Contaminación de los acuíferos mexicanos por fluoruro


Contaminación de los acuíferos mexicanos por fluoruro
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La contaminación del agua subterránea, generalmente, es ocasionada por los ambientes geológicos, debido al contacto del agua con las rocas que forman el acuífero y, dependiendo de la composición química de éstas, será el tipo de elemento químico capaz de provocar la contaminación natural. Actualmente, en México, los acuíferos se encuentran contaminados por arsénico y flúor, lo cual causa efectos severos en la salud; particularmente, este último, que se encuentra en todas las aguas, en concentraciones variables, pues tiene presencia universal en la corteza terrestre y en el agua del mar, cuyas cantidades varían entre 0.8 y 1.4 mg/L.1
          
La Organización Mundial de la Salud (OMS) estableció que el límite superior recomendado en el agua potable es 1.5 ppm (mg/L) y no debe superar los 4 mg/L;2 sin embargo, en 2011, el Departamento de Salud y Servicios Humanos (HHS, por sus siglas en inglés), así como la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos anunciaron medidas importantes para garantizar que las normas y directrices en materia de fluoruros en agua potable continuarán proporcionando la máxima protección a sus ciudadanos. Así, la propuesta de recomendación del departamento fue 0.7 mg/L y sustituyó el intervalo anteriormente fijado que era 0.7 a 1.2 mg/L. Esta decisión se basó en la actualización realizada por la EPA y las evaluaciones científicas del HHS para equilibrar los beneficios de prevenir la caries dental y fijar el límite de los efectos no deseados en la salud.3, 4
          
En nuestro país, la modificación a la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, “Salud Ambiental. Agua para uso y Consumo humano. Límites permisibles de calidad y tratamientos a los cuales debe someterse el agua para su potabilización” establece el límite permisible en agua para uso y consumo humano en 1.5 mg/L.
          Debido a la extracción de agua llevada a cabo a profundidades de 250 metros o, incluso, mayores, los elementos integrantes de las rocas volcánicas de la Sierra Madre Occidental se disuelven en el agua en forma natural, por lo cual hay riesgo latente, puesto que 75% de la población del país se ha visto en la necesidad de abastecerse con agua de pozos cada vez más profundos, en los que llegan a presentarse concentraciones de fluoruro arriba mayores a1.5 mg/L y, en algunos casos, éstas llegan a niveles fijados entre 3.0-4.0 y hasta 6.0. mg/L.5

Los acuíferos son formaciones geológicas por las que circulan o se almacenan las aguas del subsuelo susceptibles de ser extraídas para su explotación, uso y aprovechamiento. Éstos, además de funcionar como filtros purificadores, preservan la calidad del agua, funcionan como depósitos de almacenamiento y red de distribución, haciendo posible extraer agua en cualquier época del año desde, prácticamente, cualquier punto del acuífero.
          En México existen 653 acuíferos, de los cuales 195 (30%) están sin disponibilidad; es decir: que toda su capacidad disponible ya está concesionada o comprometida. El resto —106 acuíferos (16%)— se encuentran en condición de sobreexplotación, 31 (5%) con presencia de suelos salinos, además de agua salobre y 15 (2%) con intrusión marina; lo cual significa que tienen conexión con el agua de mar (cuadro 1, figura 1).
          Se considera que un acuífero está sobreexplotado cuando el volumen de agua extraído supera el de recarga y, si persiste esta condición por periodos largos, puede generar graves impactos ambientales. En México, desde el año 2001, el número de acuíferos sobreexplotados oscila entre 100 y 106.6, 7, 8


          Por otro lado, al menos 178 municipios ubicados en 23 estados del país presentan concentraciones altas de fluoruro (figura 1) y se encuentran, principalmente, en las entidades federativas de Chihuahua, Baja California, Durango, Zacatecas, San Luis Potosí, Sonora, Hidalgo, Jalisco y Coahuila.
          Se estima que, en México, alrededor de 20 millones de personas ingieren agua con fluoruro en concentraciones mayores a 1.5 mg/L, pudiendo llegar a 4.5-29.6 mg/L.,9, 10, 11 con la posibilidad de padecer fluorosis esquelética. El cuadro 1 presenta las localidades o sitios donde las concentraciones de fluoruro se encuentran por encima del valor permisible.

Las principales fuentes de fluoruro en el agua subterránea son las rocas que contienen flúor, tales como las criolitas (Na3AlF6), piedras de cal y las rocas sedimentarias; las fluorapatitas provenientes de rocas ígneas y rocas metamórficas. El principal mecanismo responsable de esta contaminación es la desorción de rocas naturales, pues los iones fluoruro son liberados al ambiente a través de la meteorización, disolviendo los minerales de rocas y suelos provenientes de las emisiones volcánicas y el aerosol marino.1, 12, 13, 14
Otras fuentes son las descargas de las industrias de aluminio, fosfatos, carbón, fertilizantes, cerámica, acero, petróleo, vidrio, semiconductores, etc.1, 15 También proviene de la incineración de residuos municipales como plásticos y textiles fluorados, o descomposición de CaF2 (difluoruro de calcio) en los lodos de desecho, por la formación de emisiones de ácido fluorhídrico (HF; también debido a procesos en el suelo o en el agua como iones fluoruro.16
          
A pesar de haber muchas fuentes antropogénicas, la contaminación de las aguas subterráneas por fluoruro se debe, principalmente, al origen geogénico, es decir, es producto de las interacciones agua-roca causantes de la lixiviación de minerales que contienen este contaminante, lo cual da como resultado su concentración en las aguas subterráneas.15

La presencia de fluoruro en agua de consumo humano es importante, ya que tanto su baja concentración como su exceso provocan problemas a la salud humana. El consumo de agua con una concentración baja entre 0.5 y 1 mg/L ayuda a la prevención de la caries dental y a la mineralización de ciertos tejidos; sin embargo, a concentraciones entre 1.5 y 4.0 mg/L, puede ocasionar fluorosis dental (figura 2a), caracterizada por un manchado moteado del esmalte dental, así como fluorosis esquelética (figura 2b), que tiene consecuencias más severas y es causada por un prolongado consumo de agua con niveles altos —entre 4 y 15 mg/L—. Además, también puede originar la degeneración de fibras musculares, niveles bajos de hemoglobina, sed excesiva, erupciones cutáneas, nerviosismo, depresión, dolor abdominal, sensación de hormigueo en los dedos, alteraciones en el funcionamiento de: hígado, aparato digestivo, respiratorio, endocrino, sistemas nervioso central, reproductivo y otros más.12, 16
          
La Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) de Estados Unidos ha calculado la referencia mínima de consumo de flúor, que es de 0.05 mg/kg/día para una exposición oral crónica; es decir, las dosis recomendadas en los Estados Unidos y Canadá son de 4mg/día para el hombre, 3 mg/día para la mujer y entre 2-3mg/día para niños y adolescentes.

Conclusiones   

La sobreexplotación de los acuíferos ha provocado la contaminación del agua, que muchos mexicanos emplean para su consumo y no sólo se encuentra contaminada por fluoruros, sino también por otros elementos y compuestos químicos nocivos. Por lo anterior, una gestión adecuada de los recursos hídricos y el control y distribución de agua con calidad es urgente, así como una participación activa de las autoridades, sociedad y academia para fomentar la cultura del cuidado del agua, y su uso consciente y racional, ya que son los pilares que marcan la diferencia que permitirá lograr los objetivos de gestión y acceso al agua de calidad para todos.

  • Rao K., M. Metre. (2012). Effective Low Cost Adsorbents for Removal of Fluoride from Water. A Review.
Zenaida Carolina Leyva Inzunza 

Es Profesora-Investigadora en el Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Unidad Legaria-IPN. Miembro fundador de la Red temática de gestión de la calidad y disponibilidad del agua y SNI-1. Responsable del Laboratorio Nacional de Ciencia, Tecnología y Gestión Integrada del Agua. Realizó estudios de maestría y doctorado en el Instituto Mexicano del Petróleo y la Université de Caen, Francia y llevó a cabo estancias en el Imperial College, UK, además de un posdoctorado en Texas A&M University, USA. Recibió el premio Weizmann. Líneas de investigación: Estudio de nanomateriales para la remoción de contaminantes del agua. Prototipos de nanofiltración con membranas compuestas y Procesos de oxidación avanzada.

Ángel Martínez

Es ingeniero químico por la ESIQIE-IPN. Realizó estudios de maestría por CICATA-IPN. Actualmente cursa su doctorado enfocado en la remoción de fluoruros en agua, mediante el empleo de nanofibras compuestas con nanopartículas selectivas a este contaminante.

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