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Solución de raíz
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El uso de macrófitas flotantes surge como buena opción para el abatimiento de arsénico del agua subterránea. Así lo comprobaron en Argentina.
Revista Nº 86 mayo-junio 2007
No es por provocar temor, pero el arsénico (As) es uno de los elementos naturales más tóxicos que se encuentran en la corteza terrestre, donde está presente en abundancia.
Es que dependiendo si está en estado orgánico o inorgánico, y de la dosis, puede ocasionar desde náuseas y vómitos hasta la muerte de personas, pasando por la reducción de la producción de glóbulos rojos y blancos, ritmo cardíaco anormal y una sensación de hormigueo en las manos y los pies, entre otras patologías y síntomas.
Aunque aparezca como un contrasentido, el arsénico también es un elemento muy importante para la vida y su deficiencia puede derivar en diversas complicaciones de salud. De hecho, se recomienda ingerirlo en una proporción de entre 12 y 15 μg en alimentos como carnes, pescados, vegetales y cereales.
También tiene diversas aplicaciones, destacando como preservante de la madera, semiconductor, agroquímico y aditivo en aleaciones de plomo y latones.
En América y Argentina
La presencia de arsénico como contaminante natural en agua subterránea, utilizada para bebida humana y animal, es un problema que afecta a extensas regiones de América e involucra a distintos países, como Argentina, México, Perú, Bolivia, Estados Unidos, Canadá, Nicaragua, El Salvador, Brasil y, por supuesto, Chile.
En el norte de nuestro país, especialmente en la I y II Regiones, este químico está presente de manera natural en diferentes formas: en la tierra, agua, hortalizas y productos marinos. Y también en el aire, a causa de algunos procesos industriales, como parte del material particulado.
Se estima que en América Latina por lo menos cuatro millones de personas están expuestas a elevadas concentraciones de arsénico a través del agua de bebida. Por lo general, la población rural dispersa es la más afectada por este problema debido a la falta de acceso a fuentes seguras de agua potable.
A diferencia de la contaminación por actividades humanas, que produce normalmente un impacto de carácter localizado, las concentraciones elevadas de As de origen natural afectan a grandes áreas. En Argentina, distintas zonas de la llanura Chacopampeana se encuentran afectadas por altos niveles de arsénico en agua subterránea, el cual se asocia al vulcanismo terciario y cuaternario en la Cordillera de los Andes, fenómeno que tuvo como consecuencia la aparición de suelos arseníferos.
De acuerdo a un informe emitido por dos académicos del Centro de Estudios Transdisciplinarios del Agua de la Universidad de Buenos Aires (CETAUBA), Cintia Fontecoba y Alejo Pérez -que resumimos a continuación-, se estima que en el país trasandino la población expuesta al consumo de agua con elevado contenido de As es de 2 millones de habitantes.
La región afectada comprende las provincias de Salta, La Pampa, Córdoba, San Luis, Santa Fe, Buenos Aires, Santiago del Estero, Chaco, Tucumán, Mendoza, Jujuy y San Juan. En esta zona, el principal problema de salud pública, producido por la ingesta de dosis variables de As durante largos períodos de tiempo, es el Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico (HACRE). Este se asocia a varios efectos crónicos, sobresaliendo alteraciones de la piel como melanosis, queratosis y cáncer.
El tiempo que tarda en manifestarse esta patología es variable y se relaciona con el estado de salud de la persona, sensibilidad individual, estado nutricional, ingesta diaria, concentración de arsénico en el agua de consumo y tiempo de exposición.
Generalmente transcurren varios años hasta la aparición de los signos clínicos. Entre los efectos del As sobre la salud humana también se ha descrito su relación con la aparición de cáncer de vejiga, riñón y pulmón; enfermedades de los vasos sanguíneos de las piernas y pies; y posiblemente diabetes, hipertensión arterial y trastornos reproductivos.
Más Allá de los Límites
Una de las regiones de Argentina más afectadas por la presencia de elevadas concentraciones de arsénico en agua subterránea es el sudeste de la provincia de Córdoba.
En trabajos previos realizados por la Universidad de Buenos Aires en esa región se estudiaron los niveles de As en el agua de bebida animal y en leche cruda en establecimientos lecheros. Su concentración en las muestras de agua provenientes de perforaciones de la capa freática (3 a 15 metros de profundidad), superó en la mayoría de los casos los límites recomendados para agua de bebida animal.
Si bien la principal exposición a este elemento en la zona se da a través del agua de bebida, es importante considerar también a los alimentos como vía de exposición al arsénico, principalmente por transferencia a través de la cadena agroalimentaria, en especial a productos de consumo humano como la leche y derivados.
En el país vecino, los centros urbanos suelen contar con servicios de provisión de agua que, teóricamente, cumplen con los requisitos de potabilidad. Sin embargo, la situación de la población rural dispersa es crítica, ya que consume agua sin ningún tratamiento y desconoce el riesgo al que está expuesta.
Las estrategias más comunes de mitigación comprenden la utilización de pozos no contaminados o que lo están menos, la sustitución por otras fuentes de agua (superficial o agua de lluvia) y la remoción de arsénico del agua.
Existen alrededor de 14 tecnologías para remover esta sustancia del agua, con eficiencias que varían entre 70 y 99%. Los métodos de coagulación-floculación y ablandamiento con cal son los más usados en grandes sistemas y no exclusivamente para remover arsénico. En pequeños sistemas puede aplicarse el intercambio iónico, alúmina activada, ósmosis inversa, nanoflitración y electrodiálisis inversa.
En los últimos años se han desarrollado las llamadas fitotecnologías, las cuales implican el uso de plantas acuáticas para la remoción de metales tóxicos del agua. En este caso el principal mecanismo de captación de metales es la adsorción a través de las raíces.
Las macrófitas flotantes, en especial las variantes Lemna minor y Spirodela intermedia, han sido utilizadas exitosamente por el CETAUBA para la remoción simultánea de metales pesados del agua. A continuación, presentamos los resultados que ha obtenido este plantel en el abatimiento de arsénico del agua.
Materiales y Métodos
Las especies de macrófitas flotantes utilizadas se recolectaron en lagunas pampásicas de la provincia de Buenos Aires. Una vez en el laboratorio, las plantas se lavaron con agua destilada para eliminar restos de residuos sólidos de la laguna y se colocaron en reactores con el agua de la laguna correspondiente, previamente escurridas y pesadas (25 g. aprox. en cada reactor), recibiendo por día 8 horas de luz fluorescente.
Bajo condiciones de laboratorio, a pH entre 7 y 7.5, se ensayaron las siguientes concentraciones de As en el agua para ambas especies: 0,5, 1 y 2 mg/l. Las experiencias se realizaron por duplicado para todas las concentraciones. Para cada especie se utilizaron como blanco reactores con macrófitas, donde no se adicionó arsénico al agua.
Además se ocuparon controles para cada una de las concentraciones, sin agregarse macrófitas al agua con concentración conocida de arsénico.
Previo a la colocación de las plantas en los reactores, se incorporó en cada reactor el volumen de arsénico correspondiente para cada concentración, utilizándose una solución con una dosis final de As de 1 mg/ml.
Las muestras de agua (10 ml) de cada uno de los reactores se tomaron a distintos tiempos: 0, 2, 4, 6, 24 hrs. y 3, 6 y 13 días. La concentración de arsénico en todas ellas se obtuvo mediante espectrofotometría de emisión atómica utilizando un Espectrofotómetro de Emisión Atómica por Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP). Las determinaciones fueron realizadas por duplicado, siendo el error relativo < 1.0% en todos los casos.
Resultados y Discusiones
De acuerdo con los resultados obtenidos de concentración de As en el agua, se calcularon los porcentajes de remoción para cada una de las especies estudiadas, pudiendo observarse que para Lemna minor estos porcentajes estuvieron en el rango 38-52%.
En cambio, para Spirodela Intermedia los porcentajes obtenidos fueron prácticamente nulos, debido a que la concentración de As en los reactores prácticamente se mantuvo sin variaciones a lo largo de la experiencia. Este hecho podría deberse a que esta especie no posee verdaderas raíces y, por lo tanto, no sería eficiente para la remoción de arsénico del agua.
El porcentaje de remoción más alto (52%) al finalizar la experiencia se alcanzó cuando la concentración de arsénico en el agua fue de 0.5 mg/l. Para las demás concentraciones el nivel de remoción fue menor.
Este tipo de metodología se utilizó para la remoción simultánea de metales pesados del agua, siendo ambas especies más eficientes para eliminar plomo, manganeso y zinc. En el gráfico se muestran los porcentajes de remoción de metales pesados del agua en comparación con los obtenidos para arsénico utilizando las especies Lemna minor y Spirodela intermedia, cuando la concentración de los metales y de arsénico en el agua fue de 1 mg/l.
Las macrófitas estudiadas resultaron altamente efectivas en la remoción de metales pesados del agua en comparación con los porcentajes obtenidos para el arsénico.
Lemna minor mostró una mayor remoción de arsénico del agua en las primeras 24 horas de la experiencia (22-25%), para todas las concentraciones ensayadas. Luego la cantidad de arsénico removido fue disminuyendo gradualmente hasta el final de la experiencia.
Carencia de Recursos
A modo de resumen, cabe decir que para afrontar la problemática del agua de bebida se debe tener en cuenta las características de las fuentes, la adecuación del agua, su forma de distribución y/o consumo y las variantes de la tecnología a emplear, sobre la base de las características propias del lugar.
En los países de América Latina existe experiencia y capacidad para el desarrollo de tecnologías, pero limitada por la carencia de recursos financieros y sobre todo de políticas de estado que faciliten y orienten el desarrollo de éstas, de manera de lograr la solución efectiva de los problemas o satisfacer las necesidades existentes.
En Argentina, hay extensas zonas que por sus características edafoclimáticas poseen excelentes aptitudes agropecuarias, pero que no son aprovechadas debido, principalmente, a la calidad del recurso hídrico disponible.
En el ámbito rural, el agua subterránea constituye la principal fuente de abastecimiento para consumo humano y animal. La utilidad de este recurso es función directa de su composición química y de su accesibilidad, constituyendo el nutriente más requerido, en cantidad, para la producción de carne y leche bovina y caprina.
En ese contexto, el uso de plantas acuáticas para la remoción de arsénico del agua constituye un método efectivo, de fácil implementación y particularmente económico con posibilidad de utilizarlo en zonas de población rural dispersa, que en el país trasandino es la comunidad más afectada por este problema.
Los resultados obtenidos alientan a profundizar las investigaciones en el uso de macrófitas acuáticas para la remoción de elementos tóxicos del agua, que plantean serios problemas al medio ambiente y son peligrosos para la salud humana.
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