ARSÉNICO Y ESPECIES DE ARSÉNICO EN EL AIRE DE HUELVA
Daniel Sánchez-Rodas Navarro
ÍNDICE 1. ARSENICO Y MATERIA PARTICULADA ATMOSFÉRICA (MPA) TOXICIDAD DEL ARSÉNICO ¿POR QUÉ ANALIZAR MPA? ARSENICO EN MPA 2.
ESPECIACIÓN DE ARSÉNICO
¿QUE ES LA ESPECIACIÓN? ¿POR QÚE ES IMPORTANTE? ¿CÓMO SE HACE UN ANÁLISIS DE ESPECIACIÓN?
3. ZONA DE ESTUDIO HUELVA: CIUDAD AFECTADA POR EMISIONES INDUSTRIALES SALUD MUESTREO DE MPA 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONTENIDO DE ARSÉNICO TOTAL EN MPA ESPECIACIÓN DE ARSÉNICO EN MPA ORIGEN INDUSTRIAL DEL ARSÉNICO
1. ARSÉNICO Y MATERIA PARTICULADA ATMOSFÉRICA (MPA)
TOXICIDAD DEL ARSÉNICO EL ARSÉNICO ES TÓXICO PARA LOS SERES HUMANOS Y LA VIDA EN GENERAL
Usado desde la antigüedad y la Edad Media como plaguicida Empleado en el Renacimiento como veneno Su nivel en agua potable es muy estricto (RD 140/2003): Cobre Boro Cromo Cianuro Nitrato Plomo Niquel Arsénico Cadmio Mercurio
2000 µg/L 1000 µg/L 50 µg/L 50 µg/L 50 µg/L 25 µg/L 20 µg/L 10 µg/L 5 µg/L 1 µg/L
1. ARSÉNICO Y MATERIA PARTICULADA ATMOSFÉRICA (MPA)
TOXICIDAD DEL ARSÉNICO EFECTOS DEL ARSÉNICO SOBRE LA SALUD
Carcinógeno cáncer de piel y de pulmón Teratógeno nacimientos con malformaciones Mecanismo de acción: Inhibición enzimática a nivel celular Se impide la respiración celular fallo multiorgánico Intoxicación aguda náuseas, vómitos, hipotensión arterial, edema pulmonar, arritmia....muerte Intoxicación crónica arsenicosis Diarreas leves, degeneración progresiva del hígado Hiperpigmentación, hiperkeratosis Black Foot Desease
1. ARSÉNICO Y MATERIA PARTICULADA ATMOSFÉRICA (MPA)
¿POR QUÉ ANALIZAR MPA?
¿Qué es?
¿Origen?
Partículas sólidas o líquidas en suspensión en la atmósfera
Natural: volcanes, suelo, marino, vegetación Antropogénico: industrial, combustibles fósiles
Mezcla compleja
Granulometría: TSP, PM10, PM2.5, PM1.0 Composición: SO42-, PO43-, NO3-, CO32-, Cl-, NH4+, metales…
1. ARSÉNICO Y MATERIA PARTICULADA ATMOSFÉRICA (MPA)
¿POR QUÉ ANALIZAR MPA?
¿Por qué se analiza?
• Afecta a ecosistemas y al cambio climático
• Afecta a la salud humana:
Science (1974), 183, 202-204
•
Enfermedades respiratoria (asma, bronquitis)
•
A menor diámetros, mayor capacidad de entrada en el sistema respiratorio
•
Los metales pesados se acumulan en MPA
1. ARSÉNICO Y MATERIA PARTICULADA ATMOSFÉRICA (MPA)
ARSÉNICO EN MPA
¿Origen del arsénico en MPA?
Fuentes antropogénicas
Fundición de metales
Natural
Emisiones volcánicas
Combustión de carbón, gas, petróleo Uso de pesticidas 23600 tn/año
(OMS, 1987)
8000 tn/año
¿Legislación?
CouncilDirective Directive Council concerningAs, As,Cd, Cd,Hg, Hg, concerning Niand andPAHs PAHs Ni (2004/107/CE): (2004/107/CE): ngAs Asm m-3-3 66ng
2. ESPECIACIÓN DE ARSÉNICO
¿QUÉ ES LA ESPECIACIÓN? DEFINICIÓN DE LA IUPAC Pure Appl. Chem. Vol. 72, Nº 8, 1453-1470 (2000) “La especiación de un elemento es la distribución de un elemento en especies químicas definidas en un sistema”
“Las especies químicas son formas específicas de un elemento definidas por composición isotópica, estado electrónico o de oxidación, y/o estructura compleja o molecular”. “Un Análisis de Especiación es la actividad analítica encaminada a indetificar y/o cuantificar una o más especies químicas de una muestra”
2. ESPECIACIÓN DE ARSÉNICO ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE? “ La toxicidad del arsénico depende de la especie química” Arsenito As (III) Arseniato As (V) Monometilarsonato MMA
Dimetilarsinato DMA
Arsenobetaina AsB
Arsenoribósidos
TOXICIDAD TOXICIDAD
Estado de oxidación
Estructura molecular
As(III) > As(V) inorgánico >> orgánico
2. ESPECIACIÓN DE ARSÉNICO
¿CÓMO HACER UN ANÁLISIS DE ESPECIACIÓN?
EXTRACCIÓN DE LA ESPECIES DE ARSÉNICO DE LA MUESTRAS
SEPARACIÓN DE LA ESPECIES DE ARSÉNICO
DETECCIÓN ATOMICA
3. ZONA DE ESTUDIO
HUELVA: CIUDAD AFECTADA POR EMISIONES INDUSTRIALES
N Estaci贸n de muestreo Pol铆gono Industrial
3. ZONA DE ESTUDIO
HUELVA: CIUDAD AFECTADA POR EMISIONES INDUSTRIALES Tabla. Emisiones de arsénico a la atmósfera (toneladas)a
a
Periodo
España
Fundición de Cu de Huelva
% de España
2001-2009
59.3
16.9
28.5%
adaptado de European Pollutant Emission Register (base de datos http://www.eper-es.es)
Fundiciónde deCu Cuen enHuelva Huelva Fundición (capacidadde deproducción, producción,2003): 2003): (capacidad Fundición de cobre
1º España España 1º 2º Europa Europa 2º 7º mundo mundo 7º toneladasof ofCu Cu 3.2x10 x106 6toneladas 3.2
3. ZONA DE ESTUDIO HUELVA: CIUDAD AFECTADA POR EMISIONES INDUSTRIALES
Tabla. Emisiones de arsénico a la atmósfera (toneladas)a
a
Periodo
España
Fundición de Cu de Huelva
% de España
2001
5.60
1.43
25.5 %
2002
10.96
3.25
29.7%
2003
9.92
2.19
22.1 %
2004
8.24
1.36
16.5%
2005
6.42
2.35
36.6 %
2006
4.71
1.52
32.3%
2007
5.48
1.82
33.2%
2008
4.27
1.58
37.0%
2009
3.66
1.44
39.3%
2001- 2009
59.3
16.9
28.5%
adaptado de European Pollutant Emission Register (base de datos http://www.eper-es.es)
3. ZONA DE ESTUDIO
SALUD
Laringe (ambos sexos)
Pulm贸n (hombres)
Boca y faringe (hombres )
Tejido conjuntivo(ambos sexos)
3. ZONA DE ESTUDIO
SALUD
3. ZONA DE ESTUDIO MUESTREO DE MPA
• Tamaño de partículas: PM10, PM2.5
Campañas anuales de muestro (1-2 veces a la semana)
Periodos de muestreo de 24 h
Captadores de aire de alto volumen
Monitorización en continuo de : SO2, O3, CO, NOx
4. RESULTADOS
CONTENIDO TOTAL DE ARSÉNICO EN MPA Arsenic in PM10 (2001-2008)
Arsenic ng/m3
12 10 8 6 4 2 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 year
Arsenic in PM2.5
Arsenic ng/m3
12 10 8 6 4 2 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 year
adaptado de J. Environ. Monit. (2011) 13, 1276,1287
4. RESULTADOS
CONTENIDO TOTAL DE ARSÉNICO EN MPA “¿SON LOS VALORES ALTOS EN HUELVA RESPECTO EL RESTO DE ESPAÑA?.....
2001-2002
adaptado de J. Aerosol Sci. (2004) 35, 1151-1117
4. RESULTADOS
CONTENIDO TOTAL DE ARSÉNICO EN MPA “¿SON LOS VALORES ALTOS EN HUELVA RESPECTO EL RESTO DE ESPAÑA?.....
2001-2004
adaptado de Atmospheric Environment (2007) 41, 7212-7231
4. RESULTADOS
CONTENIDO TOTAL DE ARSÉNICO EN MPA “¿SON LOS VALORES ALTOS EN HUELVA RESPECTO OTROS LUGARES?.....
Tabla. Medias y/o máximos de As en MPA Pm (ng As m-3) Mean
Max.
Reference
HUELVA (urbano + industria + fundición Cu)
6.3
62.1
SEVILLA (urbano)
3.4
--
FLANDES, Bélgica (urbano + rural)
3.8
17.5
Atmospheric Environment 45, 108
ATENAS, Grecia (urbano)
4.0
17.4
Chemosphere (2003) 52, 959
LISBOA, Portugal (urbano)
0.5
1.5
Nuclear Inst. Method Phy Res B (2004) 219, 153
BOR, Serbia (urbano+ industrial + fuindición Cu )
131
669
J. Hazardous Materials (2010), 43-51
SANTIAGO, Chile (urbano)
50
-
Atmospheric Enviroment (2007), 41, 6793
Zonas rurales, Chile (rural)
2.4 - 30.7
-
Atmospheric Environment (2002), 36.,3803
J. Environ. Monit. (2011) 13, 1276 Anal. Chim. Acta (2004) 424:,33
4. RESULTADOS
ESPECIACIÓN DE ARSÉNICO EN MPA
PM10: PM10: As(III) (III) 1818-26 26%% As As(V) (V) 74- -82% 82% As 74
Chemosphere (2007) 66, 1485,1493
4. RESULTADOS
ESPECIACIÓN DE ARSÉNICO EN MPA
Ambos As(III) y As(V) se acumulan en las partículas de menor diámetro Sobre un 70-80% del arsénico está en la fracción de PM2.5
Atmospheric Environment (2008) 42, 6487, 6495
4. RESULTADOS ORIGEN INDUSTRIAL DEL ARSÉNICO
Relación con otros contaminantes Cu, SO2
POSIBLES EVIDENCIAS
Vientos de componentes S y SO
Cu
40 30 20 10 0
As total
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ng m-3
ng m-3
As total 350 300 250 200 150 100 50 0
Cu
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Months (2000)
Months (2000)
4. RESULTADOS ORIGEN INDUSTRIAL DEL ARSÉNICO
Relación con otros contaminantes Cu, SO2
POSIBLES EVIDENCIAS
Vientos de componentes S y SO
7 agosto (2000)
N 0º, 360º
100 80 60 40 20 0
360
10:45
9:15
7:45
6:15
4:45
3:15
1:45
0:15
22:45
21:15
19:45
18:15
16:45
0
15:15
S 180º
90
13:45
E 90º
180
12:15
W 270º
SO2
270
µgm-3
Dirección viento
4. RESULTADOS
ORIGEN INDUSTRIAL DEL ARSÉNICO
2004-2005
adaptado de Atmospheric Research (2010) 96, 590-601
4. RESULTADOS
ORIGEN INDUSTRIAL DEL ARSÉNICO
2004-2005
adapatado de Atmospheric Research (2010) 96, 590-601
4. RESULTADOS
ORIGEN INDUSTRIAL DEL ARSÉNICO
2004-2005
La fundición de cobre emite pocas partículas, pero cargadas en metales pesados
adapatado de Atmospheric Research (2010) 96, 590-601
4. RESULTADOS
ORIGEN INDUSTRIAL DEL ARSÉNICO
adaptado de J. Environmental Monitoring (2011) 13, 1276-1278
4. RESULTADOS
ORIGEN INDUSTRIAL DEL ARSÉNICO
15 agosto 2003
10 agosto 2003
24 junio 2004 adaptado de J. Environmental Monitoring (2011) 13, 1276-1278
ARSÉNICO Y ESPECIES DE ARSÉNICO EN EL AIRE DE HUELVA
Daniel Sánchez-Rodas Navarro