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Metal pesado tóxico

Una pared de 25 pies (7,6 m) de cenizas volantes de carbón contaminadas con metales pesados ​​tóxicos, como resultado de la liberación de 5,4 millones de yardas cúbicas de lodo de cenizas volantes de carbón en el río Emory , Tennessee , y en las zonas terrestres y acuáticas cercanas, en diciembre de 2008. [1] Las pruebas mostraron niveles significativamente elevados de arsénico, cobre, bario , cadmio, cromo, plomo, mercurio, níquel y talio en muestras de lodo y agua de río . [2] Los costos de limpieza pueden exceder los $1.2 mil millones. [3]

Un metal pesado tóxico es cualquier metal o metaloide relativamente denso que se caracteriza por su toxicidad potencial, especialmente en contextos ambientales. [4] [5] El término tiene una aplicación particular al cadmio , mercurio y plomo , [6] todos los cuales aparecen en la lista de la Organización Mundial de la Salud de 10 sustancias químicas de mayor preocupación pública. Otros ejemplos incluyen manganeso , cromo , cobalto , níquel , cobre , zinc , plata , antimonio y talio . [7]

Los metales pesados ​​se encuentran naturalmente en la tierra. Se concentran como resultado de actividades causadas por el hombre y pueden ingresar a los tejidos de plantas y animales (incluidos los humanos) mediante inhalación, dieta y manipulación manual. Luego, pueden unirse e interferir con el funcionamiento de componentes celulares vitales. Los efectos tóxicos del arsénico, el mercurio y el plomo eran conocidos desde la antigüedad, pero los estudios metódicos sobre la toxicidad de algunos metales pesados ​​parecen datar sólo de 1868. En los seres humanos, la intoxicación por metales pesados ​​generalmente se trata mediante la administración de agentes quelantes . Algunos elementos considerados metales pesados ​​tóxicos son esenciales, en pequeñas cantidades, para la salud humana.

Ejemplos de metales pesados ​​tóxicos

Fuentes de contaminación

El tetraetilo de plomo es uno de los contaminantes de metales pesados ​​más importantes de uso reciente. [8]

Los metales pesados ​​se encuentran naturalmente en la tierra y se concentran como resultado de actividades humanas o, en algunos casos, procesos geoquímicos, como la acumulación en suelos de turba que luego se liberan cuando se drena para la agricultura. [9] Las fuentes comunes son los desechos mineros e industriales; emisiones de vehiculos; aceite de motor; combustibles utilizados por barcos y maquinaria pesada; trabajos de construcción; fertilizantes; [10] pesticidas; pinturas; tintes y pigmentos; renovación; depósito ilegal de residuos de construcción y demolición; contenedor de basura rodante con parte superior abierta; soldadura, soldadura fuerte y soldadura fuerte; trabajo de vidrio; [11] obras de hormigón; obras de carretera; uso de materiales reciclados; Proyectos metálicos de bricolaje; quema de papel de incienso ; quema a cielo abierto de residuos en el área rural; sistema de ventilación contaminado; alimentos contaminados por el medio ambiente o por el embalaje; armamento; baterías de plomo ácido ; patio de reciclaje de residuos electrónicos ; maderas tratadas; infraestructura de suministro de agua envejecida; [12] y microplásticos que flotan en los océanos del mundo. [13] El arsénico, el cadmio y el plomo pueden estar presentes en los juguetes de los niños en niveles que exceden los estándares reglamentarios. El plomo se puede utilizar en juguetes como estabilizador , potenciador del color o agente anticorrosivo. A veces se emplea cadmio como estabilizador o para aumentar la masa y el brillo de las joyas de juguete. Se cree que el arsénico se utiliza en relación con los tintes colorantes. [14] Los bebedores habituales de alcohol destilado ilegalmente pueden estar expuestos a envenenamiento por arsénico o plomo, cuya fuente es el plomo contaminado con arsénico utilizado para soldar los aparatos de destilación. El veneno para ratas utilizado en los almacenes de cereales y puré puede ser otra fuente de arsénico. [15]

El plomo es el contaminante de metales pesados ​​más frecuente. [16] Como componente del tetraetilo de plomo , (CH
3CH
2)
4Pb , se utilizó ampliamente en la gasolina durante las décadas de 1930 y 1970. [17] Se ha estimado que los niveles de plomo en los ambientes acuáticos de las sociedades industrializadas son dos o tres veces mayores que los niveles preindustriales. [18] Aunque el uso de gasolina con plomo se eliminó en gran medida en América del Norte en 1996, los suelos junto a las carreteras construidas antes de esa época conservan altas concentraciones de plomo. El plomo (de azida de plomo (II) o estifnato de plomo utilizado en armas de fuego) se acumula gradualmente en los campos de entrenamiento con armas de fuego, contaminando el medio ambiente local y exponiendo a los empleados del campo de tiro a un riesgo de envenenamiento por plomo . [19]

Rutas de entrada

Los metales pesados ​​ingresan a los tejidos vegetales, animales y humanos a través de la inhalación de aire, la dieta y la manipulación manual. Las emisiones de los vehículos de motor son una fuente importante de contaminantes en el aire, incluidos arsénico, cadmio, cobalto, níquel, plomo, antimonio, vanadio, zinc, platino, paladio y rodio. [20] Las fuentes de agua (aguas subterráneas, lagos, arroyos y ríos) pueden estar contaminadas por metales pesados ​​lixiviados a partir de desechos industriales y de consumo; La lluvia ácida puede exacerbar este proceso al liberar metales pesados ​​atrapados en los suelos. [21] El transporte a través del suelo puede verse facilitado por la presencia de vías de flujo preferenciales (macroporos) y compuestos orgánicos disueltos. [22] Las plantas están expuestas a metales pesados ​​a través de la absorción de agua; los animales comen estas plantas; La ingestión de alimentos de origen vegetal y animal es la mayor fuente de metales pesados ​​en los seres humanos. [23] La absorción a través del contacto con la piel, por ejemplo, por contacto con el suelo o con juguetes y joyas que contienen metal, [24] es otra fuente potencial de contaminación por metales pesados. [25] Los metales pesados ​​tóxicos pueden bioacumularse en los organismos ya que son difíciles de metabolizar . [26]

Efectos negativos

Los metales pesados ​​"pueden unirse a componentes celulares vitales, como proteínas estructurales , enzimas y ácidos nucleicos , e interferir con su funcionamiento". [27] Los síntomas y efectos pueden variar según el metal o compuesto metálico y la dosis involucrada. En términos generales, la exposición prolongada a metales pesados ​​tóxicos puede tener efectos cancerígenos en el sistema nervioso central y periférico y en la circulación. Para los seres humanos, en la tabla se muestran las presentaciones típicas asociadas con la exposición a cualquiera de los metales pesados ​​tóxicos "clásicos" [28] , o al cromo (otro metal pesado tóxico) o al arsénico (un metaloide). [29]

Historia

Los efectos tóxicos del arsénico, el mercurio y el plomo eran conocidos desde la antigüedad, pero los estudios metódicos de la toxicidad general de los metales pesados ​​parecen datar sólo de 1868. En ese año, Wanklyn y Chapman especularon sobre los efectos adversos de los metales pesados ​​"arsénico, plomo, cobre, zinc, hierro y manganeso ” en el agua potable . Señalaron una "ausencia de investigación" y se vieron reducidos a "la necesidad de solicitar la recogida de datos". [30] En 1884, Blake describió una aparente conexión entre la toxicidad y el peso atómico de un elemento. [31] Las siguientes secciones proporcionan miniaturas históricas de los metales pesados ​​tóxicos "clásicos" (arsénico, mercurio y plomo) y algunos ejemplos más recientes (cromo y cadmio).

Oropimente , un mineral de arsénico tóxico utilizado en la industria del curtido para eliminar el pelo de las pieles.

Arsénico

Arsénico , como rejalgar ( Como
4S
4) y oropimente ( como
2S
3), era conocido en la antigüedad. Estrabón (64–50 a. C. – ¿c. 24 d. C.?), un geógrafo e historiador griego, [32] escribió que en las minas de rejalgar y oropimento sólo se empleaban esclavos, ya que inevitablemente morirían por los efectos tóxicos de los vapores emitidos por las minas. minerales. La cerveza contaminada con arsénico envenenó a más de 6.000 personas en el área de Manchester, Inglaterra, en 1900, y se cree que mató al menos a 70 víctimas. [33] Clare Luce , embajadora estadounidense en Italia de 1953 a 1956, sufrió envenenamiento por arsénico . Su origen se remonta a la pintura descascarada cargada de arsénico en el techo de su dormitorio. También pudo haber comido alimentos contaminados con arsénico en la pintura descascarada del techo del comedor de la embajada. [34] Las aguas subterráneas contaminadas por arsénico , desde 2014, "siguen envenenando a millones de personas en Asia". [35]

Mercurio

Catedral de San Isaac , en San Petersburgo , Rusia. La amalgama de oro y mercurio utilizada para dorar su cúpula provocó numerosas víctimas entre los trabajadores implicados.

Se informa que el primer emperador de la China unificada, Qin Shi Huang , murió por ingerir pastillas de mercurio que estaban destinadas a darle vida eterna. [36] La frase "loco como un sombrerero" es probablemente una referencia al envenenamiento por mercurio entre los sombrereros (la llamada " enfermedad del sombrerero loco "), ya que en los siglos XVIII y XIX se utilizaban compuestos a base de mercurio en la fabricación de sombreros de fieltro. siglo. [37] Históricamente, la amalgama de oro (una aleación con mercurio) se usaba ampliamente para dorar , lo que provocó numerosas bajas entre los trabajadores. Se estima que sólo durante la construcción de la Catedral de San Isaac murieron 60 trabajadores a causa del dorado de la cúpula principal. [38] Durante la década de 1950 se produjeron brotes de intoxicación por metilmercurio en varios lugares de Japón debido a las descargas industriales de mercurio en ríos y aguas costeras. Los casos más conocidos ocurrieron en Minamata y Niigata . Sólo en Minamata, más de 600 personas murieron debido a lo que se conoció como enfermedad de Minamata . Más de 21.000 personas presentaron reclamaciones ante el gobierno japonés, de las cuales casi 3.000 obtuvieron la certificación de padecer la enfermedad. En 22 casos documentados, las mujeres embarazadas que consumieron pescado contaminado mostraron síntomas leves o ningún síntoma, pero dieron a luz a bebés con graves discapacidades del desarrollo. [39] Desde la Revolución Industrial , los niveles de mercurio se han triplicado en muchas aguas marinas cercanas a la superficie , especialmente alrededor de Islandia y la Antártida . [40]

Anuncio de pintura con plomo blanco de Dutch Boy , 1912.

Dirigir

Los efectos adversos del plomo eran conocidos desde la antigüedad. En el siglo II a. C., el botánico griego Nicandro describió los cólicos y la parálisis que se observaban en las personas envenenadas con plomo. [41] Dioscórides , un médico griego que se cree que vivió en el siglo I d.C., [42] escribió que el plomo "hace que la mente ceda". El plomo se utilizó ampliamente en los acueductos romanos desde aproximadamente el 500 a. C. hasta el 300 d. C. [43] El ingeniero de Julio César , Vitruvio , informó: "El agua es mucho más saludable procedente de tuberías de barro que de tuberías de plomo. Porque parece que el plomo la vuelve nociva, porque produce plomo blanco , y se dice que esto ser perjudicial para el cuerpo humano." [44] Durante el período mongol en China (1271-1368 d.C.), la contaminación por plomo debida a la fundición de plata en la región de Yunnan superó los niveles de contaminación de las actividades mineras modernas en casi cuatro veces. [45] [n 1] En los siglos XVII y XVIII, la gente de Devon padecía una afección conocida como cólico de Devon ; Se descubrió que esto se debía a la ingesta de sidra contaminada con plomo . En 2013, la Organización Mundial de la Salud estimó que el envenenamiento por plomo provocó 143.000 muertes y "contribuyó a 600.000 nuevos casos de niños con discapacidad intelectual" cada año. [47] En la ciudad estadounidense de Flint, Michigan , la contaminación por plomo en el agua potable ha sido un problema desde 2014 . El origen de la contaminación se ha atribuido a "la corrosión de las tuberías de plomo y hierro que distribuyen agua a los vecinos de la ciudad". [48] ​​En 2015, la concentración de plomo en el agua potable en el noreste de Tasmania , Australia, alcanzó un nivel 50 veces superior a las directrices nacionales prescritas para el agua potable. La fuente de la contaminación se atribuyó a "una combinación de infraestructura de agua potable en ruinas, incluidas tuberías unidas con plomo, tuberías de cloruro de polivinilo al final de su vida útil y tuberías domésticas". [49]

Cromo

El cromato de potasio , un carcinógeno , se utiliza en el teñido de tejidos y como curtiente para producir cuero .

Los compuestos de cromo (III) y el cromo metálico no se consideran peligrosos para la salud, mientras que la toxicidad y las propiedades cancerígenas del cromo (VI) se conocen desde al menos finales del siglo XIX. [50] En 1890, Newman describió el elevado riesgo de cáncer de los trabajadores de una empresa de tintes cromatos . [51] Se informó dermatitis inducida por cromato en trabajadores de aviones durante la Segunda Guerra Mundial . [52] En 1963, se produjo un brote de dermatitis, que iba desde eritema hasta eccema exudativo , entre 60 trabajadores de una fábrica de automóviles en Inglaterra. Los trabajadores estaban lijando en húmedo pintura base cromada que se había aplicado a carrocerías de automóviles. [53] En Australia, se liberó cromo de la planta de explosivos Orica de Newcastle el 8 de agosto de 2011. Hasta 20 trabajadores de la planta quedaron expuestos, al igual que 70 hogares cercanos en Stockton . La ciudad sólo fue notificada tres días después de la fuga y el accidente desató una gran controversia pública, con Orica criticada por restar importancia al alcance y los posibles riesgos de la fuga, y el gobierno estatal atacado por su lenta respuesta al incidente. [54]

Barra de cadmio de pureza 99,999% y cubo de 1 cm 3 .

Cadmio

La exposición al cadmio es un fenómeno de principios del siglo XX en adelante. En Japón, en 1910, Mitsui Mining & Smelting Company comenzó a descargar cadmio en el río Jinzū , como subproducto de las operaciones mineras. Posteriormente, los residentes de los alrededores consumieron arroz cultivado en agua de riego contaminada con cadmio. Experimentaron ablandamiento de los huesos e insuficiencia renal . El origen de estos síntomas no estaba claro; Las posibilidades planteadas en ese momento incluían "una enfermedad regional o bacteriana o envenenamiento por plomo". [55] En 1955, se identificó el cadmio como la causa probable y en 1961 la fuente se vinculó directamente con las operaciones mineras en el área. [56] En febrero de 2010, se encontró cadmio en joyas exclusivas de Miley Cyrus de Walmart . Wal-Mart continuó vendiendo las joyas hasta mayo, cuando pruebas encubiertas organizadas por Associated Press confirmaron los resultados originales. [57] En junio de 2010 se detectó cadmio en la pintura utilizada en los vasos promocionales de la película Shrek Forever After , vendida por los restaurantes McDonald's , lo que provocó una retirada del mercado de 12 millones de vasos. [58]

Remediación

Un anión metálico EDTA. Pb desplaza Ca en Na
2[CaEDTA] para dar Na
2[PbEDTA] , que se elimina del cuerpo a través de la orina . [59]

En los seres humanos, la intoxicación por metales pesados ​​se trata generalmente mediante la administración de agentes quelantes . [60] Estos son compuestos químicos, como CaNa
2EDTA (etilendiaminotetraacetato de calcio y disodio) que convierte los metales pesados ​​en formas químicamente inertes que pueden excretarse sin interacción adicional con el cuerpo. Los quelatos no están exentos de efectos secundarios y también pueden eliminar metales beneficiosos del cuerpo. Por este motivo, a veces se coadministran suplementos de vitaminas y minerales. [61]

Los suelos contaminados por metales pesados ​​pueden remediarse mediante una o más de las siguientes tecnologías: aislamiento; inmovilización; reducción de la toxicidad; separación física; o extracción. El aislamiento implica el uso de tapas, membranas o barreras subterráneas en un intento de poner en cuarentena el suelo contaminado. La inmovilización tiene como objetivo alterar las propiedades del suelo para dificultar la movilidad de los contaminantes pesados. La reducción de la toxicidad intenta oxidar o reducir los iones de metales pesados ​​tóxicos, por medios químicos o biológicos, a formas menos tóxicas o móviles. La separación física implica la eliminación del suelo contaminado y la separación de los contaminantes metálicos por medios mecánicos. La extracción es un proceso dentro o fuera del sitio que utiliza productos químicos, volatización a alta temperatura o electrólisis para extraer contaminantes de los suelos. El proceso o procesos utilizados variarán según el contaminante y las características del sitio. [62]

Beneficios

Algunos elementos considerados metales pesados ​​tóxicos son esenciales , en pequeñas cantidades, para la salud humana. Estos elementos incluyen vanadio, manganeso, hierro, cobalto, cobre, zinc, selenio, estroncio y molibdeno. [63] Una deficiencia de estos metales esenciales puede aumentar la susceptibilidad al envenenamiento por metales pesados. [64]

Ver también

Notas explicatorias

  1. ^ Hasta una sexta parte de la tierra cultivable de China podría verse afectada por la contaminación por metales pesados. [46]

Citas

  1. ^ Dewan 2008
  2. ^ Dewan 2009
  3. ^ Poovey 2001
  4. ^ Zhang, Hongling; Walker, Tony R.; Davis, Emily; Ma, Guofeng (septiembre de 2019). "Evaluación del riesgo ecológico de los metales en los sedimentos de los puertos de embarcaciones pequeñas en Nueva Escocia, Canadá". Boletín de Contaminación Marina . 146 : 466–475. doi :10.1016/j.marpolbul.2019.06.068. PMID  31426182. S2CID  201095843.
  5. ^ Srivastava y Goyal 2010, pag. 2
  6. ^ Brathwaite y Rabone 1985, pág. 363
  7. ^ "Diez sustancias químicas preocupantes para la salud pública". www.who.int . Consultado el 9 de octubre de 2021 .
  8. ^ Wright 2002, pág. 288
  9. ^ Qureshi, Shabnam; Richards, Brian K.; McBride, Murray B.; Baveye, Philippe; Steenhuis, Tammo S. (2003). "Efectos de la temperatura y la actividad microbiana sobre la lixiviación de oligoelementos de turbas metalíferas". Revista de Calidad Ambiental . 32 (6): 2067–75. doi :10.2134/jeq2003.2067. PMID  14674528.
  10. ^ "Miedo en los campos - Cómo los desechos peligrosos se convierten en fertilizantes - La dispersión de metales pesados ​​en las tierras agrícolas es perfectamente legal, pero se han realizado pocas investigaciones para determinar si es seguro".
  11. ^ https://hazwastehelp.org/ArtHazards/glassworking.aspx Peligros del arte
  12. ^ Harvey, Handley y Taylor 2015
  13. ^ Howell y col. 2012; Cole y col. 2011, págs. 2589-2590
  14. ^ Finch, Hillyer y Leopold 2015, págs. 849–850
  15. ^ Agraval 2014, pag. 680
  16. ^ Di Maio 2001, pag. 527
  17. ^ Lovei 1998, pag. 15
  18. ^ Perry y Vanderklein 1996, pág. 336
  19. ^ Houlton 2014, pag. 50
  20. ^ Balasubramanian, Él y Wang 2009, pág. 476
  21. ^ Worsztynowicz y Mill 1995, pág. 361
  22. ^ Camobreco, Vicente J.; Richards, Brian K.; Steenhuis, Tammo S.; Peverly, John H.; McBride, Murray B. (noviembre de 1996). "Movimiento de metales pesados ​​a través de columnas de suelo homogeneizadas y no perturbadas". Ciencia del suelo . 161 (11): 740–750. Código Bib :1996SoilS.161..740C. doi :10.1097/00010694-199611000-00003.
  23. ^ Radojevic y Bashkin 1999, pág. 406
  24. ^ Guney, Mert; Zagury, Gerald J. (4 de enero de 2014). "Bioaccesibilidad de As, Cd, Cu, Ni, Pb y Sb en juguetes y joyería de bajo costo". Ciencia y tecnología ambientales . 48 (2): 1238-1246. Código Bib : 2014EnST...48.1238G. doi : 10.1021/es4036122 . PMID  24345102.Icono de acceso abierto
  25. ^ Qu y col. 2014, pág. 144
  26. ^ Pezzarossa, Gorini y Petruzelli 2011, pág. 94
  27. ^ Lanids, Sofield y Yu 2000, pág. 269
  28. ^ Neilen y Marvin 2008, pág. 10
  29. ^ Afal y salchicha 2014
  30. ^ Wanklyn y Chapman 1868, págs. 73–8; Cameron 1871, pág. 484
  31. ^ Blake 1884
  32. ^ Dueck 2000, págs. 1 a 3, 46, 53
  33. ^ Tintorero 2009
  34. ^ Whorton 2011, pág. 356
  35. ^ Notman 2014
  36. ^ Zhao, Zhu y Sui 2006
  37. ^ Waldron 1983
  38. ^ Emsely 2011, pag. 326
  39. ^ Davidson, Myers y Weiss 2004, pág. 1025
  40. ^ New Scientist Agosto de 2014, pág. 4
  41. ^ Pearce 2007; Hombre de aguja 2004
  42. ^ Rogers 2000, pag. 41
  43. ^ Gilbert y Weiss 2006
  44. ^ Prioreschi 1998, pag. 279
  45. ^ Hillman y col. 2015, págs. 3353–3354
  46. ^ Hillman y col. 2015, pág. 3349
  47. ^ Organización Mundial de la Salud 2013
  48. ^ Torrice 2016
  49. ^ Harvey, Handley y Taylor 2015
  50. ^ Barceloux y Barceloux 1999
  51. ^ Nuevo hombre 1890
  52. ^ Haines y Nieboer 1988, pág. 504
  53. ^ Consejo Nacional de Investigaciones 1974, pag. 68
  54. ^ Tovey 2011; Jones 2011; O'Brien y Aston
  55. ^ Vallero y Letcher 2013, pag. 240
  56. ^ Vallero y Letcher 2013, págs. 239-241
  57. ^ Pritchard 2010
  58. ^ Mulvihill y Pritchard 2010
  59. ^ Cs uros 1997, pag. 124
  60. ^ Blann y Ahmed 2014, pág. 465
  61. ^ Sociedad Estadounidense del Cáncer 2008; Centro Nacional de Envenenamiento de la Capital 2010
  62. ^ Evanko y Dzombak 1997, págs. 1, 14-40
  63. ^ Bánfalvi 2011, pag. 12
  64. ^ Chowdhury 1987

Referencias generales