El arsénico

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El arsnico es un elemento natural de la corteza terrestre que en algunas regiones del mundo puede estar presente en el agua cuando sta atraviesa rocas que lo contienen en abundancia.

Los procesos que pueden dar lugar a una contaminacin natural del agua por arsnico son muy variados: reas geotermales Regiones volcnicas Acuitardos o niveles de arcillas, intercalados en acuferos detrtico que contienen minerales con arsnico Acuferos que contienen xido de hierro y manganeso, con fuerte afinidad por el arsnico La presencia de agua contaminada por arsnico adquiere mayor trascendencia en regiones con una importante actividad agrcola y ganadera, ya que el agua no slo es utilizada para el abastecimiento de ncleos de poblacin sino tambin como agua de riego y para bebida del ganado. Aunque la contaminacin del agua por arsnico destaca por presentar una importante trascendencia medioambiental pero especialmente por los efectos que sobre la salud puede acarrear este tipo de problemas.

El consumo durante periodos prolongados de agua rica en arsnico puede resultar muy peligroso para la salud humana. En poblaciones que ingieren agua potable contaminada por arsnico se han observado efectos adversos tales como cncer de piel, lesiones drmicas, neuropatas perifricas y vasculopatas perifricas ("enfermedad del pie negro") y diversos tipos de cncer (pulmn, rin, hgado y vejiga).

Por razones geolgicas naturales, en ciertas zonas del mundo el agua que beben algunas poblaciones puede contener altas concentraciones de arsnico inorgnico. As ocurre en Argentina, Formosa, Chile, Mxico, India, China, Bangladesh, Taiwn, El Salvador, Pakistn, Estados Unidos). Fuentes naturales de arsnico Segn diversos estudios realizados en Estados Unidos (acuferos detrticos en Wisconsin) una de las fuentes naturales de arsnico en las aguas subterrneas puede tener relacin con ambientes geoqumicos que requieren la presencia de pirita y arsenopirita entre sus constituyentes minerales y medios reductores. En este tipo de ambiente el arsnico inorgnico se moviliza en forma de trixido de arsnico (As2O3). Un estudio hidrogeolgico tambin apunta hacia un origen similar la procedencia del arsnico en numerosas localidades castellano-leonesas: una vez que las capas de pirita de los pozos subterrneas se ponen en contacto con el oxgeno y, al impulsar el agua desde el interior del pozo, se solubiliza el arsnico. Las grandes presiones y temperaturas a que quedan sometidas las aguas subterrneas profundas pueden originar un medio reductor con incorporacin del arsnico al agua subterrnea. Arsnico de origen antrpico La presencia de arsnico en las aguas subterrneas tambin se puede explicar como resultado de la utilizacin, a veces excesiva y sin control, de productos relacionados con actividades agrcolas, la jardinera y limpieza de malezas, como son los fungicidas, insecticidas y plaguicidas en general. Muchos de ellos tienen arsnico como compuesto txico, por que su utilizacin est indicada para erradicar plagas diversas. Las principales rutas de exposicin de las personas al arsnico son la ingesta e inhalacin. El arsnico es acumulable en el organismo por exposicin crnica y superados ciertos niveles de concentracin. Puede ocasionar afecciones como alteraciones de la piel (relajamiento de los capilares cutneos y la dilatacin de los mismos), lesiones drmicas (neoplasias de piel), vasculopatas perifricas ("enfermedad del pie negro"), adems de enfermedades respiratorias; neurolgicas ( neuropatas perifricas), cardiovasculares y diversos tipos de cncer (pulmn, rincn, hgado, vejiga y de piel). Adems, personas que ingieren de forma prolongada arsnico inorgnico, va agua de bebida, pueden presentar hiperqueratosis palmo- plantar cuya manifestacin principal es la pigmentacin de la piel y callosidades localizadas en las palmas de las manos y pies.

Hiperqueratosis plantar La toxicidad del arsnico depende de: El estado de oxidacin

La estructura qumica La solubilidad en el medio biolgico La escala de toxicidad del arsnico decrece en el siguiente orden:

Arsina (H3As) > As+3 inorgnico (arsenito) > As+ 3 orgnico > As+5 inorgnico (arsenato) > As+5orgnico > compuestos arsenicales y arsnico elemental La toxicidad por arsnico puede ocurrir en dos formas: toxicidad aguda y toxicidad crnica. La toxicidad aguda es la consecuencia de la ingesta de alto contenido de arsnico en un tiempo corto y la toxicidad crnica es el resultado de la ingesta de pequeas cantidades de arsnico en un largo periodo de tiempo. La toxicidad aguda de compuestos de arsnico en el ser humano es funcin de la capacidad de asimilacin del cuerpo humano. La arsina es considerada la forma ms txica, seguida del arsenito, de arsenatos y los compuestos orgnicos de arsnico. La dosis letal para adultos est en el rango de 1-4 mg /kg del peso corporal (trixido de diarsnico). La toxicidad del arsenito es 10 veces superior a la del arsenato. La dosis letal 50 de trixido de arsnico (As2O3) es de 2 a 3 microgramos por kilo de peso corporal, aunque en ocasiones cantidades considerablemente mayores no han causado la muerte debido a su expulsin inmediata por medio de vmitos originados por la gran irritacin gstrica. Las combinaciones orgnicas de arsnico liberan lentamente el txico y no producen, en general, intoxicaciones agudas, salvo casos especiales. La inhalacin de arsenina causa la muerte en pocos minutos si se encuentra en cantidad de 5 mg./m3 de aire. La concentracin mxima permitida de este compuesto en un ambiente industrial es de 0,05 ppm. En los alimentos se puede admitir hasta 3,5 ppm. En el tabaco se ha encontrado hasta 13 ppm, provenientes de los plaguicidas usados en la planta de tabaco. En el organismo humano el arsnico elemental ingestado se observe lentamente pero luego es eliminado por va urinaria, heces, sudor y epitelio de la piel (descamacin). El rin elimina rpida y completamente el As+5 y arsnico orgnico. En cambio el tracto intestinal absorbe rpidamente los compuestos solubles de arsnico. El tiempo de vida media del arsnico inorgnico en el ser humano es de 2 a 40 das.

Fuente de agua contaminada por arsnico. Bangladesh.

Algunos estudios de toxicidad del arsnico indican que muchas de las normas actuales basadas en las guas de la OMS son muy altas, y plantean la necesidad de reevaluar los valores lmites basndose en estudios epidemiolgicos; por ejemplo, en Taiwan estiman que el lmite se debe reducir de 0,02 mg/l a 0,0005 mg/l. En otros casos, podran aumentarse dichos valores de acuerdo a las condiciones regionales. En Amrica Latina ha podido apreciarse que a niveles similares de arsnico en diferentes condiciones (climatolgicas, de nutricin y otros) el nivel de afectacin es diferente. En la siguiente tabla se muestran los valores gua para arsnico establecido por varias agencias reguladoras. Pas / Organizacin Argentina (Codigo Alimentario) Canad USA(USEPA, Agencia Ambiental de USA) Francia Repblica Federal de Alemania Organizacin Mundial de la Salud (OMS) Unin Europea India China Taiwn de Proteccin Nivel de contaminacin mximo ( g/l) 50 25 Nivel Mximo de Contaminacin 50 * 50 40 ** Valor Gua Provisional 10 Concentracin Mxima Admisible (MAC) 10*** 50 50 50

* USEPA ha estado considerando disminuir los valores a 0,002 - 0,020 mg/l ** Este valor disminuy a 0,010 mg/l en 1996 *** La Directiva 98/83/CE ha reducido el nivel mximo a 10 g/l.

Analtica para el agua potable. La OMS en las Guas de Calidad para el Agua Potable (1993) reduce el valor gua de arsnico en agua de 50 g/ l a un valor provisional de 10 g/ l, basndose en un estudio realizado por el Foro de Evaluacin de Riesgo de la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) en 1986 sobre evaluacin de riesgo. La USEPA estim el riesgo de contraer cncer de piel a partir de un importante estudio epidemiolgico realizado en Taiwan donde se observaron ms de 40.000 personas que consuman agua proveniente de pozos artesianos con altos contenidos de arsnico, en un rango de 10 a 1820 g/l, estando los valores ms frecuentes entre 400 a 600 g/ l. La Agencia de Proteccin Ambiental de Estados Unidos (USEPA) clasifica al arsnico como cancergeno en el grupo A debido a la evidencia de sus efectos adversos sobre la salud. La exposicin a 0,05 mg/l puede causar 31,33 casos de cncer de piel por cada 1.000 habitantes. La USEPA ha considerado bajar el lmite mximo de aceptacin de 0,050 mg/l, a 0,010-0,020 mg/l. El Centro Internacional de Investigaciones sobre cncer ha clasificado al arsnico en el grupo I porque tienen pruebas suficientes de la carcinogenicidad para seres humanos. En los ltimos aos se advierte una tendencia general en pases industrializados a reducir los lmites mximos permitidos de arsnico en agua de bebida, debido al riesgo carcinognico del mismo para el ser humano en piel y algunos rganos internos ( pulmn, hgado, rin y vejiga). Intoxicacin por ingestin de agua contaminada por arsnico Entre los efectos txicos por consumo de agua con altos contenidos de arsnico pueden mencionarse: hiperpigmentacin, hiperqueratosis, enfermedad del Black Foot (escoriaciones oscuras en los pies) gangrena y cncer de piel, cirrosis, hemoangioendotelioma, problemas de readsorcin renal, inhibicn de la sntesis de la porfirina, afectacin a los glbulos blancos, abortos espontneos, neuropata perifrica, parlisis, prdida de la audicin, inhibicin de algunas enzimas, inhibicin de la fosforilacin oxidativa y de la reparacin del ADN, daos al intestino. Por razones geolgicas naturales, en ciertas zonas del mundo el agua que beben algunas poblaciones puede contener ms arsnico inorgnico del habitual. Existen numerosos casos, ya desde los aos 70, que delatan los efectos txicos de una exposicin prolongada al arsnico. Notables son los casos de Bangladesh (1978) y del Oeste de Bengala en los que un milln de pozos se vieron contaminados con arsnico y ms de 200.000 personas se vieron afectadas, e incluso murieron por cncer. Tambin en China, Taiwn, Pakistn y en varios pases de Amrica Latina (Argentina, Chile, Per, Mxico, El

Salvador) por lo menos cuatro millones de personas beben en forma permanente agua con niveles de arsnico que ponen en riesgo su salud (por encima de 1 mg/l).

India y Bangladesh: dos pases muy afectados por problemas de agua contaminada por arsnico. En India existen alrededor de 6 millones de personas expuestas al arsnico, de las cuales ms de 2 millones son nios. En Estados Unidos ms de 350.000 personas beben agua cuyo contenido es mayor que 0,5 mg/l de arsnico, y ms de 2,5 millones de personas estn siendo abastecidas con agua con tenores de arsnico mayores a 0,025 mg/l, especialmente aquellos que se abastecen de pozos privados no analizados por la USEPA. La ingestin permanente de aguas contaminadas por sales de arsnico origina el llamado hidroarsenicismo crnico regional endmico (HACRE), muy frecuente en numerosas regiones del planeta. Hidroarsenicismo crnico regional endmico Argentina, junto a Chile son dos de los pases del continente Sudamericano con ms problemas por contaminacin natural del agua por arsnico. En Argentina los habitantes de las provincias de San Luis, Crdoba, Santiago del Estero, Chaco y La Pampa padecen una enfermedad conocida como HACRE (hidroarsenicismo crnico regional endmico). La causa: la ingestin permanente de agua contaminada por arsnico que produce lesiones demartolgicas. El arsnico de estas aguas tiene un origen natural. Se asocia el origen de esta enfermedad con el consumo de agua con altas concentraciones en arsnico a lo que se une el excesivo calor de estas zonas. Estos dos factores hacen que los adultos de estas regiones contraigan lesiones irreversibles que les incapacitan para el trabajo, incluso, ocasionalmente, les puede provocar la muerte. Los primeros sntomas suelen aparecer entre la pubertad y la edad adulta, aunque puede aparecer en edad escolar. El curso de la enfermedad puede ser dividido en 4 etapas, que pueden sucederse unas a otras o bien superponerse: Perodo hiperhidrtico: las palmas y plantas presentan una descamacin furfurcea acompaada de prurito, disestesias y sudor, con el mismo aspecto de una dishidrosis inespecfica. Perodo hiperqueratsico: engrosamientos epidrmicos difusos, en las mismas zonas palmoplantares (callosidades difusas, globos crneos circunscriptos, raras veces cuernos epiteliales y otras deformaciones intercaladas por zonas de piel que suele fisurarse y ulcerarse, y a su vez infectarse) con intenso dolor. Dificultades para realizar tareas manuales e incluso para caminar.. El pelo se vuelve ralo y quebradizo y surgen lesiones ungueales.

Perodo melanodrmico: aparecen manchas que comienzan en el tronco y se extienden sin afectar las mucosas. Este trastorno puede no aparecer en el curso de la enfermedad. Perodo final: algunas de las lesiones ulceradas de la piel terminan por transformarse en carcinomas (cncer de Hutchinson). Es uno de los pocos cnceres con etiologa conocida. Otros enfermos sufren cambios degenerativos e inflamatorios crnicos: hepatosis, nefrosclerosis, polineuritis con sus secuelas, cardiopatas y consuncin general, exponindose a que cualquier proceso intercurrente produzca la muerte. Usado como veneno es de difcil diagnstico puesto que simula una enfermedad gastrointestinal con episodios sucesivos. Se obtiene como producto secundario en la produccin y refinacin de cobre, plomo, zinc, estao y oro. Mxico produce 20 por ciento de todo el arsnico mundial. Actualmente el arsnico se usa comercial e industrialmente como un agente en la fabricacin de transistores, lser y semiconductores, as como tambin en la fabricacin de vidrio, textiles, papeles, adhesivos de metal, preservantes de alimentos y madera, municiones (con el plomo permite la fabricacin de perdigones), procesos de bronceado, diseccin de animales y conservacin de pieles y en la industria de curtidura y peletera. Tambin se aplica en la elaboracin de insecticidas, herbicidas, raticidas, fungicidas, etc., aunque cada vez se utiliza menos con estos fines. Algunas sales de arsnico de tono verde se utilizan especialmente como colorante de ciertas pinturas y papeles, en cermica y vidriera. Por ltimo, los compuestos orgnicos trivalentes del arsnico (sulfarsenol, amebarsone, cacodilatos, etc.) y sus formas inorgnicas (arsenito de sodio y de potasio) son usados para la elaboracin de productos farmacuticos (por ejemplo para el tratamiento de enfermedades de la piel como la psoriasis). En odontologa se usa para destruir la pulpa dentaria. http://www.youtube.com/watch?v=6cJ52SlL7IM&feature=related