En 1992, la Organización de las Naciones Unidas (ONU) declaró el 22 de marzo Día Mundial del Agua con el objetivo de llamar la atención sobre la importancia del agua dulce y su defensa en la gestión sostenible como recurso.
Hoy en día, una de cada 10 personas en países en vías de desarrollo carece de acceso al agua potable. Este problema afecta de forma desproporcionada a mujeres y niños, que pasan millones de horas por día recolectando agua en vez de trabajar, cuidar a sus familias o ir a la escuela. De hecho, se estima que cada persona con problemas de acceso al agua camina cada día en promedio seis kilómetros para conseguirla.
Compartimos un extracto del trabajo «La Contaminación por Metales», de Miguel A. Blesa, publicad en el sitio Asociación Argentina para el Progreso de las Ciencias 

Un poco de historia

Las aguas naturales contienen naturalmente metales disueltos, como iremos viendo en secciones posteriores. Pero, además, pueden incorporar metales provenientes de los materiales que usa el hombre. El uso de los metales está íntimamente asociado al desarrollo de la civilización. La organización social en ese amplio período correspondiente a la Prehistoria estuvo asociada con el desarrollo de tecnologías para el uso de diversos materiales para fabricar armas, herramientas, utensilios.
Las Edades de Piedra comprenden los primeros estadíos de la prehistoria: las edades Paleolítica, Mesolítica y Neolítica. Los nombres derivan de la raíz lithos, piedra en griego y de prefijos que indican viejo, medio y nuevo, respectivamente. En ellas, el hombre usaba la piedra, (sílex, cuarzo, cuarcita, obsidiana, etc.) para fabricar artefactos como los que se muestran en las . También se usó las arcillas de los sedimentos para hacer cerámicas.
La transición entre las edades de piedra y la edad del bronce es la llamada Edad del Cobre. Hace más de 7.000 años, el hombre ya aprendió a usar el cobre; ello implicó el desarrollo de la minería de ese metal. El cobre existe en estado elemental en la naturaleza, y fue seguramente ese cobre el que primero se usó. Sin embargo, ya unos 5.000 años antes de Cristo se desarrollaron procesos extractivos de obtención cobre a partir de sus minerales, calcosita (Cu2S) y cuprita (Cu2O). El sulfuro era tostado al aire para obtener el óxido, y éste era reducido con carbón en presencia de aire, en un proceso antecesor al de los modernos altos hornos.

Edad de Bronce

Con la Edad de Bronce comienza el uso de aleaciones, y en particular una que puede llamar la atención en la actualidad: el llamado bronce arsenical, que no es otra cosa que cobre con una cantidad modesta (unos pocos por ciento) de arsénico. Probablemente esta aleación se obtuvo al procesar, para obtener cobre, sulfuros que contenían arsénico. Algunas de las propiedades mecánicas de la aleación impulsaron su uso.
El bronce es una aleación de cobre y otro elemento; el más usual es el estaño, y la composición más típica es Cu, 88%, Sn,12%. Los artefactos más antiguos de bronce datan de unos 4.000 años antes de Cristo. El bronce se obtiene mezclando los metales fundidos, y por lo tanto su desarrollo implicó el dominio de la metalurgia del estaño. También implicó la existencia de intercambio comercial entre regiones lejanas, ya que los minerales de cobre y de estaño no se presentan en regiones vecinas. La Figura 3 muestra algunos artefactos (armas) de las edades de cobre y de bronce.

Edad de Hierro

La transición a la Edad de Hierro refleja claramente la compleja naturaleza de estas civilizaciones. En algunas regiones vecinas al Mar Mediterráneo, la transición fue relativamente brusca, con una disrupción violenta de la organización social. Las causas de esa disrupción son motivo de diversas hipótesis. El hierro tiene propiedades mecánicas (dureza) inferiores al bronce, pero la destrucción de las rutas de comercio hizo poco viable la producción de bronce. El hierro es más abundante, no necesita aleantes, y reemplazó en gran medida al bronce
Se acepta en general datar la finalización de la Edad de Hierro en la aparición de registros escritos. El desarrollo de la metalurgia de otros metales por supuesto continuó en forma activa. En la actualidad, el listado de elementos químicos usados por el hombre incluye prácticamente todos los de la Tabla Periódica. Desde el punto de vista del impacto ambiental, y en particular de la posibilidad de contaminación del agua, es importante tanto el volumen de producción y uso como las propiedades toxicológicas y ecotoxicológicas.

Cromo

El cromo se usa como aleante del hierro para formar los aceros inoxidables; en curtiembres, en las que se usa como cromato de potasio, K2CrO4; en galvanoplastia, para la obtención de recubrimientos (cromado), en forma de dicromato de potasio, K2Cr2O7; como pigmento (por ejemplo cromato de plomo, amarillo); y en la industria electrónica. Desde el punto de vista de la contaminación del agua, los dos usos críticos son el curtido de cueros y la galvanoplastia, a los que debe sumarse los aportes de rellenos sanitarios y de cementerios de automóviles. Cabe acotar que también debe tenerse en cuenta la inhalación, ya que el humo de cigarrillos y los gases de escape de motores de combustión externa lo contienen.
La principal fuente de ingesta humana de cromo son los alimentos, y puede llegar hasta valores de 1 mg/día. Los alimentos incorporan cromo a partir del acero inoxidable El agua aporta menos del 10/ de la ingesta total. Sólo una fracción menor de ese cromo es absorbido en los intestinos, 5% o menos. El Cr(VI) se absorbe más que el Cr(III), pero el mismo es parcialmente reducido a Cr(III) por los fluidos gastrointestinales. Se usa también en suplementos dietarios, como el picolinato de cromo; si bien esta sustancia parece no ser carcinogénica, tampoco hay ninguna seguridad sobre posibles efectos benéficos.
El cromo es un elemento esencial para los mamíferos, para un metabolismo adecuado de azúcares, lípidos y proteínas, ya que potencia la acción de la insulina. Sin embargo, los niveles requeridos son muy bajos, del orden de 0,5 a 2 mg de cromo absorbible, y es difícil que ocurran síndromes de deficiencia de cromo.
En humanos, hay evidencia suficiente del carácter carcinogénico del Cr(VI) por inhalación (produce cáncer de pulmón por exposición ocupacional). La International Association for Research on Cancer (IARC) ha clasificado al Cr(VI) en el Grupo 1 (carcinogénico para el hombre) y al Cr(III) y Cr(0) en el Grupo 3 (no clasificable en su carácter carcinogénico para el hombre).
A pesar de su carácter carcinogénico por inhalación, la OMS ha mantenido el valor guía provisorio de 0,05 mg/L para el cromo en agua, ya que entiende que este valor no presenta riesgos para la salud humana.

Cobre

Los artefactos de cobre expuestos al aire pueden desarrollar capas de óxido, o del bien conocido verdín, que es un carbonato básico. El uso de cobre para la cocción de alimentos ácidos puede conducir a la incorporación de sales solubles de cobre(II) al líquido, y en ciertos individuos la ingesta continuada puede conducir a una forma de cirrosis. Sin embargo, el uso de utensilios y cañerías de cobre es en general seguro.
En aguas dulces, los niveles naturales oscilan entre 0,20 y 30 mg/L. La minería del cobre puede producir incrementos muy grandes de los niveles de cobre en el agua: en áreas mineras se han medido valores de hasta 200.000 mg/L. Los criterios de la Environmental Protection Agency (EPA) sobre niveles de cobre en aguas dulces para proteger la vida acuática indican que los niveles aceptables dependen de una serie de otros parámetros: temperatura, pH, carbono orgánico disuelto, calcio, magnesio, sodio, potasio, sulfato, cloruro y alcalinidad.
Las aguas para consumo humano muestran valores que reflejan la incorporación desde las cañerías. Es así que, en un estudio en varios países centrales, los valores del agua de red, después de un tiempo de flujo, varió entre ?0,005 y >30 mg/L. Los valores medidos suelen ser apreciablemente mayores al abrir el grifo y tomar agua que estuvo estancada en las cañerías.
En los países centrales, la ingesta de cobre en los adultos oscila entre 1 y 5 mg/día, con contribuciones del agua, de los alimentos y de suplementos dietarios. El agua aporta entre 0,1 y 1 mg/día (ver referencia 5). Dado que el cobre se acumula en el agua estancada en las cañerías, para los niños se recomienda muy especialmente dejar correr agua antes de uso.
La dosis letal para humanos varía entre 4 y 400 mg Cu/kg de peso corporal. Se han hecho muchos estudios del efecto de dosis más bajas (en particular en Chile, país con extensa minería de cobre), lo que ha permitido a la Organización Mundial de la Salud (OMS, o WHO en inglés), establecer un valor guía de 2 mg/L para el agua de consumo humano, suponiendo un consumo diario de 2 L.

Arsénico

Por la importancia de la contaminación de aguas por arsénico, que reconoce como origen tanto factores naturales como la acción antrópica, esta Sección es más larga que las anteriores.
Más que un metal, el arsénico es un metaloide. Como ya se mencionó, se usó desde la Prehistoria como aleante de cobre; aun hoy se usan algunas aleaciones que contienen arsénico. Por su toxicidad aguda, se han ido abandonando otros usos del arsénico; por ejemplo, como pigmento, en forma de oropimente (As2S3) y de rejalgar (AsS). Aun en la actualidad se usa como preservante de maderas contra hongos e insectos; el producto, conocido como arseniato cromado de cobre (en ingles, la sigla es CCA) es una mezcla de óxidos y sales de cobre, cromo y arsénico. Este producto enfrenta serias restricciones en EE.UU. y Europa por su riesgo toxicológico (en particular, por la inhalación en caso de incendios en ambientes cerrados).

El arsénico en aguas naturales.
El Hidroarsenicismo Regional Crónico Endémico (HACRE)

Las aguas naturales pueden poseer elevados tenores de arsénico, aun sin la intervención del hombre. El agua de mar contiene del orden de 1,5 ?g/L, y las aguas dulces superficiales habitualmente menos de 1 ?g/L. Sin embargo, en cuencas endorreicas como las del río San Antonio de los Cobres, en Salta, afectadas por manifestaciones geotermales, pueden encontrarse valores mucho más elevados (superiores a 50 ?g/L). De la misma manera, las aguas superficiales de la II Región de Chile (Antofagasta, Calama, Tocopilla, Mejillones) tienen contenidos de arsénico de hasta 800 ?g/L.13 Las aguas subterráneas pueden tener tenores muy elevados; dependiendo de la geología del lugar, los niveles pueden ser tan bajos como 0,5 ?g/L o llegar a valores como los medidos en Campo de Géiseres El Tatio en el norte chileno, que llegan a cifras tan extremas como 30.000 ?g/L.14
El arsénico puede ser ingerido bebiendo agua contaminada, o alimentos ricos en este elemento. En particular, los pescados y mariscos pueden contener hasta 100 mg/kg. En este caso, se trata en general de compuestos orgánicos de arsénico de baja toxicidad, como la arsenobetaína, (CH3)3As+-CH2-CO2-.
El arsénico de las aguas naturales es arsénico inorgánico. Dependiendo de las condiciones de oxigenación de las aguas, se puede encontrar como aniones derivados del ácido arsénico (estado de oxidación 5+, As(V))o del ácido arsenioso (estado de oxidación 3+, As(III)). En las condiciones usuales de pH, los arseniatos se encuentran esencialmente como HAsO42- y los arsenitos como H3AsO3. El arsénico inorgánico es más tóxico que el orgánico que se encuentra en los alimentos, y como arsenito es más tóxico que como arseniato. Algunos compuestos orgánicos sencillos (que no se encuentran en los alimentos), como la arsina, AsH3, la monometilarsina, (CH3)AsH2 y la dimetilarsina, (CH3)2As son más tóxicos que el As(V). La dosis letal para humanos del As2O3 es del orden de 1,5 mg/kg de peso.
Si bien se ha informado algún caso de intoxicación aguda por ingesta de aguas de pozo con muy alto tenor de arsénico, el problema sanitario más serio se refiere a la ingesta crónica de aguas con niveles intermedios de este elemento. En nuestro país este síndrome se conoce como Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico (HACRE), y fue descrito por primera vez en la localidad cordobesa de Bell Ville en 1913, por el médico Mario Goyenechea quien combinó los resultados de los análisis químicos de Agustín Pusso con sus propias observaciones clínicas.15 La descripción detallada de síntomas la hizo Ayersa en 1917.16
La OMS reconoce como síntomas de la intoxicación crónica con arsénico lesiones de la piel como hiper- e hipopigmentación, neuropatía periférica, cáncer de piel, cáncer de vejiga y de pulmón, enfermedad vascular periférica.17 Las lesiones de la piel son los síntomas más usuales, y requieren de varios años de consumo para su manifestación.
Con el auspicio conjunto del Programa Ambiental de las Naciones Unidas (en inglés, UNEP), la Organización Internacional del Trabajo (OIT) y la Organización Mundial de la Salud, el International Programme on Chemical Safety (IPCS) produjo en 2001 un exhaustivo informe sobre los efectos toxicológicos del arsénico.
Sobre esta base, la OMS analizó los criterios para escoger valores guía para arsénico en agua (referencia 15). Sus conclusiones establecen que no se conocen bien los mecanismos de acción del As, aunque queda establecido que existe una relación causal entre la exposición prolongada al arsénico en el agua de consumo humano y un aumento en el riesgo de contraer cáncer de piel, vejiga, pulmón y riñón y de otras afecciones de la piel como hiperqueratosis y cambios en la pigmentación. La falta de información precisa sobre la posible incidencia de niveles moderados, lleva a la OMS a basar sus recomendaciones en un criterio precautorio sumado a las posibilidades reales de las tecnologías para abatir el arsénico. Se concluye que:
En vista de las incertezas significativas que rodean la evaluación del riesgo para la carcinogenicidad por arsénico, y las dificultades prácticas para remover el arsénico del agua de consumo humano, se conserva el valor guía de 10 mg/L. En vista de las incertezas científicas, se designa este valor guía como provisorio. En muchos países, puede no ser posible alcanzar este valor guía; cuando sea éste el caso, deben realizarse todos los esfuerzos posibles para mantener las concentraciones tan bajas como sea posible.

Gestión de aguas arsenicales.
Abatimiento del arsénico

La gestión del hidroarsenicismo en Argentina refleja claramente las dificultades originadas tanto en el comportamiento de los sistemas naturales como en los factores sociales.
En la Argentina, la cantidad de personas potencialmente afectadas por los niveles de arsénico en las fuentes de agua de consumo es muy grande. Se ha estimado que el 5% de la población puede sufrir este problema (del orden de 2.000.000 de personas expuestas a niveles intermedios). En efecto, en grandes extensiones del territorio nacional las aguas subterráneas contienen niveles relativamente elevados de arsénico. Los hidrogeólogos han caracterizado y analizado la seriedad del problema en la llanura chaco-pampeana, en la provincia geológica de la Puna, en Cuyo, y, con menor cantidad de información, en la Patagonia. Por la cantidad de habitantes, el impacto del arsénico en la llanura chaco-pampeana es el que ha concitado más atención. Es especial, la toma de conciencia de que el problema también afecta a la provincia de Buenos Aires es sólo reciente.
El Código Alimentario Argentino (CAA) en su Artículo 982 (Res Conj. SPRyRS y SAGPyA N° 68/2007 y N° 196/2007) establece como valor máximo de la concentración de arsénico en el agua potable el valor de 0,010 mg/L (10 mg/L). Sin embargo, en línea con lo establecido por la OMS aclara que:
La autoridad sanitaria competente podrá admitir valores distintos si la composición normal del agua de la zona y la imposibilidad de aplicar tecnologías de corrección lo hicieran necesario.
Para aquellas regiones del país con suelos de alto contenido de arsénico, se establece un plazo de hasta 5 años para adecuarse al valor de 0,01 mg/L.
En consecuencia, en la práctica sigue vigente el límite de 0,05 mg/L.
El cambio del valor límite reconoce su origen en el principio precautorio, en vista de las incertidumbres en los efectos toxicológicos a largo plazo. El nuevo límite, como lo establece la OMS, reconoce más el estado del arte en las tecnologías de abatimiento de arsénico en los países centrales, y las dificultades en la determinación de esos niveles de arsénico, que la evaluación precisa de la toxicidad en esos niveles. Se acepta que es muy difícil demostrar la incidencia epidemiológica del arsénico en esos niveles.

Tecnologías emergentes

El estado de desarrollo de las tecnologías emergentes es muy variado; salvo alguna excepción, no hay experiencia operativa en campo. A continuación haremos una breve descripción de la experiencia operativa argentina con algunas de estas tecnologías.
La ósmosis inversa hace pasar el agua de alimentación tangencialmente a una membrana semipermeable que no deja pasar ninguna sustancia disuelta, incluyendo el arsénico. El agua que atraviesa la membrana, forzada por una presión elevada, queda pues purificada. La técnica es muy poderosa, pero tiene limitaciones muy importantes. En primer lugar, el volumen del agua de rechazo (concentrado en la Figura 8) es muy grande, el proceso es ineficaz para aguas de alta salinidad, y las membranas pueden deteriorarse por depósitos, y por biofouling. El sistema requiere de elevadas presiones, típicamente entre 10 y 20 bars, y este requerimiento implica un consumo energético importante.
La provincia de La Pampa instaló a partir del año 1978 varios sistemas de abatimiento de arsénico en agua potable mediante ósmosis inversa (en La Humada, Algarrobo del Águila, Limay Mahuida, Mauricio Mayer y Metileo). Las dos últimas tienen red con medición de consumo en la conexión domiciliaria y las tres primeras localidades tienen red de agua sin tratar y canilla pública para agua tratada. El concentrado que queda como residuo se vuelca a una laguna existente (Lastiri et al 1984). En Selva (Santiago del Estero) se instaló en 1980 una planta por ósmosis inversa para tratar agua de un pozo de 40 m de profundidad; la planta alimenta una pequeña red de distribución con 8 canillas públicas y 4 domiciliarias. La (hospital, iglesia, delegación municipal y planta de tratamiento) Tanto el intercambio de iones como la ósmosis inversa, demuestran un rendimiento pobre en presencia de concentraciones de sulfatos superiores a 25 mg/L, como ocurre con las aguas de Huinca Renanco, Córdoba. Está pendiente una evaluación global de la experiencia operativa con plantas de ósmosis inversa en la Argentina.
En la Argentina, los desarrollos realizados por el Centro de Ingeniería Sanitaria de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Rosario son importantes. Las plantas desarrolladas usan un coagulante de cloruro de polialuminio, que permite alcanzar valores por debajo del límite de 50 µg/L. Una planta de este tipo opera en Villa Cañás (una población de Santa Fe) desde 2001.
Es también interesante mencionar un desarrollo reciente de la Universidad Nacional de La Plata, que usa arcillas naturales de la zona de Tandil para remover muy eficientemente el arsénico. Esas arcillas contienen altos niveles de hierro, que aparentemente favorece la remoción. Ya se ha hecho una prueba de campo en Punta Indio.
La Provincia de Buenos Aires, por convenio entre la Comisión de Investigaciones de la Provincia de Buenos Aires y el Ministerio de Infraestructura está montando un laboratorio de referencia en el Instituto de Hidrología de Llanuras (IHLLA), de la Universidad Nacional del Centro, en Azul, para medir con exactitud los niveles de arsénico y validar las diversas tecnologías propuestas para su abatimiento.

Conclusiones

Los niveles guía, que establecen cuáles son las concentraciones máximas aceptables para el agua de consumo humano, se fijan por un procedimiento que tiene en cuenta el estado del conocimiento sobre la toxicología de cada metal. Los posibles efectos a largo plazo de pequeñas concentraciones son más difíciles de establecer con certeza, y ello lleva a establecer límites usando un criterio precautorio. Estos límites están también afectados por la disponibilidad de tecnologías para la medición del contaminante en el agua, y para su remoción. La mayoría de los elementos descritos en este trabajo se incorporan al agua por la acción del hombre (origen antrópico); la excepción más importante es el arsénico que, en la Argentina y en otras regiones del mundo, proviene de la incorporación del elemento desde los sedimentos, sin intervención del hombre.