sitios de intercambio desplazados a la disolucin el suelo y posteriormente lixiviados hacia los acuferos subterrneos. Independientemente de su especiacin, la movilidad de los metales pesados, es en general muy baja, quedando acumulados en los primeros centmetros del suelo, siendo lixiviados a los horizontes inferiores en muy pequeas cantidades; de tal modo que la presencia de altas concentraciones en el horizonte superior, cae drsticamente en profundidad cuando la contaminacin es antrpica (Galn, 2003).

Tomando como ejemplo al Berilio, Moreno, 2003, manifiesta que la movilidad en suelos y sedimentos de este metal, es muy baja a pH neutro, sin embargo la movilidad del berilio aumenta a pH cidos y fuertemente alcalinos.

5.5. Persistencia de los metalesA diferencia de los contaminantes orgnicos, los metales no pueden degradarse ni biolgica ni qumicamente en la naturaleza, asimismo la estabilidad de los metales permite tambin que sean transportados a distancias considerables, tanto por el aire como por el agua. Uno de los resultados ms graves de su persistencia es la amplificacin biolgica de la concentracin de los metales en las cadenas trficas. Como consecuencia de este proceso, los niveles de metales en los miembros superiores de la cadena alimentaria pueden alcanzar valores mucho ms elevados que los que se encuentran en el aire o en el agua contaminados, lo que pueden ocasionar que muchas plantas y animales lleven a constituir un peligro para la salud al ser considerados como alimento(Orozco, 2008).

5.6. Biodisponibilidad de los metales pesados.Segn Galn, 2003, la disponibilidad de un metal no solo depende de su especiacin qumica, sino de su especiacin mineralgica, asimismo no todos los cationes de cambio estn igualmente disponibles; depende del mineral del que est formando parte como complejo de cambio, no ser igual si se encuentra en una esmectita o en una vermiculita.

El referido autor al abordar lo que es la biodisponibilidad, manifiesta que sta sera el grado de libertad en que se encuentra un elemento o compuesto de una fuente potencial para ser capturado por un organismo (ingerido o adsorbido). Normalmente slo una fraccin pequea de una sustancia potencialmente contaminante de un medio es biodisponible. Su efecto suele ser negativo, pero tambin puede ser indiferente para un organismo especfico.

La biodisponibilidad de un elemento est en funcin de: a) la forma qumica en la que se encuentra en el medio; y b) la capacidad de los organismos para absorberlo o ingerirlo. Estos elementos pueden ser acumulados en el organismo (bioacumulacin) hasta tres, cuatro o cinco rdenes de magnitud mayores que la concentracin del medio donde vive, y pueden persistir bastante tiempo aumentando su peligrosidad actual y futura (Galn, 2003).

Al respecto Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003, manifiestan que la presencia en un medio de una sustancia txica, significar un mayor o menor riesgo, dependiendo de su biodisponibilidad; asimismo sealan que un elemento o sustancia biodisponible provocar toxicidad en el caso de que tenga efectos fisiolgicos desfavorables, continan manifestando que la movilidad de los distintos elementos en un suelo condiciona su biodisponibilidad, agregando que la biodisponibilidad slo puede medirse en trminos del efecto de un contaminante especfico sobre un determinado organismo.

Sobre el particular Rivera, 2001, sostiene que la capacidad de las plantas para absorber elementos menores y trazas es altamente variable dependiendo de las especies, condiciones de los suelos, el clima y las estaciones; sin embargo en promedio esta capacidad exhibe algunas tendencia generales para elementos particulares.

Segn Porta, J; Lpez, M; Roquero, C. 2003, poniendo como ejemplo al plomo, seala que de acuerdo a los trabajos de Nriagu (1980) la biodisponibilidad del plomo en sistemas naturales, puede ser controlada por la presencia de PO43- , que da origen a compuestos altamente insolubles. Considerando que los fosfatos son muy estables en suelos cidos y neutros, induce a afirmar que la biodiponibilidad del Pb disminuye si se agrega PO43- a los suelos contaminados, siendo un efecto anlogo respecto al zinc; sin embargo la incorporacin de fosfatos no puede llevarse a cabo en forma incontrolada, especialmente si existe arsnico (As) fijado en el suelo, ya que el PO43- puede competir con el arseniato por estas posiciones de intercambio aninico, de tal manera que un exceso de fosfato podra provocar la salida del As a la solucin del suelo.

CAPTULO VI.

REACCIN DEL SUELO ANTE LOS METALES PESADOS

Los diferentes tipos de suelos, pueden ser considerados como receptores activos, reaccionando de diferente forma ante los metales pesados, de acuerdo a sus caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas, entre las cuales cabe destacar las siguientes:6.1. pH del sueloDomenech y Peral, 2006, sealan que en medios muy cidos, el H+ presente en el medio a concentraciones elevadas, desplaza a los cationes metlicos adsorbidos, de manera que en el suelo se produce su lixiviacin, existiendo el riesgo de que aparezcan elementos metlicos en las aguas subterrneas; asimismo indican que el mismo riesgo existe en los medios alcalinos, por la formacin de hidroxocomplejos con carga negativa, con poca tendencia a ser adsorbidos.

Los citados autores tambin manifiestan que en medios neutros-cidos, cuando el catin metlico se encuentra libre en disolucin, puede adsorberse en las fases slidas del medio (fase slida del suelo, coloides en la disolucin del suelo, partculas en suspensin en un ro, lago, etc.); agregan que la interaccin es importante en las partculas de la fraccin arcillosa y en las fases hmicas, tanto en interacciones especficas a travs de enlaces de coordinacin, como en interacciones de tipo fsico, ocupando sitios de intercambio; indicando que en este ltimo caso, de acuerdo con la serie liotrpica, la fuerza de la interaccin para algunos cationes de metales traza decrece en el siguiente orden: Fe2+ > Pb2+> Cr3+ > Hg2+ > Cd2+> Cu2+ > Mn2+.

Es muy frecuente que la disponibilidad de los metales haga que disminuya o aumente la sorcin cuando sube el pH del suelo, esto puede deberse a las precipitaciones de xidos de Mn o de hidrxidos de metales pesados, a los efectos de la concentracin de fosfatos y carbonatos en la solucin del suelo, a la disolucin y precipitacin de los xidos de Fe y Mn o finalmente, al grado de sorcin de los metales por la materia orgnica y por los hidrxidos (Seonez,1999); al respecto Galn, 2003, aade que la mayora de los metales tienden a estar ms disponibles a pH cido porque son menos fuertemente adsorbidos, excepto As, Mo, Se y Cr, que son ms mviles a pH alcalino.

Moreno, 2003, relacionado el comportamiento del los metales pesados en cuanto al o es el factor ms importante en la absorcin del cadmio por las plantas, considerandpH, seala por ejemplo que la adsorcin del cadmio en suelos y sedimentos se incrementa al aumentar el pH, en tanto que en suelos cidos el cadmio puede lixiviarse y desplazarse hacia las aguas subterrneas; por lo tanto el citado autor manifiesta que el pH del suelo que los medios cidos favorecen la solubilizacin del cadmio y su absorcin por las plantas, mientras que la alcalinizacin de los suelos disminuye drsticamente su biodisponibilidad ya que el cadmio tiene a adsorberse al suelo a pH bsico.

Citando al zinc, manifiesta que la movilidad del este metal aumenta considerablemente al descender el pH, ya que aumenta su solubilidad y el grado de disociacin de los complejos orgnicos y disminuye su adsorcin a las superficies de la matriz slida, por lo que el zinc tambin puede incorporarse al lixiviado y desplazarse hacia las aguas subterrneas.

6.2. Adsorcin de iones.Rivera, 2001, sostiene que el ms importante de los procesos qumicos que afecta las propiedades y la biodisponibilidad de los seala que este proceso controla las concentraciones de iones metlicos y complejos de los suelos, ejerciendo as, una mayor influencia en su consumo por las races de las plantas, adems manifiesta que existen otros mecanismos que metales en los suelos, es la adsorcin de metales procedentes de la fase lquida y la fase slida, asimismo pueden estar involucrados en la adsorcin de iones metlicos, tales como el intercambio inico, adsorcin especfica, coprecipitacin y la complejidad orgnica.

Segn Harrison, 1999, los metales como Ag, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Tl, U, V y Zn, tienden a ser adsorbidos fuertemente por los constituyentes del suelo, sealando que su movilidad y biodisponibilidad depende de las condiciones del suelo, sin embargo algunos metales como el Cd y Zn que tienden a ser adsorbidos con menor intensidad que el Pb y Cu, pueden ser lixiviados y pasar a capas ms profundas del suelo, especialmente si stos son cidos; asimismo Galn, 2003, sostiene que los suelos arcillosos retienen ms metales por adsorcin o en el complejo de cambio de los minerales de la arcilla; lo que no sucede en los suelos arenosos que carecen de esta capacidad y puede contaminarse el nivel fretico.

Este mismo autor tambin indica que cada mineral de arcilla, tiene determinados valores de superficie especfica y de descompensacin elctrica, agregando que cuanto mayor es la superficie activa de un filosilicato, mayores son sus posibilidades de adsorber metales, manifestando que este poder de adsorcin ser mximo en el punto de carga cero superficial, cuando su competencia con los iones H+ es mnima, lo que se consigue a diferentes pH segn el mineral.

Moreno, 2003, refirindose a la adsorcin de los metales pesados, cita al cobalto, el cual se adsorbe fuerte y rpidamente en suelos y sedimentos, quedando retenido en xidos de hierro y manganeso, as como en materiales cristalinos, como los aluminosilicatos y la goethita, seala que tambin se adsorbe a la fraccin hmica de los suelos y de la materia en suspensin de las aguas superficiales, asimismo indica que el plomo se adsorbe fuertemente a los suelos y sedimentos, especialmente a las arcillas, limos y xidos de hierro y manganeso, manifestando que esta adsorcin se debe tanto a interacciones electrostticas, como a la formacin de enlaces especficos.

El citado autor al referirse al nquel manifiesta que este metal se adsorbe a suelos y sedimentos, siendo los xidos amorfos de hierro y manganeso los principales componentes adsorbentes del suelo, seguido por las arcillas, indicando que la adsorcin puede ser irreversible en suelos bsicos, por lo que la movilidad y biodisponibilidad del nquel en este tipo de suelos se ve muy restringida en relacin con los suelos cidos; asimismo seala que el pH tambin influye poderosamente en la adsorcin de nquel en el suelo, que se ve favorecida al aumentar la alcalinidad del medio, agregando que la presencia de otros cationes como Ca2+ y Mg2+, que compiten con el nquel por el centro adsorbente de la matriz slida, hace que disminuya su grado de adsorcin.

Segn Seoanez,1999, la materia orgnica puede ser considerada como el factor ms importante que influye sobre la sorcin de los metales. Esto se basa en la capacidad de quelacin de los componentes orgnicos, en la reduccin de la sorcin, o en el aumento de las posibilidades de extraccin de los metales que se observa despus de tratar un suelo con agua oxigenada para destruir la materia orgnica, y en la elevada correlacin existente entre la sorcin de los metales y el contenido de la materia orgnica del suelo, asimismo seala que en relacin con esta materia orgnica, se ha visto que los cidos hmicos y flvicos tienen constantes de gran estabilidad para los metales.

La materia orgnica reacciona con los metales formando complejos de cambio o quelatos. La adsorcin puede ser tan fuerte que queden estabilizados, como en el caso del Cu, o formen quelatos tambin muy estables, como puede pasar con el Pb, y el Zn. En muchos casos se forman complejos rganometlicos lo que facilita la solubilidad del metal la disponibilidad y dispersin porque pueden degradarse por los organismos del suelo, lo cual conduce a una persistencia de la toxicidad (Galn, 2003).

6.3. Intercambio cationico El intercambio catinico es una de las propiedades ms importantes del suelo y tiene influencia sobre una gran cantidad de sus caractersticas. Los cationes cambiables influyen en la estructura, la actividad biolgica, el rgimen hdrico y gaseoso, la reaccin, los procesos genticos del suelo y en su formacin. Los cationes aplicados en forma de fertilizantes, presentan interacciones con los cationes cambiables del suelo; generalmente son adsorbidos, quedando protegidos del lavado pero an disponibles para las plantas (Fassbender, 1984).

Se entiende por intercambio catinico, los procesos reversibles por los cuales las partculas solidas del suelo adsorben iones de la fase acuosa y desadsorben al mismo tiempo cantidades equivalentes de otros cationes y establecen un equilibrio entre ambas fases. Estos fenmenos se deben a las propiedades especficas del complejo coloidal del suelo que tienen cargas electrostticas y una gran superficie. La materia orgnica, las arcillas y los hidrxidos funcionan como cambiadores (Fassbender, 1984).

El poder de intercambio catinico o capacidad de cambio, depende del tipo de minerales de la arcilla, de la materia orgnica, de la valencia y del radio inico hidratado del metal. A mayor tamao y menor valencia, menos frecuentemente quedan retenidos. Respecto a los minerales de la arcilla, la retencin es mnima para los minerales del grupo del caoln, baja para las illitas, alta para las esmectitas y mxima para las vermiculitas (Galn, 2003).

6.4. Precipitacin de los metales. En lo que se refiere a las precipitaciones y disoluciones, las reacciones son bastantes complejas, y sobre ellas influyen multitud de factores. En la fase slida de los suelos pueden existir muchos componentes en forma diferente de la adsorbida. Entre todos los metales, algunos pueden presentarse en la solucin del suelo, y, por tanto, en el complejo adsorbente. La saturacin parcial del adsorbente con el in depende de la afinidad y de la concentracin, pudiendo aparecer el metal, adems como una sal slida. Esto nos indica que la concentracin de la solucin no depende solamente de las caractersticas del intercambio inico, sino que puede estar afectada, tambin, por la solubilidad de la forma salina (Seonez,1999).

Segn Galan, 2003, cuando un metal est precipitado, no se comportar igual si lo hace como carbonato, sulfato o fosfato, tampoco ser lo mismo que el metal se encuentre formando parte de un sulfuro (relativamente oxidable y solubilizable) que de un silicato (prcticamente resistente en todos los medios); asimismo

Moreno, 2003, en cuanto a la precipitacin de los metales pesados, menciona que en medios aerobios, los precipitados de cobre ms importantes son el hidrxido, Cu (OH)2, y los carbonatos malaquita y azurita (Cu2 (OH)2 CO3 y Cu3 (OH)2 (CO3)2), en tanto que en medio anaerbico el cobre precipita como sulfuro u xido, asimismo al referirse al plomo, seala que en presencia de iones sulfato, la solubilidad del plomo a pH inferior a 5,4 se encuentra limitada por la precipitacin de sulfato de plomo, mientras que a pH superior a este valor, ocurre la formacin de precipitados de carbonato y bicarbonato de plomo; tambin cita al cobalto, el cual al aumentar el pH se forman hidrxidos y carbonatos insolubles, que precipitan y tambin aumenta la adsorcin.

6.5. Condiciones redox. El potencial de oxidacin-reduccin es responsable de que el metal se encuentre en estado oxidado o reducido. Los diagramas Eh-pH se utilizan para mostrar la estabilidad de los compuestos metlicos y proporcionan un mtodo fcil para predecir el comportamiento de los metales pesados frente a un cambio de las condiciones ambientales (Galn, 2003).

Segn Domenech y Peral, 2006, el potencial redox de un suelo, esta dado por reacciones qumicas de intercambio o transferencia de electrones, siendo stas responsables de los procesos de oxidacin y reduccin de un suelo, manifiestan adems que en los sistemas terrestres, el oxgeno molecular es la especie aceptora de electrones ms importante, no solo por su abundancia, sino tambin porque presenta una elevada capacidad oxidante, que se manifiesta a travs del proceso de su reduccin, en el que se transforma en agua, consumiendo electrones, segn esta reaccin: O2 + 4H +4e- 4 H2O; sealando que su accin oxidante se manifiesta sobre todo cuando se encuentra disuelto en los medios acuosos de los sistemas edfico e hidrosfrico; adems agregan que un caso contrario se presenta con la materia orgnica, quien se constituye con frecuencia en fuente de compuestos reductores, actuando como donador de electrones en los medios naturales.

La misma fuente sostiene que en los suelos permeables y en los horizontes superficiales el oxgeno es abundante, siendo el medio oxidante y las especies presentes estarn en su forma oxidada (NO3-, SO42-, HCO3-, MnO2, Fe2O3, etc), en tanto que en suelos poco permeables y anegados, la concentracin de oxgeno ser my baja, siendo el medio resultante reductor, en el cual predominan las especies en su estado reducido SH-, NH4+, CH4-, Mn2+, Fe2+, etc.

Moreno, 2003, sostiene que el estado de oxidacin predominante, tanto en suelos como en aguas, depende del potencial redox del medio, cita por ejemplo que en medios oxidantes con altas concentraciones de oxigeno predomina el As (V), mientras que es el As (III) la forma ms abundante en ambientes reductores, aludiendo al mercurio, el autor citado seala que en medios reductores puede formarse sulfuro de mercurio insoluble, compuesto que es fuertemente adsorbido a la fraccin solida de suelos y sedimentos.

Citando al cromo, manifiesta que en medios reductores, el cromo (III) puede formar complejos, lo que aumenta su solubilidad y movilidad; en tanto que en condiciones oxidantes, el cromo puede encontrarse en el estado de oxidacin (VI), en las formas de CrO42- y HCrO4-, siendo el Cromo (VI) ms mvil, ya que se trata de una especie relativamente soluble en agua, cuya movilidad aumenta con el pH del medio.

6.6. Carbonatos. La presencia de carbonatos, garantiza el mantenimiento de pH altos en los suelos, y en estas condiciones los metales pesados tienden a precipitar, as mismo el Cd y otros metales tienden a quedar adsorbidos por los carbonatos (Galn, 2003).

6.7. xidos e hidrxidos de Fe y Mn. stos cumplen un rol importante en la retencin de metales pesados y en su inmovilizacin. Se encuentran finamente diseminados en la masa del suelo, por lo que son muy activos. Por su baja cristalinidad y pequeo tamao de partcula, tienen una alta capacidad sorcitiva para adsorber metales divalentes, especialmente Cu y Pb, y menor extensin Zn, Co, Cr, Mo, Ni y As (Galn, 2003).

Moreno, 2003, en cuanto a la presencia de slidos adsorbentes en el suelo, sostiene que una variable importante es el contenido en hierro y manganeso, ya que ciertos metales como el arsnico queda adsorbido a los xidos de estos metales, sin embargo puede desorberse en condiciones reductoras como las predominantes en sedimentos, asimismo la alcalinizacin del suelo contribuye a aumentar la movilidad del arsnico.6.8. Salinidad. El aumento de la salinidad puede incrementar la movilizacin de metales y su retencin por dos mecanismos: Primeramente los cationes Na y K pueden reemplazar a metales pesados en lugares de intercambio catinico. En una segunda fase, los aniones cloruro y sulfato pueden formar compuestos ms estables con metales tales como Pb, Zn, Cu, Cd y Hg. Por otra parte las sales normalmente dan pH alcalino (Galn, 2003).

El citado autor sostiene, que teniendo en cuenta las caractersticas de los distintos metales y la influencia de todos estos parmetros geoedficos, se puede predecir el comportamiento de un elemento en el suelo. Son elementos trazas mviles Zn y Cd, que estn ligados a la materia orgnica o como cationes de cambio y son slo s. relativamente mviles Pb, Ni y Cr que en su mayor parte estn en forma de sulfuros o silicato

Segn Moreno, 2003, la movilidad del zinc tambin aumenta en aguas salobres debido a la competencia con otros cationes como los alcalino-trreos, por los centros adsorbentes, interacciones que tienen como resultado la desorcin del zinc.

CAPITULO VII

EFECTOS DE LOS METALES PESADOS SOBRE LA SALUD HUMANA

7.1. Aspectos generales.En cuanto a los efectos, menciona Vizcarra, 2008, ya se conoce bien lo que ocurre con exposiciones relativamente altas a metales pesados, stos producen enfermedades agudas, pero an es insuficiente el conocimiento de las consecuencias de exposiciones a concentraciones bajas o muy bajas, pero constantes de los metales pesados.

La misma fuente seala que los efectos txicos y la permanencia en el organismo, dependen de reacciones de ligandos que son esenciales para la funcin normal del sistema, indicando que el mecanismo ms importante de la toxicidad de los metales pesados es la desactivacin de enzimas, reaccionando fcilmente con los grupos amino y sulfihidrilo de las protenas. Manifiesta que algunos de ellos (Cd, Hg), compiten con oligoelementos benficos (Ca, Zn) y los sustituyen en la composicin de los mtalo-enzimas que los contienen, alterando sus propiedades. Agrega que otra accin de estos contaminantes es su capacidad de modificar la permeabilidad de las membranas celulares con influencia posterior en el intercambio de materias vitales; asimismo se les atribuye capacidad de ligarse a los cidos nuclicos ocasionado efectos genotxicos que pueden expresarse en: a) mutaciones genticas, b) aberraciones cromosmicas, c) alteracin en la sntesis y reparacin de cidos nucleicos.

La fuente refiere, que estudios muy recientes se han ocupado de la repercusin negativa de los metales pesados en los ecosistemas y la salud del ser humano, por lo cual se conoce mucho ms sobre los efectos de estos elementos, sin embargo a pesar de las abundantes pruebas de estos efectos nocivos para la salud, la exposicin a los metales pesados contina y puede incrementarse por la falta de una poltica consensuada y concreta. (http://revista.consumer.es/web/es/20010301/medioambiente/).7.2. Efectos de los principales metales pesados sobre la salud humana.

Cadmio (Cd)La fuente de exposicin ambiental ms importante la constituye el humo de tabaco y el consumo de productos vegetales cultivados en terrenos contaminados por cadmio y sus compuestos, especialmente en terrenos cidos, siendo las vas principales de exposicin a cadmio ambiental la ingestin y la inhalacin. Indica que la absorcin es ms eficaz por va inhalatoria y se ve favorecida por deficiencias dietticas en calcio y hierro, as como el consumo de dietas bajas en protenas, por lo que considera que el consumo de dietas pobres en calcio estimula la absorcin de este in por sntesis de protenas ligantes del calcio. (Moreno, 2003).

El citado autor sostiene que los efectos agudos ms importantes corresponden a la inhalacin de humo y materia partculada con cadmio, que produce neumonitis, edema pulmonar e incluso la muerte, tanto en animales de ensayo como en las personas expuestas. Seala que la solubilidad del compuesto de cadmio inhalado influye en su toxicidad, siendo el sulfuro de cadmio, poco soluble, menos txico que otros compuestos, como el xido, sulfato o cloruro, formas todas ellas ms solubles.

Sobre la exposicin crnica a bajas concentraciones de cadmio, seala que causa distintos efectos txicos, entre lo que destacan las enfermedades obstructivas pulmonares crnicas, la degeneracin de los tbulos renales, la hipertensin y las alteraciones seas; tambin indica que el cadmio est clasificado como agente cancergeno de grupo I por la IARC. Esta clasificacin se basa fundamentalmente en la asociacin entre exposicin por inhalacin a cadmio y la aparicin de cncer de pulmn en estudios epidemiolgicos realizados en trabajadores expuestos por va inhalacin en su centro de trabajo, tambin existen evidencias suficientes sobre los efectos cancergenos del cadmio inhalado en animales de laboratorio.

Orozco, et al. 2008, manifiesta que los sntomas de intoxicacin se caracterizan en primer lugar por la hipertensin y la arterioesclerosis, ya que el cadmio se deposita principalmente en las arterias y en los riones; en segundo lugar, aparece una patologa renal severa a partir de concentraciones de cadmio diez veces superior del valor normal, y por ltimo puede aparecer una hiperactividad psquica (sobre todo en los nios); adems seala que dentro de los sntomas de exposicin al cadmio se pueden citar: aumento de la velocidad de sedimentacin globular, disminucin del nmero de anticuerpos, anemias por problemas de absorcin de hierro (con descenso en la concentracin de hemoglobina), alteraciones en las piezas dentales y lesiones en la cavidad bucal, incapacidad para amamantar, y diversos dolores articulares.

Segn Albert, 1997, la ingestin de alimentos o bebidas contaminados con cadmio puede causar transtornos agudos en el tracto gastrointestinal, indicando que en cuanto a los sntomas, stos incluyen nauseas, salivacin, vmito, dolor abdominal tipo clico y dolor de cabeza, en tanto que en casos ms severos se pueden presentar diarrea y shock. La inhalacin de Cd produce dolor de cabeza, irritacin del tracto respiratorio, resequedad nasal y de la trquea, tos, disnea, escalofros, debilidad general, respiracin agitada, fiebre y en casos ms severos insuficiencia respiratoria con shock y al final la muerte, asimismo el Cd produce neumonitis qumica y, en algunas ocasiones edema pulmonar. En lo que respecta a la intoxicacin crnica por Cd, esta se caracteriza por desarrollar efisema pulmonar, dao renal con proteinuria.

Cobalto (Co)En la exposicin laboral a humos con cobalto se ha observado irritacin pulmonar, en concentraciones superiores a 0,1 mg Co/m3, se ha desarrollado neumoconiosis caracterizada por fibrosis pulmonar progresiva, adems se ha relacionado la aparicin de dermatitis alrgica a la exposicin laboral por va cutnea. El cobalto y sus compuestos estn clasificados en el grupo 2B, posiblemente cancergenos para el hombre, por la IARC (1991) (Moreno, 2003).La inhalacin de polvo del cobalto puede causar muchos problemas pulmonares crnicos. Si se inhala esta sustancia por perodos largos, posiblemente desarrollar problemas respiratorios similares al asma o problemas ms permanentes, como fibrosis pulmonar, adems absorber una alta dosis de cobalto durante perodos de tiempo ms prolongados puede llevar a problemas graves de salud graves, como la Miocardiopata en la cual el corazn se torna grande y flcido, y presenta dificultad para bombear sangre. (http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002495.htm). Cobre (Cu)Moreno, 2003, seala que la exposicin aguda por ingestin a sales solubles de cobre, como el sulfato, puede producir necrosis heptica con compromiso de muerte, indicando que existen mltiples casos documentados de intoxicacin aguda por ingestin de sulfato de cobre usado como pesticida; citando a la OMS, 1996, se refiere que la exposicin crnica al cobre por ingestin de alimentos conservados en recipientes de este metal se ha asociado a la aparicin de lesiones hepticas en nios, agregando que no existen evidencias de efectos cancergenos de cobre o sus compuestos por ninguna va de exposicin.La fuente consignada indica que el cobre es un elemento esencial para la vida humana, pero en dosis elevadas puede provocar anemia, irritacin del estmago e intestino y dao renal y heptico. (http://www.ecoportal.net/Temas_Especiales/Contaminacion/Metales_Pesados_Ambiente_y_Salud).

Cromo (Cr)Los efectos agudos ms importantes de la ingestin de altas dosis de cromo hexavalente son las lesiones renales, en los glomrulos y tbulos. Se indica que dado el carcter corrosivo del cromo hexavalente, la exposicin drmica y por inhalacin de forma crnica conduce a la ulceracin y perforacin del tabique nasal, as como de otras regiones cutneas expuestas (Moreno, 2003).Asimismo el citado autor manifiesta que el cromo (VI) est clasificado como agente cancergeno del grupo I por la IARC, cuando la exposicin se produce por va inhalacin. Se considera que existen evidencias suficientes de sus efectos cancergenos sobre personas, obtenidas a partir de estudios epidemiolgicos realizados en el medio laboral, en los que se ha demostrado la asociacin causal entre la exposicin al cromo (VI) por inhalacin y el cncer del pulmn; a lo cual se suma lo observado en animales de laboratorio, donde se ha comprobado la induccin de cncer de varios tipos, por la exposicin a cromo hexavalente.Tambin se reporta que los bajos niveles de exposicin pueden provocar irritacin de la piel y lceras, mientras que la exposicin prolongada puede causar daos hepticos y renales, al tejido nervioso y al sistema circulatorio (http://www.ecoportal.net/Temas_Especiales/Contaminacion/Metales_Pesados_Ambiente_y_Salud).

Mercurio (Hg)Segn Moreno, 2003, la inhalacin de concentraciones elevadas de mercurio elemental pueden provocar bronquitis corrosiva y neumonitis aguda que pueden causar la muerte, la exposicin crnica, sin embargo, tiene sus efectos txicos fundamentales en el sistema nervioso central, sealando que los sntomas de la intoxicacin crnica por mercurio incluye temblores, hipertrofia de la tiroides, taquicardia, gingivitis, cambios en la personalidad, eretismo, prdida de la memoria, depresin severa, delirios y alucinaciones. Los tres rasgos caractersticos de la intoxicacin por mercurio, usados histricamente para reconocer los casos de enfermedad laboral en la industria, son la excitabilidad, los temblores y la gingivitis.

El citado autor tambin manifiesta que se ha descrito casos de afeccin renal causada por la exposicin crnica al mercurio elemental, cuyos sntomas incluyen la proteinuria y enzimuria, efectos reversibles que desaparecen cuando la persona afectada deja de estar expuesta a los vapores de mercurio, asimismo seala que mencin aparte merece el metil mercurio, el compuesto de mercurio que ha causado la mayora de problemas de toxicidad ambiental, indicando que los principales efectos txicos del metil mercurio sobre los adultos son neurolgicos, mientras que la exposicin a este compuesto durante el embarazo provoca la aparicin de lesiones congnitas del sistema nervioso, agrega que la neuro toxicidad del metil mercurio se manifiesta en temblores y prdida de sensibilidad de los dedos de extremidades superiores e inferiores, ataxia, neurastenia, prdida de visin y audicin, espasmos, y finalmente, coma y muerte.

Moreno, 2003, tambin manifiesta que aunque se desconoce con precisin el mecanismo de toxicidad, los estudios en animales han puesto de manifiesto que uno de los primeros efectos bioqumicos de la exposicin al metil mercurio es la inhibicin de las sntesis de protenas, sealando adems que los efectos teratognicos del metil mercurio son devastadores. Expresa que la exposicin uterina del feto provoca la alteracin de las pautas normales de migracin de las neuronas, causando la disrupcin de la arquitectura del cerebro.

En lo que respecta a su comportamiento como agente cancergeno, Moreno, 2003, informa que los compuestos de metil mercurio se encuentran clasificados en el grupo 2B, posiblemente cancergenos para el hombre, por la IARC, mientras que el mercurio elemental y los compuestos del mercurio inorgnico estn clasificados en el grupo 3; es decir, no son clasificados en cuanto a su actividad cancergena, siendo incompleta la evidencia disponible tanto en lo referente a personas como a animales de ensayo.

Por su parte Orozco, et al. 2008, manifiesta que la accin nociva del Hg para el organismo humano, consiste en la destruccin de glbulos rojos, cambios cromosmicos, tumores cerebrales, etc., sealando que los sntomas ms frecuentes de intoxicacin por mercurio se manifiestan en una prdida de apetito y peso, inflamacin de las encas, temblores, alteraciones psicolgicas, convulsiones, irritaciones cutneas y cambios en la sensibilidad al dolor; pero tambin hay otros sntomas indicadores de sobrecarga de mercurio en el organismo: hiperactividad psquica en nios, estomatitis, aparicin de un gusto metlico en la boca, aumento de la secrecin salivar, insuficiencia renal, anemia, hipertensin, modificaciones en el comportamiento (irritabilidad, depresin) insomnio. etc.

Sobre los efectos txicos del metimercurio, Albert, 1997, seala que stos se han clasificado en tres grupos: Efectos leves: temblores, ataxia. Efectos moderados: paraestesia, prdida de la sensibilidad en las extremidades y alrededor de la boca, ataxia, constriccin del campo visual y dificultad auditiva. Efectos graves: sordera total, parlisis completa, prdida de la fonacin, ceguera, coma y muerte, adems agrega que el metil mercurio produce otros efectos como cncer y transtornos perinatales como teratognesis, mutagnesis y retraso mental.

Nquel (Ni)Las principales fuentes de exposicin laboral al nquel son la extraccin de minerales a este metal, su fundicin y refino, el niquelado, la produccin y uso de catalizadores, la fabricacin de componentes constituidos por aleaciones de nquel y la produccin de pilas de nquel-cadmio. La fuente seala que la va de exposicin laboral ms importante es la inhalacin acompaada por absorcin gastrointestinal secundaria, ya que una fraccin importante del nquel inhalado pasa al tracto digestivo tras su salida al aparato respiratorio por aclaramiento mucosiliar (Moreno, 2003).

Asimismo el citado autor manifiesta que la poblacin general est expuesta a este metal, principalmente por contacto cutneo con productos fabricados con aleaciones de nquel, lo que puede provocar reacciones alrgicas (dermatitis de contacto), sealando que aunque la absorcin por va cutnea es cuantitativamente poco importante, es muy relevante todas las reacciones de hipersensibilidad por contacto que el nquel es capaz de generar.

No se conocen efectos de la sobreexposicin de corto plazo, pero en el largo plazo puede provocar disminucin del peso corporal, irritacin de la piel y problemas cardacos y hepticos. (http://www.ecoportal.net/Temas_Especiales/Contaminacion/Metales_Pesados_Ambiente_y_Salud).

Plomo La intoxicacin aguda por plomo es muy infrecuente y tiene lugar por ingestin de compuestos de plomo o inhalacin de vapores. Los sntomas de la intoxicacin aguda son: en primer lugar, sequedad de la boca, sed y gusto metlico, seguido por nuseas, dolores abdominales y vmitos, en tanto que los efectos agudos sobre el sistema nervioso central consisten en parestesia, dolor y debilidad muscular, adems puede presentarse una crisis hemoltica aguda, acompaada por anemia grave y hemoglobinuria. Tambin resultan afectados los riones, con oliguria y albuminuria (Moreno, 2003).

La misma fuente seala que los efectos de la intoxicacin crnica por plomo se pueden agrupar en las categoras siguientes: gastrointestinales, neuromusculares, sistema nervioso central, hematolgicos, renales y reproductivos. Los sntomas gastrointestinales son caractersticos de la exposicin prolongada a dosis bajas de plomo y comienzan con un cuadro poco especfico de anorexia, dolores de cabeza y estreimiento, indicando que tanto la anorexia como el estreimiento se van haciendo ms pronunciados a medida que progresa la intoxicacin, asimismo aparece un marcado gusto metlico y una sequedad en la boca y en la fase ms avanzada, espasmos intestinales caracterizados por fuertes dolores abdominales.

En cuanto a los sntomas neuromusculares, resultantes de la exposicin crnica al plomo, Moreno, 2003, manifiesta que consisten en debilidad muscular y cansancio, seguido de parlisis que afecta principalmente a los msculos del antebrazo, mueca y dedos de la mano, as como a los pies. Acerca de los efectos sobre el sistema nervioso central de la exposicin crnica al plomo, son ms graves en los nios que en los adultos. Los primeros sntomas de encefalopata por plomo en los nios son el letargo, vmitos, irritabilidad, prdida de apetito y mareos, que avanzan hasta desembocar en ataxia y reduccin de la conciencia y pueden provocar finamente coma y la muerte.

Sobre los efectos hematolgicos por exposicin crnica al plomo, cabe destacar entre ellos a la anemia, resultante de dos mecanismos bsicos: reduccin de la vida media de los hemates debido a una mayor fragilidad de su membrana e inhibicin de la sntesis de la hemoglobina. En cuanto a los efectos renales de la exposicin crnica al plomo, stos consisten en la aparicin de fibrosis intestinal asociada a la azotemia renal asintomtica y reduccin de la velocidad de filtracin glomerular, tambin manifiesta que la exposicin al plomo se ha asociado a la esterilidad y la muerte neonatal en personas, en tanto que en estudios realizados en animales se ha demostrado el efecto txico del plomo sobre los gametos; asimismo remarca que el aumento de la concentracin de plomo en la sangre materna parece corresponderse con una reduccin de la duracin de la gestacin y del peso al nacer (Moreno, 2003).

El plomo presenta asimismo, efectos teratognicos, que se manifiestan especficamente en el sistema nervioso central del feto, interfiriendo con su desarrollo normal. El plomo y sus compuestos estn codificados por la IARC en el grupo 2B de agentes cancergenos, posiblemente cancergenos para el hombre.

Segn Orozco, et al. 2008, el plomo se absorbe en el tubo intestinal de forma lenta e incompleta (cuando la intoxicacin se produce por va oral) y puede absorberse en las vas respiratorias despus de su inhalacin. El plomo se distribuye en el cuerpo principalmente en dos reservas: una activa en la sangre y tejidos blandos y otra de almacenamiento en los huesos. Manifiesta que el sntoma ms comn de intoxicacin aguda es el dolor tipo clico gastrointestinal. Seala que al inicio existe un estado de anorexia, con sntomas de dispepsia y estreimiento y, despus un ataque de dolor abdominal generalizado.

Albert, 1997, expresa que la encefalopata aguda debida a plomo es rara en los adultos; sin embargo se ha reportado numerosos casos en nios intoxicados con pedazos de pinturas de casas viejas, adems seala que las formas ms severas de esta encefalopata se desarrollan de repente con prdida en la estatura corporal y se puede presentar coma y/o paro cardiorespiratorio, asimismo reporta que el plomo causa aberraciones cromosmicas y una morfologa anormal en espermatozoides de seres humanos. ZincMoreno, 2003, seala que la exposicin aguda por ingestin a zinc es poco comn, si bien se han dado casos de molestias gastrointestinales y diarrea causadas por bebidas almacenadas en latas galvanizadas, sin embargo menciona que la inhalacin laboral de humos desprendidos en el calentamiento del zinc a altas temperaturas (930 C), como ocurre durante las soldadura de planchas galvanizadas, produce la llamada fiebre de los fundidores, que constituye el efecto toxico ms importante del zinc, indicando que los vapores del xido de zinc desnaturalizan las protenas de las clulas bronquiales y alveolares. Se cree que se forman complejos proteicos con zinc, que pasan a la sangre y provocan las manifestaciones clnicas, consistentes en fiebre alta (400C), escalofros, fatiga, dolores musculares y torcicos y a veces, confusin mental, alucinaciones y convulsiones.

Asimismo seala que el zinc se encuentra incluido en el grupo D no clasificable respecto a su actividad cancergena, por la USEPA, ya que tanto la evidencia obtenida en personas como animales se considera incompleta. El Zinc es un elemento traza que es esencial para la salud humana. Cuando las personas se exponen al Zinc, pueden experimentar problemas de salud eminentes, como es lcera de estmago, irritacin de la piel, vmitos, nuseas y anemia, asimismo niveles altos de Zinc pueden daar el pncreas y afectar el metabolismo de las protenas, y causar arterioesclerosis. (http://www.lenntech.es/periodica/elementos/zn.htm).

CAPTULO VIII

TRATAMIENTO DE SUELOS CONTAMINADOS POR METALES PESADOS

A. Tcnicas de tratamiento in situ1. Extraccin de gases procedentes de contaminantes del suelo. Esta tcnica se basa en la extraccin de los contaminantes de un suelo en forma de vapor, siendo indicada para descontaminar suelos que contengan compuestos orgnicos voltiles en la zona no saturada o zona de aireacin. Consiste en extraer gases contaminantes del suelo a travs pozos conectados a bombas de vaco. Una vez en la superficie, los gases extrados son sometidos a un tratamiento apropiado, siendo tambin recomendable instalar pozos de inyeccin de aire para incrementar la corriente de aire en profundidad, lo cual tiene un efecto positivo, ya que la presencia de oxgeno favorece la biodegradacin de las sustancias orgnicas contaminantes (Seonez, 1999).

Segn Galn, 2003, la extraccin in situ de los contaminantes, en fase de vapor es bsicamente de inters para compuestos orgnicos voltiles y rganometlicos como el As y Hg; igualmente ocurre con los tratamientos con biodegradables, que se usan para degradar los compuestos orgnicos en agua y CO2, en condiciones aerbicas o anaerbicas.

Domenech y Peral, 2006, manifiestan que las bajas humedades del suelo y los bajos contenidos de materia orgnica favorecen la extraccin del contaminante por arrastre con aire. La disminucin de la humedad incrementa la permeabilidad y permite un mayor flujo de gas. Por otra parte, un incremento del contenido de materia orgnica provoca un aumento de la sorcin del contaminante, sobre todo si ste es hidrfobo, con lo que disminuye la efectividad de la extraccin.

En suelos ridos, los contaminantes estn fuertemente sorbidos en las fases slidas y, por consiguiente, la volatilizacin es menor que en suelos algo hmedos. En estas condiciones, es aconsejable aumentar la humedad del suelo, puesto que las molculas de agua desplazan a los contaminantes voltiles de los sitios de adsorcin incrementando su volatilidad.

2. Enjuague del suelo in situ.Esta tcnica consiste en inyectar en el suelo contaminado una solucin qumica para depurarlo. La solucin de limpieza puede ser de distintos tipos: Agua sin aditivos y agua con aditivos como cidos, bases o agentes tensioactivos. Se utiliza agua cuando los contaminantes del suelo tienen alta solubilidad, en tanto que las soluciones cidas se utilizan para extraer metales pesados y contaminantes orgnicos del suelo, siendo una mezcla de agua y cido (ntrico o clorhdrico) (Seonez, 1999). El citado autor tambin seala que las soluciones bsicas se componen de agua y una base, como hidrxido sdico, y tienen aplicacin en el tratamiento de suelos contaminados por fenoles o por algunos metales pesados, asimismo manifiesta que el enjuague no requiere la excavacin del suelo, ya que el tratamiento se efecta por inyeccin y recirculacin in situ de soluciones. La solucin de enjuague se inyecta por bombeo en el terreno y atraviesa el suelo, arrastrando las sustancias contaminantes, luego mediante una serie de pozos de extraccin, la solucin de enjuague con los contaminantes se lleva a la superficie para su tratamiento, en tanto que el agua tratada se puede reciclar.

3. Barreras electrocinticasEsta tcnica consiste en aplicar una corriente de baja intensidad a travs de un par de electrodos que han sido implantados entre los lmites de la masa de suelo contaminada. La corriente elctrica produce electrosmosis (migracin inica entre los electrodos). Los componentes que contiene la masa acuosa del suelo se mueven hacia los electrodos respectivos en funcin de su carga elctrica. Una vez en los electrodos, los contaminantes pueden ser bombeados al exterior mediante un pozo de extraccin, o bien pueden quedar depositados en el propio electrodo. En la aplicacin de esta tcnica es conveniente inyectar agentes complejos y surfactantes para incrementar la solubilidad y facilitar el movimiento de los contaminantes (Seonez, 1999).

Segn Galn, 2003, los tratamientos elctricos se basan en los procesos electrocinticos que tienen lugar cuando se genera una corriente elctrica entre un ctodo y un nodo instalados en el suelo. Los iones disueltos en el agua del suelo y partculas cargadas se desplazan hacia los electrodos, ocurriendo los siguientes procesos: electrosmosis (transporte del lquido de los poros con los contaminantes), electroforesis, (transporte de las partculas cargadas que estn en el agua de los poros (coloides, arcillas, gotas) y electrlisis (transporte de iones y complejos inicos que estn en los lquidos intersticiales).

Domenech y Peral, 2006, sealan que la principal ventaja de la electrorremediacion es el relativamente elevado control que se tiene sobre el flujo de la disolucin extractora, que permite forzar el paso de sta en zonas de baja permeabilidad. En la prctica, se utilizan distintos pares de electrodos de forma que abarquen la totalidad de la zona contaminada, con una separacin entre ellos de 2 a 10 m, y se sitan a profundidades de hasta 20 m.

4. VitrificacinEs una tcnica que consiste en calentar elctricamente un suelo contaminado, hasta conseguir su fusin. Una vez que el suelo se enfra, se convierte en una masa vtrea de gran resistencia mecnica que impide la migracin de lixiviados, asimismo para realizar una vitrificacin in situ se necesita una serie de electrodos de corriente, que se introducen en el suelo hasta la profundidad que se desea descontaminar. La corriente elctrica es de alta intensidad, y las temperaturas que se alcanzan en el proceso pueden llegar hasta los 2 000 C (Seonez, 1999).

Segn Domenech y Peral, 2006, en la vitrificacin, se aplican in situ elevadas temperaturas (varios centenares de C) para que los silicatos presentes se fundan y al enfriarse constituyan tina matriz vtrea que encierre a los contaminantes, lo que confirma lo expresado por Senez, 1999.5. Estabilizacin y solidificacin.Es un tratamiento que consiste en mezclar el suelo contaminado con aditivos, con lo cual se busca modificar las caractersticas fsicas de la masa contaminada, aumentando su resistencia y disminuyendo su permeabilidad; de esta manera se consigue disminuir o anular los fenmenos de lixiviacin de la masa contaminante. Los aditivos utilizados pueden ser cementos, silicatos, polmeros orgnicos, etc. Este mtodo se realiza mediante una mezcladora de palas de rotacin, que penetra en el terreno y agrega los reactivos para conseguir su solidificacin y estabilizacin (Seonez, 1999).

Segn Domenech y Peral, 2006, en la solidificacin, la inmovilizacin del contaminante es fsica, el cual queda atrapado en la matriz slida del material solidificante, siendo el cemento Portland el material ms utilizado para la solidificacin, ya que no solamente inmoviliza a metales pesados, sino que tambin fija contaminantes orgnicos, asimismo se utilizan otro tipo de materiales que pueden aplicarse en forma fluida, pero que en el suelo se polimerizan encerrando a los contaminantes de la zona afectada. 6. Tratamientos biocorrectivos in situ. Mediante estos procedimientos, se degradan sustancias contaminantes mediante el uso de microorganismos como bacterias, levaduras y hongos. La biodegradacin descompone los contaminantes orgnicos en productos de natu