Investigador del CONICET - … · Los trastornos característicos por exposición prolongada son • engrosamiento de palmas y plantas ... • trastornos circulatorios • alto riesgo

Arsénico en el agua subterránea | Dr. Geól. Miguel Auge | Investigador del CONICET | [email protected] | La Plata | septiembre del 2009

ARSÉNICO EN EL AGUA SUBTERRÁNEA

Dr. Geól. Miguel Auge

Investigador del CONICET

[email protected]

La Plata, octubre del 2009


ORIGEN

La mayor parte del As contenido en el agua subterránea es de origen natural (disolución de minerales arsenicosos)vinculados a las erupciones volcánicasy a la actividad hidrotermal,principalmente en la Cordillera de los Andesen los últimos 5 millones de años que se mantiene actualmente, aunque en forma mucho más atenuada.

Transportado por el viento(acumulado junto con el Loess Pampeano)desde la Cordillera hacia E, hasta Llanura Chaco-pampeana, fundamentalmente generado por vidrio volcánico (obsidiana) intercalado en cenizas del mismo origen (tobas).

Otras fuentes de menor significación regional• las vinculadas con actividades mineras• la producción y empleo de plaguicidas• la fabricación de vidrio y productos electrónicos• las fundiciones


DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICAArsénico en el agua subterránea de Argentina

En el país

Todavía no se tiene un conocimiento precisosobre la distribución del As en el agua



menor de 0,05de 0,05 a 0,10mayor de 0,10sin datos

(mg/L)



Concentraciones mayores a 0,10 mg/L sedan desde el Chaco hasta La Pampa pasando por el Oeste de Santa Fe, y SE y SO de Córdoba.También en Salta, Catamarca Santiago del Esteroy Buenos Aires (Junín, Chacabuco, Lobos).

Entre 0,05 y 0,10 mg/LGran parte de la Provincia de San LuisEste y SE de Córdoba, N de Sgo. del Estero

Hasta 0,05 mg/L (límite de potabilidad CAA)San Juan, Chubut y Tucumán, y parte de FormosaJujuy, Mendoza, Catamarca, Córdoba, La Pampa y Bs. As.



Concentraciones elevadasregión NO (Salta, Jujuy y Catamarca)Centro (Santiago del Estero, Córdoba y N de La Pampa)

Fuente SPARServicio Provincial de Agua Potable y Saneamiento Rural

tolerableelevado

muy elevado

(mg/L)

Con sectores interiores muy elevadosen el centro Este de CórdobaNE de Santiago del EsteroJujuy y O de Salta


Fuente Geocon SRL

En la Provincia de Buenos Aires

Se dispone de una cartografíamás detallada con las concentraciones de Arsénicoen el agua freática

Distribución areal del agua freática potable respecto al As (máximo 0,05 mg/L) (CAA)

DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICAArsénico en el agua subterránea de la Provincia de Buenos Aires



• Sólo el 20% del territorio provincial tiene agua subterránea que cumple con dicha norma de potabilidad (61.000 km 2)

• Se destacan las regiones NE y Centro, esta última de forma arriñonada; es la más extensa y desde el extremo SE al SO, abarca parcialmente los partidos de Tandil, Balcarce, Olavarría, Tapalqué, Gral. Alvear, Bolívar, Daireaux, Gral. La Madrid, Cnel. Suárerz, Saavedra y Tornquist. También resalta la región que coincide con las dunas que bordean la Costa Atlántica Bonaerense.

superficie total 307.571 km 2


Fuente Geocon SRL

Distribución areal del agua freática para un límite de 0,10 mg/L de As




superficie total 307.571 km 2

• La superficie se incrementa al 62% (190.000 km 2)

• Se destacan el sector central (150.000 km2), el NE (35.000 km2), se mantiene la Costa Atlántica y aparece una franja de orientación meridiana en el Oeste (límite con La Pampa).


La movilidad del Asdepende de

MOVILIDAD

• condiciones redox • pH del agua

En medio oxidante (es el que prevalece en el agua subterránea freática)

Bajo condiciones reductoras

• As5

• para pH menor de 7: especie dominante el AsHO3

• pH mayores de 7: AsHO4-2

• esas condiciones favorecen también la disolución de F, B, V, Se y U.

• As3 (su forma más tóxica)componiendo el radical AsH3O3


EFECTOS SOBRE LA SALUD

La ingestión prolongada de agua con tenores elevados de As produce

HACREhidroarsenicismo crónico regional endémico

El Arsénico contenido en el agua es

• absorbido por vía sanguínea • se acumula preferentemente en pulmones, hígado, riñones, piel, dientes, pelos y uñas

Los trastornos característicos por exposición prolongada son

• engrosamiento de palmas y plantas (queratodermia)• aumento de la pigmentación de la piel • cáncer cutáneo• cáncer de pulmón y de laringe • daños al sistema nervioso


EFECTOS SOBRE LA SALUD

Los síntomas digestivos más comunes son:

• náuseas y vómitos

• dolores abdominales de tipo cólico

• diarreas leves y lesiones degenerativas del hígado

como cirrosis o carcinoma hepático

• trastornos circulatorios

• alto riesgo de cáncer

La intoxicación con As fue mencionada por primera vez en la literatura

médica en 1913 por el Dr. Mario Goyenechea en Rosario, al precisar el

origen arsenical de los síntomas de 2 enfermos provenientes de Bell

Ville, Provincia de Córdoba. En dicha localidad, si bien era frecuente

una sintomatología similar, por lo que se la llamó “Enfermedad de Bell

Ville”, se desconocía el origen de la misma.


Existen numerosos procesospara bajar el contenido de As en el agua

La elección del más apropiado depende de:

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

• La velocidad requerida para el tratamiento.

• La cantidad de usuarios.

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

• El costo del tratamiento y la tecnología y los medios económicos

disponibles para su empleo.

TRATAMIENTO DEL AGUA


Coagulación - precipitación - filtradoEsta técnica es la que más se ha utilizado en el mundo


Coagulación

transformación de unasustancia solubleen otra insoluble,mediante reacción química

Precipitación

sedimentación delcoágulo o floc por acción de la gravedad

Filtrado

eliminación del floc por

retención en un filtro

En definitiva el proceso implica la coagulación del As soluble y su posterior eliminación por sedimentación, filtrado, o la combinación de ambos procesos.Para la coagulación se emplean sales metálicas (sulfato de aluminio; sulfato, cloruro e hidróxido férricos; cal o cal hidratada)

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



Adsorción Proceso electroquímico por el que una sustancia en solución es fijada por otra sólida.

Resultan muy efectivas como adsorbentes las arcillas,especialmente las ferruginosas (lateritas), con las que se han alcanzado, a nivel de experiencia piloto,disminuciones en el contenido de As mayores al 95%.

Intercambio iónico Proceso físico-químico que genera un intercambioentre los iones contenidos en el agua y el componente sólido (lecho).

Para la fijación del arsénico se utilizan resinas a base desulfato para el As5 y de nitrato para el As3.


Ósmosis Empleo de membranas semipermeables que permiten el paso del agua, pero que retienen gran parte de las sustancias en solución.

La eficiencia en la retención de los solutos depende del tamaño de los poros o huecos que componen la membrana.

De los diferentes tipos de membranas, las más utilizadas son las que se emplean en el proceso de ósmosis inversa, con poros entre 0,005 y 0,0001 micrones de diámetro.



Ósmosis inversa Es el pasaje del agua a través de los microporos de la membrana, para lo cual deben aplicarse elevadas presiones (10 – 20 bares).

Además del As permite la disminución de otras sustancias indeseables cuando se presentan en concentraciones elevadas: fluoruros, nitritos, nitratos, metales, hidrocarburos, plaguicidas, sulfatos, cloruros, sales totales, etc.

Los mayores inconvenientes:

su costo es elevado debido a la energía necesaria para producir el pasaje al que se agrega el de la propia membrana filtrante. genera un importante volumen de agua de rechazo altamente salinizada y/o contaminada.



TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE EFLUENTES

Cualquiera de los procesos empleados para bajar el contenido de Arsénico en el agua

genera un efluente (líquido, sólido o semisólido), de alto riesgo para la salud y el ambiente

por lo que resulta indispensable prever su disposición final en condiciones de máxima seguridad.

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



Lagunas de evaporación Empleadas normalmente para evaporar las aguas de rechazo derivadas de la ósmosis inversa y/o intercambio iónico. Funcionan relativamente bien en regiones áridas y ventosas como la Patagonia Extra-andina.

Principal limitación: los concentrados se acumulan en el fondo, generando barros altamente contaminados que deben tratarse antesde su disposición final.

Incineración Se utiliza para calcinar los barros contaminados, mediante un horno similar al que se emplea para la fabricación de cemento.

Mayor inconveniente: el costo y la generación de cenizas contaminadas.



Deshidratadores Se los emplea para separar el agua del barro mediante bombas centrífugas, filtros prensa y deshidratadores al vacío.

Posteriormente hay que tratar al agua.

SolidificaciónAgregado de cemento y/o cal más puzolana al barro, previamente desecado, para transformarlo en una especie de suelo cemento que inmovilice a las sustancias contaminantes.

Su eficacia es dudosa.



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

• Relleno sanitario para efluente peligroso. Hay que prever una adecuada aislación del desecho, con una correcta impermeabilización del fondo, paredes y techo del relleno,

para evitar que los contaminantes salgan del mismo y dañen la calidad del agua o suelo circundantes.

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



• Vertido en cuerpos de agua Tanto los líquidos como los barros, sin tratamiento previo, suelen disponerse en ríos o lagunas, con el objeto de eliminarlos.

Esta práctica no es recomendable, debido a que es muy difícil predecir el efecto que tendrán los contaminantes en el ecosistema.

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


NORMASLeyes sobre potabilidad en Argentina

Las normas sobre potabilidad, así como sobre la calidad de la mayoría de los alimentos, han ido evolucionando hacia umbrales más estrictos a través del tiempo. El As no es una excepción.

1974 | Normativa de la Provincia de Buenos AiresAconsejable : menos de 0,01 mg/LAceptable : hasta 0,1 mg/LTolerable : hasta 0,10 mg/L

1996 | modificación mediante la Ley 11.820Límite Tolerable : 0,05 mg/L

Refrendada por la Ley 13.230/04 que adhiere a la Le y Nacional 18.284 (Código Alimentario Argentino)que le fija un límite máximo al As de 0,05 mg/L para el agua de consumo humano.


NORMAS

Normas de: EPA en EUA, de Canadá y de la CEELímite de 0,05 mg/L o 50 µg/L

La OMS en la 3ra. Edición/06 de las “Guías de la calidad del agua para consumo humano”valor de referencia para el As: 0,01 mg/L

aunque aclarando que es “provisional, por haber evidencia de peligro, aunque la información disponible sobre efectos en la salud es limitada”.

En la misma línea está trabajando EPAbuscando evidencias toxicológicas que justifiquen reducir el límite de potabilidad a 0,01 mg/L


NORMAS

En nuestro país existen notorias diferencias en las normativas no sólo con el As, sino con la mayoría de los contaminantes que pueden presentarse en el agua, aún en provincias limítrofes.

Provincia de Buenos Aires: 0,05 mg/LCórdoba: 0,10 mg/LLa Pampa: 0,15 mg/L

Suelen faltar para lograr una normativa sóliday el conocimiento de la incidencia real del contaminante sobre la salud:

estudios toxicológicos fundamentados en una cantidad representativa de habitantes y a lo largo de un lapso de tiempo que también resulte representativo.


NORMAS

Otra variable es la ingesta de agua en función del climano se considera para el As pero si para el Flúor

En el caso del F el CAA establece diferentes límites de potabilidad de acuerdo a las temperaturas media y máxima de la región considerada; este factor también debiera contemplarse en la norma del As.

Por ello, en el entendimiento del suscrito, si bien la norma en vigencia

debe tender a cumplirse, existen numerosas incógnitas en relación a

su efectiva utilidad, que hacen necesario profundizar las

investigaciones sobre la incidencia en el organismo de diferentes

concentraciones de As en el agua para consumo humano.


CONCLUSIONES

• Desde tiempos remotos se sabe que el As es una sustancia altamente tóxica. De lo que no se tuvo ni se tiene certeza, es hasta que cantidad se puede incorporar al organismo humano sin dañarlo.

Esto, en relación al agua, es lo mismo que decir ¿cuál es el límite de potabilidad adecuado para el As?

• El As en el agua subterránea de Argentina tiene un origen dominantemente natural.

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


CONCLUSIONES

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

• En la Provincia de Buenos Aires, adoptando el límite de potabilidad vigente en la actualidad (máximo 0,05 mg/L), sólo el20% de su territorio tiene agua freática apta en relación al As.

• Si se considera el límite máximo de 0,10 mg/L, vigente hasta 1996 la superficie con agua subterránea apta se incrementa al 62% del territorio provincial.


CONCLUSIONES

• En nuestro país existen notorias diferencias entre las normas de potabilidad para el As, aún en provincias limítr ofes. Buenos Aires: 0,05 mg/LCórdoba: 0,10 mg/LLa Pampa: 0,15 mg/L

Estas diferencias también se dan entre países y entre organismos internacionales, pero la tendencia general es a fijar límites cada vez más estrictos.

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


RECOMENDACIONES

Profundizar los estudios sobre la incidencia del As en la salud, especialmente en lo referente a: • la concentración en el agua, • el tiempo de exposición • la condición social de los usuarios.

Se considera conveniente que el ámbito de las investigaciones abarquen al país, a la Provincia de Buenos Aires y, localmente, al Partido de Carlos Ca sares.

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

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