¿Arsénico en agua
potable?


¿Arsénico en agua
potable?
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Todos tenemos alguna información acerca del arsénico: es el rey de los venenos, pues su principal compuesto es el trióxido de arsénico [As2O3], un raticida que también se ha utilizado a lo largo de la historia para cometer crímenes, ya que su uso adiciona una gran ventaja: dificulta el diagnóstico médico de la víctima, pues los síntomas que provoca en ésta son similares a los padecidos por causa de algunas enfermedades gastrointestinales.
     
Es evidente que a nadie —en posibilidades de elegir— le gustaría beber agua con arsénico; no obstante, en algunas partes de México, el agua destinada al consumo humano está contaminada con esta sustancia. Pero, ¿cómo llegó a los pozos de abastecimiento de agua

El arsénico es un elemento natural que se encuentra en la corteza terrestre distribuido en rocas y suelos, generalmente en forma de sulfuros. Los minerales de arsénico más comunes en la naturaleza son la arsenopirita (FeAsS), seguida del realgar (As2S2), el orpimente (As2S3), la arsenolita (As2O3), la mimetita (Pb5Cl(AsO4)3) y la cobaltita (CoAsS).
     México, por ser un país minero, se enfrenta al manejo de los minerales de arsénico, debido a que los yacimientos de oro y plata están casi siempre asociados a especies minerales de arsénico. La exposición de sus minerales al medio ambiente —como consecuencia del beneficio de otros metales— es lo que constituye la principal causa de la presencia de arsénico en los mantos acuíferos de algunas zonas del país.

Las actividades mineras pueden incrementar la velocidad de liberación de arsénico a partir de sus sulfuros, porque los exponen al medio ambiente en el proceso de excavación. El mecanismo mediante el cual los minerales pueden liberar arsénico y otros metales pesados a los cuerpos de agua se conoce como drenaje ácido de minas o drenaje ácido de rocas, y consiste en lo siguiente: si los minerales sulfurosos —por ejemplo la pirita (FeS2)— están expuestos al aire y al agua, éstos pueden ser oxidados químicamente por el oxígeno del aire, produciendo iones de sulfato, iones de hierro y ácido (H+): 

2FeS2(mineral) + 2H2O + 7O2(del aire) = 4SO42- + 2Fe2+ + 4H+

Este pesado y tóxico terrón contiene una pequeña, luminosa y coloreada cantidad de lolingita, un mineral arseniuro, cuya fórmula es FeAs2

La presencia de los iones de hierro en el agua no es peligrosa; sin embargo, la producción de acidez (la presencia de iones H+) provoca que esta agua ácida sea capaz de disolver metales, lo que —en condiciones naturales— no sería posible. Otros sulfuros como la galena (PbS) y la arsenopirita (FeAsS) reaccionan de la misma manera, si están en contacto con agua y oxígeno de la atmósfera, para producir plomo y arsénico solubles, además de ácido.
     En consecuencia, el arsénico puede llegar al agua por dos vías: la oxidación de la arsenopirita cuando ésta es expuesta al oxígeno y al agua; o también puede simplemente disolverse por la gran cantidad de ácido que se genera durante la oxidación de otros sulfuros. El arsénico resultante de estos procesos permea a través de los suelos y contamina los mantos acuíferos. Así pues, la disponibilidad de oxígeno y el pH (acidez del agua) son las variables que controlan la solubilidad o reactividad de la arsenopirita.
     Las legislaciones ambientales vigentes obligan a las compañías mineras a responsabilizarse de la generación de ácido en sus residuos, ya sea neutralizando la acidez producida o bien impidiendo que el oxígeno o el aire entren en contacto con los residuos sulfurosos, lo que puede lograrse mediante el recubrimiento de los residuos ocon un tratamiento químico.

El arsénico producido se utiliza, principalmente, en la fabricación de insecticidas fungicidas, herbicidas y preservantes para madera; aunque también tiene un uso menor en diversas industrias, como la de artículos electrónicos, que requiere arseniuro de galio para los teléfonos celulares, paneles solares y diodos emisores de luz (LED). 

     El arsénico también es útil en la fabricación del vidrio y de aleaciones para producir municiones, soldaduras y rodamientos e, incluso, en la disección de animales y  la conservación de pieles en la industria de curtiduría y peletería; en la fabricación de pigmentos y pirotecnia y, aunque parezca extraño, también tiene usos medicinales en los tratamientos de dermatosis, sífilis y algunos tipos de cáncer, como la leucemia.

Si bien la contaminación de los pozos de agua potable con arsénico puede deberse a actividades humanas (uso de pesticidas, por ejemplo, o la producción de polvos y vapores de arsénico generados en los hornos, durante la fundición de metales), en general, el principal origen de esta contaminación es el transporte de arsénico de los minerales de la corteza terrestre y los sitios mineros a los mantos acuíferos, por condiciones hidrogeológicas específicas.
     La presencia de arsénico en lagos y arroyos puede ser mortal para peces de agua dulce, invertebrados y plantas. En los humanos, el arsénico puede introducirse al organismo al inhalar polvos o gases, también si se ingiere o si es absorbido a través de la piel. Por supuesto, también está el proceso de ingestión directa, y la utilización de agua de pozo contaminada con arsénico para beber o cocinar los alimentos. 
     En general, la contaminación de agua con arsénico ocurre en aguas profundas; sin embargo, en las zonas áridas y semiáridas de México, el agua subterránea es la única disponible, por lo que el problema puede ser muy grave; de ahí que los habitantes más expuestos sean los ubicados en comunidades rurales con pocos habitantes, donde, incluso hervir el agua no resuelve el problema, pues el arsénico contenido en ella se concentra por evaporación y, una vez ingerido, se distribuye a través de la sangre por todo el cuerpo, llegando así a muchos tejidos, principalmente, hígado, riñones, pulmones, bazo y piel.
     Se calcula que, en México, hay cerca de dos millones de personas expuestas a consumir agua con concentraciones de arsénico mayores al límite de lo aceptable Los límites máximos permisibles en el agua destinada a  consumo humano se han reducido de 50 microgramos por litro (50 µg/l), que fijaba la norma del año 2000, a 25 µg/l, en 2005 (NOM-127-SSA1-1994); no obstante, la concentración de arsénico que se ha llegado a registrar en algunos pozos profundos de México es de 30 a 1000 µg/l (cuadro 1).
     La precaria condición económica de la mayoría de los habitantes de estas zonas impide la compra de agua embotellada, por lo que es obligado el uso del agua municipal; además, el establecimiento de plantas de tratamiento de agua no es tan simple, ya que implica costos muy altos. 
     El arsénico del agua potable ha sido eliminado en algunos países mediante la instalación de plantas para este fin; pero, en algunos casos, éstas no han sido muy eficientes o bien resulta muy cara su operación. El problema es más serio en las zonas rurales, porque, como ya se mencionó, suele ser la única fuente de agua disponible; además, muchos de sus habitantes no están suficientemente informados de las consecuencias de consumir esta agua.
     De hechose ha demostrado que los alimentos hervidos en agua contaminada absorben arsénico, tal es el caso de las sopas de pasta o los frijoles. En cambio, los vegetales y las plantas absorben muy poco arsénico del agua con que son regadas, y éste, generalmente, se encuentra en las cáscaras de frutas y verduras, por lo que, al remover la cáscara, se evita el peligro de ingerir este tóxico.
 

CUADRO 1. ZONAS DEL PAÍS QUE REGISTRAN UNA IMPORTANTE CONTAMINACIÓN POR ARSÉNICO EN AGUA POTABLE 

  1. Comarca Lagunera. Ubicada en los estados de Coahuila y Durango, en el norte de México. Es la región más estudiada y la primera donde, en 1960, se detectaron problemas de salud relacionados con la presencia de arsénico en las aguas subterráneas, única fuente de agua disponible para sus pobladores. Las áreas con mayor problema son San Pedro de las Colonias, Tlahualilo y Francisco I. Madero.
  2. Estado de Chihuahua. Principalmente en las zonas de Meoqui-Delicias y Jiménez-Camargo, en la porción sureste del estado. 
  3. Estado de Sonora. En las áreas de Etchojoa, Magdalena y Caborca.
  4. Cuenca de Río Verde, Jalisco.
  5. Valle de Guadiana, Durango. Situación muy delicada, ya que este acuífero abastece de agua potable a la ciudad de Durango.
  6. Zimapán, Hidalgo. Básicamente, en la zona minera que explota plata, zinc y plomo, desde el siglo XVII. Las concentraciones más elevadas corresponden a los pozos más profundos.
  7. Baja California Sur. La mayor concentración se presenta en las aguas subterráneas de las zonas de Carrizal y Los Planes, cercanas a los distritos mineros de San Antonio-El Triunfo.
  8. San Luis Potosí. Presenta también problemas de agua contaminada por actividades mineras. 
  9. Zona geotérmica de Los Azufres, Michoacán, y Los Humeros, Puebla.

Los métodos utilizados para eliminar el arsénico del agua son, principalmente: adsorción (incorporación del arsénico a sólidos adsorbentes, generalmente compuestos de hierro), filtración y ósmosis inversa; aunque existen numerosos métodos probados y en etapa de evaluación, que ya han sido propuestos como alternativa.
     El mayor problema para poder emplear estos métodos en México, además del costo, es la dureza elevada de las aguas (concentración de compuestos minerales —principalmente, carbonatos de magnesio y calcio— presentes en el agua), lo que impide, dificulta o encarece demasiado la aplicación de cualquier método propuesto. Por lo anterior, se requiere desarrollar métodos baratos, simples y con pocos requisitos de mantenimiento —idóneos para ser aplicados en zonas lejanas a los centros urbanos— y específicamente diseñados para zonas áridas, donde el agua tiene niveles de dureza muy altos.Organismos estatales y municipales han empleado gran cantidad de recursos y esfuerzos orientados a remediar lo más posible esta situación, al tiempo que otras medidas son aplicadas, como la reubicación de pozos o la mezcla de agua de diferentes pozos, antes de su distribución, para diluir la concentración del arsénico.
     Así mismo, diversas instituciones mexicanas (Cinvestav, UNAM, UAM e ITS, entre otras) trabajan para implementar de sistemas de adsorción/eliminación de arsénico que pudieran desembocar en una opción eficiente y económica para resolver el problema. 

Fabiola Nava Alonso

Es Ingeniero Químico, por la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (1985). Realizó su maestría en el Instituto de Investigaciones Metalúrgicas de la misma Universidad, en 1989 y el doctorado, en la Universidad Laval, de Quebec, Canadá, en 1995. Desde esa fecha, ha sido investigadora del Cinvestav, Unidad Saltillo, en el área de Hidrometalurgia y Problemas ambientales relacionados con la industria minera metalúrgica. Actualmente, se encuentra, gracias a una beca del COnacyt, en estancia sabática, en la Universidad Laval, de Quebec, Canadá.

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