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CONTAMINACION EN SUELOS. Nombre del contaminante: ARSÉNICO. PROPIEDADES QUÍMICAS DEL ARSÉNICO El arsénico es un elemento perteneciente al grupo V-A de la tabla periódica, de número atómico 33 y peso atómico 74,92.Se presenta en estado sólido principalmente en forma de sulfuros. Por su posición en dicho grupo, muestra propiedades intermedias entre los metales y los no metales (metaloide), aunque por su electronegatividad y energía de ionización predominan las características de no metal y forma más fácilmente aniones que cationes. Por su posición en la tabla periódica, este elemento presenta un comportamiento químico similar al del fósforo, hecho que conlleva múltiples implicaciones tanto a nivel edáfico como sobre la toxicidad del arsénico para las plantas. [1] El arsénico se suele unir covalentemente con la mayoría de metales y no metales y puede formar parte de moléculas orgánicas estables. Los estados de oxidación del As más comunes son -3, 0, +3 y +5. Las arsinas y las metilarsinas se corresponden con el estado de oxidación -3 y son inestables en condiciones oxidantes. El arsénico elemental se forma por la reducción de los óxidos de arsénico. El arsénico con numero de oxidación +3, que se produce en las actividades de fundición, puede ser oxidado catalíticamente o por bacterias a pentaóxido de arsénico, As+5 o a ácido ortoarsénico, H3AsO4. [1] Es un metaloide que puede presentarse en tres estados alotrópicos: gris, negro y amarillo. El más estable es el gris, como una masa cristalina, de aspecto metálico, brillante y frágil. El estado negro es un polvo amorfo que a 360ª se convierte al estado gris. El arsénico amarillo es una forma cristalina meta estable que se oxida a temperatura ambiente por la acción del aire y revierte al estado gris por la acción de la luz. Los compuestos más utilizados en la industria son el anhídrido arsénico, arseniato de calcio, tricloruro de arsénico y los arsenitos. El arsénico no es insoluble agua, pero sí en los ácidos fuertes. Los minerales más corrientes de arsénico en la naturaleza son los sulfuros (rejalgar, aropimente, etc.) [6] FUENTES NATURALES DE ARSÉNICO (FONDO GEOQUÍMICO) Las fuentes de origen natural engloban aquellas que implican el aporte sin intervención humana significativa. Incluso antes de que las actividades humanas tuvieran efectos sobre los ciclos de los elementos, el arsénico estaba presente en la corteza terrestre,

suelos, sedimentos, aguas, aire y organismos. Por regla general estas fuentes dependen íntimamente de la geoquímica de un emplazamiento (de su litología principalmente y de las vías de dispersión). El fondo geoquímico de una sustancia sería la concentración de la misma en un emplazamiento determinado atendiendo solamente a las fuentes naturales. La concentración de As en suelos suele estar por debajo de 40 ppm y el fondo geoquímico depende de las distintas litologías, cuya concentración de arsénico varía de una a otra. Los depósitos de arsénico en algunos materiales de la corteza terrestre son importantes y fruto de ello encontramos litologías en las que la concentración de As es elevada, suponiendo una importante fuente para el ambiente colindante. Son especialmente altos los valores de arsénico en determinadas litologías ricas en arsenopirita, donde la concentración de As puede alcanzar más de 10000 ppm (1%). En estas zonas podría existir riesgo tanto para la salud y como para el ecosistema, por lo que habría que aplicar medidas de gestión del emplazamiento si fuesen necesarias. En algunos emplazamientos, la actividad volcánica también puede ser otra fuente importante de arsénico. [1] En el entorno natural, el arsénico está presente en cantidades bastante abundantes en la corteza terrestre y en cantidades más reducidas en la roca, el suelo, agua y el aire. Está presente en numerosos minerales. Alrededor de un tercio del arsénico presente en la atmósfera proviene de fuentes naturales, por ejemplo de los volcanes, y el resto proviene de actividades humanas. Cuando hay contaminación geológica natural, se pueden encontrar altos niveles de arsénico en el agua de bebida que proviene de pozos profundos. [7] FUENTES ANTROPOGÉNICAS DE ARSÉNICO. La producción mundial de arsénico se estima entre 75 y 100 ·

103

toneladas

anuales. Las principales actividades humanas fuentes de As son la minería, la siderurgia, la agricultura, la silvicultura, las plantas de tratamiento de combustibles fósiles, los desechos urbanos y la ganadería. En los procesos de minería y siderurgia el arsénico se presenta frecuentemente como un subproducto con poco mercado, lo que ocasiona que se convierta en residuo. Se presentan concentraciones elevadas de As en las cercanías de los escombros mineros (hasta 3% As), que decrece rápidamente con la distancia a dichos escombros. La formulación de numerosos plaguicidas, fungicidas y biocidas utilizados para controlar enfermedades en cultivos tanto agrícolas como forestales solían contener As. A su vez, algunos fertilizantes

pueden suponer un aporte de arsénico al suelo. Los residuos urbanos que derivan en la obtención de lodos de depuradora y compost, que son usados ocasionalmente como enmiendas orgánicas de suelos, pueden contener arsénico en cantidades variables. Por último, los combustibles fósiles contienen también concentraciones de arsénico que pueden provocar a largo plazo un enriquecimiento en la zona afectada por los gases originados en la combustión. Todo ello provoca una liberación del elemento al ambiente y puede enriquecer los suelos en As. [1] Algunos procesos industriales tales como la minería, la fundición de metales o las plantas eléctricas de carbón contribuyen a que haya arsénico en aire, agua y suelo. El uso de arsénico en algunos pesticidas agrícolas y en algunos productos químicos que sirven para conservar la madera, también resulta en contaminación ambiental. [7] DINÁMICA DEL ARSÉNICO EN EL SUELO. El suelo es un sistema vivo y dinámico, heterogéneo en su estructura y funciones biológicas, aunque homogéneo en su equilibrio). Sus principales componentes son las partículas minerales, las orgánicas, los organismos que en él viven (desde microrganismos a plantas y vertebrados), el agua y los gases. El suelo es en muchos países el principal recurso natural del que dependen la agricultura, la ganadería y, por tanto, la alimentación. Podríamos decir que el suelo se encuentra en la interfase entre biotopo y biocenosis, pero también entre litosfera, hidrosfera y atmósfera. Es un componente clave en el ecosistema que regula y gobierna las relaciones entre sus componentes, de modo que tiene un papel fundamental en los ciclos biogeoquímicos de los elementos y el agua. Más allá de ser el soporte físico en el que se desarrolla la actividad sobre la tierra, el suelo había sido ignorado hasta hace poco tiempo a pesar de ello su importancia. Entre las funciones del suelo podemos citar estas como las más importantes: producción de biomasa, regulación ambiental, reciclaje de materias primas, hábitat para organismos, reserva genética, sustento físico para la actividad, fuente de materias primas y agua, preservación de la herencia cultural. El concepto calidad del suelo estaría relacionado con estas funciones y podría definirse como “la capacidad del suelo para funcionar dentro de los límites de su ecosistema, con el fin de mantener la productividad biológica, calidad ambiental y promover la salud de los seres vivos”. Por otro lado, el término degradación del suelo sería la reducción de la capacidad actual y/o futura del suelo para producir, en términos de calidad o cantidad, bienes y servicios La degradación puede ser también química (contaminación, acidificación,

salinidad…), física (erosión, compactación…) o biológica (entrada de patógenos o especies invasoras…). Un tipo de degradación del suelo al que se viene prestando gran interés por su magnitud e importancia en alimentación y salud del ecosistema sería la contaminación por compuestos químicos. Estos compuestos pueden ser tanto orgánicos como inorgánicos. Los indicadores de la calidad del suelo se ven afectados por la presencia de elementos traza y así su determinación se ha utilizado en investigación para establecer grados de contaminación y de recuperación de las funciones de un suelo después de haber recibido un impacto. La presencia de distintas especies de arsénico en suelos es capaz de comprometer su calidad y por tanto modificará todos estos parámetros en función del grado de riesgo que presente para el suelo. Como se ha descrito anteriormente, la presencia de arsénico en el suelo debida a su abundancia en la corteza terrestre suele ser detectable por diversos métodos analíticos. Algunos autores han propuesto concentraciones de fondo de As en suelo de hasta 10-40 mg kg-1 en zonas sin anomalías litológicas, estimándose una concentración media en la pedosfera de 5-8 mg kg-1. En Andalucía se han descrito valores de hasta 33 mg kg-1 As, aunque dependiendo del horizonte, tipo de suelo y litología. Singularmente existen zonas que por motivos naturales o antropogénicas muestran niveles extraordinariamente altos de arsénico en suelos, con unas concentraciones entre 0,1 y 2% de As en los suelos. . En la legislación ambiental suelen utilizarse los niveles de arsénico total como criterio para estudiar el As en el suelo (que son los que se han estado detallando hasta ahora en este documento). Sin embargo, en numerosas ocasiones se ha comprobado como el contenido total de un elemento traza extraído mediante digestiones ácidas es un pobre indicador de su movilidad, potencial trasferencia y riesgo. Otro aspecto a tener en cuenta en el estudio de la presencia de As en los suelos es la gran heterogeneidad con la que suele aparecer, de modo que habrá zonas con altas concentraciones de arsénico colindantes con otras mucho menos afectadas. Esos puntos calientes de contaminación deben ser identificados ya que serán los más problemáticos en la gestión. Varios autores han descrito niveles de As mayores en los horizontes superficiales, lo que indicaría una contaminación posterior a la génesis del suelo. Pero este fenómeno dependerá obviamente de la fuente y del modo en que se produzca la entrada de arsénico al suelo. En una revisión realizada por Fitz y Wenzel (2002) se describe que en la Unión Europea podrían existir 1,4 millones de suelos contaminados (teniendo en cuenta que en el momento del estudio solo estaba formada por 15 de los 27 estados actuales) por metales, metaloides y/o compuestos orgánicos. Además,

estos autores estiman que en EEUU en torno al 41% de los suelos incluidos en el catálogo de contaminados como mínimo lo era a causa del As y que en Australia existen 10000 suelos contaminados por As. Algunos de estos suelos comprenden extensas áreas de afección, es decir, existen zonas contaminadas por As a gran escala. Otros países como Rusia, China y la India probablemente también tengan una gran cantidad de suelos contaminados. Como regla general en suelos es más abundante la presencia de arsénico inorgánico, siendo As(V) dominante en suelo bajo condiciones aerobias. Cabe destacar en este punto que es frecuente que los suelos contaminados por As contengan también otros contaminantes tanto inorgánicos como orgánicos. Esto es debido a que las fuentes que provocan la contaminación de As pueden emitir también otros elementos, como por ejemplo Fe, Mn, Zn, Cd, Cu o Pb. Así, la agricultura y silvicultura pueden aportar Cu o Cd además de As en abonos y fitosanitarios, la minería metálica suele presentar Cu, Zn o Cd asociado al As o los lodos de depuradora presentan compuestos orgánicos, metales pesados y As en ocasiones. Por tanto la contaminación suele presentarse de forma multielemental en el suelo. [1] TOXICIDAD La presencia de arsénico dentro de las células vegetales tiene efectos fisiológicos negativos para la planta que originan una serie de respuestas (síntomas de toxicidad) que han sido objeto de numerosos estudios recientes. Por regla general, los efectos negativos de un elemento se reflejan cuando su concentración sobrepasa un determinado umbral o nivel tóxico. Existen numerosos parámetros que permiten estudiar la toxicidad de un elemento para un organismo vivo o para algún proceso fisiológico: - NOEC: concentración que no provoca efectos observables. El PNEC es la concentración prevista que no produce efectos. - EC50: concentración de un tóxico que produce el 50% del efecto máximo. En el caso del arsénico, la función biológica en las plantas se desconoce, aunque si se han descrito efectos positivos a bajas dosis de arseniato. La causa de estos efectos positivos no ha sido aún establecida, por un lado podría atribuirse al propio As, pero muchos autores lo han atribuido a un incremento un aumento en la absorción de P por la planta asociado a las bajas dosis de As. El arsenito es por lo general más tóxico que el arseniato, debido parcialmente a su mayor solubilidad y movilidad. [1]

El arsénico es considerado como uno de los 5 elementos ( As, Cd, Cr, Hg y Pb) mas tóxicos de la tierra y se encuentra ampliamente distribuido en minerales naturales de la corteza terrestre, además, es considerado veneno de carácter protoplasmático que actúa por inhibición de los sistemas enzimáticos, por lo que es responsable de enfermedades cancerígenas en virtud de que es capaz de formar complejos con grupos tioles de las proteínas inhibiendo la competición del piruvato oxidasa por dichos grupos y es capaz de pasar a través de la placenta al sistema metabólico de los fetos. [3] Actualmente se sabe que la toxicidad del arsénico se manifiesta por cambios cutáneos, hepáticos, neurológicos, hematológicos, cardiacos y hasta la muerte, además es acumulativo y sólo es expulsado del cuerpo en forma gradual a través de orina, pelo, uña y piel; por consiguiente los pacientes que sufren de envenenamiento con este elemento presentan diferente sintomatologías que pude ir desde anorexias, diarrea y náuseas hasta melanosis, leuco-melanosis, queratosis, hiperqueratosis, gangrena cáncer de piel, entre otros. [3]

ANTECEDENTES HISTORICOS: A lo largo de la historia el uso del arsénico y sus compuestos ha estado ligado a las actividades humanas. El As es conocido popularmente desde la antigüedad por su uso criminal. Con esta finalidad se usaba principalmente el anhídrido arsénico, ya que carece de sabor y olor y se mezcla fácilmente con los líquidos, bebidas o alimentos sin que a victima se aperciba del mismo. [8] Los compuestos arsenicales tienen una larga historia como agentes medicinales y venenosos, Su uso medicinal fue descrito desde el año 400 A.C por Hipócrates, quien recomendó la aplicación de una pasta de rejalgar (AsS) para tratar úlceras cutáneas. Durante la Edad media, las propiedades tóxicas del arsénico fueron muy utilizadas y el arsénico blanco (trióxido de arsénico) fue el veneno de elección, por su alta toxicidad. Durante la primera guerra mundial, se desarrollaron y utilizaron como armas químicas los gases arsenales, entre ellos el gas Lewisita (clorovinil-dicloroarsina), que es un potente agente vesicante, irritante local y toxico sistémico. A principios de este siglo, los arsenicales orgánicos se emplearon para combatir enfermedades como la tripanosomiasis y la sífilis y, algunos compuestos de arsénico inorgánico, para el tratamiento de enfermedades cutáneas crónicas, anemia, leucemia y enfermedades pulmonares. Su uso medicinal está actualmente limitado a casos avanzados de la enfermedad del sueño y como componente de drogas antiparasitarias de uso tópico. [4] EFECTOS AMBIENTALES Y SOBRE LA SALUD DEL ARSÉNICO El arsénico es uno de los más tóxicos elementos que puede ser encontrado. Los humanos pueden ser expuestos al arsénico a través de la comida, agua y aire. La exposición puede también ocurrir a través del contacto con la piel con suelo o agua que contenga arsénico. Los niveles de arsénico en la comida son bastante bajos, no es añadido a su toxicidad, pero los niveles de arsénico en peces y mariscos puede ser alta, porque los peces absorben arsénico del agua donde viven. La exposición al arsénico inorgánico puede causar varios efectos sobre la salud, como es irritación del estomago e intestinos, disminución en la producción de glóbulos rojos y blancos, cambios en la piel, e irritación en los pulmones. Es sugerido que la toma de significantes cantidades de Arsénico inorgánico puede intensificar las posibilidades de desarrollar cáncer, especialmente las posibilidades de desarrollo de cáncer de piel, pulmón, hígado, linfa. A exposiciones muy altas de Arsénico inorgánico puede causar infertilidad y abortos en mujeres, puede causar perturbación de la piel, pérdida de la

resistencia a infecciones, perturbación en el corazón y daño del cerebro tanto en hombres como en mujeres. Finalmente, el Arsénico inorgánico puede dañar el ADN. El Arsénico orgánico no puede causar cáncer, ni tampoco daño al ADN. Pero exposiciones a dosis elevadas puede causar ciertos efectos sobre la salud humana, como es lesión de nervios y dolores de estómago. El Arsénico puede ser encontrado de forma natural en la tierra en pequeñas concentraciones. Esto ocurre en el suelo y minerales y puede entrar en el aire, agua y tierra a través de las tormentas de polvo y las aguas de escorrentía. El Arsénico es un componente que es extremadamente duro de convertir en productos soluble en agua o volátil. En realidad el Arsénico es naturalmente específicamente un compuesto móvil, básicamente significa que grandes concentraciones no aparecen probablemente en un sitio específico. Esto es una buena cosa, pero el punto negativo es que la contaminación por Arsénico llega a ser un tema amplio debido al fácil esparcimiento de este. El Arsénico no se puede movilizar fácilmente cuando este es inmóvil. Debido a las actividades humanas, mayormente a través de la minería y las fundiciones, naturalmente el Arsénico inmóvil se ha movilizado también y puede ahora ser encontrado en muchos lugares donde ellos no existían de forma natural. El ciclo del Arsénico ha sido ampliado como consecuencia de la interferencia humana y debido a esto, grandes cantidades de Arsénico terminan en el Ambiente y en organismos vivos. El Arsénico es mayoritariamente emitido por las industrias productoras de cobre, pero también durante la producción de plomo y zinc y en la agricultura. Este no puede ser destruido una vez que este ha entrado en el Ambiente, así que las cantidades que hemos añadido pueden esparcirse y causar efectos sobre la salud de los humanos y los animales en muchas localizaciones sobre la tierra. Las plantas absorben Arsénico bastante fácil, así que alto rango de concentraciones pueden estar presentes en la comida. Las concentraciones del peligroso Arsénico inorgánico que está actualmente presente en las aguas superficiales aumentan las posibilidades de alterar el material genético de los peces. Esto es mayormente causado por la acumulación de Arsénico en los organismos de las aguas dulces consumidores de plantas. Las aves comen peces que contienen eminentes cantidades de Arsénico y morirán como resultado del envenenamiento por Arsénico como consecuencia de la descomposición de los peces en sus cuerpos. [5] MOVILIDAD

El arsénico es un elemento encontrado en la atmósfera, suelo, rocas, aguas naturales y organismos. Es movilizado en el medio ambiente a través de una combinación de procesos naturales tales como reacciones ambientales, actividad biológica y emisiones volcánicas, así como a través de un amplio rango de actividades antropogénicas. La problemática del arsénico es el resultado de su fácil movilización bajo condiciones naturales, pero el hombre ha tenido un importante impacto a través de la actividad minera, uso de combustibles fósiles, el uso de pesticidas orgánicos, herbicidas y desecantes agrícolas, así como el uso de arsénico como un aditivo de alimentos para ganado y aves de corral. [2] El arsénico se presenta en diferentes formas y parte del arsénico es transportado de un medio a otro en el entorno, lo que puede provocar un cambio en su forma. El viento o el agua pueden mover el arsénico presente en las rocas o suelos erosionados. Muchos compuestos orgánicos se fijan en el suelo y solo se mueven un poco cuando el agua se filtra a través del suelo. Cuando procedimientos industriales o actividades volcánicas emiten arsénico a la atmósfera, el arsénico se une a partículas que el viento transporta y que vuelven a caer al suelo. Los microbios presentes en suelos y sedimentos también emiten a la atmósfera sustancias que contienen arsénico. Estos se transforman más tarde en otros compuestos de arsénico que vuelven a fijarse en el suelo. [7] BIBLIOGRAFIA [1]https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/emjimene/Publicaciones/PhD_Thesis_EM orenoHQ.pdf [2] http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19631/Capitulo1.pdf [3]http://www.uaeh.edu.mx/nuestro_alumnado/icbi/doctorado/documentos/Dinamica %20del%20arsenico.pdf [4] http://bvs.per.paho.org/bvstox/fulltext/toxico/toxico-03a15.pdf [5] http://www.lenntech.es/periodica/elementos/as.htm [6] http://www.siafa.com.ar/notisiafa/12/Arsenico.pdf [7] http://www.greenfacts.org/es/arsenico/ [8] http://es.wikipedia.org/wiki/Ars%C3%A9nico

La liberación del arsénico al ambiente es el resultado tanto de las actividades humanas como de las actividades naturales. El arsénico puede ingresar al ambiente de manera natural a través de: agua subterránea, minerales, procesos geotérmicos. El arsénico es liberado al ambiente por los volcanes, por la erosión de los depósitos minerales que contienen arsénico y por diversos procesos comerciales e industriales. El arsénico se encuentra de manera natural en la corteza terrestre. Mucha de su dispersión en el ambiente se debe a la minería y a procesos comerciales. En la industria, el arsénico es un subproducto del proceso de la fundición (separación del metal y la roca) de diversos minerales metálicos como el cobalto, níquel, oro, plomo, zinc, y en el siglo XIX, se usaba mucho el arsénico en pinturas y colorantes para ropa, papel y papel tapiz (Meharg 2003). Contaminantes inorgánicos

Arsénico: es un subproducto de la fundición del cobre y el plomo, así como de la extracción de vetas de oro, plata y cobalto. Si bien es un contaminante que se transporta por aire, puede contaminar los cuerpos de agua y bioacumularse en los peces. Pero también es un componente de algunos insecticidas y funguicidas agrícolas. Un síntoma es la parálisis de los miembros inferiores, aunque el envenenamiento agudo incluye trastornos gástricos e intestinales

¿Qué es