FACULTAD DE INGENIERIA UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN – TACNA FACULTAD DE INGENIERIA ARSÉNICO EN AGUAS ORIGEN, MOVILIDAD   COINVESTIGADORA MSc. LUZ MENDOZA RODAS Ing. Químico    TACNA Noviembre 2015

El Presente Estudio se enmarca dentro de la principal problemática regional de Tacna «El Agua» Ubicación geográfica de Tacna cerca de volcanes   El contenido natural de arsénico(As) en aguas naturales que consume la población está por encima de los límites permisibles. Normas de calidad de agua para consumo humano DS 031-2010-SA 0,01 mg/l de Arsénico. Ciudad de Tacna

Unos dos millones de personas en un área de un 1,7 x 106 km2 en el Cono Sur americano están potencialmente expuestos a la ingestión de agua con más de 50 μg/l de arsénico y consecuentemente tienen un riesgo elevado de padecer arsenicismo. CONCLUSIONES DEL II SEMINARIO HISPANO LATINOAMERICANO SOBRE TEMAS ACTUALES DE HIDROLOGIA SUBTERRANEA - 2005

ORIGEN DEL ARSÉNICO EN EL AGUA El arsénico puede llegar al agua por vía natural (p. ej., ascenso de fluidos magmáticos e hidrotermales, emisiones volcánicas a la atmósfera, desorción y disolución de minerales con arsénico durante la meteorización), y por vía antropogénica (minería, procesos metalúrgicos, combustión de combustibles fósiles, uso de plaguicidas y preservantes de la madera - arseniato de cobre y cromo-) (Ferreccio et al. 2000; Cáceres et al., 1992; Bissen y Frimmel, 2003a; De Gregori et al., 2003; Cáceres, 2005). Aguas superficiales ha sido el mecanismo dominante que ha llevado el arsénico hasta las costas pacífica y atlántica. La movilidad del arsénico está condicionada por las condiciones redox y el pH.

En la región Tacna las elevadas concentraciones de arsénico en el agua se presentan en una zona donde no hay actividades antrópicas que puedan generar las anomalías de arsénico observadas. La presencia de arsénico es de origen natural, es decir, está relacionado con algunos de los diversos procesos geológicos que han afectado y afectan a esta región.

La principal ingesta de As proviene de los alimentos y el agua El arsénico, junto con el Pb, Hg, Cd, Cr y Sb son los elementos metálicos que tanto por sus efectos tóxicos como por la presencia de distintas especies en alguno de ellos, lo hace un grupo muy peculiar. Particularmente, es conocido el efecto tóxico del As y en especial su acción carcinógena y efectos importantes sobre la piel. La principal ingesta de As proviene de los alimentos y el agua El As se encuentra en los ambientes naturales en cuatro estados de oxidación As (V), As (III), As (0) y As (-III). Asimismo, las especies formadas según el estado de oxidación son varias y pueden ser de origen inorgánico u orgánico. (Mandal y Suzuki, 2002).

ESPECIES DE ARSÉNICO ENCONTRADAS EN EL AGUA

ESPECIES DE ARSÉNICO ENCONTRADAS EN EL AGUA Bajo condiciones muy extremas existen las especies volátiles trimetil y dimetil arsina [(CH3)3As y (CH3)2AsH, respectivamente], las que son producidas por transformaciones aeróbicas/anaeróbicas. Estos derivados de la arsina son muy tóxicos.

LA MOVILIDAD Y TOXICIDAD DEL ARSÉNICO Depende de su forma y estado de oxidación, razón por la cual no sólo es necesario la determinación total del mismo sino también su especiación, de modo tal que pueda conocerse la concentración de cada una de las especies presentes. En aguas subterráneas, el As se encuentra predominantemente como As (III) y As (V), con cantidades menores de metil y dimetil arsénico. En ambientes oxidantes el As se encuentra formando oxianiones como: En cambio bajo condiciones reductoras prevalecen especies como: H3 AsO3. Las especies: son raras en ambientes acuáticos (Mandal y Suzuki, 2002).

El orden de la toxicidad de las especies de As es: LA MOVILIDAD Y TOXICIDAD DEL ARSÉNICO El orden de la toxicidad de las especies de As es: Estas especies pueden ser fácilmente transformadas por cambios en la actividad biológica, El potencial redox o el pH.

La forma química principal en la que aparece el As es el As(V) , bajo la forma de arseniato, siendo la relación con el As(III) muy variable. Las formas orgánicas se encuentran en general en pequeñas concentraciones, y de ellas las formas metiladas, son las principales. Las concentraciones de As en aguas dulces son muy variables, de 1 a 10 μg/l y de 100 a más de 50.000 μg/l en áreas con importantes influencias de mineralización y actividad minera.

EFECTOS TOXICOLÓGICOS DEL ARSÉNICO Los efectos toxicológicos del arsénico aún no son bien conocidos y de hecho hay importantes controversias sobre su transferencia al hombre, así como sobre sus efectos (BEST, 2001; Mandal y Suzuki, 2002; Tchounwou et al., 2003; Bates et al., 2004b). Esta situación es debida en gran parte a la dificultad intrínseca de los propios estudios epidemiológicos; por ejemplo, la necesidad de largos tiempos de exposición, las diferencias en las concentraciones de arsénico y la presencia de otros elementos en el agua (Se, Zn,Sb), en la exposición al sol, en los hábitos alimenticios y en los hábitos fumadores (Gebel,2000; Christian y Hopenhayn, 2004).

Arsénico OMS Nota descriptiva N°372 Diciembre de 2012 Datos y cifras El arsénico está presente de forma natural en niveles altos en las aguas subterráneas de varios países. El arsénico es muy tóxico en su forma inorgánica. Su mayor amenaza para la salud pública reside en la utilización de agua contaminada para beber, preparar alimentos y regar cultivos alimentarios. La exposición prolongada al arsénico a través del consumo de agua y alimentos contaminados puede causar cáncer y lesiones cutáneas. También se ha asociado a problemas de desarrollo, enfermedades cardiovasculares, neurotoxicidad y diabetes. La intervención más importante en las comunidades afectadas consiste en prevenir que se prolongue la exposición al arsénico implantando un sistema seguro de abastecimiento de agua potable. (Uno de los objetivos del presente trabajo de Investigación)

En 2010, el Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios reevaluó los efectos del arsénico en la salud humana. Una de las conclusiones a las que llegó fue: En el caso de algunas regiones del mundo donde las concentraciones de arsénico inorgánico en el agua de bebida superan los 50-100 μg/litro hay cierta evidencia de efectos adversos. En otras regiones, donde las concentraciones de arsénico en el agua son elevadas aunque no tanto (10-50 μg/litro), si bien existe el riesgo de efectos adversos, estos presentarían niveles de incidencia bajos, que serían difíciles de detectar dentro de un estudio epidemiológico.

MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE ARSÉNICO La determinación de arsénico en muestras de aguas tiene dos facetas: Concentración total de Arsénico Especiación Para ello existen diferentes métodos: Método de Gutzeit Método que posee una alta dispersión y carece de exactitud. Método del dietilditiocarbamato de plata Método espectrofotométrico Método del azul de molibdeno Método espectrofotométrico

TÉCNICAS ESPECTROMÉTRICAS ATÓMICAS Generación de Hidruros (HG) asociada con Espectrometrías de Absorción Atómica (AAS)* y Fluorescencia Atómica (AFS) La generación de hidruros, es la técnica con derivatización más utilizada para la detección El sistema de HG se puede emplear para metodologías en línea, lo cual tiene importantes implicancias en la eliminación de interferencias e incremento de la sensibilidad. Espectrometría de Absorción Atómica con Atomización Electrotérmica (ETAAS) La Espectrometría de Absorción Atómica con Atomización Electrotérmica (o con Horno de Grafito (GFAAS)) es uno de los métodos espectrométricos que se pueden acoplar a la Generación de Hidruros. ETAAS está basada en la absorción de átomos libres producidos

TÉCNICAS ESPECTROMÉTRICAS ATÓMICAS Espectrometría de Emisión Óptica con Plasma inductivamente Acoplado (ICP-OES)* y Espectrometría de Masas con Plasma Inductivamente Acoplado (ICP-MS). La técnica de ICP utiliza el plasma para atomizar, ionizar y excitar todas las formas del arsénico que son enviadas hacia el plasma para su detección/determinación. El acoplamiento de cromatografía líquida, generación de hidruros e ICP-OES, permite la determinación de arsenito, aseniato, y especies organoarsenicales (Rubio et al., 1993; Smichowski et al., 2000). Electroforésis Capilar (CE) Esta técnica combinada con ICP-MS se transforma en una forma poderosa de obtener especiación de arsénico a niveles de vestigios en el laboratorio.

EQUIPOS EXISTENTES EN LA UNJBG EAP DE METALURGIA – FAIN ESPECTROFOTÓMETRO DE ABSORCIÓN ATÓMICA MODELO AA 633,SHIMATZU ESPECTRÓMETRO OPTICO DE PLASMA INDUCTIVAMENTE ACOPLADO MODELO ICP 9000, SHIMATZU

Técnicas para la determinación de arsénico con sus respectivos límites de detección

EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACION Arsénico Elemento químico altamente tóxico Soluble en agua en sus EEOO As (III) y As(V) Ocasiona grave daño a la salud, Es de vital importancia su REMOCIÓN.  

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