Autores: María José Goncalves, Daniela Maspero. Unidad de Química y Ambiente. Centro de Tecnología de Materiales (CTM). FIIIDT.
Introducción
Durante más de veinte siglos, el mercurio ha sido utilizado por diversas culturas a lo largo y ancho de todo el mundo. Sin embargo, su consumo hasta finales del siglo XV había sido escaso y exclusivamente utilizado como pigmentos para pinturas, así como en el área de medicina. Sin embargo, hacia los años 1600 empezó a utilizarse para la amalgamación de minerales de plata y a partir de ese momento las aplicaciones del mercurio empezaron a multiplicarse. La mayor parte del mercurio presente en el medio ambiente (exceptuando la atmósfera) se encuentra en forma de sales mercúricas inorgánicas y compuestos organomercuricos.
Se ha calculado que aproximadamente 1/3 del mercurio que circula en el medio ambiente se produce de forma natural y las 2/3 partes restantes es liberado como resultado del desarrollo industrial y otras actividades. Entre los principales usos del mercurio se mencionan los siguientes: producción de Cloro-alquil, elaboración de pilas, compuestos de mercurio con actividad fungicida, como catalizadores, relleno dental y actualmente en menor proporción en lámparas, termómetros, barómetros y aparatos eléctricos.
En la actualidad la minería artesanal y a pequeña escala del oro, son las mayores fuentes de liberación intencional de mercurio en el mundo. Por ejemplo, en Venezuela la minería artesanal se practica en diversas zonas de los estados Bolívar y Amazonas, ella surge y se mantiene debido a la existencia de una compleja red de operaciones relacionadas con la comercialización del oro y otros negocios asociados a la minería [3]. Estas fuentes de trabajo someten a los trabajadores a una peligrosa exposición, libera mercurio hacia el medio ambiente y conlleva riesgos para los habitantes de las comunidades cercanas a las minas. La extracción de oro, de forma artesanal o en pequeña escala, es un proceso que utiliza grandes cantidades de mercurio para procesar el mineral bajo condiciones de escasa seguridad y de alto peligro para para el medio ambiente.
El mercurio y sus derivados son contaminantes del ambiente con un importante impacto sobre la salud humana, su exposición aguda provoca efectos neurológicos y renales. Una exposición crónica causa graves efectos en el sistema neurológico, problemas cardiovasculares y carcinogénicos. La exposición de las personas al mercurio se da por inhalación del vapor del elemento durante la quema de las amalgamas o por absorción directa a través de la piel, debido a que el proceso de amalgamación se realiza manualmente. Los estudios de salud realizados en diferentes países del mundo, en los que se practica la minería artesanal, muestran elevados niveles de mercurio en los trabajadores que realizan esta actividad.
De esta manera ha habido una preocupación por parte de algunos países situados en la región amazónica, tales como Brasil, en mejorar la capacidad regional de las diferentes instituciones en relación a la investigación en el área de salud ambiental sobre la contaminación por mercurio. Para ello una representación del Laboratorio de Química y Ambiente de la Fundación Instituto de Ingeniería asistió (FIIIDT) al II Curso Internacional de Capacitación en Análisis de Mercurio y Metilmercurio para Países Pan Amazónicos, realizado en dicho país, específicamente en Belem Do Parǎ, zona de Ananindehua. El curso fue patrocinado por JICA (Agencia Internacional de Cooperación de Japón) que junto con la Agencia de Cooperación Brasileña (ABC), se ocuparon de la organización y logística del curso. El lugar de su realización fue en el Instituto Evandro Chagas, en el departamento de Medio Ambiente; fue impartido desde el 2 hasta el 27 de septiembre del 2013. También han participado otros profesionales provenientes de Bolivia, Colombia, Guatemala y Surinam.
La asistencia a este curso tuvo como finalidad el entrenamiento del personal de los laboratorios de la Fundación Instituto de Ingeniería en el análisis de muestras biológicas de sangre, cabello, orina y pescado para la determinación de mercurio.
- Métodos
El mercurio presente en muestras biológicas tales como sangre, cabello y orina da una idea del nivel de exposición humana a este elemento, por otro lado, la contaminación de agua por metilmercurio puede ser monitoreada convenientemente mediante la medición de la bioacumulación de mercurio en pescado [4].
El entrenamiento recibido en Brasil consistió en la adquisición de conocimientos en la toma de muestra, tratamiento y medición de mercurio en las muestras biológicas mencionadas anteriormente. El curso fue dividido en dos partes: análisis de mercurio total y análisis de metilmercurio. El mercurio total se reporta en forma elemental y representa la sumatoria de todas las especies tanto inorgánicas como orgánicas del elemento, mientras que el metilmercurio se puede reportar como tal o como el mercurio asociado a dicho compuesto.
En la presente nota científica se van a exponer los aspectos relacionados al análisis de mercurio total en muestras de sangre, cabello, pescado y orina.
- Análisis de Mercurio Total
La primera partedel análisis de mercurio total en las muestras mencionadas fue la toma de muestra y su acondicionamiento para el análisis, los cuales difieren entre los cuatro tipos de muestra. Por otro lado, los métodos de tratamiento y cuantificación de mercurio se realizan de igual manera para todas las muestras ensayadas.
Los métodos analíticos presentados a continuación fueron propuestos en el año 2004 por el Dr. Hirokatsu Akagi, Investigador del Instituto Nacional para la Enfermedad de Minamata en Japón [5].
El tratamiento consiste en una digestión en plancha a temperaturas entre 200-230°C mediante una mezcla de ácidos nítrico, perclórico y sulfúrico, concentrados, durante media hora. Las muestras de cabello, sangre y pescado son pesadas al 0.1 mg, mientras que para la orina se mide volumen. Se transvasan cuantitativamente en balones aforados de 50 ml de vidrio Pyrex (la temperatura máxima de trabajo recomendada para este material es de 500°C [6]); se añaden, cuidadosamente y con agitación, los diferentes ácidos y se comienza a calentar la mezcla. Durante el tratamiento la materia orgánica se descompone completamente y al final se obtiene una solución. Después de que ha transcurrido el tiempo de digestión, se dejan enfriar bien los balones, se va añadiendo agua desionizada, al principio cuidadosamente y con agitación, y finalmente se afora la solución. Igual tratamiento fue aplicado a blancos (agua desionizada) y soluciones patrón de mercurio para tener la curva de calibración. En la figura 1 se presenta una imagen del proceso de digestión de las muestras.
Para la cuantificación de mercurio se utilizó un espectrómetro de absorción atómica con sistema de generación de hidruros por vapor frío (CVAAS), marca Mercury Analyzer (SANSO), modelo Hg-201; conectado a una impresora para el registro de los datos (ver fig-2). Se introduce en el sistema 5 ml de solución (blancos, patrones y/o muestras) y 1 ml de solución con 10% p/v de cloruro estannoso y 9% en volumen de ácido clorhídrico. Este reactivo transforma el mercurio divalente en la solución en mercurio elemental, el cual pasa a la fase de vapor para ser medido por el sistema de detección del equipo. El proceso completo de medición dura un minuto y dicho equipo es bastante sensible ya que se ha podido trabajar con soluciones de concentración de hasta 0.1 µg/L del elemento.
- Resultados
En la tabla 1 se presenta una comparación entre los valores obtenidos y los valores certificados de mercurio total de los patrones de referencia de sangre, pescado, cabello y orina. En la tabla 2 se dan los porcentajes de recuperación del elemento en las muestras evaluadas.
Como se puede observar en la tabla 1, hubo buena concordancia entre los valores obtenidos y los certificados de mercurio total en los patrones de sangre, orina y pescado. Esto se refleja en la tabla 2 en donde se han obtenido para estas muestras recuperaciones del analito cercanas al 100%. Por otro lado, se puede notar que la precisión entre los valores obtenidos para el patrón de pescado es semejante a la reportada en el certificado.
En cuanto al patrón de cabello, el valor obtenido (0.51 mg/Kg) está por debajo en 4.5% con respecto al límite inferior (0.534 mg/Kg) del rango aceptable, lo cual dio como consecuencia una recuperación del 89% de mercurio total en el patrón.
Tabla 1. Comparación entre los valores obtenidos y los certificados de
concentración de mercurio total (HgT) en las muestras patrón tratadas.
| Patrón Certificado | Tipo de Muestra | Valor obtenido de HgT | Valor certificado de HgT | Incertidumbre | Rango aceptable |
| SeronormTM Trace Elements Whole Blood L-2, REF. 210205, LOT 1003192 | Sangre | 15.5 µg/L | 15.2 µg/L | 0.8 µg/L | 13.6 – 16.8 µg/L |
| SeronormTM Trace Elements Urine L-2, REF 210705, LOT 1011645 | Orina | 38 ± 2 µg/L | 39.8 µg/L | 8.0 µg/L | 23.8 – 55.8 µg/L |
| IAEA – 086 | Cabello | 0.51 ± 0.02 mg/Kg | 0.573 mg/Kg | 0.534 – 0.612 mg/Kg | |
| DOLT – 4 (NRC-CNRC) | Pescado | 2.6 ± 0.2 mg/Kg | 2.58 mg/Kg | 0.22 mg/Kg | 2.36 – 2.80 mg/Kg (*) |
Abreviaturas y notas:
µg : microgramo. 1 µg = 0.001 mg
mg : miligramo. 1 mg = 0.001 g
g : gramo. 1 g = 0.001 Kg
IAEA : International Atomic Energy Agency (Analytical Quality Control Services, Vienna- Austria)
NRC-CNRC : National Research Council of Canada
(*) : no se ha observado una referencia de rango aceptable en el certificado, de esta manera se
asumieron los límites de este como el dado por la incertidumbre.
Tabla 2. Porcentajes de recuperación de mercurio total (HgT) en las
respectivas muestras patrón.
| Patrón Certificado | Tipo de Muestra | Valor obtenido de HgT | Valor certificado de HgT | % Recuperación |
| SeronormTM Trace Elements Whole Blood L-2, REF. 210205, LOT 1003192 | Sangre | 15.5 µg/L | 15.2 µg/L | 102.0 |
| SeronormTM Trace Elements Urine L-2, REF 210705, LOT 1011645 | Orina | 38 ± 2 µg/L | 39.8 µg/L | 96,9 |
| IAEA – 086 | Cabello | 0.51 ± 0.02 mg/Kg | 0.573 mg/Kg | 89.0 |
| DOLT – 4 (NRC-CNRC) | Pescado | 2.6 ± 0.2 mg/Kg | 2.58 mg/Kg | 100.8 |
% Recuperación = (V obt. / V cert.) x 100
BIBLIOGRAFIA
1.-El mercurio como contaminante ambiental. Xavier Gaona Martinez. Universitat Autonoma de Barcelona. Departament de Quimica. Unitat de Quimica Analitica. 2004
2.-Impacto del mercurio sobre la salud humana y el ambiente. Dra. Marisa Gaaioli, Dr. Diego Amoedo. arch Argent Pediatr 2012;110(3):259-264
3.- http//:wwwarcominero.infoamazonia.org
5.- https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Hirokatsu-Akagi-10109346
6.- Prof. Denis Omar Cárdenas Rodríguez. Monografía “Vidrio Borosilicato”. Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa (UNSA)
Contactos: mariajog1903@gmail.com, maspero.daniela@gmail.com