¿QUE ES
EL PLOMO?
El plomo es un elemento químico que
no es esencial para la salud humana, es un metal pesado que es más denso
que la mayoría de los elementos metálicos, suave y maleable con punto de
fusión relativamente bajo (327.5 °C).
fig. 1. Plomo elemental en sus diferentes presentaciones
El plomo se ha utilizado de diversas
formas a lo largo de la historia. Actualmente se utiliza para baterías de
almacenamiento de plomo-ácido, con fines de construcción, para revestimiento de
cables, blindaje contra radiación y en aleaciones. En forma de polvo, se
utiliza en pinturas, pigmentos, pastas, vidrio, esmaltes y cerámicas
funcionales 1.
La exposición al plomo en los seres
humanos se produce principalmente a través de alimentos y bebidas, incluidos
los alimentos almacenados en latas soldadas con plomo y cerámica vidriada con
plomo. La ingesta diaria actual en los países industrializados está en el
rango de 8-282 μg, con una ingesta diaria promedio inferior a
100 μg.
fig. 2. Exposición humana a compuestos de plomo
Al ser un metal tóxico, el plomo
afecta a varios sistemas de órganos del cuerpo, los sistemas nerviosos
hematopoyético, cardiovascular, central y periférico. Los bebés y los
niños son más vulnerables a la toxicidad por plomo, produce encefalopatía en
niños con exposición aguda al plomo.
Los problemas asociados con la
exposición al plomo en humanos se han vuelto menos severos durante las últimas
décadas debido a la eliminación de la gasolina con plomo y un mejor control
ambiental y ocupacional. Evitar la fuente de exposición y la terapia de
quelación son adecuadas para el manejo del envenenamiento por plomo
¿COMO SE
INCORPORA EL PLOMO A CUERPOS DE SUELO?
EN FORMA INORGÁNICO, PLOMO ELEMENTAL
Una de
las formas de incorporación a cuerpos de suelo es en su forma inorgánica. El
plomo es el material principal utilizado para la producción de municiones,
debido a su alta gravedad específica, trabajabilidad y facilidad para fundirse.
Las municiones (balas, perdigones) se componen principalmente de Pb (90-99% en
peso). Este plomo depositado en el suelo se oxida a sus formas móviles como
Pb2+ y Pb4+ y pueden ser absorbidos por la raíz de las plantas y los
macroorganismos del suelo
Se estima
que existen 100,000 campos de tiro en todo el mundo, donde hasta 72,600
toneladas de Pb de municiones se esparcen en el suelo cada año (Xifra Olivé,
2006; Perroy et al., 2014)
Fig. 3. comportamiento ecotoxicológico y químico
del Pb en el suelo (PAHs: hidrocarburos aromáticos policíclicos) 2
EN FORMA
ORGÁNICO, COMO COMPUESTO TETRAETILO DE PLOMO C8H20Pb
La exposición humana al plomo (Pb) es
un creciente problema de salud pública mundial. Debido al grave riesgo
para la salud, la comunidad internacional, liderada por el Programa de las
Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Mundial de la
Salud (OMS), han estado apoyando activamente la eliminación mundial de la
pintura a base de plomo para 2020 3.
Fig. 4. Principales fuentes de contaminación de
suelo por compuestos orgánico de plomo 4.
El suelo puede contaminarse con polvo de pintura
con plomo y astillas de pintura de actividades como renovación, repintado o
demolición de viviendas y otras estructuras pintadas, o por la combustión
histórica de gasolina con plomo. El suelo contaminado es uno de los principales
contribuyentes a los niveles elevados de plomo en sangre en los niños.
¿EXISTEN CASOS
DE ENVENAMIENTO POR PLOMO?
En el
2002 Gordon y colaboradores, en un estudio realizado reportaron 3 casos de
pacientes luego de exposición al plomo.
CASO
1: Un pintor y decorador de 40 años
se presentó con un historial de 6 semanas de malestar, calambres abdominales,
náuseas, artralgias y deterioro mental leve. Anteriormente había estado
trabajando en un edificio georgiano en Bath usando un soplete industrial y una
lijadora para quitar la pintura. Dos de los tres pisos tenían paredes con
paneles de madera; todos tenían de 8 a 10 capas de pintura y algunos eran
claramente muy viejos. Aunque había adquirido un respirador nuevo, no lo
usaba cuando otros trabajadores quemaban o lijaban en otras habitaciones del
mismo piso, y durante los descansos comía, bebía y fumaba cigarrillos en el
mismo edificio. No se realizaron mediciones de las concentraciones de
plomo atmosférico.
CASO
2: Un decorador autónomo de 51 años
se presentó a su médico de cabecera con un historial de 4 semanas de náuseas,
estreñimiento, dolores de cabeza, mareos intermitentes y parestesias y
debilidad en las manos. Dijo que había experimentado una exposición
prolongada a la pintura con plomo mientras redecoraba una casa de la regencia
tardía (alrededor de 1820) en Bath. Su plomo en sangre inicial fue de
4,04 µmol l -1 (84,2 µg 100 ml -1). no se detectaron
anomalías en el examen físico.
CASO
3: Un hombre de 22 años se presentó
con un historial de 2 semanas de letargo, malestar general, dolores de cabeza,
náuseas y dolor abdominal tipo cólico. Había estado trabajando en el mismo
sitio que el caso 1, aunque de forma intermitente durante 12 semanas. Su
nivel de plomo en sangre era de 4,09 µmol l -1 (85,2 µg 100
ml -1). En el examen se observó anemia, pero por lo demás estaba bien
y no presentaba ningún deterioro neurológico o intelectual. La
investigación mostró: Hb 9,7 g 100 ml -1 con policromasia moderada y
punteado basófilo de los glóbulos rojos. por lo demás, su recuento
sanguíneo estaba dentro de los límites normales, al igual que sus electrolitos
y pruebas de función hepática 5
¿QUÉ MÉTODOS
NORMALIZADOS EXISTEN PARA CUANTIFICAR PLOMO SUELO?
En los Estándares
de Calidad Ambiental (ECA) dada a través del DECRETO SUPREMO N°002-2013-MINAM
6, establece dos métodos
de ensayo normalizados de la EPA (Agencia de Protección Ambiental de los
Estados Unidos): METHOD 3050-B y METHOD 3051
METHOD
3050-B (ACID DIGESTION OF SEDIMENTS, SLUDGES, AND SOILS)
Este método ha sido escrito para
proporcionar dos procedimientos de digestión separados, uno para la preparación
de sedimentos, lodos y muestras de suelo para análisis por espectrometría de
absorción atómica de llama (FLAA) o espectrometría de emisión atómica de plasma
acoplado inductivamente (ICP-AES) y otro para la preparación de sedimentos,
lodos y muestras de suelo para el análisis de muestras por Horno de grafito AA
(GFAA) o espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Los
extractos de estos dos procedimientos no son intercambiables y solo deben
usarse con las determinaciones analíticas descritas en esta sección. Las
muestras preparadas mediante este método pueden ser analizadas por ICPAES o
GFAA para todos los metales enumerados siempre que los límites de detección
sean adecuados para el uso final requerido de los datos. Se pueden utilizar
técnicas determinativas alternativas si son científicamente válidas y se pueden
alcanzar los criterios de CC del método, incluidos los relacionados con las
interferencias.
METHOD
3051 (MICROWAVE ASSISTED ACID DIGESTION OF SEDIMENTS, SLUDGES, SOILS, AND OILS)
Este método de extracción por microondas
está diseñado para imitar la extracción mediante calentamiento convencional con
ácido nítrico (HNO3) o, alternativamente, ácido nítrico y ácido clorhídrico
(HCl), de acuerdo con el método EPA 200.2 y el método 3050. Dado que este
método no está destinado a lograr la descomposición total de la muestra, es
posible que las concentraciones de analito extraído no reflejen el contenido
total de la muestra. Este método es aplicable a la extracción / disolución
ácida asistida por microondas de sedimentos, lodos, suelos y aceites.
¿COMO DETERMINAR LA TOXICIDAD
DEL PLOMO?
En general, la contaminación por metales pesados
en los ecosistemas acuáticos es un problema urgente y recurrente para la
preservación de la biodiversidad y la salud humana. La contaminación por
metales pesados se asocia principalmente a residuos de actividades mineras e
industriales, y descargas ambientales de lodos de depuradora doméstica tratados
y no tratados. Un gran número de estudios muestran que los metales pesados
pueden ejercer efectos toxicológicos en los organismos acuáticos a concentraciones
controladas en aguas superficiales con notable presión antropógeno.
El efecto toxicológico de los metales pesados en
los organismos acuáticos depende en gran medida de la concentración de
exposición, su especiación en condiciones ambientales y su naturaleza, es
decir, metales esenciales frente a no esenciales. Por ejemplo, metales
esenciales como el zinc o el cadmio son elementos clave para el crecimiento de
los organismos vivos. Sin embargo, en grandes dosis, estos metales pueden
inhibir el crecimiento, reducir la endocitosis y las tasas de absorción de
alimentos y concentrarse en la membrana celular, lo que conduce a la rotura y
lisis celular. Por otro lado, los metales no esenciales como el plomo y el
mercurio se unen a grupos que contienen tiol y sitios de oxígeno, causan
alteraciones en la estructura configuracional de ácidos nucleicos y proteínas e
interfieren con la fosforilación oxidativa y el equilibrio osmótico de células
y organismos.
La evaluación del riesgo ecotoxicológico de los
metales pesados generalmente implica el desarrollo de concentraciones umbral
basadas en datos de toxicidad para un número limitado de especies de prueba
estándar (es decir, algas, microcrustáceos, peces) y la aplicación de factores
de evaluación. Se espera que los factores de evaluación tengan en cuenta las
diferencias de sensibilidad entre especies, de modo que el umbral derivado las
concentraciones también pueden proteger organismos de ensayo no estándar 7.
ENSAYOS ECOTOXICOLÓGICOS CON ESPECIES ACUATICAS
Prueba de inhibición de la bioluminiscencia de V.
fischeri
Se realizan pruebas de Microtox® para evaluar la
toxicidad de muestras de suelo después de 5, 15 y 30 min de exposición a la
bacteria marina V. fisheri, siguiendo la Prueba Microtox® Basic Solid-Phase
Test (BSPT) y utilizando un Analizador Microtox 500. Se prueba 7 ± 0.01 g de
suelo como suspensiones preparadas con 35 ml de diluyente de prueba en fase
sólida agitado magnéticamente durante 10 min y, diluido a una serie de nueve
concentraciones, separado por un factor de dilución de 2. Los resultados se expresan
como porcentaje de inhibición de bioluminiscencia después de 30 min de
exposición.
Prueba de
inmovilización aguda de D. magna
Se realiza
una prueba de inmovilización aguda de 48 h de D. magna para probar la toxicidad
de los diferentes elutriatos preparados a partir de todas las muestras de suelo.
Los elutriados del suelo se preparan agitando una suspensión de suelo / medio
ASTM (1: 4 m / v) durante 24 h. Se prueba una serie de diluciones (0, 13, 19,
29, 44, 66 y 100%) de elutriatos del suelo. Después de agitar, los elutriados
se dejan reposar durante 12 h y se decanta antes del análisis.
Ensayos
de inhibición del crecimiento de algas de agua dulce
La prueba
de crecimiento de 72 h de R. subcapitata se realiza en elutriatos preparados de
todos los suelos siguiendo el mismo procedimiento descrito anteriormente, pero
esta vez utilizando el medio Woods Hole MBL, para criar cultivos de esta
especie en el laboratorio. La prueba se lleva a cabo siguiendo la directriz de
prueba 201 de la OCDE (OCDE, 2011), en microplacas estériles de 24 pocillos,
bajo iluminación fluorescente blanca fría continua (temperatura 21 ° ± 2 ° C). Se
ensaya una serie de diluciones (0, 13, 19, 29, 44, 66 y 100%) de cada elutrido.
Para cada dilución se preparan 4 réplicas (pocillos) que contiene 900 µl de
elutriado y 100 µl de inóculo de algas preparado para comenzar con una densidad
celular inicial de 10-4 células / ml en todos los pocillos. Se preparan CTL (2
por placa) con medio ASTM. Al final del tiempo de exposición (72 h), se determina
la tasa de crecimiento de algas (expresada como un cambio en el número de
células de algas / día) después del recuento de células microscópicas en una
cámara de Neubauer. Se preparan cuatro réplicas para cada dilución de elutrido
y el control (CTL con medio ASTM solamente) con cinco neonatos de 24 horas y 25
ml cada uno. No se proporcionó comida durante el período de prueba. Después de
períodos de exposición de 24 y 48 h, se comprueba la inmovilización de los
dáfnidos. Los resultados se expresan como porcentajes de inmovilización en la
concentración del 100% de cada elutrido, ya que estos fueron los valores
utilizados para el cálculo del riesgo.
ENSAYOS
ECOTOXICOLÓGICOS CON ESPECIES TERRESTRES: E. andrei
Prueba de
reproducción
Se realiza
una prueba de reproducción con E. andrei (56 días) para evaluar la toxicidad
del suelo siguiendo la directriz estándar OCDE 222 (OCDE, 2004a, 2004b). Los
organismos se obtienen de cultivos de laboratorio criados en grandes
contenedores, bajo condiciones controladas: temperatura (20 ± 2 ° C) y
fotoperiodo (16 hL: 8 hD). Las lombrices de tierra se suelen mantener en un
sustrato compuesto por turba, estiércol de caballo seco y descompuesto y agua,
siendo periódicamente humedecido, monitoreado y renovado (Gavina et al., 2016).
Las pruebas se realizan en envases de plástico con 500 g (secos peso, ps) de
cada suelo con contenido de agua ajustado al 40% de su WHC máxima. Se agregan
diez lombrices de tierra adultas cliteladas (peso entre 300 y 600 mg) a cada
réplica (cuatro réplicas por suelo), y permanecieron allí durante 28 días. Se
añade cada semana estiércol de caballo seco y desnutrido (5 g) durante el
período de prueba, así como agua desionizada, cuando fue necesario, para
mantener el contenido de agua del suelo. Después de 28 días de exposición, los
adultos se extrajeron suavemente de los recipientes de prueba clasificándolos a
mano, contados y pesados. Al final del ensayo de reproducción (56 días de
exposición), se saca los juveniles de los contenedores. Los contenedores se
colocan en un baño de agua a 60 ° C y se contaron los juveniles a medida que
emergían a la superficie del suelo2.
REFERENCIAS
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Master’s Voice. Elsevier Inc.; 2020. 181-191 p. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-805378-2.00014-0
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old shooting range: A case study with a holistic approach. Science of the Total
Environment [Internet]. 2017;575:367-77. Disponible en:
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critical review of global production, trade, use, exposure, health risk, and
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Rico A, Dias RJP. Ciliates as model organisms for the ecotoxicological risk
assessment of heavy metals: A meta–analysis. Ecotoxicology and Environmental
Safety [Internet]. 2020;199(April):110669. Disponible en:
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110669
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