CONTAMINANTES DEL SUELO - METALES PESADOS

INTRODUCIÓN

De los 106 elementos conocidos por el hombre, 84 son metales;
Peso atómico (elemento químico comprendido entre 63.55 (Cu) y 200.59 (Hg));
Metales de densidad entre 4 g/cm³ hasta 7 g/cm³;
La importancia de sus efectos está en función de la naturaleza del elemento, concentraciones ambientales y el grado de exposición;
Son clasificados en su mayoría como "Clase 9: Materias y objetos que presentan peligros diversos" en el modelo de la ONU de clases de peligro.

1. CONTAMINANTES DEL SUELO METALES PESADOS INTEGRANTES: Alejandra Hernández Vázquez Brenda Paulina Jimenez Vargas Ezequias Nogueira Guimarães Karla Andrea Medina Palma Nasyibe Oliveros Gonzalez Tecnológico Nacional de México Instituto Tecnológico de Celaya Remediación de Suelos Docente: Aziel Ortiz

2. INTRODUCIÓN De los 106 elementos conocidos por el hombre, 84 son metales; Peso atómico (elemento químico comprendido entre 63.55 (Cu) y 200.59 (Hg)); Metales de densidad entre 4 g/cm³ hasta 7 g/cm³; La importancia de sus efectos está en función de la naturaleza del elemento, concentraciones ambientales y el grado de exposición; Son clasificados en su mayoría como "Clase 9: Materias y objetos que presentan peligros diversos" en el modelo de la ONU de clases de peligro.

3. FUENTES DE CONTAMINACIÓN Contaminación endógena La propia naturaleza del material originario y su alteración son los responsables de la contaminación. Contaminación exógena Los aportes contaminantes son externos, frecuentemente como resultado de actividades antropogénicas .

4. DISPONIBILIDAD DE LOS METALES EN EL SUELO Los metales pesados pueden presentarse en el suelo bajo diferentes formas:  Solubles en la solución del suelo; Como iones intercambiables de los coloides que integran el complejo de cambio; Formando complejos con la materia orgánica; Adsorbidos en los óxidos e hidróxidos de Fe, Mn y Al, sulfuros y fosfatos; Como constituyentes de los minerales secundarios del suelo.

5. EFECTOS EN EL SUELO Inhibición de la actividad enzimática. Se ve afectado el ciclo biogeoquímico y la función de biofiltro ; Disminución cualitativa y cuantitativa del crecimiento normal de las poblaciones de microorganismos y la fauna del suelo; Cambios en la composición de los productos, con riesgo para la salud de los consumidores, al entrar determinados elementos en la cadena trófica; Variación de la disponibilidad de elementos a largo plazo en los suelos, como consecuencia de cambios en las propiedades físico-químicas de los mismos; Reducción de la fertilidad del suelo, al disminuir la flora y fauna del mismo; Modificación de la estructura del suelo debido a la pérdida de fertilidad del mismo.

6. PRINCIPALES METALES PESADOS Entre los metales más contaminantes destacan el plomo (Pb) y el mercurio (Hg), seguidos por el berilio (Be), el bario (Ba), el cadmio (Cd), el cobre (Cu), el manganeso (Mn), el níquel (Ni), el estaño (Sn), el vanadio (V) y el cinc (Zn). 

7. PLOMO Los compuestos del plomo son tóxicos y han producido envenenamiento de trabajadores por su uso inadecuado y por una exposición excesiva a los mismos. El mayor peligro proviene de la inhalación de vapor o de polvo; Aplicaciones mas importantes del plomo son: la fabricación de tetraetilplomo , forros para cables, elementos de construcción, pigmentos, soldadura suave y municiones.

8. Efectos ambientales Las mayores concentraciones que son encontradas en el ambiente son el resultado de las actividades humanas; El Plomo puede terminar en el agua y suelos a través de la corrosión de las tuberías de Plomo en los sistemas de transportes de agua y a través de la corrosión de pinturas que contienen Plomo.  Contaminación del suelo   llega al mismo desde el aire mediante desprendimientos de pintura con plomo, edificios, puentes y otras estructuras. Además, los vertederos pueden contener desechos de mineral de plomo procedente de municiones o baterías El plomo se acumula en organismos, sedimentos…así como limita la síntesis clorofílica de las plantas perjudicando su crecimiento e introduciéndose en la cadena alimenticia

9. BERILO El principal uso del berilio metálico se encuentra en la manufactura de aleaciones berilio-cobre y en el desarrollo de materiales moderadores y reflejantes para reactores nucleares; El berilio tiene muchos usos en la energía nuclear porque es uno de los materiales más eficientes para disminuir la velocidad de los neutrones.

10. Efectos sobre la salud Es un metal que puede ser muy perjudicial cuando es respirado por los humanos, porque puede dañar los pulmones y causar neumonía; El efecto más comúnmente conocido del berilio es la llamada beriliosis, una peligrosa y persistente enfermedad de los pulmones que puede incluso dañar otros órganos, como el corazón; El berilio puede también incrementar las posibilidades de desarrollar cáncer y daños en el ADN. El hombre añade berilio a través de la producción de metal y de la combustión de carbón y aceite; Frutas y vegetales como son los frijoles y las peras pueden contener niveles significantes de berilio; Estos niveles pueden entrar en los animales cuando esos alimentos son consumidos, pero por suerte la mayoría de los animales excretan el berilio rápidamente a través de los órganos excretores como el sistema urinario y fecal. Efectos ambientales

11. CADMIO Tiene aplicación es en baterías de níquel-cadmio y la tercera como reactivo químico y pigmento; Es encontrado en estiércoles y pesticidas.

12. Efectos sobre la salud Una exposición a niveles significativamente altas ocurren cuando la gente fuma. Otra alta exposición puede ocurrir con gente que vive cerca de los vertederos de residuos peligrosos o fábricas que liberan Cadmio; Otros efectos sobre la salud que pueden ser causados por el Cadmio son: Diarreas, dolor de estómago y vómitos severos Fractura de huesos Fallos en la reproducción y posibilidad incluso de infertilidad Daño al sistema nervioso central Daño al sistema inmune Desordenes psicológicos Posible daño en el ADN o desarrollo de cáncer. Parte del Cadmio terminará en el suelo después de que el fertilizante es aplicado en las granjas y el resto del Cadmio terminará en las aguas superficiales cuando los residuos del fertilizante es vertido por las compañías productoras. Efectos ambientales

13. Es uno de los pocos minerales disponibles con un 99.9999+ % de pureza. El Arsénico es mayoritariamente emitido por las industrias productoras de cobre, pero también durante la producción de plomo y zinc y en la agricultura . Debido a las actividades humanas, mayormente a través de la minería y la fundiciones, el Arsénico naturalmente inmóvil se ha movilizado también y ahora puede ser encontrado en muchos lugares donde no existía de forma natural. ARSÉNICO Símbolo Número Atómico As 33

14. EFECTOS EN LA SALUD HUMANA EFECTOS EN LOS ANIMALES EFECTOS EN LAS PLANTAS La toma de significantes cantidades de Arsénico inorgánico puede intensificar las posibilidades de desarrollar cáncer, especialmente las posibilidades de desarrollo de cáncer de piel, pulmón, hígado, linfa. Puede dañar el ADN. Las concentraciones del Arsénico inorgánico que está actualmente presente en las aguas superficiales aumentan las posibilidades de alterar el material genético de los peces. Las plantas absorben Arsénico bastante fácil, así que un alto rango de concentraciones pueden estar presentes en la comida. A exposiciones muy altas puede causar infertilidad y abortos en mujeres, pérdida de la resistencia a infecciones, daños en el corazón y el cerebro Debido a la acumulación, l as aves que comen peces que contienen eminentes cantidades de Arsénico morirán como resultado del envenenamiento Este no puede ser destruido una vez que ha entrado en el Ambiente, así que las cantidades que hemos añadido pueden esparcirse y causar efectos sobre la salud de los humanos y los animales

15. COBRE El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales; Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo, descomposición de la vegetación, incendios forestales y aerosoles marinos; El Cobre es a menudo encontrado cerca de minas, asentamientos industriales, vertederos y lugares de residuos. Símbolo Número Atómico Cu 29 Minería Producción de fertilizantes fosfatados Producción de madera

16. EFECTOS EN LA SALUD HUMANA EFECTOS EN LOS ANIMALES EFECTOS EN LAS PLANTAS Exposiciones de largo periodo al cobre pueden irritar la nariz, la boca y los ojos y causar dolor de cabeza, de estómago, mareos, vómitos y diarreas. Cuando los suelos de las granjas están contaminados con Cobre, los animales pueden absorber concentraciones que dañan su salud (envenenamiento). En suelos ricos en Cobre sólo un número pequeño de plantas pueden vivir ya que interrumpe la actividad de microorganismos y de las lombrices de tierra. Una toma grande de cobre puede causar daño al hígado y los riñones e incluso la muerte El Cobre no se rompe en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos

17. MANGANESO El manganeso es un elemento traza y la ingestión de cantidades pequeñas en los alimentos o el agua es necesaria para mantener buena salud; Exposición a niveles excesivos puede ocurrir al respirar aire contaminado, especialmente donde se usa en manufactura y al ingerir agua y alimentos; Ciertas ocupaciones tales como soldar o trabajar en una fábrica donde se manufactura acero pueden aumentar sus probabilidades de exposición a niveles altos de manganeso. Símbolo No. Atómico Mn 25

18. EFECTOS EN LA SALUD HUMANA EFECTOS EN LOS ANIMALES EFECTOS EN LAS PLANTAS E n exceso es muy dañino. Los síntomas por envenenamiento con Manganeso son: Alucinaciones Olvidos Daños en los nervios. Puede causar parkinson , embolia de los pulmones y bronquitis así como esquizofrenia, depresión e insomnio Daños en los pulmones, hígado y vasculares, decremento de la presión sanguínea, fallos en el desarrollo de fetos de animales y daños cerebrales. Cuando es tomado a través de la piel este puede causar temblores y fallos en la coordinación. Puede causar el desarrollo de tumores Concentraciones altamente tóxicas de Manganeso en suelo pueden causar inflamación de la pared celular, abrasamiento de las hojas y puntos marrones en las hojas. Engordar Intolerancia a la glucosa Coágulos de sangre Problemas de la piel Bajos niveles de colesterol Desorden del esqueleto Defectos de nacimiento Cambios en el color del pelo Síntomas neurológicos Con animales que comen muy poco manganeso interfiere en el crecimiento normal, la formación de huesos y en la reproducción Cuando muy poco manganeso puede ser absorbido desde el suelo esto causa disturbios en los mecanismos de las plantas. Por ejemplo, en la división del agua en hidrógeno y oxígeno, en lo cual el Manganeso juega un papel importante.

19. ESTAÑO Este elemento tiene aplicaciones principalmente en el campo de la electrónica y en la fabricación de pinturas, en la fabricación de productos como insecticidas y fungicidas; A pesar del grado de toxicidad que presenta su uso en diferentes procesos, en la actualidad se sigue empleando en: compuestos para disminuir el nivel de fragilidad del vidrio; para hacer tintes, pigmentos, fungicidas y dentífricos; en la fabricación de esmaltes cerámicos y de las láminas de los tubos de órganos musicales. Símbolo No. Atómico Sn 50

20. EFECTOS EN LA SALUD HUMANA EFECTOS EN LOS ANIMALES EFECTOS EN LAS PLANTAS Los efectos agudos son: Irritaciones de ojos y piel Dolores de cabeza Dolores de estómago Vómitos y mareos Sudoración severa Falta de aliento Problemas para orinar Los estaños tributílicos son los compuestos del estaño más tóxicos para los peces y los hongos, mientras que el estaño trifenólico es mucho más tóxico para el fitoplancton Se sabe que causan mucho daño en los ecosistemas acuáticos, ya que son muy tóxicos para los hongos, las algas y el fitoplancton Los efectos a largo plazo son: Depresiones Daños hepáticos Disfunción del sistema inmunitario Escasez de glóbulos rojos Daños cerebrales (provocando trastornos del sueño, y dolores de cabeza) Se sabe que los estaños orgánicos alteran el crecimiento, la reproducción, los sistemas enzimáticos los esquemas de alimentación de los organismos acuáticos. El estaño no puede ser destruido en el ambiente. Solamente puede cambiar de forma o puede adherirse o separarse de partículas en el suelo, el sedimento y el agua

21. 21 MERCURIO (Hg) Karla Medina Características: Metal noble, soluble únicamente en soluciones oxidantes. Capacidad de biomagnificación. El mercurio forma soluciones llamadas amalgamas con algunos metales (por ejemplo, oro, plata entre otros). Alta Toxicidad en cualquier medio. Núm. Atómico 80 Edo. De Oxidación +2 Masa atómica (g/mol) 200,59 Densidad (g/ml) 16.6 Punto de ebullición ( ºC ) 357 Punto de fusión ( ºC ) -38,4 Interruptores eléctricos como material líquido de contacto. Fluido de trabajo en bombas de difusión en técnicas de vacío. Fabricación de rectificadores de vapor de mercurio, termómetros, barómetros, tacómetros y termostatos. ¿En qué se utiliza?

22. 22 Efectos en la Salud Karla Medina Mercurio (Hg) El Mercurio puede ser encontrado de forma natural en el medio ambiente ya sea en forma de metal, sales o de forma orgánica: esté se utiliza en algunos instrumentos domésticos tales el más común: Termómetro . Exposición debido al rompimiento del instrumento Evaporación del Hg Respiración Daño a los nervios, cerebro y riñones. Irritación en pulmones, ojos. Reacciones cutáneas. Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-NC-ND Efectos en el medio ambiente: El Mercurio entra en el ambiente como resultado de la ruptura de minerales de rocas y suelos a través de la exposición al viento y agua. Las concentraciones del HG aumentan por las actividades humanas.

23. 23 Efectos en el medio ambiente La mayoría del Mercurio liberado por las actividades humanas es liberado al aire, a través de la quema de productos fósiles, minería, fundiciones y combustión de residuos sólidos tales como: Fertilizantes Vertidos en aguas residuales Mineria (Amalgamiento) El Mercurio en aguas superficiales o suelos; los microorganismos pueden convertirlo en: Metil Mercurio Absorcion por Mo y altera sistema nervioso y altera el medio. Bioacumularse en suelos Alta Toxicidad Las condiciones del suelo ( pH, temperatura,contenido en ácidos húmicos …) son normalmente favorables para la formación de compuestos inorgánicos de Hg 2+ . Además… Karla Medina

24. 24 Bario (Ba) Características: ¿En qué se utiliza? Núm. Atómico 56 Edo. De Oxidación +2 Masa atómica (g/mol) 137,34 Densidad (g/ml) 3,5 Punto de ebullición ( ºC ) 1640 Punto de fusión ( ºC ) 714 Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA Ocupa el decimoctavo lugar en abundancia en la corteza terrestre. Se obtiene de la minería. Lo aisló por primera vez Sir Humphry Davy en 1808 por electrólisis. El lipoton , un polvo blanco que consta de 20% de sulfato de bario, 30% de sulfuro de zinc y menos del 3% de óxido de zinc, se emplea en forma amplia como pigmento en pinturas blancas. El blanco fijo se emplea en la manufactura de colorantes brillantes. Industria cerámica (Carbonato). Karla Medina

25. 25 Efectos en la Salud Karla Medina (Bario) Vertederos de residuos peligrosos contienen ciertas cantidades de Bario. Personas que viven cerca, están expuestos a niveles dañinos. La exposición podrá entonces ser causada por respirar polvo, comer tierra o plantas, o beber agua que está contaminada con Bario y también puede ser cutánea. Los efectos sobre la salud del Bario dependen de la solubilidad de los compuestos . La toma de gran cantidad de Bario que es soluble puede causar parálisis y la muerte.

26. Efectos en el Medio Ambiente 26 Uso excesivo de industrias El Bario ha sido liberado al ambiente en grandes cantidades. Minería Proceso de refinado Durante la producción de compuestos de Bario. Puede entrar también al aire durante la combustión del carbón y aceites. Los compuestos del Bario que son persistentes usualmente permanecen en la superficie del suelo, o en el sedimento de las agua s. El Bario es encontrado en la mayoría de los suelos en bajos niveles. Estos niveles pueden ser más altos en vertederos de residuos peligrosos. Solubilidad Compuestos de Bario alcanzan grandes distancias… Cuando peces y otros organismos acuáticos absorben los compuestos del Bario, el Bario se acumulará en sus cuerpos. Karla Medina

27. 27 Zinc (Zn) Características: Núm. Atómico 30 Edo. De Oxidación +2 Masa atómica (g/mol) 65,37 Densidad (g/ml) 7,14 Punto de ebullición ( ºC ) 906 Punto de fusión ( ºC ) 419,5 ¿En qué se utiliza? Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA Metal maleable, dúctil y de color gris. Es uno de los elementos menos comunes; se estima que forma parte de la corteza terrestre en un 0.0005-0.02%. Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos. Buen conductor del calor y la electricidad. Aleaciones y el recubrimiento protector de otros metales. Galvanizados (Hierro o acero recubierto con Zinc). Karla Medina

28. 28 Efectos en la Salud Karla Medina Las fuentes industriales o los emplazamientos para residuos tóxicos pueden ser la causa del Zinc en el agua potable llegando a niveles que causan problemas. El Zinc es un elemento traza que es esencial para la salud humana. Cuando la gente absorbe poco Zinc estos pueden experimentar una pérdida del apetito, disminución de la sensibilidad, el sabor y el olor. La acumulación del Zinc puede incluso producir defectos de nacimiento. Úlcera de estómago, irritación de la piel, vómitos, náuseas y anemia. Dañar el páncreas y disturbar el metabolismo de las proteínas, y causar arterioesclerosis. Exposiciones al clorato de Zinc intensivas pueden causar desordenes respiratorios. Alta cantidad de zinc

29. 29 Karla Medina Efectos en el Medio Ambiente El Zinc ocurre de forma natural en el aire, agua y suelo, pero las concentraciones están aumentando por causas no naturales ( Act . Humanas): Minería Combustión de Carbón Residuos del procesado de acero. AGUA : Debido a la presencia de grandes cantidades de Zinc en las aguas residuales de plantas industriales. No son depuradas satisfactoriamente. Incrementa la acidez de las aguas. PECES Biomagnificarse en la cadena alimentaria. Grandes cantidades de Zinc pueden ser encontradas en los suelos. El Zinc soluble en agua que está localizado en el suelo puede contaminar el agua subterránea . Granjas contaminadas Animales absorben concentraciones que son dañinas para su salud.

30. 30 Efectos en el Medio Ambiente Karla Medina PLANTAS En suelos ricos en Zinc sólo un número limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir. Tienen una toma de Zinc que sus sistemas no puede manejar, debido a la acumulación de Zinc en el suelo. Esta es la razón por la cuál no hay mucha diversidad de plantas cerca de fábricas de Zinc. Ya que los efectos del Zinc sobre, las plantas es una amenaza seria para la producción de las granjas. El Zinc puede interrumpir la actividad en los suelos, con influencias negativas en la actividad de microorganismos y lombrices. La descomposición de la materia orgánica posiblemente sea más lenta debido a esto.

31. NÍQUEL Constituye cerca de 0.008% de la corteza terrestre y 0.01% de las rocas ígneas. total en los suelos del mundo entre 0,2 y 450 mg/ kg

32. El níquel es liberado al aire por las y plantas de energía y las incineradoras de basuras. Este se depositará en el suelo o caerá después de reaccionar con las gotas de lluvia. *También es parte de las aguas residuales. Se absorberán por los sedimentos o partículas del suelo y llegará a inmovilizarse. En suelos ácidos, el níquel se une para llegar a ser más móvil y a menudo alcanza el agua subterránea. PLANTAS disminuir el rango de crecimiento de las algas. M.O. desarrollan resistencia a Níquel Los humanos pueden ser expuestos al níquel al respirar el aire, beber agua, comer comida o fumar cigarrillos. Cáncer de pulmón, nariz, laringe y próstata Defectos de nacimiento, asma Fallos respiratorios , bronquitis

33. VANADIO El vanadio es un elemento que ocurre naturalmente y está extensamente distribuido en la corteza terrestre; Las fuentes principales con las industrias, especialmente refinerías de petróleo y plantas de energía que usan combustible de petróleo; Las partículas de vanadio en el aire se depositan en la tierra o son arrastradas a la tierra por la lluvia; El humo de un cigarrillo libera cerca de 0.0004 mg de vanadio; En personas el Vanadio puede causar nauseas, diarrea, cáncer, daño cardiaco, mareos; En animales es responsable por alteraciones de desarrollo, cambios en el ADN y inhibición de ciertas enzimas.

34. CROMO El Cromo entra en el aire, agua y suelo en forma de Cromo (III) y Cromo (VI) a través de procesos naturales y actividades humanas . Cuando la cantidad de Cromo en el suelo aumenta, esto puede aumentar las concentraciones en los cultivos. La acidificación del suelo puede también influir en la captación de Cromo por los cultivos. Las plantas usualmente absorben sólo Cromo (III). Esta clase de Cromo probablemente es esencial, pero cuando las concentraciones exceden cierto valor, efectos negativos pueden ocurrir.

35. SALUD El Cromo (III) es un elementos esencial para organismos que puede interferir en el metabolismo del azúcar y causar problemas de corazón, cuando la dosis es muy baja . El Cromo (VI) es mayoritariamente tóxico para los organismo cuando la dosis es muy alta Este puede alterar el material genético y causar cáncer.

36. Límites máximos permisibles de metales pesados en suelos (Hg, Zn, Ba)

37. CONCLUSIÓN La peligrosidad de los metales pesados reside en que no pueden ser degradados (ni química, ni biológicamente) y, además, tienden a bioacumularse ; Nuestro organismo los necesita, pero no en cantidades demasiado elevadas pues pasan entonces a ser tóxicos; La contaminación provoca, por lo general, una perturbación del suelo la cual que se traduce en una pérdida de calidad y aptitud para el uso o lo hace inutilizable, a no ser que se le someta a un tratamiento previo; El aumento del uso del carbón incrementará la exposición a los metales porque las cenizas contienen muchos metales tóxicos que pueden ser aspiradas hasta el interior de los pulmones.

38. REFERENCIAS http ://www.lineaverdehuelva.com/lv/consejos-ambientales/contaminantes/Contaminacion-por-metales-pesados.asp http://www.crana.org/es/contaminacion/mas-informacion_3/metales-pesados https://twenergy.com/a/contaminacion-por-metales-metales-pesados-con-peligro-de-muerte-591 http://www.infoagro.com/abonos/contaminacion_suelos_metales_pesados.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Metal_pesado LENNTECH. Tabla periódica, Cu. Recuperado de: https://www.lenntech.es/periodica/elementos/cu.htm LENNTECH. Tabla periódica, Mn. Recuperado de: https://www.lenntech.es/periodica/elementos/mn.htm MECOMSA. Estaño. Recuperado de: http://www.mecomsa.com.mx/estano/?fbclid=IwAR1wTRBNyxzD9M6lalRQohUVCFGe2sVRxALCcPRGKbTwsNbv1Ho4tpb2gEs NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004, Que establece criterios para determinar las concentraciones de remediación de suelos contaminados por arsénico, bario, berilio, cadmio, cromo hexavalente, mercurio, níquel, plata, plomo, selenio, talio y/o vanadio