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23 de Enero de 2019
Analizando muestras para metales
El plomo, el cadmio y el cromo se encuentran entre muchos contaminantes metálicos que pueden estar presentes en el medio ambiente, como las aguas subterráneas, las aguas residuales y el suelo, pueden acumularse en el cuerpo y provocar riesgos para la salud. El cadmio, por ejemplo, es un metal tóxico presente en las zonas de trabajo industrial. A niveles específicos de exposición, el cadmio puede causar daño a los riñones y huesos.
Debido a los peligros que representan, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) ha establecido niveles máximos de contaminantes (MCL) para los metales. Los suministros públicos de agua son monitoreados regularmente para estos metales. Muchos fabricantes deben analizar sus aguas residuales para detectar la presencia de estos contaminantes.
El programa de permiso del Sistema Nacional de Eliminación de Descarga de Contaminantes (NPDES, por sus siglas en inglés) controla la contaminación del agua al regular las fuentes que descargan contaminantes en las aguas de los EE. UU. Los fabricantes con permisos NPDES deben detectar y cuantificar metales específicos de manera regular. Muchos monitorean para mantenerse consistentemente en el cumplimiento.
¿Qué equipo se utiliza para detectar metales?
El Proceso: Digestión de Metales
El proceso de digestión de metales busca mantener los analitos en una solución y descomponer los sólidos sin pérdida ni contaminación. La digestión de metales típicamente involucra ácidos y calor. Las digestiones ácidas requieren una campana de extracción para ventilar humos tóxicos.
Históricamente, el proceso de digestión implicaba tomar un vaso que contenía la muestra y agregar ácido. El vaso de precipitados se colocó luego en una placa caliente con agitación bajo una campana durante varias horas.
Los sistemas aprobados por la EPA han simplificado el proceso de digestión de metales, mejorando la productividad y aumentando la seguridad. El equipo, como el sistema HotBlock®, que se muestra a la derecha, utiliza vasos de digestión desechables con graduaciones marcadas con precisión para eliminar los pasos de transferencia y reducir la contaminación de la muestra. Los bloques recubiertos de PTFE con pocillos individuales hacen que las muestras se calienten rápidamente y mantengan una distribución uniforme del calor para hasta 54 muestras simultáneamente.
Los fabricantes con permisos NPDES deben detectar y cuantificar metales específicos de manera regular. En la primera parte, detallamos el proceso de digestión de metales.
¿Qué pasa después?
El Proceso: Filtración Post Digestión
Después de la digestión, las muestras se diluyen para rellenar las líneas en las copas de digestión. Para filtrar la muestra, un conjunto de filtro FilterMate® se empuja a través de la muestra y se quita el émbolo desmontable. La muestra ahora está lista para el análisis o para ser limitada para el almacenamiento. Los dispositivos de filtración FlipMate® están disponibles en dos tamaños y se pueden comprar como sistemas completos con vasos de digestión incluidos. El sistema FlipMate® 100 está diseñado para la filtración de copa SC490 y ofrece un método rápido y eficaz para filtrar hasta 125 ml de muestra. El FlipMate® 50 se adapta a nuestras copas de digestión de 50 ml.
El Proceso: Análisis de Metales
A continuación, se analizan las muestras para determinar qué metales están presentes. La composición de la muestra se evalúa utilizando uno de los siguientes métodos de análisis de metales:
Flame AA: Hay muy pocos instrumentos Flame AA en uso. El análisis de la llama AA puede no alcanzar los límites de detección requeridos para el análisis del agua. Los estándares pueden ser un problema ya que algunos instrumentos Flame AA requieren que el estándar se mantenga de cierta manera.
Absorción atómica del horno de grafito (AAHE): el horno de grafito vaporiza la muestra y atomiza el analito en este proceso de medición de la concentración. Los modificadores de matriz se utilizan para optimizar las recuperaciones durante las pruebas. Ayudan a apuntar el analito y elevan sus temperaturas de vaporización, evitando que el analito se pierda durante la etapa de pirólisis.
ICP / ICP-MS: la espectrometría de masa de plasma acoplada inductivamente detecta metales en concentraciones bajas. Además de este instrumento, los artículos relacionados incluyen conos de muestra y espumadera, multiplicadores de electrones, cámaras de aspersión, nebulizadores y antorchas.
El significado de los metales corrientes
A diferencia de otros tipos de contaminantes, a menudo no hay una indicación visible de contaminación por metales. Según la EPA, todos los metales son tóxicos en algún nivel y algunos metales son tóxicos en cantidades mínimas. Entre los efectos biológicos de los metales en la vida silvestre y el impacto adverso en la salud humana, el análisis de metales es un proceso crucial y necesario en la investigación, la producción y la ciencia ambiental.
CONSECUENCIAS A LA SALUD
Según Herbert Voigt, Profesor de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Boston y Presidente de la International Union for Physical and Engineering Sciences in Medicine (IUPESM), no hay un metal pesado que sea más tóxico que otro; dado que, cada uno daña de distinta manera al cuerpo humano. Entre los daños están: neurológicos, circulatorio, urinario y otros podrían originar hepatotoxicidad. Los metales pesados más frecuentes en el Perú y Estado Unidos son el mercurio, el plomo, el cadmio y el arsénico. Para el Profesor Voigt son los más problemáticos; dado que, perjudican el desarrollo cerebral de los niños, bebés y fetos.
El Coeficiente Intelectual, se desarrolla en un rango de 85 y 115, si una persona tiene un CI arriba de 130 es catalogado superdotado, en caso contrario, si es por debajo de 70 tienen problemas en el aprendizaje. Voigt, nos menciona en una entrevista difundida por la PUCP que “la exposición a metales pesados produce una caída de 5 a 6 puntos en el CI y como consecuencia, la curva de distribución de las puntuaciones de CI en la población afectada se concentra en un nivel más bajo que el promedio. En resumen, los metales pesados causan que tengamos menos niños superdotados y más niños con discapacidad intelectual”.
En el Perú, hay un inconveniente con la minería ilegal. Esto sucede porque algunos mineros utilizan mercurio líquido, este elemento es mezclado con la tierra para extracción del oro. Los residuos son desechados en los riachuelos y ríos grandes, donde los peces consumen el mercurio y la población el pescado contaminado. Otro peligro está en la vaporización del mercurio, este es inhalado por las personas y se contaminan.
LEGISLACIÓN ACERCA DE LÍMITES MÁXIMOS DE METALES EN AGUA
En el Perú existe el reglamento de Calidad del Agua para Consumo Humano DS N° 031-2010-SA , donde nos indican los límites máximos permisibles de compuestos orgánicos (entre ellos los metales pesados), y la obligatoriedad de controlarlos.
Es importante como explicaba previamente que tanto la población como los analistas de laboratorio sepan la importancia de monitorear metales pesados en fuentes de agua para crear conciencia ambiental y promover la salud pública.
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