CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS: IMPLICACIONES EN SALUD

Contaminación mor metales mesados: immlicaciones en salud, ambiente y sesuridad alimentaria Rev. I2+D. Vol.16 N° 2. Julio-Diciembre. 2016. Sogamoso-Boyacá, Colombia. 67 Específicamente, la contaminación del agua por metales pesados ocasionada por vía antrópica y natural, está afectando drásticamente la seguridad alimentaria y


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Revista Ingeniería, Inves�gación y Desarrollo, Vol. Julio-Diciembre, Sogamoso-Boyacá. Colombia ISSN Impreso 1900-771X, ISSN Online 2422-4324
CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS: IMPLICACIONES EN SALUD, AMBIENTE Y SEGURIDAD ALIMENTARIAHeavy metals contamina�on: implica�ons for health and food safetyYulieth C. Reyes, Inés Vergara, Omar E. Torres Mercedes Díaz, Edgar E. González Pon��cia Universidad Javeriana (Bogotá D.C., Colombia), Facultad de Ingeniería, Ins�tuto Geo�sico, [email protected] Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, (Sogamoso-Boyacá, Colombia). Facultad de Ingeniería Geológica, Seccional Sogamoso, [email protected](Recibido mayo 2 de 2016 y acetado junio 13 de 2016)ResumenLa contaminación por metales pesados y metaloides en recursos hídricos, suelos y aire plantea una de las más severas problemá�cas que comprometen la seguridad alimentaria y salud p blica a nivel global y local. En esta revisión, se aborda el problema especí�co de contaminación por mercurio (Hg), Arsénico (As), Cadmio (Cd) y Plomo (Pb) en ambiente y alimentos. Se presenta una descripción sobre las fuentes de contaminación y exposición en seres vivos así como la incorporación y retención en alimentos y productos de consumo humano. Se abordan casos de estudio y resultados obtenidos Palabras clave:Metales pesados, Metaloides, Mercurio, Arsénico, Cadmio, Plomo, bio-acumulación, seguridad alimentaria.AbstractContamina�on by heavy metals in water resources, soil and air poses one of the most severe problems that compromise food safety and public health at global and local level. In this review, the speci�c problem of contamina�on by mercury (Hg), arsenic (As), cadmium (Cd) and lead (Pb) in the environment and food is presented. A descrip�on of the sources of contamina�on, exposure in living beings, accumula�on and reten�on in food and consumer products is carried out. Study cases and results in some countries included Colombia are discussed.Key words: Heavy metals, Mercury, Arsenic, Cadmium, Lead, bio-accumula�on, food security.1. INTRODUCCIÓNa contaminación ambiental se posiciona como uno de los más importantes problemas que afectan a la sociedad del siglo XXI. La pérdida de calidad del aire, del recurso hídrico y de suelos disponibles para ac�vidades agrícolas se ha incrementado exponencialmente (Singh et. al, 2010; Chen et. al, 2013). La tasa de contaminación del agua puede ser es�mada en 2000 millones de metros c bicos diarios. Se hace evidente una crisis de este recurso para los próximos años, lo que podría comprometer el cumplimiento de uno de los obje�vos de Desarrollo del Milenio de la Organización de Naciones Unidas (ONU-DAES, 2005-2015). En Sep�embre de 2015, la Asamblea general de la ONU, acordó como obje�vo: “asegurar la disponibilidad y la ges�ón sostenible de agua y saneamiento para todos”, otorgándole al agua un carácter prioritario para todos los países miembro. Cabe destacar que el año 2015 fue crí�co para la agenda en materia de agua y saneamiento.Cómo citar este ar�culo:Reyes, Y.C., Vergara, I., Torres, O.E., Díaz-Lagos, M., & González, E.E. (2016). Contaminación por metales pesados: Implicaciones en salud, ambiente y seguridad alimentaria. Revista Ingeniería Inves�gación y Desarrollo, 16 (2), pp.
Contaminación or metales licaciones en salud, ambiente y seuridad alimentariaRev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.Especí�camente, la contaminación del agua por metales pesados ocasionada por vía antrópica y natural, está afectando drás�camente la seguridad alimentaria y salud p blica (efsa, 2015; Huang et. al, 2014). Estudios recientes reportan la presencia de metales pesados y metaloides tales como mercurio (Hg), arsénico (As), plomo (Pb), cadmio (Cd), zinc (Zn), níquel (Ni) y cromo (Cr) en hortalizas tales como la lechuga, repollo, calabaza, brócoli y papa (Singh et. al, 2010; Chen et. al, 2013). Esta contaminación, proviene, entre otros causales, del uso para riego de aguas afectadas (Singh et. al, 2010; Fransisca et. al, 2015; Li et. al, 2015). De igual manera, se han encontrado metales en diferentes concentraciones en peces, carnes y leche resultado de la bio-acumulación y movilidad desde el ambiente a las fuentes hídricas (Singh et al, 2010; Li et al, 2015). Algunas especies tales como ostras, mariscos y moluscos acumulan el cadmio proveniente del agua en forma de pép�dos ligadores hasta alcanzar valores de concentración entre 100 y 1000 µg/kg. En la carne, el pescado y frutas se han reportado valores de concentración entre 1 y 50 µg/kg y en algunos granos entre 10 y 150 µg/kg ( Bayona, 2009).Por su elevada toxicidad, el impacto causado en salud por exposición prolongada o por bio-acumulación de metales pesados resulta alarmante. Dependiendo del �po de metal o metaloide, se producen afecciones que van desde daños en órganos vitales hasta desarrollos cancerígenos (Combariza, 2009; Nava-Ruíz & Méndez-Armenta 2011). A nivel global, se han reportado casos que dan cuenta de las afecciones en la salud por causa del consumo de alimentos contaminados por metales pesados. Un caso relevante ocurrió en Japón en la década de los cincuenta, en donde la población ubicada en las riberas del río Jintsu, aguas abajo de una zona minera de zinc (Zn), plomo (Pb) y cobre (Cu), se vio afectada por el consumo de arroz proveniente de cul�vos contaminados con cadmio (Cd) procedente de los ver�mientos de las minas. Esta ingesta produjo una enfermedad conocida como Itai-Itai o osteoartrí la cual afecta principalmente el tejido óseo (Sánchez et. al., 2010). De otra parte, en la población infan�l de Torreón, Coahuila ubicada en Norte-centro de México se han reportado casos por envenenamiento principalmente por plomo (Pb) proveniente de ac�vidades industriales que incorporan este metal a la cadena alimen�cia y al agua (Valdés, 1999).La Organización Mundial de la Salud (OMS) y algunas autoridades ambientales, han establecido niveles de riesgo en función de la concentración de metales en aguas de consumo humano y alimentos. Los mapas realizados en algunas regiones del mundo muestran un importante incremento en la concentración por encima de los límites establecidos, que las clasi�ca como de alto riesgo (Arnous O.M. et al. 2015; Yuang G.L. et.al, 2014). Así, para el caso del arsénico, la población en riesgo de exposición supera los 150 millones, esto obliga a fortalecer los programas de saneamiento apoyados en tecnologías emergentes como la bio y nanotecnología para el desarrollo de procesos y estrategias experimentales en tareas de detección, cuan��cación y remediación (González et.al, 2015).En la actualidad se acepta de forma generalizada que la distribución, movilidad, disponibilidad biológica y toxicidad de los elementos químicos no es función de la concentración total de los mismos, sino que dependen de la forma química en la que se encuentren (Carusso, J.A. et.al, 2003; Hirose, K. 2006). Es necesario conocer las especies químicas de los elementos para comprender las reacciones químicas y bioquímicas en las que intervienen, y por tanto, obtener información rela�va al carácter esencial y tóxico de los elementos químicos. Los análisis de especiación se conver�rán en una herramienta esencial para la evaluación de riesgos en el medioambiente, permi�endo que se realicen diagnós�cos y controles de los elementos trazas más efec�vos. En l�ma instancia, este �po de inves�gación puede dar lugar a una legislación ambiental basada en la concentración máxima permisible de especies químicas, en vez de una legislación basada en concentraciones totales de los elementos (Michalke, 2003; Sigg L. et.al, 2. EXPOSICIÓN A METALES PESADOS (CD, PB, HG, AS) Y SUS EFECTOS EN LA SALUD Y AMBIENTEComo ya fue anotado, la presencia de metales en el ambiente se da por vía natural y antropogénica. Se movilizan en matrices de agua, suelo y aire.Los metales son persistentes, es decir, no pueden ser creados o degradados, ni mediante procesos biológicos ni antropogénicamente. Una vez que han entrado en los ecosistemas acuá�cos, se transforman a través de procesos biogeoquímicos y se distribuyen entre varias especies con dis�ntas caracterís�cas �sico-químicas, por ejemplo material par�culado (>0,45 µm), coloidal (1 nm-0,45 µm) y especies disueltas (=1 nm) (Martorell
Rev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.Reyes, Y.C., Vergara, I., Torres, O.E., Díaz-Lagos, M., & González, E.E.J.J., 2010). La materia par�culada y coloidal, tanto orgánica como inorgánica, desempeña un papel clave en la coagulación, la sedimentación y en los procesos de adsorción, los cuales in�uyen en los �empos de residencia y transporte de los metales trazas desde la columna de agua a los sedimentos y a otras matrices.La inhalación y la ingesta de alimentos, son dos de las causas más sobresalientes de contaminación. Los efectos tóxicos dependen del �po de metal, de la concentración y en algunos casos de la edad de la población expuesta. Algunos estudios que eval an la contaminación de metales pesados en alimentos, carne y leche, han encontrado que el cadmio, el mercurio, el plomo y el arsénico, son cuatro de los elementos que por su impacto en la salud y concentración deben ser cuidadosamente evaluados y monitoreados. La fuente de contaminación y su incorporación en la cadena alimen�cia se ilustra en la grá�ca de la �gura 1.
Figura 1 Fuentes de contaminación por metales pesados en aire, suelo, agua y planta. Fuente: El autor.El cadmio forma parte de la composición natural de algunas rocas y suelos y provoca una liberación al medio ambiente cercana a 25000 toneladas. De otra parte, por vía antrópica las concentraciones en el ambiente pueden ser incrementadas considerablemente. Ya que es un metal ampliamente u�lizado en la industria y productos agrícolas, esto ha producido un progresivo aumento en su producción. El 5% del metal es reciclado y debido a su notable movilidad, provoca una importante contaminación ambiental (Marruecos et.al, 1993).La población está expuesta al cadmio por diversas vías: i) Oral, a través del agua y la ingesta de comida contaminada con este elemento (hojas de vegetales, granos, cereales, frutas, vísceras animales y pescado) (Nava-Ruíz & Méndez-Armenta 2011). En algunos países de Europa y Norte América la ingesta diaria de cadmio varía entre 10 y 40 µg/día. ii) La inhalación de par�culas durante ac�vidades industriales en personas laboralmente expuestas, donde la concentración de cadmio puede tener valores superiores a 50 µg/L. iii) El cigarrillo, cuyo nivel de cadmio está asociado al suelo donde crece el tabaco. Estudios realizados muestran que las concentraciones de cadmio en la sangre para no fumadores varía entre 0,4 a 1,0 µg/L, mientras que en fumadores los valores varían entre 1,4 a 4 µg/L (Navarro-Aviñó et. al, 2007; Bayona, 2009; Nava-Ruíz & Méndez-Armenta 2011). iv) Finalmente, por vía dérmica, aunque las concentraciones absorbidas son muy reducidas.El cadmio que ingresa por vía respiratoria o por vía oral, se transporta a la sangre y se concentra en el hígado y el riñón. El cadmio �ene la capacidad de acumularse en estos órganos vitales lo que produce daños irreversibles a n para concentraciones reducidas. De otra parte el �empo de permanencia en estos órganos puede ser muy elevado. Así, el �empo de vida media del cadmio en el riñón puede alcanzar los 30 años.Al cadmio se le reconoce como uno de los metales pesados con mayor tendencia a acumularse en las plantas. El cadmio causa severos desequilibrios en los procesos de nutrición y transporte de agua en las plantas (Singh & Tewari, 2003). La favorabilidad de acumulación de cadmio en las plantas ha llevado a considerarlas como potenciales candidatos para tareas de �toremediación de este metal.El plomo es un metal pesado que se ha u�lizado durante muchos años debido a su resistencia a la corrosión, duc�bilidad, maleabilidad y facilidad para formar aleaciones. El plomo es absorbido por inhalación, inges�ón y a través de la piel (Bayona, 2009; Nava-Ruíz & Méndez-Armenta 2011). Las principales vías de
Contaminación or metales licaciones en salud, ambiente y seuridad alimentariaRev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.exposición son: i) inhalación de par�culas de plomo generadas por combus�ón de algunos materiales. ii) La inges�ón de polvo, agua o alimentos contaminados (Zurera et. al, 1987). Tiende a distribuirse en diferentes órganos, tejidos, huesos y dientes, donde se va acumulando con el paso del �empo (Sanín et. al, 1998). La intoxicación por plomo varía de acuerdo a la edad de la persona y su nivel de exposición (Bayona, 2009).Es un metal líquido a temperatura ambiente, que además de encontrarse en su estado elemental, se puede hallar como derivados inorgánicos y derivados orgánicos. El mercurio elemental es poco soluble y por lo tanto poco tóxico al ingerirse, pero puede emi�r vapores tóxicos a cualquier temperatura y ocasionar intoxicaciones agudas y crónicas por su inhalación (Sarmiento et. al. 1999; Bayona, 2009).La toxicidad que exhibe el mercurio depende drás�camente de la fase química en la que se encuentre. El me�lmercurio es una de las formas con elevada toxicidad y es muy fácilmente incorporado en la cadena alimen�cia y bio-acumulado en seres vivos. Afecta principalmente al sistema nervioso y puede producir graves daños en el cerebro en estado fetal. Es ac�vamente perjudicial para el sistema cardiovascular y puede ser cancerígeno.2.4 Arsénico (As)Es un elemento ampliamente distribuido en la atmósfera, en la hidrosfera y en la biosfera, el cual está presente en cuatro estados de oxidación As(V), As(III), As(0) y As(-III). Las especies formadas seg n el estado de oxidación son variadas y pueden ser de origen inorgánico u orgánico. El As(III) puede provenir de la reducción biológica del As (V), y predomina en zonas cercanas a industrias con e�uentes ricos en As(III), aguas geotermales y ambientes reductores (Smedley & Kinniburgh, 2002). En general, en aguas super�ciales, el As(V) predomina sobre el As(III) especie de mayor toxicidad. En aguas subterráneas pueden encontrarse ambos estados de oxidación ya que las concentraciones de As(III) y As(V) dependen de la entrada del As al sistema, de las condicionesredox y de la ac�vidad biológica.En aguas marinas, la especie dominante es el As (V), que puede ser transformado a formas orgánicas o reducido biológicamente a As(III). El arsénico puede circular en los ecosistemas naturales por un largo periodo de �empo y puede ser incorporado en suelos, aguas subterráneas y litologías hospedantes (Smedley & Kinniburgh 2002).Los efectos toxicológicos del As no son bien conocidos y se especula sobre el proceso de transferencia a los seres humanos (D’Ambrosio, 2005). La arsenicosis o hidroarsenicismo crónico es una enfermedad que se presenta por elevadas concentraciones de As inorgánico y presenta diferentes afectaciones en la salud humana tales como problemas respiratorios, enfermedades cardiovasculares, gastrointes�nales y efectos cancerígenos (pulmón, vejiga y piel) entre otras Marruecos et.al, 1993)3. CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS EN ALIMENTOSPara el caso de contaminación por metales pesados en alimentos, los límites máximos permisibles en concentración de metales pesados establecidos por la unión europea y la FAO, varían de acuerdo al �po de alimento (ver tabla 1).Tabla 1:Límites máximos permisibles de concentración de metales pesados (Hg, As, Cd y Pb) en agua, suelo y alimentos de consumo humano. Información obtenida de (Codex, 1995; UE, 2016)
Alimentoconsumo mg/Lde estuariosagrícolaAgua para uso
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AlimentoHortalizas de mg/kgHortalizas de fruto (cucurbitáceas)Hortalizas de Legumbrestubérculosvacuno, porcino y ovinoCarne de avesCereales en grano (excepto trigo)depredadoresUna de las causales responsables de incorporación de metales pesados en alimentos es a través de los sistemas hídricos. Ya sea por uso de aguas contaminadas para riego de cul�vos o por los procesos que �enen lugar en la cadena alimen�cia en aguas contaminadas.Los numerosos estudios e inversiones resaltan el gran interés y preocupación en diferentes países del mundo sobre la necesidad de evaluar la contaminación de metales pesados en sistemas de agua que interact an con productos de consumo humano tales como los alimentos de origen vegetal y animal.3.1 Contaminación or metales En China, afectada por una severa contaminación por metales pesados (Rodríguez-Lado et al, 2013) se es�ma que unos 600 millones de personas se encuentran en alto riesgo por exposición al agua contaminada, la cual corresponde al 70% del recurso hídrico del país. De otra parte, el Ministerio de Protección del Ambiente y el Ministerio de Recursos de la Tierra anunciaron los resultados de un estudio sobre contaminación del suelo realizado en 2005 que mostraba que el 20% de las �erras cul�vables se encuentran afectadas por presencia de metales pesados. Alimentos como el arroz, se pueden ver drás�camente damni�cados en su producción. Esta delicada problemá�ca ha mo�vado la puesta en marcha de inicia�vas orientadas a evaluar los niveles de contaminación por metales pesados en aguas, aire Respecto a la interacción de metales pesados con agro-productos, se han propuesto las siguientes tareas:Evaluar la acumulación de metales pesados sobre las hojas de vegetales expuestas a fer�lizantes que con�enen grandes can�dades de Cd, Pb, Hg entre otros.Iden��car la toxicidad de metales pesados en hortalizas como brócoli y lechuga.Los resultados obtenidos muestran que la concentración de metales está relacionada con las condiciones del cul�vo. En cul�vos expuestos al aire libre se encuentran bajas concentraciones de As, Cd, Cu, Hg y Zn pero con elevadas concentraciones de Pb, siendo la deposición atmosférica la principal causa de esta contaminación. Mientras que en cul�vos en condiciones de invernadero, las concentraciones son bajas. La presencia de ac�vidades industriales en las vecindades de las zonas de cul�vo in�uye en la presencia las altas concentraciones de Cu y Zn.La concentración de metales pesados es mayor en la rizosfera, aunque el uso de fer�lizantes in�uye signi�ca�vamente en la bio-acumulación de metales en las hojas de los alimentos de suelos contaminados. La concentración de metales es mayor en las hojas que en las raíces de la planta.3.2 Contaminación or metales En India el uso de aguas contaminadas para irrigación es una ac�vidad que se desarrolla con frecuencia en algunas zonas del país. Se han desarrollado estudios que eval an entre otros aspectos: i) los riesgos en la salud por ingesta de vegetales, cereales y leche; ii) la bio-acumulación de metales en algunas especies como calabaza de botella, calabaza esponja, coli�or, repollo, berenjena, tomates, amaranto, calabaza, rábano, trigo y arroz; iii) el incremento en las concentraciones de metales como el Cd, Cu, Pb, Zn, Ni y Cr en suelo cuando
Contaminación or metales licaciones en salud, ambiente y seuridad alimentariaRev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.se emplea agua de riego contaminada y agua de riego Aunque los resultados obtenidos demuestran que los niveles se encuentran por debajo de los límites establecidos, se resalta la importancia de estudios de monitoreo y regulación que garan�ce la seguridad alimentaria.3.3 Contaminación or metales Estudios realizados en Grecia (Fy�anos et.al, 2001) con muestras de vegetales (espinaca, puerro, repollo, lechuga, cebolla, coli�or, apio, remolacha, zanahoria y endivia) tomadas de suelos rurales e industriales mostraron el impacto causado por la ac�vidad industrial en contaminación de estos alimentos por metales pesados. No cabe duda que este es uno de los principales factores que contribuyen a la incorporación de estos contaminantes en aguas, aire y suelos.En América La�na la gran mayoría de países padecen el problema de contaminación por metales pesados en agua (Bundschuh et. al, 2012). En países como México, Argen�na, Chile, el Salvador, Nicaragua, Per y Bolivia, cerca de cuatro millones de personas consumen aguas contaminadas por arsénico.3.4 Contaminación or metales En las l�mas décadas los estudios de calidad de los sistemas acuá�cos con�nentales (ríos, lagos, embalses, etc) han tenido un creciente interés por aspectos como: el incremento de la población en sus riberas, el creciente grado de industrialización, los aportes de los sectores agrícolas, ganaderos y mineros. La importancia que �ene el estudio de metales pesados en diferentes matrices es por la elevada toxicidad, la alta persistencia y rápida acumulación por los organismos vivos, sus efectos no se detectan fácilmente a corto plazo. La toxicidad de estos metales pesados es proporcional a la facilidad de ser absorbidos por los seres vivos.En Colombia, durante el año 2013, se realizaron 169 muestreos de cadmio, 180 muestreos de cromo y plomo y 104 muestreos de mercurio (IDEAM, 2014). Con respecto al Hg, seg n se reporta los valores de concentración más altos se encuentran en el río Marmato, Nechí, Magdalena, Guachal y río Coello. Con respecto al Cd las mayores concentraciones se iden��caron en río Negro, río Bogotá y río Cararé. En los ríos Marmato, Bogotá, Cauca la Pintada, Achi y Pinillos registraron las concentraciones más altas en Pb.La cuenca del río Bogotá juega un papel estratégico en la sabana del Centro del país, par�cularmente en ac�vidades agrícolas, en industriales (Miranda et.al, 2011). La cuenca se divide en tres tramos: cuenca alta, que inicia en el Páramo de Guacheneque y �naliza en Chía. La cuenca media parte de Chía y �naliza en Sibaté. Finalmente la Cuenca baja que desemboca en el río Magdalena. A lo largo de todo el tramo, se presenta contaminación de metales pesados como resultado de la agroindustria y ac�vidad minera (Cuenca alta), cur�embres en la localidad de San Benito (Cuenca Media) e industria ganadera, explotación ganadera e industrial (Cuenca baja).La cuenca media es la principal fuente de agua para la producción agrícola en los municipios aledaños del noroccidente y sur de la ciudad de Bogotá. Los ver�mientos presentan diferentes concentraciones de metales pesados (Hg, As, cd y Pb) como se indica en la tabla 1 y 2. Estos metales afectan la población expuesta que habita en las riveras del río. El agua es empleada para regadío, lo que promueve la movilidad de los metales a suelos y plantas tales como lechugas, repollo y brócoli, entre otros u�lizadas para consumo humano (Miranda et.al 2008).De los trabajos realizados en la cuenca del río Bogotá, cabe destacar el estudio y evaluación del impacto de contaminación sobre la salud en el embalse del Muña, ubicado en Sibaté cerca a Bogotá (Sarmiento et al. 1999; Bayona 2009). La determinación de la concentración de Hg, Cd, Pb y As en cul�vos hor�colas de la sabana de Bogotá, presentes en los suelos y en los cul�vos de apio, repollo, lechuga y Brócoli, regados con aguas provenientes del río Bogotá, a través del distrito de riego La Ramada (Miranda et.al, 2008). El Desarrollo de estudios socio-demográ�cos y epidemiológicos de poblaciones expuestas a la contaminación por Hg, Cd y Pb en zonas ribereñas del río Bogotá (Sánchez et.al, 2010). La cuan��cación de As, Cd, Hg, Pb y Cu en leche cruda y procesada proveniente de hatos lecheros (Madero & Marrugo, 2011; Franco & Fernando2014; Pinzón, 2015) problemá�ca que se ha reportado igualmente en An�oquia (Franco & Fernando, 2014). Iden��cación de la pre
Rev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.Reyes, Y.C., Vergara, I., Torres, O.E., Díaz-Lagos, M., & González, E.E.sencia de metales en alimentos distribuidos en plazas y supermercados de Bogotá (Méndez et. al, 2007).Tabla 2Concentración de As y Hg en muestras de agua del río Bogotá (Reyes, 2015).
Concentración de As µg/LEstacionesParque la FloridaCotaTabla 3Concentración de metales (Hg, As, Cd, Pb y Zn) en muestras de agua para riego (Mosquera, 2014).
Concentración de metales en µg/LMosqueraEstos estudios revelan la necesidad de desarrollar estrategias efec�vas de remediación del Río Bogotá desafortunadamente deteriorado por la descarga de desechos domés�cos e industriales provenientes de la Sabana de Bogotá y municipios circundantes. El 90% de la carga contaminante la recibe de los ríos Salitre o Juan Amarillo, Fucha y Tunjuelo.En otro escenario, el Lago de Tota ubicado a 3015 m en la zona central de la cordillera oriental de los Andes Colombianos, �ene carácter de humedal y forma parte de los ecosistemas de páramo; su temperatura oscila entre 8 y 15°C, y posee una belleza natural de gran atrac�vo turís�co.Tiene forma elongada con eje principal en dirección NE-SW (Figura 2); el área del espejo de agua es de aproximadamente 60 km y su cuenca tributaria es de aproximadamente 170 km, con una profundidad media de 30 m y máxima de 65.5 m (IDEAM, 2014).
Figura 2. Ilustración del lago de Tota, y su cuenca. Fuente: El autorEl Lago de Tota es la principal fuente de abastecimiento de agua para consumo humano para cerca de 250.000 habitantes. La extracción del agua se ha incrementado en un 33% durante el periodo 2000-2010 y se es�ma que la demanda crecerá al 81% en el periodo 2011-2030 (CONPES, 2014).Las condiciones naturales de clima, al�tud, disponibilidad de agua, suelos planos y fér�les que bordean el lago, favorecieron el monocul�vo de la cebolla junca (Allium �stulosum Linnaeus), es�mulado además por la ventaja de ofrecer varias cosechas al año. El incremento de áreas cul�vadas para cebolla fue bastante notable hasta llegar a cubrir más del 90% del área plana cul�vable (CAR, 1978) en menos de dos décadas (Figura 2), en una extensión cercana a 2500 Ha.Las prác�cas de cul�vo u�lizan com nmente abonos orgánicos, agroquímicos y plaguicidas en gran can�dad (Pesca, 2015) y se ha determinado que la aplicación de fungicidas, pes�cidas y fer�lizantes presentan sobredosi�cación en can�dad y frecuencia de aplicación (Torres & Ramírez, 2014) que incrementa la probabilidad de presencia de metales pesados en suelos agua y alimentos (CONPES, 2014).
Contaminación or metales licaciones en salud, ambiente y seuridad alimentariaRev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.
Figura 3. a) La �gura ilustra el incremento acelerado del cul�vo de cebolla en las década 1960, 1970 y 1980 y b) la comparación del cul�vo de cebolla con respecto a otros cul�vos en la zona.Así mismo, la extensión, profundidad del lago, temperatura, demanda y cercanía a centros urbanos, es�mularon la producción de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) mediante cul�vo en jaulas dentro del lago; la producción de trucha representada en aproximadamente 100 toneladas al mes (CONPES, 2014), requieren el suministro de alimento para su crianza y generan por consiguiente aportes al lago por excedentes y desechos orgánicos.En el lago se iden��can entre otros problemas ambientales, la contaminación de fuentes hídricas por u�lización de agroquímicos, gallinaza, fungicidas y pes�cidas en los cul�vos, falta de tratamiento de aguas servidas a nivel urbano como municipal e ine�ciencia en los sistemas de riego.En Colombia no son a n su�cientes los estudios realizados sobre contaminación por metales pesados. Se hace necesaria la realización de mediciones sistemá�cas y con�n as bajo estándares de calidad, que permitan construir los mapas de contaminación, necesarios para trazar las estrategias de mi�gación y remediación Aunque no se ha reportado en la literatura estudios que indiquen diferentes concentraciones de metales en el Lago y alimentos de consumo humano, ya se observan inicia�vas en ese sen�do como la inves�gación en curso (UPTC, 2016) relacionada con la determinación de metales pesados en la estructura de la Elodea (Egeria Densa); también hay esfuerzos en la b squeda de soluciones para el tratamiento de aguas residuales de pequeño caudal y prác�cas de cul�vo orgánico de la cebolla tendientes a reducir el uso de agroquímicos y fungicidas, así como propuestas en redes de sensado para diferentes agroquímicos en el entorno del lago.Par�cularmente lo importante de estos estudios es establecer los niveles totales de metales presentes en las diferentes matrices, así como conocer la distribución en las dis�ntas fracciones químicas (especiación) en los diferentes compar�mentos medioambientales. Iden��car las formas químicas más biodisponibles y en consecuencia con mayor potencial tóxico de los metales estudiados, para la evaluación de los efectos tóxicos debida a la contaminación. Los estudios de laboratorio realizados durante los l�mos años, han avanzado los conocimientos de la química de metales en los sistemas acuá�cos, incluyendo la formación de complejos metálicos orgánicos e inorgánicos y la adsorción a las par�culas de materia orgánica. Inves�gaciones paralelas han dado lugar a una mejor comprensión de las bases �siológicas de por qué los metales son tóxicos para los organismos acuá�cos. Estos estudios, conducen a una mejora para analizar cómo la química del agua afecta la biodisponibilidad y cómo los metales ejercen toxicidad en el organismo.Todos estos estudios y acciones, desarrollados en su mayoría de forma aislada, muestran el interés de la comunidad por encontrar soluciones para frenar el deterioro de este valioso cuerpo de agua, y se espera que junto con la voluntad polí�ca del gobierno se encausen las acciones necesarias para su protección y den lugar a una legislación ambiental basada en la concentración máxima permisible de especies químicas, en vez de una legislación basada en concentraciones totales de los elementos.
Rev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.Reyes, Y.C., Vergara, I., Torres, O.E., Díaz-Lagos, M., & González, E.E.4. CONCLUSIONES A nivel global y local se iden��ca un creciente problema de contaminación por metales pesados, que compromete severamente la salud, seguridad alimentaria y medio ambiente.Los estudios demuestran que la leche de bovinos que pastorean e ingieren agua, pastos o forrajes contaminados por metales pesados (Hg, As, Cd y Pb) in�uye sobre las concentraciones de dichos elementos en la leche y carne. De igual manera las condiciones de cul�vo in�uyen en la concentración de metales pesados sobre las diferentes matrices (aire, agua, suelo y plantas).Los límites máximos permisibles de concentración de metales está muy bien establecido en agua. Sin embargo a n falta por de�nir los límites de concentración y riesgo de Hg, As y Cd en hortalizas, legumbres y cereales, para permi�r estandarizar y consensuar los estudios de contaminación que se están realizando, así como los efectos tóxicos y en ambiente.Se recomienda realizar monitoreo y detección de contaminantes en agua, fauna y �ora, para trazar mapas de concentración de estos contaminantes y favorecer los planes de acción conducentes a tareas de mi�gación y remediación. Es importante atender puntos estratégicos de Colombia, como el rio Bogotá y el Lago de Tota, entre otros.Es necesario realizar estudios sistemá�cos, cien��cos y complementarios del contenido de metales pesados en diferentes matrices que permitan la elaboración de informes fehacientes y con visión del futuro sobre el estado del rio Bogotá y el Lago de Tota e incidir directamente sobre la calidad y la localización, con ello se puede facilitar una mejor iden��cación y control de dichas a�uencias para que los organismos per�nentes puedan tomar medidas preven�vas y decisiones de mejora. El análisis de especiación proporciona información respecto a la biodisponibilidad en unas determinadas condiciones medioambientales y pequeños cambios en los parámetros �sicoquímicos del medio.5. REFERENCIASArnous O.M, Hassan A.A.M. (2015). Heavy metals risk assessment in water and bo�om sediments of the eastern part of Lake Manzala, Egypt, based on remote sensing and GIS. Arabian Journal of Geosciences, 8, (10),pp. 7899-7918. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1007/s12517-014-1763-6Carusso, J.A, Klaue, B. Michalke, B, Rocke, D.M. 2003. Group assessment: elemental specia�on. Ecotox. Environ. Safe, 56, 32-44. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/S0147-6513(03)00048-4 Combariza, B.D.A. 2009. Contaminacion por Metales Pesados en el embalse del Muña y su relación con los niveles en sangre de Plomo, Mercurio y Cadmio y alteraciòn de salud enlos habitantes del municipio de Sibaté (Cundinamarca) pp.1–115. Trabajo de Maestria, Universidad Nacional Bundschuh, J. et al., 2012. One century of arsenic exposure in La�n America: A review of history and occurrence from 14 countries. Science of the Total EnvironmentChen, Y. et al., 2013. Accumula�on and health risk of heavy metals in vegetables from harmless and organic vegetable produc�on systems of China. Ecotoxicoloy and Environmental Safety. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2013.09.037Codex Stand . 1995. Norma general del codex para los contaminantes y las tóxinas presentes en los alimentos. Recuperado de: h�p://www.fao.org/�leadmin/user_upload/livestockgov/documents/CXS_193s.pdfColombia, Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2012). Diagnós�co Nacional de Salud Ambiental. Recuperado de: h�ps://www.minsalud.gov.co/sites/rid/Lists/BibliotecaDigital/RIDE/INEC/IGUB/ diagnos�co%20de%2 0salud%20Ambiental%20compilado.pdf
Contaminación or metales licaciones en salud, ambiente y seuridad alimentariaRev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.Consejo Nacional de Polí�ca Económica y Social - Conpes. (2014). Manejo Ambiental Integral de la Cuenca Hidrográ�ca del Lago de Tota. Bogotá.D’Ambrosio, M.C., 2005. Arsénico en aguas: origen, movilidad y tratamiento. Evaluación y selección de tecnoloías disara remoción de arsénicoDepartamento de Asuntos Económicos y Sociales de Naciones Unidas (ONU-DAES). 2005-2015. Recuperado de: h�p://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/.European Food Safety Authority (efsa).2015. Recuperado de: h�p://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/metalsFranco, L., & Fernando, L. (2014). Presencia de metales pesados en hatos lecheros de los municipios de San Pedro y Entrerríos, An�oquia, Colombia.Fransisca, Y. et al., 2015. Assessment of arsenic in Australian grown and imported rice varie�es on sale in Australia and poten�al links with irriga�on prac�ses and soil geochemistry. , 138, pp.1008–1013. Available at: DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2014.12.048Fy�anos, K., Katsianis, G., Triantafyllou, P., & Zachariadis, G. (2001). Accumula�on of heavy metals in vegetables grown in an industrial area in rela�on to soil. n of environmental contamion and toxicolo(3), 0423-0430. h�p://dx.doi.org/10.1007/s001280141González, E., Marrugo, J., & Mar�nez, V., (2015). El problema de Contaminación por Mercurio. Nanotecnología: Retos y Posibilidades para Medición y Remediación. Red Colombiana de Nanociencia y Nanotecnología.Hirose, K. (2006). Chemical specia�on of trace metals in seawater. A review .Anal. Sci., 22, 1055-1063. DOI: h�p://dx.doi.org/10.2116/analsHuang, Z. et al., (2014). Heavy metals in vegetables and the health risk to popula�on in Zhejiang, Food Control, 36(1), pp.248–252. Available at: DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/j.foodcont.2013.08.036.IDEAM (2014). Informe ba�metría Lago de Tota. Grupo de Modelación, Subdirección de HidroloIDEAM,Estudio Nacional del Agua. (2014). Recuperado de: h�p://documentacion.ideam.gov.co /openbiblio/bvirtual/023080/ENA_2014.pdfLi, N. et al., (2015). Concentra�on and transporta�on of heavy metals in vegetables and risk assessment of human exposure to bioaccessible heavy metals in soil near a waste-incinerator site, South China. Science of the Total Environment521-522, pp.144–151. Available at: DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.03.081.Madero, A., & Marrugo, J. (2011). Detección de metales pesados en bovinos, en los valles de los ríos Sin y San Jorge, Departamento de Cordoba, Revista MVZ Córdoba(1), 2391-Marruecos, L., Nogué, S., & Nolla, J. (1993).Toxicoloclínica. Barcelona.: Springer-Verlag Ibérica.Martorell J.J. (2010) Biodisponibilidad de metales pesados en dos ecosistemas acuá�cos de la costa Suratlán�ca andaluza afectados por Contaminación difusa. Tesis Doctoral Universidad de Méndez Fajardo, S. et al., (2007). Estudio preliminar de los niveles de cadmio en arroz, fríjoles y lentejas distribuidos en supermercados de Bogotá y plazas de Manizales. Fitotecnia ColombianaMiranda, D., Carranza, C., Rojas, C. A., Jerez, C. M., Fischer, G., & Zurita, J. (2011). Acumulación de metales pesados en suelo y plantas de cuatro cul�vos hor�colas, regados con agua del río Bogotá. Revista Colombiana de Ciencias
Rev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.Reyes, Y.C., Vergara, I., Torres, O.E., Díaz-Lagos, M., & González, E.E.Hor�colas(2), 180-191. DOI: horg/10.17584/rcch.2008v2i2.1186Michalke, B., (2003). Element specia�on de�ni�ons, analy�cal methodology and some examples. Ecotox. Environ. Safe., 56, 122-139. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/S0147-6513(03)00056-3Mosquera, N. (2014). Funcionalización de super�cies nano estructuradas para asis�r procesos de detección de contaminantes en agua. Ms.C. Thesis, Pon��cia Universidad Javeriana.Navarro-Aviñó, J.P., Aguilar Alonso, I. & López-Moya, J.R., (2007). Aspectos bioquímicos y gené�cos de la tolerancia y acumulación de metales pesados en plantas. Ecosistemas, 16(2), pp.10–25.Nava-Ruíz, C. & Méndez-Armenta, M., (2011). Efectos neurotóxicos de metales pesados (cadmio, plomo, arsénico y talio). Archivos de NeurocienPesca, S.Y. (2015). Seguimiento del comportamiento �sico y químico de los agroquìmicos mas u�lizados en el cul�vo de cebolla larga en el entorno cercano del lago de Tota y aplicación del modelo CEPIS para evaluar su impacto, Trabajo de Grado. Universidad Pedagógica y Tecnológica Pinzón Choque, C. G. (2015). Determinación de los niveles de plomo y cadmio en leche procesada en la ciudad de Bogotá D.CTesis de grado. Universidad Nacional de Colombia. Sede BogotáReyes, Y. (2015). Sistema portable de pretratamiento para asis�r nanosensores con capacidad de detección y cuan��cación In situ de muestras de agua. Ms.C. Thesis, Pon��cia Universidad JaveRodríguez-Lado, L., Sun, G., Berg, M., Zhang, Q., Xue, H., Zheng, Q., & Johnson, C. A. (2013). Groundwater arsenic contamina�on throughout ChiScience (New York, N.Y.)(6148), 866-8. Retrieved from h�p://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23970694. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1126/science.1237484Sánchez, C.I. et al., (2010). Per�l sociodemográ�co y epidemiológico de la población expuesta a la contaminación por mercurio, plomo y cadmio, ubicada en la vereda Manuel Sur del municipio de Ricaurte y los barrios Brisas del Bogotá y La Victoria del municipio de Girardot. Inves. EnfermSanín, L. et al., (1998). Acumulación de plomo en hueso y sus efectos en la salud. Salud Pblica de Méxi, 40(4). Available at: h�p://www.redalyc.org/ar�culo.oa?id=10640409. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1590/S0036-36341998000400009Sarmiento, M.I. et al., (1999). Evaluación del Impacto de la Contaminación del Embalse del Muña Sobre la Salud Humana. Revista De Salud Publica, 1(2)(February), pp.159–171.Sigg, L., Black, F., Bu�e, J., Cao, J., Cleven, R., Davidson, W., Galceran, J., Gunkel, P., Kalis, E., Kistler, D., Mar�n, M., Nol, S., Nur, Y., Odzak, N., Puy, J., van Rimsdijk, W., Temmingho�, E.,Tercier Waeber, M.L., Toepperwien, S., Town, R.M., Unsworth, E., Warnken, K.W., Weng, L., Xue,H., Zhang, H., (2006). Comparasion of analy�cal techniques for dynamic trace metal specia�on in natural freshwaters. Environ. Sci. Technol., 1934-1941. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1021/Singh, P. K., & Tewari, R. K. (2003). Cadmium toxicity induced changes in plant water rela�ons and oxida�ve metabolism of Brassica juncea L. plants. Journal of Environmental Biolo(1), 107-Singh, A. et al., (2010). Risk assessment of heavy metal toxicity through contaminated vegetables from waste water irrigated area of Varanasi, India. Troical Ecolo, 51(2 SUPPL.), pp.375–387. Available at: DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/j.fct.2009.11.041.Smedley, P.L. & Kinniburgh, D.G.,(2002). A review of the source, behaviour and distribu�on of arsenic in natural waters. lied Geochemistry, 17(5), pp.517–568. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/
Contaminación or metales licaciones en salud, ambiente y seuridad alimentariaRev. I2+D. Vol.Julio-Diciembre. Sogamoso-Boyacá, Colombia.Torres, B.N & Ramírez A. L.N. (2014). Caracterizaciòn de la zona de in�uencia del cul�vo de cebolla larga y la determinación de tasas de usos de agroquímicos en el Lago de Tota. Trabajo de Grado. Universidad Pedaica y Tecnolóica Unión Europea. (2016). Contenidos máximos en métales pesados en productos alimen�cios. Recuperado de: h�p://plaguicidas.comercio.es/MetalPesa.pdfUPTC (2016). Grupo de Inves�gación Ingeniería Geológica, Proyecto de Inves�gación.Valdés, F., (1999). La contaminacion por metales pesados en Torreón, Coahuila, México. Texas Center for Policy Studies, Primera ed, p.50. Available at: h�p://www.texascenter.org/publica�ons/torreon.pdf.Yuan G. L., Sun T.H., Han P., Li J., Lang X.X. (2014). Source iden��ca�on and ecological risk assessment of heavy metals in topsoil using environmental geochemical mapping: Typical urban renewal area in Beijing, China.Journal of Geochemical , 136, pp 40-47. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.10.002Zurera, G. et al., (1987). Lead and cadmium contamina�on levels in edible vegetables. of Environmental Contaminaon and Toxico, 38(5), pp.805–812. DOI: h�p://dx.doi.org/10.1007/BF01616705

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