7.- MINERALES, METALES, COMPUESTOS QUIMICOS, Y SERES
VIVOS:
UNA DIFÍCIL PERO INEVITABLE CONVIVENCIA
If it isn't grown it has to be mined
No es nuestra intención realizar aquí sin más un recuento y una
descripción de los "horrores"
que pueden derivarse de la contaminación por metales pesados. Eso es fácil,
pero no lleva a ninguna parte por una razón simple: no existen formas alternativas de mantener lo que llamamos
"civilización" en el mundo occidental sin estos metales. Por otra
parte, resulta ineludible tratar el problema por una razón elemental: porque
éste existe.
Como la actitud natural en el ser humano es casi siempre la de
solucionar los problemas por eliminación de los mismos, proponemos aquí el
siguiente ejercicio mental: pensemos por un instante que sería de nuestra vida
cotidiana si eliminásemos la actividad minera. Entre muchos ejemplos (y sólo
señalaremos los relacionados con los denominados metales pesados), los
edificios se vendrían abajo (eliminamos el acero), no podríamos tener acceso a
la electricidad (eliminamos los cables de cobre), los coches no se podrían fabricar
(eliminamos el acero, el aluminio, el cobre), las baterías y pilas serían
inviables (eliminamos el plomo, el níquel, el cadmio, el mercurio), los
aparatos electrodomésticos no existirían (eliminamos el acero, el cobre), y lo
mismo vale para el material científico y médico.
No cabe duda que la minería constituye un riesgo ambiental, pero no
por esto, vamos a eliminarla sin más. Alternativamente, se puede trasladar la
actividad minera a otros países, normalmente a los más pobres, pero esto, de
alguna manera, implica grandes dosis de "hipocresía
ambiental".
Existen soluciones para estos problemas? sí,
definitivamente las hay, porque hoy por hoy existe una tecnología que permite
minimizar el riesgo ambiental derivado de la actividad minera. Existen legislaciones,
y sobre todo, hoy en día, existe una genuina voluntad por parte de las grandes
compañías mineras internacionales de "hacer
las cosas bien". Por todo esto analizamos en otro capítulo las medidas que pueden, y sobre todo, que
deben ser tomadas antes, durante, y
llegado el momento del cierre de una actividad minera.
Aunque de alguna manera en los
capítulos anteriores hemos tratado el tema de las interacciones entre la
actividad minera (s.l.) y los sistemas biológicos, en éste analizaremos el
problema de una manera más pormenorizada. Intentaremos "cuantificar" el grado de "peligrosidad" de los metales liberados al medioambiente,
y señalaremos algunas de las consecuencias (ambientales, salud humana) que se
derivan de las diferentes interacciones. También insistiremos en algunos casos
en el tema de especiación, ya que éste es un concepto clave para estimar la
peligrosidad real de un determinado contaminante.
Primero analizaremos el tema bajo
una perspectiva amplia, para luego concentrar nuestros esfuerzos en cuatro
elementos químicos concretos, que por su "bien
ganada mala reputación", merecen un tratamiento específico. Nos
referimos al arsénico, plomo, mercurio, y cadmio.
Finalmente queremos señalar que el
enfoque de este capítulo estará centrado (aunque no exclusivamente) en las
interacciones entre la actividad minera (minería propiamente dicha y
metalurgia) y los sistemas acuáticos (fluviales, lacustres,
estuarinos, y marinos). La razón es simple: 1) el
medio acuoso es esencial para que los cationes puedan ser solubilizados;
y 2) el medio acuático actúa como un "dispersante"
natural de los contaminantes. Así, mientras en un sistema árido los
contaminantes tienden a quedar retenidos "in situ", en regiones húmedas, éstos serán rápidamente
incorporados a los suelos, para pasar por lavado total o diferencial a las
aguas subterráneas, ríos, lagos, o mares, extendiendo así el problema.
Se habla mucho de los metales
pesados, sin indicarse sin embargo, qué son, y específicamente, el cómo y por
qué son peligrosos. Se denomina metales pesados a aquellos elementos
químicos que poseen un peso atómico
comprendido entre 63.55 (Cu) y 200.59 (Hg), y que presentan un peso específico
superior a 4 (g cm-3). Cabe destacar que
en ésta categoría entran prácticamente todos los elementos metálicos de interés
económico, por tanto, de interés minero.
Los metales pesados pueden ser
tóxicos, como cualquier otro elemento o compuesto. Una sustancia tóxica es
aquella que tiene un efecto adverso sobre la salud. Muchos elementos o
compuestos químicos pueden ser clasificados como tóxicos, si bien unos lo serán
más que otros. Así, se define como nivel de toxicidad de una sustancia como la
cantidad que causa el correspondiente efecto adverso. La relación entre la cantidad
y el efecto o respuesta de un elemento es distinta si se trata de elemento
esencial o no (tóxico) (Figura 1). La Tabla 1 muestra los efectos producidos
por deficiencias y por dosis excesivas de algunos elementos esenciales.
|
ELEMENTO |
DEFICIENCIA |
TOXICIDAD |
|
Hierro |
Anemia |
Hemocromatosis |
|
Cobre |
Anemia "Tambaleo" |
Envenenamiento crónico de Cobre Enfermedad de Wilson-Bedlinton |
|
Zinc |
Enanismo Crecimiento retardado de las gónadas Acrodermatitis entero-pática |
Fiebre Metálica Diarrea |
|
Cobalto |
Anemia "Enfermedad del hígado blanco" |
Fallas cardíacas Poliotemia |
|
Magnesio |
Disfunción de las gónadas Convulsiones Malformaciones del esqueleto "Enfermedad del músculo blanco" |
Ataxia |
|
Cromo |
Trastornos en el metabolismo de la glucosa |
Daños en el riñón (Nefritis) |
|
Selenio |
Necrosis del hígado Distrofias musculares ("Enfermedad de los músculos blancos) |
"Enfermedad alcalina" "Tambaleo ciego" |
|
Tabla
1.- Enfermedades producidas por deficiencia o toxicidad de elementos
esenciales |
||
Por otra parte, la toxicidad de los metales depende en gran medida de
la forma química en la cual sean introducidos en el organismo: por lo general
los compuestos orgánicos de los metales son más tóxicos que los inorgánicos;
por ejemplo, los compuestos orgánicos de mercurio y cadmio son 10-100 veces más
tóxicos que los inorgánicos. Sin embargo esto no ocurre así con el arsénico, en
el cual las formas orgánicas son menos tóxicas. Incluso el estado de oxidación
puede determinar el carácter tóxico de un metal: un ejemplo notable es el caso
del cromo; mientras que el Cr3+ es un elemento esencial, el Cr6+
es altamente cancerígeno.
Así, lo que hace tóxicos a los metales pesados no son en general sus
características esenciales, sino las concentraciones en las que pueden
presentarse, y casi más importante aun, el tipo de especie que forman en un
determinado medio. Cabe recordar que de hecho los seres vivos "necesitan" (en pequeñas
concentraciones) a muchos de éstos elementos para funcionar adecuadamente
(elementos esenciales). Ejemplos de metales requeridos por el organismo
incluyen el cobalto, cobre, hierro, hierro, manganeso, molibdeno, vanadio,
estroncio, y zinc. El caso del hierro es notable entre éstos, siendo vital para
la formación de hemoglobina.
Todos los elementos pesados se
encuentran presentes en los medios acuáticos (el agua químicamente pura no
existe en la naturaleza), aunque sus concentraciones (en ausencia de
contaminación) son muy bajas. Los metales pesados se encuentran en estas aguas
como coloides, partículas minerales (sólidos en suspensión), o fases disueltas
(cationes o iones complejos). Las formas coloidales suelen dar lugar a la
formación de hidróxidos, mientras que las partículas sólidas incluyen una gran
variedad de minerales. Las fases disueltas pueden a su vez ser capturadas por
adsorción o absorción en arcillas o hidróxidos. Adicionalmente, los compuestos orgánicos
pueden constituir fases con gran capacidad de captura de cationes metálicos,
que en ocasiones dan lugar a fases extremadamente tóxicas (p.ej.,
metilmercurio: CH3Hg).
A su vez la química del sistema
acuoso regula las tasas de adsorción-absorción en el sistema agua-sedimento. La
adsorción remueve el metal de la columna de agua; la desorción
lo incorpora nuevamente a ésta. Los parámetros que regulan el sistema son: la
salinidad, el potencial redox (Eh), y el pH:
·
Un incremento de la salinidad conlleva una competencia, entre metales
pesados y metales grupos I y II, por los sitios de ligazón (p.ej., espaciado
interlaminar en las arcillas), lo que se traduce en la expulsión de los metales
pesados, y su devolución a la columna de agua.
·
Un incremento del Eh genera la inestabilidad de los compuestos
reducidos (p.ej., sulfuros), poniendo el metal en solución.
·
Un decrecimiento del pH tiene dos efectos: 1) induce la disolución de
compuestos metal-carbonato (p.ej., cerusita: PbCO3);
y 2) aumenta la solubilidad de los metales disueltos.
El decrecimiento del pH puede
ligarse directamente a la serie de fenómenos físico-químicos que se derivan de
la oxidación de especies sulfuradas (particularmente la pirita: FeS2). La consecuencia directa es la formación
del denominado drenaje ácido. El sistema se encuentra así fuertemente regulado
por: 1) las cantidades iniciales de pirita en el yacimiento (de sulfuros o
carbones piritosos) o la escombrera (mineral
dump); 2) por la presencia de bacterias oxidantes
(p.ej., T. ferrooxidans);
y 3) los niveles de oxígeno.
La Agencia de Protección
Ambiental (EPA) de los Estados Unidos ha determinado una serie de límites para
las concentraciones de metales pesados. Por encima de éstos los metales pueden
causar graves trastornos en los seres vivos, y finalmente ocasionar la muerte.
A continuación mostraremos dichos límites en distintos medios y las dosis
máximas para la ingesta en los humanos.
1) Vida
acuática en sistema de agua dulce (ríos lagos):
|
Metal |
Dureza del agua (mg/l) |
Límite máximo (μg/l) |
|
As |
|
50 |
|
Be |
|
130 (+) |
|
Cd |
50 |
0.66 (*) |
|
|
150 |
1.10 (*) |
|
|
200 |
2.00 (*) |
|
Cu |
50 |
6.50 (*) |
|
|
150 |
12.00 (*) |
|
|
200 |
21.00 (*) |
|
Hg |
|
0.012 (*) |
|
Ni |
50 |
56.00 (x) |
|
|
150 |
96.00 (x) |
|
|
200 |
160.00 (x) |
|
Pb |
50 |
1.30 (*) |
|
|
150 |
3.20 (*) |
|
|
200 |
7.70 (*) |
|
Zn |
50 |
180.00 (#) |
|
|
150 |
320.00 (#) |
|
|
200 |
570.00 (#) |
+: concentración promedio
por 1 hora; x: concentración promedio
en 24 horas; *: concentración
promedio en 4 días; #: niveles que no
pueden excederse en ningún lapso de
tiempo.
2) Vida acuática estuarina o en zonas de costas:
|
Metal |
Límite máximo (μg/l) |
|
As |
50 |
|
Cd |
8 (*) |
|
Cu |
2.9 (+) |
|
Hg |
0.025 (*) |
|
Ni |
7.10 (x) |
|
Pb |
5.8 (*) |
|
Zn |
76.6 (*) |
+: concentración
promedio por 1 hora; x: concentración promedio
en 24 horas; *: concentración
promedio en 4 días.
3)
Consumo por los seres humanos:
|
As |
0.05 mg/l
(+) |
|
Cd |
10 μg/l (*) |
|
Cr |
0.05 mg/l
(+) |
|
Cu |
1.0 μg/l (#) |
|
Hg |
144 ng/l (*) |
|
Ni |
632.0 μg/l (*) |
|
Pb |
50.0 μg/l (*) (adultos) |
|
Zn |
5.0 μg/l (*) |
*: criterios para el
agua; +: máximo nivel de contaminación;
#: nivel que jamás
debe ser superado.
Los organismos pueden verse
severamente afectados por pequeñas concentraciones de elementos pesados (ver
tablas anteriores). En el caso de los organismos acuáticos, puede que unos
determinados valores no induzcan su muerte, sin embargo desarrollarán una serie
de problemas fisiológicos y metabólicos (a estas dosis se les denomina subletales). Entre estos problemas podemos mencionar:
·
Cambios histológicos o morfológicos en los tejidos.
·
Cambios en la fisiología como supresión del crecimiento y desarrollo,
torpeza para nadar, etc.
·
Cambios en la bioquímica del organismo, tales como en la actividad
enzimática, y química de las sangre.
·
Trastornos del comportamiento.
·
Cambios en la reproducción.
Algunos organismos pueden regular las concentraciones de metales
presentes en su tejidos. Por ejemplo, los peces y
crustáceos pueden excretar metales esenciales para su metabolismo (p.ej., Cu,
Zn, Fe), siempre y cuando éstos superen las dosis requeridas. Desgraciadamente
otros metales (no esenciales) tales como el mercurio o el cadmio son excretados
con mayor dificultad.
Las plantas acuáticas (algas) y los bivalvos (p.ej., mejillones,
ostras) no son capaces de regular con éxito las concentraciones de metales
pesados, y de ahí puede derivarse una serie de problemas. Así por ejemplo, el
mercurio puede hacer decrecer dramáticamente la capacidad de fotosíntesis de un
alga (p.ej., Macrocystes).
Los bivalvos por su parte acumulan los metales pesados, pudiendo pasar éstos
directamente al ser humano por ingesta. De ahí que haya que se hayan de tomar
precauciones extremas para el consumo en zonas sujetas altos niveles de
contaminación (zona de vertidos industriales, metalúrgicos, mineros).
Las vías de incorporación de los metales pesados a los organismos
acuáticos son las siguientes:
·
Cationes metálicos libres que son absorbidos a través de los órganos
respiratorios externos (agallas), los cuales pasan directamente a la sangre.
·
Cationes metálicos libres que son adsorbidos por el cuerpo y luego
pasivamente difundidos al torrente sanguíneo.
·
Metales que son adquiridos durante la ingesta de organismos (otros
peces, bivalvos, o algas) contaminados.
·
En el caso de las algas, el proceso ocurre por absorción a través de
las paredes celulares y difusión posterior.
A continuación nos centraremos en el estudio
de los problemas ambientales y de salud humana relacionados con cuatros casos
concretos: plomo, arsénico, mercurio, y cadmio. Cabe destacar que no analizaremos
todas las fuentes de contaminación, sino que solamente aquellas relacionadas
con la actividad minera.
El plomo se encuentra presente en un gran
número de minerales, siendo la forma más común el sulfuro de plomo (galena: PbS). También son comunes, aunque en orden decreciente, la
cerusita (PbCO3) y la anglesita (PbSO4). El plomo es un metal difícilmente movilizable, y bajo condiciones oxidantes la galena da
origen a minerales tales como la cerusita y anglesita:
PbS + CO2 + H2O + 2
O2 → PbCO3 + SO4-2
+ 2 H+
2 PbS + 4 Fe3+ +3 O2 + 2 H2O →
2 PbSO4 + 4 Fe2+ + 4 H+
Así, el
principal riesgo relacionado con la minería del plomo no radica en la posible
puesta en solución de este metal (precipita rápidamente como carbonato o
sulfato), sino en lo que concierne a los procesos metalúrgicos de las menas de
plomo (fundiciones). Cabe destacar que el problema con el plomo no es nuevo (ni
siquiera de comienzos de la revolución industrial). Estudios en Suecia revelan
que por lo menos el 50 % de la contaminación en suelos del país fue depositada
en períodos anteriores al año 1800.
El particulado de plomo relacionado
con problemas metalúrgicos constituye el problema principal, pero existen otras
fuentes que entrañan también una peligrosidad extrema. En los años 90 se
constató en la ciudad de Antofagasta (Chile) que habían niños que presentaban
altos contenidos de plomo en sangre. La fuente del problema pudo ser
determinada, y eran minerales y concentrados de plomo que se acumulaban sin
protección en las instalaciones portuarias (pertenecientes a Bolivia), para su
posterior envío. Esto nos lleva a encaminar nuestra mirada también no solo a
las fundiciones, sino a las zonas donde se acumulan minerales o concentrados de
plomo.
El particulado fino de plomo (10-100
μm)
puede ser
extremadamente peligroso por las siguientes razones:
·
Se adhiere más fuertemente a la piel.
·
Es más soluble que el particulado grueso en el tracto
gastrointestinal.
·
Es fácilmente absorbible a través del sistema respiratorio.
El plomo es un metal carente de valor biológico, es decir, no es
requerido para el funcionamiento normal de los eres vivos. Debido a su tamaño y
carga, el plomo puede sustituir al calcio (Pb2+: 0.84 Å; Ca2+: 0.99
Å), y además de
manera preferente, siendo su sitio de acumulación, los tejidos óseos. Esta
situación es particularmente alarmante en los niños, que debido a su
crecimiento incorporan altas cantidades de calcio. Altas dosis de calcio hacen que
el plomo sea "removido" de
los tejidos óseos, y que pase a incorporarse al torrente sanguíneo. Una vez ahí
puede inducir nefrotoxicidad, neurotoxicidad,
e hipertensión. Niveles de plomo en sangre de 0.48 μg/l pueden inducir en los niños:
·
Daño durante el desarrollo de los órganos del feto.
·
Daño en el sistema nervioso central.
·
Reducción de las habilidades mentales e iniciación de desordenes del
comportamiento.
·
Daño en las funciones del calcio (anteriormente discutido).
A su
vez, niveles del orden de 1.2 μg/l pueden inducir:
·
Descenso del coeficiente intelectual (CI). Problemas de desarrollo
cognitivo y del comportamiento.
·
Déficits neurológicos que pueden persistir hasta la
adolescencia.
·
Elevación de los umbrales auditivos.
·
Peso reducido en recién nacidos. Desarrollo cognitivo temprano
anormal.
En adultos que trabajan en ambientes expuestos a la contaminación con
plomo, el metal puede acumularse en los huesos, donde su vida media es superior
a los 20 años. La osteoporosis, embarazo, o enfermedades crónicas pueden hacer
que éste plomo se incorpore más rápidamente a la sangre. Los problemas
relacionados con la sobreexposición al plomo en
adultos incluyen:
·
Daño en los riñones.
·
Daño en el tracto gastrointestinal.
·
Daño en el sistema reproductor.
·
Daño en los órganos productores de sangre.
·
Daños neurológicos.
·
Abortos.
El arsénico se encuentra presente en
más de 200 especies minerales, siendo la arsenopirita (FeAsS),
la enargita (Cu3AsS4), y la
tennantita (Cu12As4S13)
las más comunes. Por razones no determinadas, arsenopirita es muy común en los
yacimientos minerales europeos (p.ej., sulfuros masivos de la faja pirítica de
España-Portugal), mientras que la enargita lo es en los yacimientos de la
cadena andina, donde constituye una mena principal de cobre (pórfidos
cupríferos y epitermales de Au-Ag). La solubilización
de las formas sulfuradas de arsénico no es fácil. Esto está muy claro en el
caso de la arsenopirita, la que por ser en ocasiones portadora de inclusiones
de oro, ha constituido un tema de numerosos estudios con resultados poco claros
hasta la fecha. La reacción fundamental en medio ácido es:
4 FeAsS
+ 13 O2 + 6 H2O → 4 H3AsO4 + 4 FeSO4
Si además hay pirita en la
mena, entonces el sulfato férrico producido actuará de la siguiente manera
coadyuvando a la oxidación-lixiviación del arsénico:
2 FeAsS + Fe2(SO4)3 → 2 H3AsO4
+ 4 FeSO4 + H2SO4
El arsénico puede
precipitar finalmente como FeAsO4.
Sin restarle importancia al problema de la solubilización de especies minerales arseniacales,
la principal fuente de contaminación está relacionada, al igual que en el caso de plomo, con el tratamiento
metalúrgico de los minerales de arsénico. En concreto, los procesos de
fundición de concentrados de cobre, que incluyan la presencia de minerales arseniacales (p.ej., enargita), pueden dar lugar a intensos
problemas de contaminación por vía aérea (arsénico que escapa por las
chimeneas), en la forma de As2O3.
El arsénico que así escapa se deposita luego en los suelos del entorno de la
fundición. Dependiendo del volumen de las emisiones y el régimen de vientos, el
problema puede extenderse por decenas de kilómetros y más. Un caso notable en
este sentido eran por ejemplo las emisiones de la fundición de Chuquicamata
(Chile; CODELCO) (parte de los minerales de cobre tratados son arseniacales), con valores de 2340 (en 1994) y 1870 (en
1995) toneladas/año. En la actualidad CODELCO (en todas sus divisiones) tiene
que recuperar al menos una parte importante del arsénico que potencialmente
sería emitido. En Chuquicamata el proceso se realiza en una planta hidrometalúrgica que recupera el cobre, y precipita el
arsénico como arsenato férrico. A partir del 2003 las
cifras de emisión no podrán exceder las 400 toneladas/año.
El arsénico en los suelos puede ser disuelto y
adsorbido/absorbido por las arcillas o la materia orgánica. Muchos de estos
procesos son mediados por la materia orgánica la que puede producir
transformaciones del tipo:
·
Cambios de
redox que inducen la transformación arsenito-arsenato.
·
La reducción
y metilación del arsénico.
·
La
biosíntesis de compuestos de arsénico.
Las formas solubles del arsénico (p.ej., ácidos metil arsónico [MMA] y dimetil arsínico [DMA]) son fuertemente tóxicas. La ingestión de grandes
dosis lleva a problemas gastrointestinales, cardiovasculares, disfunciones del
aparato nervioso, y finalmente a la muerte. Recordemos que el arsénico ha sido
uno de los venenos de largo plazo más utilizados en la historia de la
humanidad, siendo Napoleón (el emperador de Francia), la víctima más famosa.
Dosis bajas pero sostenidas (p.ej., causas laborales) superiores a 0.75 mg m-3 por año (p.ej., 15 años con
concentraciones de 50 μg m-3) pueden llevar al desarrollo de cánceres.
La vida acuática y terrestre muestra
una amplia gama de sensibilidades a las distintas especies arseniacales.
En general las formas inorgánicas son más tóxicas que las orgánicas, y el arsenito más peligroso que el arsenato.
Los arsenitos pueden fijarse a las proteínas,
mientras que el arsenato afecta a la fosforilización oxiditaviva (en
relación con Ciclo de Krebs).
Los organismos marinos contienen
residuos arseniacales que van desde < 1 a 100 mg k-1, los cuales se encuentran como arsenoazúcares (en las algas) o arsenobetaina
(en invertebrados y peces). Las plantas terrestres pueden acumular arsénico por
captación a través de las raíces, o por adsorción de arsénico aerotransporatado, en las hojas.
La forma principal de mercurio en la naturaleza es el cinabrio (HgS), el que constituye la mena principal para la obtención
de este metal. Otras formas minerales incluyen la corderoita
(Hg3S2Cl2), la livingstonita (HgSb4S8),
y formas supergénicas tales como el mercurio nativo (Hg0), el
calomelano (HgCl2), y la schuetteita (Hg3(SO4)O2). El distrito
minero de Almadén en España, el más importante del mundo en términos históricos
y de producción, posee una mineralogía muy simple que incluye cinabrio como
mena mercurial. El único mineral supergénico de mercurio reconocido en el
distrito es la schuetteita, la que aparece como costras recubriendo rocas en
las proximidades a escombreras (mineral dumps)
de mineral.
El mercurio posee una de las peores
reputaciones entre los metales pesados. El incidente de la Bahía de Minamata
(Japón, años 50s-60s) bastó para que este elemento infundiese alarma pública en
todas las regiones del mundo donde podía haber fuentes de contaminación
relacionadas con éste. Consideraciones económicas aparte, todas las
investigaciones indican claramente que el mercurio puede constituir una amenaza
para la salud humana y la vida silvestre. Ahora bien, el riesgo viene
determinado por los siguientes factores:
·
El tipo de exposición al mercurio.
·
La especie de mercurio presente (algunas son más tóxicas que otras).
·
Los factores geoquímicos y ecológicos que influencian la forma de
migración del mercurio en el medioambiente, y los cambios que puede sufrir
durante dicha migración.
La principal fuente de contaminación con mercurio, en relación con la
actividad minera, viene de los gases emitidos por las plantas de tratamiento de
cinabrio. El mercurio gaseoso emitido por los hornos (especialmente en los
antiguos procesos de tratamiento), es depositado en los suelos que rodean a las
instalaciones metalúrgicas como Hg2+. Esto puede ocurrir por depositación
directa de emisión de Hg2+ o por conversión de vapores de Hg0
to Hg2+ (p.ej., 2 Hg0 = Hg22+
+ 2e- E0 =
+0.80), proceso este último mediado por el ozono. Una vez depositado el Hg2+
éste puede formar complejos con la materia orgánica de los suelos (ácido
fúlvico y/o húmico).
De todas las especies de mercurio
conocidas, la más peligrosa es sin duda el metilmercurio (CH3Hg).
Aunque la forma exacta en que se produce la metilación del mercurio se
desconoce, se sabe que en el proceso intervienen bacterias que participan en el
ciclo SO42- - S2-. Estas bacterias, que por lo
tanto contendrán metilmercurio, son consumidas por el peldaño superior de la
cadena trófica, o bien lo excretarán. En este último caso el metilmercurio puede
ser rápidamente adsorbido por el fitoplancton y de ahí pasar a los organismos
superiores. Debido a que los animales acumulan metilmercurio más rápido de lo
que pueden excretarlo, se produce un incremento sostenido de las
concentraciones en la cadena trófica (biomagnificación). Así, aunque las
concentraciones iniciales de metilmercurio en el agua sean bajas o muy bajas,
los procesos biomagnificadores acaban por convertir el metilmercurio en una
amenaza real para salud humana.
El metilmercurio daña al organismo
de las siguientes maneras:
·
Afecta al sistema inmunológico
·
Altera los sistemas genéticos y enzimáticos
·
Daña el sistema nervioso: coordinación, sentidos del tacto, gusto, y
visión.
·
Induce un desarrollo anormal de los embriones (efectos teratogénicos);
los embriones son 5 a 10 veces más sensibles a los efectos del mercurio que un
ser adulto.
El cinabrio, aunque es una forma relativamente estable de mercurio,
puede también sufrir transformaciones que resultan en una posible especiación
indeseable. Así, en medio ácido y oxidante tenemos:
HgS
→ S0 + Hg2+ + 2e-
(E0=+1.11)
Esta
reacción pone en solución al mercurio, el que puede así puede formar
complejos con la materia orgánica (peligrosidad). No obstante, en un medio alcalino oxidante
el mercurio precipitará como óxido:
Hg + 2 OH- →
HgO + H2O + 2e-
lo
que en principio parece una forma más o menos estable, mientras el sistema
mantenga la alcalinidad y condiciones oxidantes.
Los minerales de cadmio, no se encuentran en
concentraciones y cantidades suficientes como para justificar una actividad
minera específica por el elemento. Entre los minerales de cadmio, la
greenockita (CdS) es el más común. Este mineral se
encuentra casi siempre asociado con la esfalerita (ZnS).
De esta manera, el cadmio se recupera principalmente como un subproducto de la
minería, fundición, y refinación del zinc, y en menor grado de la del plomo y
cobre. En promedio se recuperan unos 3 Kg. de cadmio por tonelada de zinc.
Debido a su toxicidad, el cadmio se encuentra sujeto a
una de las legislaciones más severas en términos ambientales y de salud humana.
En la vida acuática, el cadmio puede incorporarse a los peces a través de dos
rutas principales:
·
Ingestión
·
Introducción
en las agallas.
El
cadmio así adquirido se acumula en el hígado, riñones, y en el tracto
gastrointestinal. Sus efectos son los siguientes:
·
Problemas en
las agallas y riñones.
·
Pobre
mineralización de los huesos.
·
Anemia.
·
Crecimiento
retardado.
·
Anormalidades
del desarrollo y comportamiento.
En el caso de los humanos, el cadmio se puede adquirir por dos vías: ingestión e inhalación. Sus efectos pueden ser divididos en dos categorías:
·
Agudos: fiebre de vapores de metal (metal
fume fever) causada por una exposición severa;
los síntomas son equivalentes a los de la gripe; en 24 horas se desarrolla
generalmente un edema pulmonar agudo, el que alcanza su máximo en 3 días; si no
sobreviene la muerte por asfixia, el problema puede resolverse en una semana.
·
Crónicos: la consecuencia más seria del envenenamiento por cadmio es el cáncer. Los
efectos crónicos que primero se observan son daño en los riñones. Se piensa que
el cadmio es también el causante de enfisemas pulmonares y enfermedades de los
huesos (osteomalacia y osteoporosis). Los problemas óseos han sido observados
en Japón (recordar también el problema con metilmercurio; Incidente Minamata),
donde se les denominó como la enfermedad "itai-itai" (por consumo
de arroz contaminado con cadmio; causa: irrigación). Otros problemas incluyen
anemia, decoloración de los dientes, y pérdida del sentido del olfato
(anosmia).
Libros:
Krauskopf, K.B. & Bird, D.K. 1995. Introduction to Geochemistry.
Scheiner, B.J., Doyle, F.M. & Kawatra, S.K.
(Eds.). 1989. Biotechnology in Minerals and Metal processing. Society of Mining
Engineers Inc.,
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