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Dr. Jorge Herrera Murillo
Lic. José Félix Rojas Marín
Junio 2013
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La química y efectos adversosa la salud del mercurio
• Metal líquido
• Vaporización
• Persistencia
• Daños biológicos
• Mercurio en ecosistemas y medioambiente• Ciclo del mercurio
• Sistemas acuáticos metilación
• Amplificación enla cadena alimenticia.
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Toxicidad del Mercurio
Envenamiento con Hg:
– Inhalación o ingestión de polvo de HgS.
– Ingestión cloruro de mercurio soluble en agua (HgCl2) or methylmercury ([CH3Hg]+)
– Inhalación de vapores de mercurio
– Ingestión de pescado/mariscoscontaminados.
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Toxicidad del Hg Elemental
El Hg actúa como una potente toxina– El vapor es dañino – la exposición crónica causa
eretismo mercurial:•Pérdida de pelo, dientes y uñas.
•Sordera
•Falta de coordinación
•Memoria pobre
•Perturbaciones emisionales
•Daños al riñón
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Metilmercurio [CH3Hg]+
Toxina ambiental bioacumulativa
Formado del Hg inorgánico por la acción demicrooorganismoa anaeróbicos que viven ensistemas acuáticos – bacterias sulfato reductorasson las principales responsables.
La metilación predomina principalmente ensedimentos de lagos y suelos inundados o dehumedales.
En lagos, el metilmercurio puede ser desmetiladoen sedimentos y removidos en flujos de salida.
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Ciclo del Mercurio
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Metilmercurio [CH3Hg]+
No es fácilmente eliminado por los organismos Tiempo de vida media biológico en ecosistemas acuáticos de
72 horas. Biomagnificado en la cadenas alimenticias acuáticas a partir
de bacterias y plankton, a través de macroinvertebrados,hasta peces herbívoros y luego carnívoros.
Depredadores, como, aves y mamíferos que comen peces(incluyendo humanos), están en el tope de la cadena yreciben las dósis más altas.
La concentración de metilmercurio en los depredadoresacuáticos en las partes más altas de la cadena puedenalcanzar niveles de millones de veces mayor que en el agua.
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Bioacumulación
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Exposición al metilmercurio
Los niveles de metilmercurio en los peces varía con el nivelde deposición de mercurio del aire.
Los modelos sugieren que aprox 70 % del mercuriodepositado en el océano es re-emitido a la atmósfera, perotambién que este se queda en la parte superior del océanopor 11 años.
Las investigaciones sugieren que el contenido de mercurio enmuchos animales marinos es 12 veces mayor que los nievelespreindustriales. Esto implica que cerca del 90% del mercurioen esos animales proviene de fuentes antropogénicas.
Las poblaciones indígenas que viven en el Ártico poseen losniveles de exposición más altos al consumir depredadoresmarinos en la parte más alta de la cadena alimenticia.
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Bioquímica del Metilmercurio[CH3Hg]+
Fácilmente se combina con aniones comocloruro, hidróxido y nitrato. Posee una alta afinidad para aniones qie
contienen sulfuro, particularmente losgrupos tioles (-SH) en el aminoácidollamado cisteina. El complejo cisteina-metilmercurio es
reconocido en el cuerpo como elaminoácido esencial llamado metionina.
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Similitud Estructural entre l-metionina y metilmercurio-cisteina
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Efectos sobre la salud humana del Metilmercurio [CH3Hg]+
Completamente absorbido por el tracto gastrointestinal en elhumano.
Efectos durante la gestación: fácilmente se transporte a travésde la placenta, donde es absrobido por el feto en desarrollo.
Incorporación en proteínas resulta en una estructura molecularanormal que afecta la estructura y función cerebral.
Persistencia biológica: vida media en la corriente sanguínea esde aprox 50 días.
Causa severo daño neurológico en infantes y niños.
También está asociado a un incremento en el riesgo deenfermedades cardiovasculares en adultos.
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Mercurio atmosférico
El mercurio se presenta de 3 formas en la atmósfera:
–Vapor Elemental(Hg0)
» Algo es convertido en mercurio gaseosoreactivo (Hg2+), la forma predominanteeliminada e la atmósfera medianteprecipitación.
–Divalente gaseoso (Hg(II))
–Fase particulada(Hg(p))
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Fuentes Naturales de MercurioAtmosférico
En forma natural, el mercurio existe en forma dedepósitos minerales alrededor del mundo,principalmente como cinabrio (sulfuro demercurio, HgS).
Las emisiones naturales a la atmósferageneralmente ocurren a través de actividadvolcánica y geotérmica, además de la erosión desuperficies que contienen mercurio.
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Actividad Volcánica en Costa Rica
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Fuentes Naturales vs Antropogénicas
Las fuentes naturales (ej. volcanes) sonresponsables de aprox 1 tercio de lasemisiones de Hg. Las fuentes antropogénicas (ej. Minería
y termoeléctricas de carbón) sonresponsables de aprox 1 tercio de lasemisiones de Hg. El tercio restante de las emisiones son
debidas al reciclado del Hg que ya estáen el ambiente.
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La porción de mercurio emitida por el hombre en general puede ser desglosada en:– 65% de fuentes estacionarias de combustión
(principalmente de termoeléctricas de carbón, en EUA es reponsable del 40% de la emisiones)
– 11% minería de oro– 7% fundición no ferrosa.– 6.5% producción de cemento.– 3.0% disposición de residuos.– 3.0% produccción de soda caústica.– 4.5% otras fuentes
Fuentes Naturales vs Antropogénicas
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Problema!El mercurio es un contaminante natural
del carbón.
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Mercurio Elemental: Hg(0)• Aprox 95% del Hg total en la atmósfera• No muy soluble en agua•Largo tiempo de vida en la atm. (aprox 0.5 - 1 año); distrib. globalmente
Mercurio Gaseoso Reactivo (“RGM”)• Un bajo % del Hg total en la atmósfera• Mercurio oxidado: Hg(II)• HgCl2, y otras especies.• De alguna forma definido por el método de muestreo.• Muy soluble en agua• Cortos tiempos de vida en la atm. (aprox 1 semana o menos);• Más efectos locales y regionales
Mercurio particulado (Hg(p))•Representa un bajo %.• Forma parte de la partícula.• Muchas especies desconocidas.• Tiempo de vida atmosférico moderado (tal vez 1- 2 semanas)• Efectos locales y regionales• Biodisponibilidad?
Las “tres formas” del Hg atmosférico
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CLOUD DROPLET
cloud
Primary
Anthropogenic
Emissions
Reactive Gaseous Mercury: RGM
Elemental Mercury: Hg(0)
Particulate Mercury: Hg(p)
Dry and Wet Deposition
Hg(0) oxidized to dissolved
RGM by O3, OH, HOCl, OCl-
Hg(II) reduced to Hg(0) by SO2
Re-emission of natural
AND previously deposited
anthropogenic mercury
Adsorption/
desorption
of Hg(II) to
/from soot
Hg(p)
“DRY” (low RH)
ATMOSPHERE:
Hg(0) oxidized to RGM
by O3, H202, Cl2, OH, HCl
Polar sunrise
“mercury depletion events”
Br
Upper atmospheric
halogen-mediated
heterogeneous oxidation?
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Modelación de procesos de transporte y deposición
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Mapas de flujos de deposición
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25Estimated 1999 U.S. Atmospheric Anthropogenic Mercury Emissions
Inventarios de Emisiones
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Analizadores portátiles
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Principio de funcionamiento
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Accesorios del equipo
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Muestreo de emisiones en fuentes fijas
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Muestreo de emisiones en fuentes fijas
USEPA 30A y 30B
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Muestreo en exposición laboral
NIOSH 6009
OSHA ID140
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Muestreo en exposición laboral
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Calidad del Aire Interior
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Equipamiento para atención de derrames
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MUCHAS GRACIAS
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