7.- MINERALES, METALES, COMPUESTOS QUIMICOS, Y SERES VIVOS:

UNA DIFÍCIL PERO INEVITABLE CONVIVENCIA

 

If it isn't grown it has to be mined

 

 

Introducción

Metales pesados

Límites de toxicidad

Efectos ambientales

Casos concretos

Plomo

Arsénico

Mercurio

Cadmio

Bibliografía

 

 

Introducción

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.

           

 

Metales pesados

            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.

 

Límites de toxicidad

            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.

 

 

Efectos ambientales

 

            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.

 

 

Casos concretos

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.

 

Plomo

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.

 

Arsénico

            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.

 

 

Mercurio

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.

 

 

Cadmio

            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).

 

Fuentes de información:

Libros:

Krauskopf, K.B. & Bird, D.K. 1995. Introduction to Geochemistry. MacGraw-Hill, NY, 647 pp.

Scheiner, B.J., Doyle, F.M. & Kawatra, S.K. (Eds.). 1989. Biotechnology in Minerals and Metal processing. Society of Mining Engineers Inc., Littleton (CO), 209 pp.

 

Documentos web:

http://www.medicalgeology.org/

http://www.bae.ncsu.edu/programs/extension/wqg/

http://www.usgs.gov./themes/factsheet/146-00/

http://www.epa.nsw.gov.au/leadsafe/leadinf8.htm

http://www.ucm.es/info/crismine/gossan/gossanapuntes2.htm

http://www.science.macmaster.ca/Biology/4S03/HM1.HTM

http://www.cochilco.cl/content/b-sustent/nacional/emisiones.html

http://www.portofentry.com/Environment/Technology/arsenicmng.html

http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/cadmium/

http://www.ambio.kva.se/ 2000/Nr3_00/May00_5.html

 

 

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