Contaminación desechos mineros en la agricultor

Contaminación
por
desechos
mineros
en la
agricultor
111
CARACTERISTICAS
TOXICOLOGICAS DE LOS
ELEMENTOS TRAZAS,
CON ENFASIS EN LOS
METALES PESADOS
Sergio Gonzá!ez M.
Ingeniero Agrónomo M.S.
Enrique Bergqvist A.
Médico Veterinario M.S.
El exceso de cadmio, indica la deficiencia de zinc.
Se conoce por elemento traza o
microelemento a aquél que se
presenta en pequeñas cantidades
en la corteza terrestre, independientemente de sus caracter(sticas f(sicas y químicas distintivas.
Dentro de este gran grupo están
tos metales pesados, elementos
con densidad cinco o más veces,
mayor que la del agua, y que son
un importante factor de inquietud ambiental, pues son típicos
exponentes de procesos de contaminación.
En el caso chileno, esta situación
puede imponer un fuerte impac-
to negativo en el sector agropecuario, entre otros motivos, por
ser !os metales pesados uno de
los principales componentes de
las descargas que proceden de actividades mineras, !as cuales, a su
vez, constituyen en nuestro país
la mayor fuente contaminante
de los recursos naturales de uso
agrícola.
Los antecedentes emergentes de
los proyectos "Contaminación
en el Valle Aconcagua" (19811985) y "Fuentes de Contaminación en sectores agr(colas,
Regiones IV a XI" (1987-1989).
permiten confeccionar el Cuadro
1, relacionando la presencia de
metales pesados y otros elementos asociados, como molibdeno
y arsénico, con posición geográfica.
CUADRO 1. Distribución geográfica de metales pesados
y metaloides, como agentes de contaminación.
50
Región 1
Elemento 2
111
Cobre (Cu)
Tipo de
contaminación3
Area afectada
o amagada
Contaminación
eólica por fundición de minerales
y de aguas por
descarga de relaves.
Alrededores
de
Paipote y Chañaral,
respectivamente.
JPA La Platina Nº 54, 1989
Al grupo de metales pesados,
normalmente se agrega algunos
metaloides o no metales, para
englobar a todos !os elementos
que, no obstante la condición de
Continuación Cuadro 1.
Región 1
Elemento 2
Tipo de
contaminación 3
Area afectada
o amagada
esenciales de algunos (como cobre, hierro, manganeso), manifiestan ser tóxicos para los seres
vivos si sus cantidades en el ambiente sobrepasan determinados
límites.
IV
Arsénico (As)
Contaminación
de aguas de! r(o
Turbio por faenas
mineras {también
se produce cianuro).
Valle de E!qui.
La cantidad de algún metal o
metaloide que se asocia a toxicidad frente a un ser viviente, es
función del elemento y de la especie. No es dif(cil deducir que
los más tóxicos serán aquellos no
esenciales, como cadmio, por
ejemplo, lo que se traduce en
que sus límites máximos tolerantes sean los menores.
V
Cobre (Cu)
Contaminación
eólica por fundiciones de mineracupr(feros
les
(también cinc y
otros elementos
asociados).
Alrededores Puchuncav( y Catemu.
Molibdeno (Mo)
Contaminación de
aguas del r(o Blanco por descargas
por planta extractora.
Primera sección
del Valle de Aconcagua.
Cobre (Cu)
Contaminación de
aguas del rt'o San
Francisco.
Contaminación de
aguas de! sector
Laguna Carén.
Contaminación de
aguas del embalse
Rungue (asociado
a cinc, manganeso, otros).
Area regada por
el r(o Mapocho.
Molibdeno (Mo)
Contaminación
eólica por industria procesadora
de este elemento.
Alrededores
Nos.
de
Cobre (Cu)
Contaminación
eólica desde ind.ustrias del sector
de Nos (asociado
a plomo, cinc y
fierro y posible~
mente
arsénico
(As)y selenio (Se).
Alrededores
Nos.
de
Cobre {Cu)
Contaminación
de aguas de! r(o
Coy a.
Valle
de
chapoal.
Ca-
Molibdeno (Mo)
Contaminación
de aguas de! estero Carén, por tranque de relaves
(asociado a man~
ganeso (Mn),
Sector Lago Rapel.
La mera presencia abundante de
algún elemento traza en suelo y
aguas no es indicativa de problemas en la producción vegetal o
anima!. Se debe considerar el
grado de amortlgüación (inactivación) que manifiesta un determinado sistema de producción
agr(cola sobre la actividad de un
elemento específico. Así, es posible éntender por qué una misma cantidad de cobre en los suelos (por ejemplo, 500 ppm) es
fuertemente tóxica si ocurre en
suelos arenosos, como los de Puchuncaví, moderadam.ente tóxica en arcillosos, como los de Catemu y no interferente en algunos aluviales de la Región Metropolitana.
La capacidad de cada sistema
agr(co!a para acumular productos descargados por actividades
humanas sin que se produzcan
efectos negativos en plantas y
animales, es una de las más importantes !(neas de investigación
consideradas en el proyecto
"Fuentes de Contaminación en
sectores agr(colas, Regiones 1V a
XI" y que deber(a intensificarse
a futuro.
IPA La Platina Nº 54, 1989
R.M.
VI
Alrededores de la
Laguna Carén.
Valle de Til-Til.
51
Continuación Cuadro 1.
Regiónl
Elemento2
VIII
Mercurio (Hg)
Tipo de
contaminación3
Area afectada
o amagada
Contaminación de
aguas del río BfoBío por descargas
Río Bío-Bío y
Bahía de San Vicente.
de fábricas de papel.
XI
Plomo (Pb)
ContaminaciéJ:n de
aguas por descargas de relaves
(asociado a cinc
(Zn).).
Alrededores del
Lago Presidente
Roosevelt o Pedro
Aguirre Cerda.
Como un aporte a! conocimiento
de los elementos que, con mayor
frecuencia están contaminando
los suelos y las aguas en Chile, se
presenta una reseña bibliográfica
sobre sus caracter(sticas químicas (Cuadro 2) \1 de toxicidad
(Cuadro 3). Asimismo, se entrega una información sumaria acerca de los límites máximos establecidos por la normativa na
nal vigente.
1Se menciona al elemento más abundante, que caracterí.La al proceso; generalmenre todo proceso tiene más de un ele1nento.
2La zona entre Los Angeles y Coyha1que podr(a estar adoleciendo de def1c1en3cias de micronutrientes, como Cu, Mo, Zn, Mn, Fe.
Se excluye de este cuadro, el Boro, presente en las aguas desde la IV Región
hacía el norte por tratarse de causas naturales.
CUADRO 2. Características generales de los metales pesados.
Nombre
símbolo
Usos
Estado natural
Acción fisiológica
Arsénico 1
(As)
Fabricación de compues·
tos arsenicales y de aleaciones; fabricación de pigmentos y, como As0 3 ,
amplio uso en industria.
Uso como insecticida y
herbicida, en disminución
progresiva.
Libre y combinado en minerales:
- óxidos (arsenolita).
- sulfuros (rejalgar, oropimente)
- arseniuros de Cobalto
(Col, níquel (Ni), Fierro
(Fe), Zn, Cu.
Puede estar en yacimientos
de estos elementos.
Acción fisiológica no conocida.
Cadmio (Cd)
Antifriccionante usado en
industria automotriz; pig·
mento de esmaltes y pinturas; usado como antioxidante; en manufactura de
plático, en acumuladores
alcalinos, entre otros usos.
No se encuentra libre; comúnmente, acompaña al
Zn en la calamina y blenda. La greenockita (CdS)
es escasa y sin importancia
comercial.
No esencial. A<:ción fisiológica no conocida.
Cinc (Zn)
Fabricación de baterías y
otros utensilios, como láminas para tejados. Fabricación de hierro galvanizado y aleaciones especiales, como el latón, plata
alemana y metal delta.
Uso en pinturas y en medicina.
Combinado como:
- carbonato (calamina)
- sulfuro (blenda)
- óxido (zincita)
- silicato (willemita, franklinita, espinela de Zn).
Puede estar asociado a yacimientos de Cu.
Esencial. En animales, forma: núcleo catalítico de
numerosas enzimas y metaloproteínas.
Carneros
con dieta defk:itaria en Zn
tuvieron desarrollo testicular incompleto y ausencia
de espermatogénesis.
En vegetales, rol no determinado; se supone acción
cata!ftica en reacciones de
oxidación, formación de
clorofila, fotosi'ntesis y
otras.
52
IPA La Platina Nº 54, 1989
continuación Cuadro 2.
Nombre
símbolo
Cobre (Cu)
Usos
Estado natural
Acción fisiológica
1ndustria eléctrica y case·
ra; conducción de agua potable domiciliaria, tendidos telefónicos.
Constituyente de numerosas aleaciones. Uso en agricultura, como fungicida.
Como cobre metálico y en
combinaciones:
Esencial. En animales, acción bioquímica a través
de numerosas enzimas: interviene en la hematopoyesis.
En vegetales, forma parte
de enzimas involucradas en
procesos respiratorios y de
si'ntesis de clorofila.
- óxidos (cuprita)
sulfuros (calcopirita, calcocita)
- carbonatos (malaquita,
azurita)
- cloruros (atacamita).
Yacimientos
cuprt'feros
pueden contener impurezas de Cd, Zn, Mo y de
otros metates pesados.
Mercur1o 1
(Hg)
Molibdeno
(Mo)
Muy usado en aparatos físicos; empleado en la fabricación de bermel Ión y
de fulminante de mercurio;
preparación de amalgamas.
También empleado en cirug(a dental. Uso como
pesticida en diferentes
compuestos.
Libre en pequeñas cantidades entre minerales mercuriales que no son abundantes. El principal mineral es
Gran uso industrial, sobre
todo para aceros especiales
Principal minera! es un sul-
(aleación Fe-Mo); además,
aleaciones Ni-Mo, Cr-Mo.
Uso más importante en fabricación de aceros rápidos; uso como filamento
de ampolletas; preparación
de tinturas.
Plomo (Pb)
Aditivo antiexp\osivo de
bencina. Ampliamente usado en las artes, empleado
en fabricación de cañerías
de agua~ para vainas de
conductores eléctricos, para chapas, baterías, etc.
Fabricación de balas, perdigones, placas para acumuladores, soldaduras, aceros especiales.
Uso como pesticida, en retroceso.
No esencial.
un sulfuro (cinabrio).
Esencial. En animales, forma parte de enzimas que
bién se le encuentra como intervienen en el metabomolibdato de plomo (Wul- lismo de las purinas.
fenita) y molibdita.
En vegetales, está invo!u. erado en la reducción de
nitratos a amonio, previa
a la s{ntesis de aminoácidos y protei'nas.
furo
(molibdenita); tam-
Ocasionalmente, como Pb
metálico.
El mineral más abundante
No esencial, acción
gica no conocida.
fisio!ó~
es un sulfuro (Galena); una
forma carbonática (cerusita) es común.
También se encuentra combinado con CI y P (pirofor-
mita) como arseniuro {mimetita), vanadato (vanadinita), molibdato (wulfeni-
ta), cromato (crocoisita) o
sulfato (anglesita).
1No fueron incluidos en estudíos prospectivos generales.
tPA la Platina Nº 54,
198~
53
DISPOSICIONES
LEGALES CHILENAS
• Ministerio de Agricultura, Salud y Miner{a. 1985. Resolución
• Ministerio de Salud. 1982. Decreto Nº 60: reglamento sanita-
• lnst'1tuto Nacional de Normalización (INN). 1978. Norma
Oficial Chilena (NCH) 1333: Re·
Nº 4: señala los procedimientos
técnicos que deberá emplear la
Compañi'a Minera Disputada de
Las Condes S.A. para impedir la
cial 31.282 (05/06/82).
quisitos de calidasJ de agua para
diferentes usos (actualmente en
revisión).
contamínacíón con anhidndo
sulfuroso. Diario Oficial 32.120
(13/08/85).
• Instituto Nacional de Normalización (INN). 1984. Norma Ofi·
cial Chilena (NCH) 409, parte 1:
agua potable, requisitos.
• Ministerio de Salud. Departamento de Asesoría Jur(dica.
1983. Decreto Nº 78: reglamento sobre condiciones sanitarias y
ambientales mínimas en los lugares de trabajo.
rio de los alimentos. Diario Ofí• Ministerio de Salud. 1969. Re·
solución Nº 735: reglarnento de
los servicios de agua destinados
al consumo humano. Diario Oficial 27.525 (19/12/69).
• Ministerio de Salud. Departamento Programas del Ambiente.
1978. Resolución 1215: normas
sanitarias mi'nimas destinadas a
prevenir y controlar la contami·
nación atmosférica.
CUADRO 3. Características toxicológicas y normativa vigente.
Efectos tóxicos
Principales fuentes
contaminantes
lngesta máxima 1
Normas, decretos y LMP 2
vigentes en Chile
Arsénico (As)
Dependíendo del grado de
envenenamiento en animafes,· el As afecta e1 sistema
central nervioso, respiratorio y gastrointestinal, además de la epidermis. El órgano más sensible es el hígado. Tolerancia depende
de especie: equino-bovino
y ovino.
Liberación como impure- Provisorío.
za en refinación de cobre, 0,05 diarios.
cinc y otros metates.
Corrosión de artefactos
construidos con aleaciones arsenicales.
Dispersión por uso en
agricultura.
Norma 1333 3 :
• aguas riego, O, 1 mg/lt
• bebida animales,
0,05 mg/lt
Norma 4094 :
• aguas c9nsumo humano
0,05 mg/lt
Decreto 185 :
• As y compuestos, en agua
de consumo humano,
0,16 mg/m'
Decreto 60 6 :
• en líquidos, 0,12 ppm
• en sólidos, 1 ppm.
Liberación de Cd durante Provisorio.
procesos de refinación de 0,0067-0,0083
Cu, Zn y Pb, fundamen· sémanal.
talmente.
Desgaste o incineración
de productos que lo contienen, como plásticos,
neumáticos, pinturas.
Corrosión de estructuras
fabricadas con aleaciones
que incluyen Cd.
Norma 1333:
• agua riego, 0,01 mg/lt
• bebida animales,
0,01 mg/lt
Norma 409:
• aguas consumo humano,
0,01 mg/lt
Decreto 60:
• en alimentos, 0,05 ppm.
Cadmio (Cd)
Ingestión excesiva en animales afecta pulmones y
riñones, principalmente.
Contaminación ambientar
con Cde induce hipertensión y problemas cardiovasculares, sospechándose
su asociación con cáncer
de la próstata. Se ha tipificado, en humanos la enfermedad de "itai-itai", consistente en osteomalacia
(reblandecimiento de los
hueso$) y lesiones renales.
En vegetales, compite con
sitios de fijación de cinc,
especialmente en sus enzimas, induciendo una deficiencia de este último.
54
IPA La Platina Nº 54, 1989
continuación Cuadro 3.
Efectos tóxicos
Principales fuentes
contaminantes
1ngesta máxima 1
Normas, decretos y LMP2
vigentes en Chile
Cinc (Zn)
En animales, tiende a acu·
rnularse en hígado y riñones antes que en huesos;
excretado por heces. Ele·
mento de baja toxicidad;
referencias sobre efectos
tóxicos no fueron encon·
trados.
En vegetales, no se encon·
tró referencias sobre toxicidad.
Liberación durante procesos de refinación de
éste o de otros metales
donde el Zn sea impureza.
Corrosión de implementos que contengan Zn
(baterfas, utensilios).
Dispersión ambiental por
uso de pesticidas que
incluyen Zn.
Norma 1333:
• agua riego, 2 mg/lt
• bebidas animales, 5 mg/lt
Norma 409:
Liberación durante pro- Provisorio.
ceso de refinación de Cu 0,5 diario.
(Flotación o tostación) o
de otros metales donde el
Cu sea impureza.
Corrosión de estructuras
y arti'cu!os construidos
con Cu, sólo o en aleaciones.
Dispersión ambiental, por
uso de sales cúpricas como pesticidas o compuestos sintéticos orgánicos
(pesticidas sintéticos) que
lo contienen.
Norma 1333:
• agua riego, 0,2 mg/lt
• bebidas animales, 1 mg/lt
Norma 409:
• agua consumo humano,
5 mg/lt
Decreto 60:
• en alimentos, 100 ppm
Cobre (Cu)
En animales, el exceso de
Cu se acumula en e! hígado; si se excede un umbral,
el Cu es súbitamente liberada a la sangre, dañando
la membrana de los eritrocitos y afectando la hemoglobina, dando una crisis
hemolítica. Tolerancia vari'a con especie y toxicidad
se modifica por presencia
de otros elementos como
Mo, S, Zn.
En vegetales, se desarrollan
plantas con amarillamiento
generalizado y posterior
necrosis intervenal.
No se encontró referencias
de efectos tóxicos en vegetales.
• aguas consumo humano,
1 mg/lt
Decreto 60:
• en alimentos, 1 O ppm.
Mercurio (Hg)
En animales, toxicidad dependiente de forma qufmi·
ca, Hg + 1 no es tóxico;
Hg + 2 y formas orgánicas
son altamente tóxicos. La
ingestión de Hg tiende a
acumu!arse en hígado, riñón, cerebro, corazón, pulmón, músculos. Acción
centralizada en sistema
nervioso y cerebro. En humanos, se ha tipificado la
enfermedad de "Minamata", debida a ingestión de
metilmercurio como resi~
duo en peces y mariscos.
En vegetales, no se cuenta
con referencias de taxi~
Liberación desde actividades mineras extractlvas.
Dispersión ambiental al
emplearse
compuestos
mercuriales como pesticidas.
Liberación por uso en industria química.
Provisorio.
Norma 1333:
0,005 para
• aguas riego, 0,001 mg/lt
Hg total.
• bebidas animales,
0,0033 para me0,001 mg/lt
tilmercurio serna~ Norma 409:
nal.
• aguas consumo humano,
0,001 mg/lt.
cidad.
IPA La Platina NO 54, 1989
55
Continuación Cuadro 3.
Efectos tóxicos
Principales fuentes
contaminantes
1ngesta máxima 1
Normas, decretos y LMP 2
vigentes en Chile
Molibdeno (Mo)
Exceso de Mo, influye sobre otros iones, como Zn,
Cu y sulfatos.
.
En animales, exceso de Mo
induce deficiencia de Cu y
otros nutrientes metálicos.
Inducción de anemia, anoma!{as óseas, retraso de
crecimiento y reducción
de actividad reproductora,
además de alteraciones gastrointestinales. También se
ha encontrado relación con
intensificación de formación de ácido úrico, generando una enfermedad similar a !a gota.
Exceso de Mo en suelos
produce crecimiento vegetal anormal y muerte de
plantas, previa clorosis generalizada.
Norma 1333:
• aguas riego, 0,01 mg/lt
• bebida animales, siri LMP
Norma 409:
• aguas consumo humano,
sin LMP
Decreto 78:
• Mo, compuestos solubles,
4 mg/m 3
• Mo, compuestos insolubles, 8 mg/m3 en agua de
consumo humano.
Principalmente liberado
en actividades mineras
extractivas y de refinación de metales.
Plomo (Pb)
Toxicidad dependiente de Liberación como resiforma qutmica en que se duos de actividades mipresenta.
1• neras extractivas y de refn animales, tiende a acu-' finación de metales.
mularse· en los huesos. se Dispersión ambiental, al
ha informado de cambios formar parte de pesticien la permeabilidad de das. Corrosión de com·
membranas de células. de puestos plúmbicos.
testtculos, riñón, h(gado y Emisión atmosférica de
cerebro, que tienden a im-, Pb por tubos de escape
pedir o reducir el funcio· de vehículos de explo·
namiento de estos tejidos. sión interna.
'Intoxicación crónica se lla- En €misiones desde funma Saturnismo, caracteri- diciones de minerales y
zada por parálisis muscu- de combustión de fósiles,
lar, de la faringe y laringe leñas, principalmente.
y neumon{a.
No se ha encontrado referencias dé efectos tóxicos
en vegetales, aunque excesos en suelos alteran el crecimiento vegetal.
Provisorio.
0,05 semanal.
No es posible definir ingestión semanal para niños.
Norma 1333:
• aguas riego, 5,0 mg/lt
• bebida animales,
0,05 mg/lt
Norma 409:
• aguas consumo humano,
0,05 mg/lt
Decreto 78:
• plomo inorgánico, humos
y polvos, 0,12 mg/m3
• plomo tetraetilo,
0,08 mg/m3
• plomo tetrametilo,
0,2 mg/m 3
Decreto 60:
• en alimentos líquidos,
2 ppm.
1/ngesta máxima expresada en mg/kg de peso corporal. Datos tomados de Com;s;6n del Codex Alimentarius (Programa
Conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias, tercera serie, 1978. 2LMP: l/mhe máximo permitido. 3Chile, INN
(1978). 4Chile, INN (1984). Sch1le, Ministerio de Salud, 1983. 6Chíle, Ministerio de Salud, 1982.
Fe de erratas: en IPA La Platina Nº 51, 1989, en el artículo "Plaguicidas en frutas de expor·
tación", se omitió involuntariamente a la Sra. Stella Moyano, Químico M.Sc.
como coautora de dicho artículo.
56
IPA La Platina Nº 54, 1989