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Ciclo del arsénico

El ciclo del arsénico (As) es el ciclo biogeoquímico de intercambios naturales y antropogénicos de términos de arsénico a través de la atmósfera , la litosfera , la pedosfera , ...

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El ciclo del arsénico (As) es el ciclo biogeoquímico de intercambios naturales y antropogénicos de términos de arsénico a través de la atmósfera , la litosfera , la pedosfera , la hidrosfera y la biosfera . Aunque el arsénico es naturalmente abundante en la corteza terrestre, la exposición a largo plazo y las altas concentraciones de arsénico pueden ser perjudiciales para la salud humana. [1] [2]

Reservorios y flujos

Ciclo biogeoquímico del arsénico con flujos en kg/año y reservorios en kg. Los flujos se representan con flechas negras, mientras que los flujos antropogénicos son rojos. Los flujos se dan entre la litosfera, la pedosfera, la hidrosfera y la atmósfera. [2]

Litosfera

El mayor depósito de arsénico en la Tierra es la litosfera . [2] La corteza terrestre contiene más de 200 tipos de minerales que contienen As, incluidos muchos minerales de sulfuro . [3] El arsénico es abundante en depósitos de mineral que contienen arsenopirita (FeAsS) y tennantita . [4] Las rocas sedimentarias que contienen carbón y esquisto también pueden contener un alto contenido de As. [5] Los principales flujos de As desde la litosfera a la atmósfera son emisiones volcánicas. [2]

El suelo es el segundo mayor reservorio global de As [2] [3] En condiciones óxicas, el As está presente en los suelos como arseniato (As(III)), que puede unirse a hidróxidos de Fe(III). [2] La especiación del As en el suelo depende del pH del suelo y otros factores. Los suelos ácidos pueden contener arseniato unido a aluminio y hierro, mientras que los suelos básicos pueden contener arseniato unido a calcio. [6] El tiempo de residencia del As en los suelos depende del tipo de clima, y ​​oscila entre 1000 y 3000 años para climas moderados. [7]

Hidrosfera

El agua dulce y las aguas subterráneas contienen comúnmente <1 ppb de As. [2] La concentración de As depende del pH; las condiciones ácidas movilizan As a un pH <5. [2] El agua de mar óxica contiene As(III) como arseniato (un promedio de 1,7 ppb). [8] Los principales sumideros incluyen la sedimentación y la subducción . [2]

Biosfera

El arsénico está presente de forma natural en la biosfera, con una concentración máxima en las raíces de las plantas. Las plantas terrestres pueden contener hasta 200 ppm (partes por millón) de arsénico. [6] [7] [9] Los organismos marinos (por ejemplo, los anélidos y los equinodermos ) contienen entre 6 y 8 ppm. [7] El cuerpo humano también contiene trazas de arsénico con concentraciones máximas en los riñones y el hígado (hasta ~1,5 ppm). [7]

Emisiones antropogénicas

El uso humano del arsénico en pesticidas , conservantes de madera , tratamiento de metales, pintura y plantas de energía a base de carbón. [2] Los residuos y descargas antropogénicas de las plantas de energía a base de carbón, la minería y la fundición pueden contaminar ríos, lagos, arroyos y suelos. [1] Las emisiones antropogénicas de As se originan en la producción de acero y vidrio, y en la quema de bosques y pastizales. [2] En la atmósfera, el As está presente principalmente en partículas como el polvo, con un tiempo de residencia de 7 a 10 días. [10] [11]

Toxicidad del arsénico

El arsénico es un metaloide con un número atómico de 33, y sus estados de oxidación más comunes son +3 o +5, como arseniato (As III) y arsenito (As V). [12] El arsénico se encuentra principalmente en forma de compuestos orgánicos de arsénico, compuestos inorgánicos de arsénico y gas arsina. La toxicidad del arsénico depende de su estado de oxidación; el As(III) es más tóxico que el As(V) debido a su capacidad de unirse a los grupos tiol de las proteínas y enzimas, y a su tasa de excreción más lenta del cuerpo. [13] La Organización Mundial de la Salud reconoce que el arsénico inorgánico es extremadamente tóxico para los humanos (máximo de la EPA de 10 ppb en el agua) y perjudicial para la vida acuática. [14]

  • La arsenopirita (AsFeS) es el mineral de As más abundante en la Tierra.
    La arsenopirita (AsFeS) es el mineral de As más abundante en la Tierra.
  • Los signos de intoxicación por arsénico incluyen cambios en la pigmentación de la piel. Esta persona sufrió una intoxicación por A debido al agua contaminada.
    Los signos de intoxicación por arsénico incluyen cambios en la pigmentación de la piel. Esta persona sufrió una intoxicación por A debido al agua contaminada.

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Masuda, Harue (2018). "Ciclado del arsénico en la corteza terrestre y la hidrosfera: interacción entre el arsénico natural y las actividades humanas". Progreso en la ciencia de la Tierra y los planetas . 5 (1): 68. Bibcode :2018PEPS....5...68M. doi : 10.1186/s40645-018-0224-3 . ISSN  2197-4284. S2CID  53645300.
  2. ^ abcdefghijk Matschullat, Jörg (2000). "Arsénico en la geosfera: una revisión". Science of the Total Environment . 249 ( 1– 3): 297– 312. Bibcode :2000ScTEn.249..297M. doi :10.1016/S0048-9697(99)00524-0. PMID  10813460.
  3. ^ ab Mandal, B (16 de agosto de 2002). "Arsénico en el mundo: una revisión" . Talanta . 58 (1): 201– 235. doi :10.1016/s0039-9140(02)00268-0. ISSN  0039-9140.
  4. ^ Compuestos de arsénico de la OMS, Criterios de salud ambiental 224. Ginebra: Organización Mundial de la Salud. 2001.
  5. ^ Smedley, PL; Kinniburgh, DG (1 de mayo de 2002). "Una revisión de la fuente, el comportamiento y la distribución del arsénico en aguas naturales" (PDF) . Applied Geochemistry . 17 (5): 517– 568. Bibcode :2002ApGC...17..517S. doi :10.1016/S0883-2927(02)00018-5. ISSN  0883-2927. S2CID  55596829.
  6. ^ ab Ferguson, J (1990). Los elementos pesados: química, impacto ambiental y efectos sobre la salud . Oxford: Pergamon Press. pág. 614.
  7. ^ abcd Bowen, H (1979). Química ambiental de los elementos . Londres: Academic Press. pág. 333.
  8. ^ Bruland, KW (1983). Oligoelementos en agua de mar. En Riley JP, Chester R. editores . Londres: Academic Press. págs.  157– 220.
  9. ^ Reimann, C; deCaritat, P (1998). Elementos químicos en el medio ambiente . Berlín: Springer. pág. 398.
  10. ^ Chilvers, D; Peterson, P (1987). Ciclo global del arsénico. En: Hutchinson TC, Meema KM, editores, Plomo, mercurio, cadmio y arsénico en el medio ambiente . John Wiley & Sons. págs.  279– 301.
  11. ^ Duce, RA; Liss, PS; Merrill, JT; Atlas, EL; Buat-Menard, P.; Hicks, BB; Miller, JM; Prospero, JM; Arimoto, R.; Church, TM; Ellis, W. (septiembre de 1991). "El aporte atmosférico de especies traza al océano mundial" (PDF) . Ciclos biogeoquímicos globales . 5 (3): 193– 259. Bibcode :1991GBioC...5..193D. doi :10.1029/91GB01778.
  12. ^ Humanos., Grupo de trabajo del IARC sobre la evaluación de los riesgos carcinógenos (2012). Una revisión de los carcinógenos humanos. IARC. ISBN 978-92-832-1320-8.OCLC 869468074  .
  13. ^ Michael., Kosnett (1990). Toxicidad del arsénico. Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos, Servicio de Salud Pública, Agencia para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades. OCLC  25527050.
  14. ^ Humanos, Grupo de trabajo del IARC sobre la evaluación de los riesgos carcinógenos (2012). ARSÉNICO Y COMPUESTOS DE ARSÉNICO. Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer.
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