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Diciembre 2008 Núm. 188
AVANCES Cuaderno de Trabajo
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
Coordinación de Investigación y Posgrado del Instituto
de Ciencias Sociales y Administración
Riesgos a la salud humana por la bio-
disponibilidad de metales pesados en
agua y suelo de la región Paso del
Norte
Juan P. Flores Margez
Comité Editorial de Avances
Dra. Martha Patricia Barraza de Anda
Dra. Consuelo Pequeño Rodríguez Dra. Alba Yadira Corral Avitia
Mtra. Carmen Gabriela Lara Godina Mtro. Gerardo Sandoval Montes
Dra. Magali Velasco Vargas Dr. Ricardo Almeida Uranga
Dra. Sonia Bass Zavala Mtra. Carmen Álvarez González Mtra. Ma. Elena Vidaña Gaytán
Mtro. Oscar Dena Romero Mtra. Katya Butrón Yáñez
Directorio
Jorge Mario Quintana Silveyra Rector
David Ramírez Perea
Secretario General
Martha Patricia Barraza de Anda Coordinadora General de Investigación y Posgrado
Francisco Javier Sánchez Carlos
Director del Instituto de Ciencias Sociales y Administración
Consuelo Pequeño Rodríguez
Coordinadora de Investigación y Posgrado del ICSA
Universidad Autónoma de Ciudad JuárezInstituto de Ciencias Sociales y Administración
H. Colegio Militar # 3775Zona Chamizal
C.P. 32310Ciudad Juárez, Chihuahua, México
Tels. 688-38-56 y 688-38-57Fax: 688-38-57
Correo: [email protected]@uacj.mx
Riesgos a la salud humana por la bio-disponibilidad de metales pesados en agua y suelo de la región Paso del Norte
Resumen
Los metales pesados son un factor de riesgo en salud ambiental que ha sido demandado
desde hace treinta años por los habitantes de la región Paso del Norte. Particularmente, el problema
de suelos y aguas contaminados en El Paso, TX y Ciudad Juárez, Chihuahua, no ha sido analizado a
detalle para evaluar la magnitud del problema y orientar la investigación hacia la calidad de alimentos
y afectación en la salud humana. La intensa actividad industrial y la falta de vigilancia en las
regulaciones para el control de descargas han ocasionado que se tengan sitios de riesgo por metales
pesados. Los objetivos del presente estudio fueron: 1) Realizar una compilación de los estudios,
inventarios, monitoreos o investigaciones relacionadas con la presencia de metales pesados en
suelos y aguas de Ciudad Juárez y el Río Bravo; 2) Interpretar, analizar y sintetizar los datos
recabados sobre los metales pesados regulados por las Agencias Ambientales y 3) Establecer
conclusiones y recomendaciones sobre el problema estudiado. La metodología para llevar a cabo el
presente proyecto consistió en la localización y gestión de documentos que puedan contener
información sobre metales pesados en suelos y aguas de Ciudad Juárez y parte de áreas del Río
Bravo. Los resultados del presente trabajo muestran que la cantidad de documentos sobre metales
pesados en suelo y agua en Ciudad Juárez, Valle de Juárez y el Río Bravo han sido desde 1970
hasta la fecha, en total se encontraron treinta referencias de estudios directamente relacionados con
metales pesados en suelo y agua de la región. La mayoría de los trabajos se han orientado hacia
aguas residuales, Bolsón del Hueco (acuífero regional), suelos agrícolas, biosólidos, sedimentos en
drenes y canales, agua del Río Bravo, plantas bio-acumuladoras nativas, es decir no se ha atendido
el impacto directo en la salud humana y animal, así como en la cadena alimentaria regional. Los
metales pesados estudiados en agua fueron: Al, As, B, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb y Zn,
mientras que en suelo fueron: As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn. Las concentraciones de cada elemento
fueron variables, pero generalmente inferiores a los límites máximos permisibles por las normas
oficiales. Sin embargo, esto no es suficiente para establecer que los suelos urbanos, rurales o en
producción agrícola de la región Paso del Norte no tienen contaminación por metales, sino que es
necesaria mayor investigación para detectar tanto fuentes actuales de contaminación como suelos ya
afectados por diferentes causas antropogénicas o naturales. Algunas referencias de estudios locales
no fueron encontradas y en otros casos los autores ó Instituciones no estuvieron en posibilidades de
mostrar la información, sin embargo son fuentes importantes que aportan al problema estudiado y
que servirán de base a nuevas propuestas de investigación básica y aplicada.
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1. Introducción La calidad del agua y suelo son algunos de los indicadores básicos de salud
ambiental que están relacionados con enfermedades o padecimientos de diversa
índole. Por ejemplo, enfermedades respiratorias como el asma y bronquitis tienen
una relación directa con las partículas sólidas (suelo) diseminadas durante las
tolvaneras en la región Paso del Norte. Así también, el consumo directo de suelo por
los niños en áreas sin pavimento representa un riesgo de salud en especial cuando
existen parques industriales cercanos.
La medición de la calidad del suelo y agua están dados por varios parámetros entre
los que destaca la concentración de metales pesados. Recientemente, ambas
comunidades: El Paso, Texas y Ciudad Juárez, Chihuahua, han protestado
fuertemente por la contaminación de metales pesados por la empresa ASARCO en
áreas habitacionales de dichas poblaciones (Ketterer, 2006). Además, los
productores del Valle de Juárez han manifestado sus requerimientos de
investigación sobre metales pesados en suelo y agua (Flores et al., 2004b).
Aunque el agua de beber en Ciudad Juárez, Chihuahua, proviene de pozos
profundos y no ha sido tan alarmante algún problema de contaminación, es
necesario señalar que otras fuentes de agua que no son de consumo humano
directo, tales como las de tuberías “moradas” (agua residual tratada), también son
un indicador de salud ambiental por su cercanía al contacto humano en parques y
jardines, así como el riego agrícola con aguas negras en el Valle de Juárez,
Chihuahua.
Por lo anterior, la realización de una compilación y análisis de la información
existente sobre metales pesados en la región Paso del Norte es considerada una
actividad fundamental para actualizar parte del marco de referencia ambiental, el
cual sea de utilidad para conocer los principales metales regulados por las agencias
ambientales de ambos países y que a su vez, sea un marco actualizado en apoyo a
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la creación de nuevos proyectos de investigación sobre salud ambiental y humana.
De ésta manera será posible cuantificar y predecir los riesgos potenciales que
pueden tener los habitantes de la región tanto de zonas rurales como urbanas.
La Norma Oficial Mexicana NOM-127-SS1-1994 que establece los límites máximos
permisibles para agua potable incluyen a los elementos: Aluminio (Al), Arsénico (As),
Bario (Ba), Cadmio (Cd), Cianuros, Cobre (Cu), Cromo total (Cr), Fierro (Fe),
Fluoruros (F), Manganeso (Mn), Mercurio (Hg), Nitratos (NO3), Niquel (Ni), Plomo
(Pb), Sodio (Na) y Zinc (Zn), entre otros. Mientras que las Normas NOM-001-ECOL-
1996 y NOM-004-SEMARNAT-2002 que establecen los límites máximos permisibles
de contaminantes en las descargas residuales en aguas, bienes nacionales y
drenajes urbanos incluyen a los elementos: As, Cd, Cianuros, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb y
Zn en concentración total. Estos elementos coinciden con la lista de contaminantes
químicos inorgánicos establecidos para agua de beber por la Agencia de Protección
Ambiental de los Estados Unidos (USEPA, 2006).
La presencia potencial de los metales citados en aguas residuales utilizadas en el
riego de productos alimenticios, han sido causa de preocupación social en la región
debido al riesgo de contaminación por el agua residual proveniente de los drenajes
industriales y a la baja eficacia de su tratamiento específicamente en Ciudad Juárez
(Flores te al., 2004c).
Las investigaciones realizadas han sido en ambos lados de la frontera Juárez-El
Paso y con la participación de instituciones de enseñanza e investigación, los cuales
han enfocado el problema de los metales pesados desde diversos ángulos y con
aportaciones importantes, sin embargo en muchos casos los resultados no han sido
publicados pero se encuentran en informes de investigación o archivos
institucionales.
Existen conceptos clave como “bio-disponibilidad” y “bio-accesibilidad” de metales
pesados que deben ser considerados cuando se analiza la presencia y riesgo tanto
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en agua como en suelo y productos vegetales, que fluyen en la cadena alimenticia
hasta la nutrición y salud humana (Assadian y Flores, 2005).
El análisis de la concentración, formas químicas y movimiento de metales pesados
dentro de la cadena alimenticia permite conocer los puntos de mayor riesgo. Los
metales entran a la cadena alimenticia mediante acumulación en plantas, a través
del polvo o salpicaduras de agua residual o aquella que puede estar contaminada
(Alloway, 1995). Sin embargo, el riesgo mayor es mediante ingestión directa del
suelo, lo cual es más preocupante en niños por su vulnerabilidad al estar en contacto
con el suelo, principalmente en áreas marginales o de alta pobreza (Ordoñez, 2003).
El efecto de los metales pesados esta más determinado por sus formas químicas
que por sus concentraciones, esto debido a que algunas formas son disponibles y de
mayor absorción por las plantas. Las formas químicas de los metales son
controladas principalmente por el pH. Por ejemplo, las especies principales de Cd
son Cd (II) y CdSO4 en soluciones oxicas de suelos, CdCl en suelos ácidos y Cd
(II), CdCl, CdSO4(O) y CdHCO3 en suelos alcalinos.
La cantidad de metales pesados en los suelos es afectada por el material geológico
de formación del suelo, fuentes antropogénicas y la distancia de esas fuentes. La
disponibilidad de metales pesados en zonas áridas generalmente es menor que
otras regiones debido al pH alto (Alloway, 1995).
Existe una percepción permanente de que la deposición de metales sobre los suelos
de la región a partir de actividades industriales y aguas residuales compromete la
seguridad alimenticia, la integridad ambiental y la salud pública. Los metales
recalcitrantes pueden tener alcances acumulativos de largo plazo sobre los agro-
ecosistemas y los productos agropecuarios (Assadian y Flores, 2005).
Por lo anteriormente expuesto, resulta evidente la necesidad de llevar a cabo una
revisión integral de los estudios realizados sobre metales pesados en suelo y agua
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con énfasis en Ciudad Juárez y el Valle de Juárez, Chihuahua. Esta actividad
documental permitirá tener una visión completa de esta línea de investigación, así
como generar temas específicos para nuevas necesidades de investigación con
énfasis en el impacto de metales sobre la salud humana. La difusión de la
información que se obtenga será de valiosa utilidad tanto para la sociedad en
general como para investigadores e instituciones con interés en la salud pública.
2. Objetivos
1) Realizar una compilación de los estudios, inventarios, monitoreos ó
investigaciones relacionadas con la presencia de metales pesados en suelos
y aguas de Ciudad Juárez, el Valle de Juárez y el Río Bravo.
2) Interpretar, analizar y sintetizar los datos recabados sobre los metales
pesados regulados por las Agencias Ambientales Mexicana.
3) Establecer conclusiones y recomendaciones sobre el problema estudiado.
3. Metas
1) Obtener y revisar documentos sobre metales pesados y su relación con la
salud ambiental y humana en al menos diez instituciones o fuentes de
información oficial que han llevado a cabo estudios en la región Paso del
Norte, con énfasis en Ciudad Juárez y el Valle de Juárez, Chihuahua.
2) Plantear al menos dos líneas de investigación que atiendan el problema de
contaminación por metales pesados y el riesgo a la cadena alimenticia
humana.
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ENTREGABLE # 1
4. Descripción de actividades
4.1. Identificación y adquisición de resultados de investigación El proyecto incluyó la recopilación de los estudios realizados en Ciudad
Juárez, Chihuahua, comunidades del Valle de Juárez y márgenes del Río Bravo
(Figura 1) hasta el poblado El Porvenir a 80 km de Ciudad Juárez. Esta área de
estudio ha sido atendida por diversas instituciones de investigación y docencia, las
cuales han desarrollado proyectos en los que se ha incluido el tema de metales
pesados en agua y suelo. Algunas de estas instituciones son:
a) Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
(INIFAP)
b) Fundación Produce Chihuahua (FPCH)
c) Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ)
d) Instituto Tecnológico de Ciudad Juárez (ITCJ)
e) Junta Municipal de Agua y Saneamiento de Ciudad Juárez (JMAS)
f) Colegio de la Frontera Norte (COLEF)
g) Comisión Internacional de Límites y Aguas (CILA)
h) Comisión de Cooperación Ecológica Fronteriza (COCEF)
i) Organización No Gubernamental Sierra Club
j) Texas A& M University (TAMU), El Paso Research Center.
k) University of Texas at El Paso (UTEP)
l) New Mexico State University (NMSU)
La información sobre concentración y bio-disponibilidad de metales pesados en
suelo y agua se colectó mediante la adquisición y revisión de informes finales de
proyectos de investigación, tesis, artículos arbitrados, folletos, cuadernos de trabajo,
internet, periódicos locales, entre otros. En vista de que en algunos casos parte de la
información sobre el tema no estuvo disponible debido a estar en archivos oficiales
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de ciertas dependencias, sólo se presentan las referencias correspondientes. En los
casos donde la información no estuvo resumida, es decir información dispersa en
hojas de cálculo como Excel, se realizaron análisis estadísticos descriptivos para su
interpretación y discusión paralelo a otras fuentes de información. Además, se
realizaron entrevistas personales, visitas a bibliotecas e instituciones para enriquecer
o ampliar la búsqueda de datos que permitan hacer un análisis lo más completo
posible del tema propuesto.
Figura 1. Foto satelital de Ciudad Juárez, Chihuahua y El Paso, Texas.
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Aunque los estudios recopilados representan una muestra de la metodología del
presente proyecto de investigación documental, es notorio que se ha dado énfasis
en la investigación sobre metales pesados en agua y suelo, mientras que en planta,
tejido animal, y diagnóstico de metales en seres humanos pudieran quedar como
líneas de investigación a futuro, lo cuál indica preliminarmente que es necesario
realizar una búsqueda de trabajos en otros lugares sobre el impacto potencial de
metales en la salud humana.
De esta manera será posible establecer el riesgo que pudiera existir en nuestra área
y generar nuevas propuestas de investigación donde se incluyan el factor humano.
Además es importante señalar que el avance de la investigación contenido en los
documentos del presente estudio requiere difundirse no sólo en el medio científico
sino a la población en general. A continuación se muestran algunas fotografías de
sitios estudiados en Ciudad Juárez, el Valle de Juárez y el Río Bravo.
Naomi W. Assadian, Ph.D.
Colectando muestras de suelo en la orilla del Río Bravo
cerca de la fundidora ASARCO, 2004.
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Canal de aguas negras en el Valle de Juárez, Chihuahua
(Flores et al., 2005).
Aplicación de biosólidos en un suelo agrícola del Valle de Juárez
(Flores et al., 2003).
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4.2. Obstáculos detectados para encontrar y obtener los resultados
Aunque durante el proceso de búsqueda de información se detectaron más de
treinta estudios directamente relacionados con el tema los cuales se incluyen en la
bibliografía del presente proyecto, también es importante mencionar que no se
pudieron conseguir algunos de ellos por las causas siguientes:
a) La institución o dependencia no estuvo en posibilidad de dar información
específica, informes ó reportes de muestreos de agua (caso de la JMAS)
b) La institución o dependencia cerró sus instalaciones en la región y los reportes
de investigación, biblioteca y archivos se trasladaron al Estado de Coahuila
(caso del INIFAP Valle de Juárez)
c) La institución o dependencia ya no existe y las tesis, reportes de investigación,
biblioteca y archivos no se sabe donde quedaron (caso de la Escuela Superior
de Agricultura Hermanos Escobar)
c) Las referencias de estudios sugeridas por un profesor de la UACJ (Mtro. Felix),
no se pudieron adquirir debido a que un investigador se fue a otro País al
Postgrado (Dr. David Reyes) y otros ya no están en la región (Dr. Hernán
Cavazos).
d) Las memorias de algunos congresos estatales realizados en la Ciudad de
Chihuahua (COEPES, Encuentro de Investigadores de la Zona Norte) no se
pudieron encontrar en la localidad, pero se tiene conocimiento de trabajos
sobre metales pesados en suelos y aguas de Ciudad Juárez y el Valle de
Juárez (caso Palomo et al., 1991-92).
ENTREGABLE # 2 5. Revisión bibliográfica La presentación de resultados se realiza de una manera cronológica, ya que
el objetivo principal de la presente revisión consistió en describir los avances de
investigación sobre los metales pesados en suelos y agua de la región Paso del
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Norte con énfasis en Ciudad Juárez y el Valle de Juárez, así como describir
información adicional indicada por las referencias colectadas sobre impacto en los
recursos naturales tales como el Río Bravo y especialmente en la salud humana.
Metal pesado es un nombre genérico asignado a un grupo de elementos con una
densidad atómica mayor que 6 g/cm3. La concentración y disponibilidad de esos
elementos en suelo y agua varía de menos de 1,000 mg L-1 o mg kg-1 a muy pocas
partes por billón (ppb = µg L-1 = µg kg-1) con la excepción de Mn que se puede
encontrar en concentraciones en el suelos desde 20 a 10,000 mg kg-1 (Gardea et al.,
2005; Alloway, 1995). Por ejemplo, algunos metales de importancia ambiental y
biológica son Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Cobre (Cu), Cromo (Cr),
Hierro (Fe), Manganeso (Mn), Mercurio (Hg), Molibdeno (Mo), Niquel (Ni), Plomo
(Pb) y Zinc (Zn), entre otros. Algunos de ellos son esenciales para los organismos
vivos en concentraciones muy bajas (<100 mg kg-1 en plantas). Los metales pesados
en suelo y agua son de mucho interés para la población porque han sido
relacionados con problemas de toxicidad y contaminación que finalmente impactan
en la salud humana.
5.1. Metales pesados en agua Estudios sobre metales pesados en agua en el Valle de Juárez fueron
conducidos por Peralta et al. (1993) en el Rancho Universitario de la UACJ en el
Municipio de Praxedis, G. Gro., Chihuahua. Los metales analizados fueron As, B,
Cd, Hg, Ni y Pb, se encontraron en cantidades inferiores a 0.014 mg L-1. El pozo del
Rancho presentó los valores mayores de Pb, Ni y As (0.014, 0.06 y 0.048 mg L-1)
comparado con el agua residual de la acequia madre y el agua del Río Bravo. El
boro (B) fue de 0.56 mg L-1 para el agua del pozo, 0.18 mg L-1 para el canal y 0.34
mg L-1 para el agua del Río Bravo.
Los autores mencionan que los niveles de metales pesados observados en el
estudio no alcanzan aquellos establecidos como peligrosos para plantas, animales o
humanos. En este estudio se concluyó que no había motivo de preocupación por
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contaminación de metales pesados en esa área, indicando que lejos esta todavía el
momento de riesgo para la vida y la salud en el Valle de Juárez, pero se sugirió
atender el problema de los altos niveles de salinidad en suelo y agua.
Figueroa et al. (1994) en un estudio de lavado de suelos en columnas de suelo
utilizaron dos tipos de agua, agua de la llave y agua negra del canal principal del
Valle de Juárez. La concentración de Cd, Cu, Ni, Zn y Cr en agua de la llave fue
0.006, 0.378, <0.1, 0.55 y <0.1 mg L-1, respectivamente. Además de los metales
anteriores, el análisis del agua negra incluyó As, Hg y Pb. Las concentraciones
fueron 0.03, <0.0001, <0.05, <0.1, <0.01, <0.05, <0.005 y 0.0014 mg L-1 de Pb, Cd,
Cu, Ni, Zn, Cr, As y Hg, respectivamente. La concentración de Cd en agua de la
llave sobrepaso la norma mexicana para aguas de uso agrícola, pero no la máxima
concentración recomendable, Cd y Cu estuvieron dentro de los valores límites para
agua potable señalado por la Ley del Equilibrio Ecológico en ese año.
Assadian et al. (1998) reportaron la concentración de metales pesados en agua
mezclada del Valle de Juárez y agua del Río Bravo. Las concentraciones de los
elementos en agua mezclada fueron 0.0041, <0.001 y 0.0119 mg L-1 de Co, Cu y Cr,
respectivamente. Las concentraciones en agua del Río fueron <0.003, 0.004,
<0.001, <0.001, 0.002 y 0.009 mg L-1 de Cd, Co, Cu, Cr, Pb y Zn, respectivamente.
Con la información anterior se realizó una estimación de la cantidad de metales
incorporados en agua de riego durante los pasados 50 años y una lámina promedio
anual de 1.14m de agua. La cantidad acumulada de metales aportados por el agua
de riego fue menor de 10 kg ha-1 en 50 años. En San Isidro, Valle de Juárez, el riego
con aguas negras y mezcladas habría aportado solo el 31% de Cd, 15% de Cr y 8%
del Pb acumulado actualmente en el suelo.
Los autores hacen una pregunta estratégica ¿De dónde viene entonces la mayor
parte de los metales acumulados en el suelo? Al respecto, mencionan que durante
1975 una planta fundidora de minerales en El Paso, Texas emitió 1,000 toneladas (t)
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Pb, 500 t Zn, 10 t Cd y 1 t As antes de instalar equipos de control de contaminación.
Es probable que la deposición atmosférica haya sido una fuente significativa de
metales a los suelos agrícolas. Estos autores también mencionan que el movimiento
de metales pesados en la cadena alimenticia es poco probable, ya que la alcalinidad
de los suelos es quizás la barrera más significativa que limita su bio-disponibilidad.
En un estudio sobre agua residual y agua de drenes agrícolas del Valle de Juárez,
Palomo et al. (1999) incluyeron los elementos siguientes: B, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, Cr,
Hg, Mo, As y cianuros en concentraciones de 0.27 a 0.56, 0.0005 a 0.09, 0.055 a
0.026, 0.02, 0.009, 0.193 a 0.244, 0.01, no disponible, 0.2 a 0.214, 0.008 y 0.02 mg
L-1, respectivamente. La Norma Mexicana NOM-001-ECOL-1996 indica como límites
máximos <3, 0.2, 4, 2, 0.5,10,1, 0.02, 0.01, 0.2 y 2 para los elementos mencionados,
lo cual refleja que las concentraciones estuvieron por debajo de los señalado en la
Norma. Sin embargo, el uso del agua residual en suelos agrícolas puede estar
contribuyendo a una acumulación de metales pesados y otros elementos, así como
potencial acumulación en los sedimentos de canales y drenes agrícolas.
Contreras (2000) reportó la concentración de metales pesados en aguas residuales
del Distrito de Riego 009 del Valle de Juárez para el quinto bimestre de 1998. Los
metales Pb, As, Cd, Cu, Zn y Fe presentaron una concentración de 0.014, 0.006, 0,
<0.015, 0.019 y 0.03 mg L-1. Estos valores resultaron inferiores a lo indicado por la
Norma NOM-001-ECOL-1996. Carrasco (2002) en un estudio sobre caracterización
y desinfección de aguas residuales describió los valores estándar de calidad para el
agua tratada en las plantas norte y sur de Ciudad Juárez, entre los que incluyó los
elementos: Al, As, B, Cd, Cu, Cr total, Fe, Mn, Ni, Zn, Se y Pb, en concentraciones
<5, <0.1, <1.5, <0.01, <0.2, <0.1, <5, <0.2, <0.2, <2, <0.02 y <5 mg L-1,
respectivamente.
Ríos et al. (2003) evaluaron las concentraciones de As y metales pesados en agua y
sedimentos en siete sitios del Río Bravo. La presencia de metales en el agua no esta
basada únicamente en los metales disueltos, ya que estos pueden ser adsorbidos en
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las partículas suspendidas o en los sedimentos. La recuperación total de elementos
fue realizado debido a que el agua del Río Grande o Río Bravo presenta alta
turbidez en el sector estudiado (Juárez-El Paso).
Las más altas concentraciones de Pb (0.07 mg L-1) y Zn (0.105 mg L-1) fueron
observadas en el sitio Guayuco, mientras que la concentración más alta de As
(0.022 mg L-1) fue detectado en American Dam, pero también niveles altos de Pb y
Zn. En general, las concentraciones de Pb variaron de 0.028 a 0.07 mg Zn L-1.
Cromo y Cd no se detectaron en los sitios evaluados. Estos valores resultaron
superiores a los reportados en estudios relacionados al área de El Paso-Juárez
(Assadian et al., 1988; Vasquez et al., 1999; Peralta et al., 1993).
Flores et al. (2004c) reportaron que la concentración de metales pesados en forma
química total en el agua de riego presentó una variación considerable a lo largo del
período experimental. De agosto a noviembre del 2003 se observó la serie
Pb>Ni>Cr>Cd y de enero a abril del 2004 fue Ni>Cr>Pb>Cd. La concentración de Cd
fue <0.569 µg l-1 consistentemente inferior a los demás, mientras que Cromo varió
de 0.41 a 165.33 µg l-1 Niquel de 5.3 a 259.34 µg l-1 y Pb de 3.42 a 44.32 µg l-1.
La concentración de Cr y Ni resultaron superiores a lo reportado por Palomo et al
(1999), quienes encontraron en el mismo canal de riego 0.5, 10, 20 y 9.32 µg l-1 de
Cd, Cr, Ni y Pb, respectivamente. Estos autores señalaron que las aportaciones de
metales pesados al suelo durante ocho riegos de auxilio fue de 399, 226, 223 y 0.4 g
ha-1 de Ni, Cr, Pb y Cd, respectivamente. El agua de riego en el Valle de Juárez
durante el período de abril a septiembre se conforma por una mezcla del agua negra
tratada, agua del Río Bravo y agua de pozos de bombeo, mientras que de octubre a
marzo se suspende el agua del Río, por lo que en su mayoría es agua negra tratada
proveniente del área urbana. Esto pudiera explicar la variación de la concentración
de los metales mencionados. Los valores mayores pueden atribuirse a descargas no
controladas en el área urbana y rural que pueden provenir tanto del sector industrial,
talleres mecánicos y comercios.
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Granados y Barud (2005) realizaron un estudio donde se muestrearon 61 pozos
agua potable de Ciudad Juárez para el análisis de Arsénico (As) y encontraron que
17 pozos excedieron el límite establecido por el Gobierno de México (0.025 mg As
L-1) y la Organización Mundial de la Salud quien tiene establecido 10 ppb. Al
respecto, los autores mencionan que los pozos tienen más de 200 m de profundidad
en promedio y que todos aquellos que estén fuera de las normas de calidad de agua
deberían dejarse de operar.
García (2006) concluyó que las concentraciones de los metales As, Cr, Cu, Hg, Ni y
Pb no fueron diferentes significativamente entre fuentes de agua (residual y de
algunos pozos en el Valle de Juárez), mientras que Zn resultó mayor
significativamente en agua freática (P<0.05). La concentración de todos los metales
pesados, incluidos en este estudio, estuvieron en niveles inferiores a lo establecido
por la NOM-001-ECOL-1996 y mostraron una gran variación entre sitios y
muestreos.
Particularmente, el sitio 9 localizado en el canal de Guadalupe presentó el valor
mayor de As (0.185 mg L-1), el cual estuvo por encima de lo establecido por la
Norma para Uso Público, pero en el límite para uso agrícola. Las concentraciones de
Cr, Pb y Zn fueron ligeramente mayores en agua extraída del acuífero que en agua
residual del canal principal. Mientras que As, Cu, Hg y Ni resultaron mayores en
agua del canal. El impacto estimado de aportación de algunos parámetros es:
262,172 t año-1 de sólidos disueltos (CE, sales), 2,239 t año-1 de SST, 4,313 t año-1
de N inorgánico, 858 t año-1 P inorgánico y 2.293 t año-1 de Pb, los cuales son
depositados en los suelos agrícolas del Valle de Juárez, Chihuahua. La Junta Municipal de Agua y Saneamiento de Ciudad Juárez (JMAS, 2006) tiene
convenios con diversas dependencias gubernamentales y privadas para el análisis
de agua. El agua potable proveniente de pozos de bombeo que surten a la ciudad se
le analizan los elementos: Al, As, Ba, Cd, Ca, Cu, Cr, Fe, Mg, Mn, Hg, Pb, K, Na y
Zn, además del pH y la conductividad eléctrica, entre otros parámetros. Con la
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finalidad de tener idea de los valores detectados en agua de beber, a continuación
se describen las concentraciones para un pozo de agua potable <0.05, 0.01, 0.043,
0.0005, 40.3, 0.069, <0.01, <0.03, 4.7, <0.02, <0.002, <0.005, 3, 134.3 y <0.03 mg L-
1, respectivamente. Estos valores son inferiores a los límites máximos permisibles
indicados por la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, los cuales son: 0.2,
0.025, 0.7, 0.005, na, 2, 0.05, 0.3, na, 0.15, 0.001, 0.01, na, 200 y 5,
respectivamente. Aunque algunos pozos han salido altos en Fe y Mn.
En agua residual que incluye tanto descargas de la industria como el agua que se
descarga al Valle de Juárez a través de los canales de riego se analiza As, Cd, Pb,
Cu, Cr, Ni, Hg y Zn (JMAS, 2006). Existen convenios de apoyo a dependencias
como la Comisión Internacional de Límites y Aguas (CILA), Comisión Nacional del
Agua (CNA) en la que se monitorea el impacto del sistema de drenaje de la ciudad
en el Río Bravo, se analiza mensualmente el agua de drenaje urbano tratado, agua
del Río Bravo y la descarga donde se mezclan el dren principal con el río del
poblado de El Faro en el Valle de Juárez. Existe colaboración con la Secretaria de
Salud para el monitoreo microbiológico de fuentes de abastecimiento de agua
potable, así como con el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) sobre la
caracterización química y microbiológica de las descargas.
Uno de los estudios más recientes es el que llevan a cabo Iglesias y Flores (2006)
quienes están determinando el impacto microbiano y químico de los drenes y
canales en la calidad del agua del Río Bravo. En este estudio se analizan los
metales As, Cd y Pb en agua residual de ambos lados de la frontera México-Estados
Unidos.
En el cuadro 1 se muestra un resumen de las concentraciones de metales
analizados en agua de pozo y agua residual como resultado del presente trabajo
documental. En resumen, al comparar las concentraciones evaluadas con las
indicadas por las normas oficiales se observa que el As, B, Cd y Pb son los que
estuvieron en concentraciones cercanas a los límites máximos permisibles, mientras
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que otros como Cr total, Cu, Hg, Mn y Zn estuvieron claramente en concentraciones
inferiores a las de las normas oficiales.
Sin embargo, dado que son valores promedios de concentraciones de metales
pesados esto no significa que al considerar la desviación estándar y otros
parámetros estadísticos reportados en las fuentes originales a través del tiempo no
se tengan concentraciones que rebasen a los límites máximos y se puedan estar
dando situación de acumulación de metales pesados en suelos irrigados o casos
puntuales por descargas no controladas en la ciudad y áreas rurales.
Cuadro 1. Elementos analizados en agua residual y de pozo (mg/L) en el valle de Juárez y el Río Bravo (1993 a 2006).
Elemento NOM1 NOM2 Peralta et al., (1993) Pozo Residual
Figueroa et al. (1994) Pozo Residual
Assadian et al., (1998) Río Residual
Palomo, et al. (1999) Residual
Contreras (2000) Residual
Carrasco (2002) Estándar Residual
Ríos (2003) Río
Flores (2004) Residual
García (2006) Pozo
Al 0.2 0.006 <5.0
As 0.025 0.2 0.048 <0.014 <0.005 0.008 <0.1 0.022 0.0114
B <0.3 0.56 0.34 0.56 <1.5
Ba 0.7
Ca
Cd 0.005 0.2 0.006 <0.001 <0.003 0.09 0.0 <0.01 0.0
Co 0.0041 0.004
Cr total 0.05 1.0 <0.1 <0.05 0.0119 <0.001 0.01 <0.1 0.0 0.165 0.017
Cu 2.0 4.0 0.378 <0.05 <0.001 <0.001 0.055 <0.015 <0.2 0.098
Fe 0.3 0.03 <5.0
Hg 0.001 0.02 0.0014 0.0003
K
Mg
Mn 0.15 <0.2
Mo 0.01 0.214
Na 200
Ni 2.0 0.06 <0.014 <0.1 <0.1 0.02 <0.2 0.259 0.012
Pb 0.01 0.5 0.014 <0.014 0.03 0.002 0.009 0.014 <5.0 0.07 0.044 0.058
Se <0.02
Zn 5.0 10.0 0.55 <0.01 0.009 0.244 0.019 <2.0 0.105 0.351
NOM1.:NOM-127-SS1-1994;NOM2..:NOM-001-ECOL-1996.
A v a n c e s
21
5.2. Metales pesados en suelos Estudios sobre metales pesados en suelos fue realizado por Peralta et al (1993)
en el Rancho Universitario de la UACJ en el Municipio de Praxedis, G. Gro., Chihuahua.
Las muestras se colectaron de 0 a 30 cm, 30 a 60 cm y de 60 a 90 cm de profundidad.
Los metales pesados fueron evaluados solamente en la primera profundidad de
muestreo, encontrando que el contenido de Pb varió desde 0.62 hasta 1.67 mg kg-1, el
Ni de 0.10 a 0.32 mg kg-1 y el Cd se encontró en cantidades máximas de 0.037 mg kg-1.
Los autores describen en el Cuadro 2 los niveles tóxicos de metales en suelos, plantas y
alimentos basados en varias referencias bibliográficas.
Cuadro 2. Niveles tóxicos de metales pesados en suelo, plantas y alimentos seguimiento de la cadena alimentaria (Peralta et al., 1993).
Elemento Suelos† Plantas‡ Alimentos¶
Pb 50 µmoles 0.5 ppm 150 µg/día
Hg INE 10 ppm 20 µg/día
Mn 80 ppm INE 9 µg/día
Cu 1 ppm 10 ppm 3 µg/día
Cd INE 0.5 ppm 5 µg/día
Zn 1 ppm INE INE
B 80 ppm INE 100 µg/día
As INE 200 ppm INE
Ni INE 50 ppm INE
Contenido en suelos, tóxico para plantas† Contenido en plantas, tóxico para animales‡ Contenido en alimentos, tóxico para el hombre¶ INE se refiere a información no encontrada
Figueroa et al. (1994) evaluaron la magnitud de la acumulación de metales pesados en
tres series de suelos del Valle de Juárez mediante lavados con agua residual. La
concentración total (HNO3) de los metales antes del proceso de lavado fue de <50, <50,
8 a 13.5, <20, 12.5 a 55 mg kg-1 de Ni, Cr, Pb, Cu y Zn, respectivamente. Mientras que la
concentración disponible (DTPA) fue <3.0, <3.0, 1.05 a 2.13, 2.7 a 4.44 y 0.9 a 1.89 mg
kg-1 para los metales anteriores. Estos autores concluyeron que el índice de
disponibilidad de los metales, es decir el porcentaje de metales bio-disponibles con
A v a n c e s
22
respecto a los ácidos extractables fue bajo, así para el Pb fue de 9 a 26%, Cu de 10 a
14% y Zn de 1 a 21% y no se apreciaron diferencias entre tipos de suelo o de agua de
lavado.
Assadian et al. (1998) reportaron la concentración de metales en un suelo de San Isidro y
lo compararon con suelos de El Paso Texas y con el rango global de metales en suelos.
En San Isidro, las concentraciones para el perfil 0 a 0.3 m fueron 0.6, 4.8, 13.8, 9.8, 9.0 y
39.7 mg kg-1 de Cd, Co, Cr, Ni, Pb y Zn, respectivamente, mientras que en el perfil 0 a
1.2 m fueron en promedio 0.4�0.2, 3.6�1.4, 10�4.7, 7�3.3, 6.5�6.3 y 28.7�19.8 mg kg-
1 de Cd, Co, Cr, Ni, Pb y Zn, respectivamente, mientras que el rango mundial esta entre
0.3 a 11, 1 a 40, < 100, < 100, 2 a 200 y 10 a 300 mg kg-1 para los mismos elementos.
Contreras (2000) realizó el análisis químico de 14 muestras de suelos del Valle de Juárez
y 36 elementos entre los que se encuentran metales pesados y elementos nutrientes
para los cultivos agrícolas. Las concentraciones de metales fueron: 1 a 6, 8 a 232, 0.1 a
0.4, 3 a 10, 11 a 21, 8 a 42, 1.01 a 2.2, 0.5, 0.1 a 1.0, 6 a 20, 8 a 34 y 26 a 92 mg kg-1
para los elementos As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mo, Ni, Pb y Zn, respectivamente.
Este autor concluyó que el Pb fue detectado en mayor concentración en la zona cercana
a la carretera de Waterfill en Ciudad Juárez, lo cual lo atribuyó al tetraetilo de plomo
diseminado por alguna gasolinera cercana, el cual es un compuesto tóxico muy agudo y
penetrante.
Flores et al. (2001) reportaron concentraciones de metales en suelos de El Sauzal en el
Valle de Juárez, de 0.17 a 0.3, 12 a 15, 10 a 13 y 12 a 14 mg kg-1 para Cd, Cr, Ni y Pb,
respectivamente. Estos autores evaluaron el impacto de los biosólidos en la acumulación
de metales pesados en un suelo agrícola. Concluyeron que la cantidad de metales que
pudieran incorporarse al suelo con respecto al contenido natural de metales en los suelos
representa una fracción de 0.3 a 2% para los elementos As, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb y Zn,
mientras que Cd se incrementa 17% debido al bajo contenido en los suelos, sin embargo
el valor natural representa 3% del límite máximo acumulado o permitido en el suelo.
A v a n c e s
23
En estudios de diagnóstico de suelos y agua en el Valle de Juárez se han encontrado las
siguientes concentraciones de metales pesados en suelos cultivados con alfalfa: 0.31,
232.6, 38.2, 68.4, 20.7, 46.8, 12.9 y 12.3 mg kg-1 de Hg, Mn, B, Zn, Cu, Mo, Cr total y Pb,
respectivamente (Palomo et al., 1999).
Assadian et al. (2003) realizaron un estudio con la hipótesis de que la urbanización es la
fuente primaria de deposición de metales en la superficie de canales de riego en la
región Juárez-El Paso. La concentración de metales en suelo superficial del Río Bravo
fue de 1.2, 1.7, 3.7, 8.4, 2.7, 7.7 y 16.7 mg kg-1 para Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn,
respectivamente, mientras que en sedimentos del dren Riverside fue de 0.6, 4.6, 17.7,
4.3, 9.6, 10.6 y 48.3 mg kg-1 para los mismos metales. Estos autores incluyen la
concentración global de metales en suelos que varía en el rango de 0.3 a 11, 1 a 40, 0 a
100, 5 a 50, 1, 2 a 200 y 10 a 300 mg kg-1 para los metales señalados. La concentración
de metales en sedimentos del dren interceptor del área mexicana fue de 0.6, 2.8, 14.8,
na, 6.5, 24.4 y na mg kg-1.
Flores et al. (2003) en un estudio de campo sobre evaluación de biosólidos en el Valle de
Juárez encontraron que el contenido de metales pesados en los suelos antes de aplicar
los biosólidos presentaron el orden: Zn > Cu > Ni > Cr > Pb > As > Mo > Se > Cd > Hg.
El rango fue de 30 a 78 mg kg-1 , 8 a 38 mg kg-1 , 9 a 15 mg kg-1 , 8 a 14 mg kg-1 y 8 a 15
mg kg-1 para Zn, Cu, Ni, Cr y Pb, respectivamente. Sin embargo, los metales pesados
que requieren mayor monitoreo y que pudieran presentar un mayor riesgo potencial en
futuras aplicaciones serían Ni, Cr y Cd.
Ríos et al. (2003) determinaron metales pesados en sedimentos del Río Bravo que
pueden ser resuspendidos en una columna de agua bajo ciertas circunstancias tales
como incrementos del flujo de agua, lluvia o escorrentías. Los autores mencionan que los
organismos acuáticos pueden estar expuestos a los sedimentos y posibles
contaminantes. Tal y como se esperaba, los autores encontraron mayor concentración de
metales en sedimentos que en el agua.
A v a n c e s
24
Las mayores concentraciones de As (2.32 mg kg-1), Cu (35.41 mg kg-1) y Pb (8.67 mg kg-
1) fueron detectadas en el sitio American Dam, atribuido en parte a la fundidora ASARCO
por su cercanía a este sitio de muestreo. La concentración de Zn varió de 4.42 a 17.89
mg kg-1 y Ni de 2.04 a 3.66 mg kg-1 (Ríos et al., 2003). En general, las concentraciones
de metales en sedimentos fueron inferiores a las reportadas por Assadian et al. (1998) en
suelos de San Isidro (Zn 39.7, Cr 13.8, Ni 9.8, Pb 9.0 y Cd 0.6 mg kg-1.
Flores et al. (2004c) reportaron que antes de la aplicación de biosólidos en un terreno
agrícola de san Isidro, Juárez, el suelo presentó la siguiente cantidad de metales
pesados: 1.93, 13.9, 13.41 y 11.9 mg kg-1 de Cd, Cr, Ni y Pb, respectivamente. Al
respecto, Fores et al. (2003) reportaron 0.43, 14.27, 15.47 y 14.7 mg kg-1 de Cd, Cr, Ni y
Pb para un suelo arcilloso cercano al sitio experimental del presente estudio.
Recientemente, se elaboró una propuesta referida a la prevalencia de Pb en muestras
biológicas, así como la cuantificación de Pb y As en suelos y aire en torno a la zona
aledaña a la empresa ASARCO en Ciudad Juárez, la cual fue sometida a las autoridades
gubernamentales del Estado de Chihuahua pero sin ejecutarse todavía (Sandoval et al.,
2005). En este estudio se pretende conocer la distribución geo-espacial de suelo y aire
para el monitoreo de Pb y la población potencialmente vulnerable, así como cuantificar la
concentración del metal en sangre de niños y mujeres incluyendo la elaboración de
encuestas y finalmente determinar el grado de bio-acumulación de Pb en la población
estudiada.
Gardea et al. (2005) reportaron un excelente resumen de la concentración de metales en
suelos y plantas (mg kg-1) incluyendo el clean up criteria (Cuadro 3). Resulta evidente la
extensa variación en la concentración de cada metal, la cual depende tanto del material
geológico de formación del suelo como del efecto debido a actividades antropogénicas,
por ello es necesario la medición de metales considerando aspectos geográficos de
fuentes contaminantes.
A v a n c e s
25
Cuadro 3. Rango global de metales pesados en suelos (Gardea et al., 2005).
Elemento Rango normal en suelos†
Concentración crítica en suelo
Rango normal en plantas‡
NJDEP no residencial clean up criteria¶
Concentración en suelos
metalliferous‡
minas Cd 0.01 – 2.0 3 – 8 0.1 – 3.0 100 11 – 317
Cr total 5 – 1500 75 – 100 0.2 – 5 NA 47 – 8450
Cu 2 - 250 60 – 125 5 – 25 600 52 – 50900
Hg 0.01 – 0.5 0.3 – 5 0.1 – 9.5 NA 100 – 400
Ni 2 – 750 100 1 – 10 2400 19 – 11260
Pb 2 – 300 100 – 400 0.1 – 5 600 3870 – 49910
Zn 1 – 900 70 – 400 2 – 400 1500 109 – 70480
NJDEP: New Jersey Department of Environmental Protection, NA: no disponible. † Alloway (1995). ‡ Reeves et al. (2000); ¶ Blaylock et al. (2000).
Actualmente, algunos estudios en proceso sobre metales pesados en suelos se refieren
a la determinación de Pb y Cd en suelos de áreas urbanas aledañas a centros ladrilleros
de Ciudad Juárez (Rivera, 2006), mientras que otros se refieren al análisis de Pb, Cd y Ni
en suelos agrícolas tratados con biosólidos e irrigados con aguas residuales en el Valle
de Juárez, Chihuahua (Flores et al., 2004e). También se han hecho intentos por
investigar suelos circundantes a las instalaciones de algunas maquiladoras que dejaron
de operar y se supone que contaminaron los suelos en el área de Waterfill, Ciudad
Juárez.
Finalmente, en el Cuadro 4, se presenta un resumen de los metales analizados en los
suelos de la región. En resumen, todos los metales incluidos se encuentran en las
concentraciones menores del rango general para suelos. Sin embargo, la peligrosidad de
un metal en alta concentración dependerá de las características físico-químicas del suelo
y de los aportes a largo plazo por actividades antropogénicas o causas naturales como la
deposición atmosférica.
A v a n c e s
26
Cuadro 4. Elementos traza analizados en suelos (mg/kg) en el valle de Juárez,
Chihuahua en el período de 1993 a 2004.
Elemento Rango
Mundial (mg/kg)
Peralta et al (1993)
Figueroa et al. (1994)
Assadian et al. (1998)
Flores et al. (2001)
Assadian et al. (2003)
Flores et al. (2003)
Ríos et al. (2003)
Flores et al. (2004)
As 2.32
Cd 0.3 - 11 0.037 0.6 0.3 1.2 0.43 1.93
Co 4.8 1.7
Cr total <100 <3.0 13.8 15.0 3.7 14.0 13.9
Cu 4.44 8.4 38.0 35.4
Ni <100 0.32 <3.0 9.8 13.0 2.7 15.0 3.6 13.4
Pb 2 - 200 1.67 2.13 9.0 14.0 7.7 15.0 8.7 11.9
Zn 10 -300 1.89 39.7 16.7 78.0 17.9
5.3. Bio-acumulación de metales pesados
La transferencia de metales en la cadena alimenticia ha sido estudiada tanto en
planta como en tejido animal y la exposición de seres humanos a fuentes contaminantes.
Precisamente uno de los pocos estudios en nuestro país fue realizado en Ciudad Juárez
en 1970 por Ordoñez et al. (2003). Al respecto, Hernández (2003) y Valdés y Cabrera
(1999) reproducen el estudio y explican que en 1970 la ciudad de El Paso, Texas
demandó por un millón de dólares a la empresa ASARCO (American Smelting and
Refining Company).
Los autores mencionan que el Departamento de Salud del Condado y la Ciudad de El
Paso registraron que la planta había emitido 1,116 t Pb, 560 t Zn, 12 t Cd y 1.2 t de As al
ambiente entre 1969 y 1971 (Ordoñez et al., 2003). A principios de 1972 se encontraron
a 72 vecinos de la planta, de los cuales 35 fueron niños, con envenenamiento por Pb que
tuvieron que ser hospitalizados. En 1975 un estudio encontró una exagerada absorción
de Pb en 43% de los habitantes que vivían en un radio de una milla de la planta, y
proyectaba niveles anormales de plomo en 2,700 niños de la localidad entre edades de 1
y 19 años. Los vecinos fueron evacuados contra sus deseos y sus casas fueron
demolidas.
A v a n c e s
27
Estos autores subrayan que las acciones de prevención y de remediación llevadas a
cabo en El Paso no fueron correspondidas del otro lado del Río Bravo en la comunidad
de Anapra, en Ciudad Juárez. Diaz-Barriga et al. (1995) citados por Valdés y Cabrera
(1999) encontraron que el envenenamiento por Pb entre los niños de Anapra continuaba
siendo un problema 20 años después dado que el Pb persistía en el polvo y en el suelo
del lado mexicano de la frontera. Revisiones sobre la relación entre el suelo y la salud
humana fueron publicadas por Oliver (1997) quien menciona que los elementos traza
pasan a través del consumo, inhalación y absorción al humano lo que puede ocasionar
deficiencias o toxicidades tan graves como el cáncer.
El estudio de Ramírez (1975) describe en detalle parte de la investigación realizada en
1970 por Ordoñez et al. (2003) quien estudió los niveles de plomo (Pb) en la sangre de
niños de Ciudad Juárez en el área cercana a la fundidora ASARCO, así como analizar la
loza vidriera que pudiera contener Pb y desprenderlo al ser utilizada. Esta planta
metalúrgica ha sido una de las fuentes principales diseminadoras de metales al ambiente
en el área de El Paso, Texas y Ciudad Juárez. Desde 1887 estuvo en operación para
extraer Pb, Cu y Zn.
Ketterer (2006) colectaron 97 muestras de suelo en el perfil 0 a 10 cm en áreas lo menos
alteradas posibles por actividades antropogénicas en Ciudad Juárez, Anapra y El Paso,
TX para el análisis de Pb, Cu, Zn, As, Ag, Cd, In, Sb, Tl y Bi. El autor encontró altos
niveles de Pb y As atribuido a la fundidora ASARCO (80%), mientras que en sitios
alejados los niveles de metales estuvieron en la línea base geoquímica de los suelos.
Las concentraciones de metales fueron determinadas como fracción química total.
Algunos datos reportados para Pb, As y Cd fueron de 1,410, 135 y 130 mg kg-1,
respectivamente. Los límites de la EPA para suelo residencial son de 500, 135 y 20,
respectivamente.
Estudios sobre la bio-disponibilidad de metales pesados en tejido animal han sido muy
pocos en la región, por ejemplo el realizado por Casteel y Evans (2003), así como el
conducido en el Valle de Juárez por Flores et al. (2004) quienes plantearon los objetivos
A v a n c e s
28
de determinar la concentración total y bio-disponible de los metales pesados: Cadmio
(Cd), Cromo (Cr), Niquel (Ni) y Plomo (Pb) en agua residual, suelo agrícola, biosólido y
plantas forrajeras, así como evaluar la concentración de los metales mencionados en
músculo, hígado y riñón de corderos pastoreados en suelos con biosólidos y agua
residual.
Estos autores concluyeron que la transferencia de los metales evaluados en la cadena
agua-suelo-planta-animal, no representó un riesgo significativo de contaminación, lo cual
fue atribuido al bajo porcentaje de las fracciones solubles e intercambiables en el suelo y
a la baja capacidad de acumulación por la planta de avena forrajera. Aunque los
corderos no presentaron síntomas de infección o problemas de salud, es importante
resaltar el riesgo existente a la salud humana por los altos niveles de Cryptosporidium y
Giardia detectados en agua “tratada”. La información generada en el presente proyecto
refleja que los factores microbiológicos presentan mayor riesgo que los metales pesados
en la salud de los habitantes del Valle de Juárez y la población que transita en la Región
Paso del Norte (Flores et al., 2004b).
Otro tipo de estudios sobre metales pesados han sido en la absorción por las plantas.
Peralta et al. (2004) determinaron la capacidad de acumulación de Cd, Cr y Cu por
Convolvulus arvensis L. en el Valle de Juárez, la cual es una planta silvestre común en
cultivos agrícolas de la región. Además, evaluaron el efecto de los metales pesados en el
crecimiento de la planta y sobre la acumulación de elementos nutrientes. En este trabajo
se encontró que C. arvensis es un hiperacumulador potencial de Cr, lo cual es una
especie conveniente para recuperar suelos contaminados de Cd (II), Cr (VI) y Cu (II).
Pelayo et al. (2004) llevaron a cabo un proyecto sobre metales pesados en plantas
asociadas al Río Bravo, el cual fue financiado por the Center for Border Health Research
(CBHR), cuyo informe se encuentra disponible en dicho centro. Otros estudio sobre bio-
acumulación de elementos traza ha sido la exposición de rotíferos (Plationus patulus) a
metales pesados en el Río Bravo (Ríos et al., 2005). Estos autores concluyeron que
cuando los rotíferos se expusieron a alta concentración de Cu, la inducción de HSP60
(heat shock protein) disminuyó. Mientras que cuando los rotíferos se expusieron a
A v a n c e s
29
concentraciones bajas de Cr, Cu, Ni, Pb y Zn la inducción de HSP60 aumentó, pero en el
caso de As no se detectó cambio en HSP60 cuando los rotíferos se sometieron a alta o
baja concentración de As.
Estudios sobre bio-remediación de suelos contaminados con metales pesados mediante
el uso de plantas o también conocido como fito-extracción de metales tóxicos han sido
propuestos por Assadian et al. (1999) en la región Paso del Norte. Estos autores han
propuesto la evaluación de mecanismos físicos y químicos en la interface suelo-raíz y
como esas propiedades impactan en la bio-disponibilidad de metales en suelos del
desierto, así como un inventario de plantas nativas e introducidas con potencial bio-
acumulador en el desierto Chihuahuense.
La revisión de los mecanismos biológicos de la fito-extracción de metales han sido
ampliamente descritos por Lasat (2002). Los avances en investigación son en la
translocación y acumulación de metales en plantas y microorganismos del suelo, sin
embargo está todavía en proceso de representar una tecnología de recuperación de
suelos contaminados. Un trabajo integral entre profesionistas podría ser para la fito-
extracción de Pb los químicos de suelos tendrán que incrementar la bio-disponibilidad de
Pb para absorción pero evitando la contaminación de acuíferos. Los biólogos tendrán
que identificar soluciones para optimizar la habilidad de las plantas para absorber y
acumular Pb. Los agrónomos tendrán que suministrar soluciones sobre aspectos
aplicados tales como la incorporación de enmiendas incluyendo quelatos sintéticos a los
suelos y cuándo y cómo cosechar.
6. Recomendaciones de estudios a realizar
1. Identificar las fuentes de contaminación natural o antropogénica de metales
pesados con mayor impacto en la calidad del agua y suelo en la región Paso del
Norte para implementar medidas de monitoreo, prevención y control de
contaminantes al medio ambiente.
A v a n c e s
30
2. Evaluación del estado de salud de la población respecto a metales pesados entre
la población más vulnerable o expuesta en los sitios o fuentes detectadas como
potenciales diseminadores de metales con énfasis en As y Pb.
6.1. Propuestas específicos
1. Evaluación de los lodos o sedimentos a lo largo de la acequia madre en Ciudad
Juárez y en los canales de riego del Valle de Juárez, así como del material de
desasolve de drenes y canales para analizar los contaminantes químicos y
biológicos, ya que al secarse y ser arrastrados por el viento a las viviendas son
fuentes peligrosas de salud. Estos lodos o suelos residuales no se han evaluado
apropiadamente, sin embargo la población y animales están expuestos
permanentemente.
2. Identificación de suelos contaminados y uso de plantas bio-acumuladoras o
plantas nativas para su restauración. Algunos de los sitios potenciales podrían ser:
lotes baldíos, basureros clandestinos, ladrilleras, predio de confinamiento de
llantas municipales, canal de aguas negras del Valle de Juárez, suelos anexos al
canal principal de riego, descargas al Río Bravo, descargas de la industria
maquiladora, vehículos automotores, talleres mecánicos, terreno de confinamiento
de biosólidos, basurero municipal y continuar los estudios de los suelos y
personas en el radio que tuvo la empresa ASARCO, entre otros.
3. Evaluación de riesgos en la salud mediante la determinación de la bio-
disponibilidad y toxicidad de metales pesados a nivel humano con énfasis en As y
Pb para los habitantes de Ciudad Juárez y el Valle de Juárez.
A v a n c e s
31
4. Diseñar un programa ambiental para disminuir la exposición a metales en sitios
potenciales mediante educación y difusión de información.
7. Impacto del proyecto
El análisis del problema de contaminación por metales pesados en suelos y agua
permitirá mostrar lo que se ha investigado en nuestra región y las referencias
disponibles, establecer la magnitud del problema y dar retroalimentación a los gobiernos
locales e instituciones responsables de la salud humana para implementar medidas de
prevención y control. Además, la información generada en esta revisión documental
permitirá alertar a la población en general sobre el papel de los metales pesados como
indicador de salud ambiental y su transferencia potencial en la cadena alimenticia
humana, así como proveer datos para nuevos proyectos de investigación sobre la bio-
disponibilidad de metales pesados.
8. Conclusiones
La cantidad de estudios sobre metales pesados en suelo y agua en Ciudad
Juárez, Valle de Juárez y el Río Bravo han sido desde 1970 hasta la fecha, en total se
encontraron treinta referencias de estudios directamente relacionados con metales
pesados en suelo y agua de la región.
La mayoría de los trabajos se han orientado hacia aguas residuales, Bolsón del Hueco
(acuífero regional), suelos agrícolas, biosólidos, sedimentos en drenes y canales, agua
del Río Bravo, plantas bio-acumuladoras nativas, es decir no se ha atendido el impacto
directo en la salud humana y animal, así como en la cadena alimentaria regional.
A v a n c e s
32
Los metales pesados estudiados en agua fueron: Al, As, B, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn,
Mo, Ni, Pb y Zn, mientras que en suelo fueron: As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn. Las
concentraciones de cada elemento fueron variables, pero generalmente inferiores a los
límites máximos permisibles por las normas oficiales. Sin embargo, esto no es suficiente
para establecer que los suelos urbanos, rurales o en producción agrícola de la región
Paso del Norte no tienen contaminación por metales, sino que es necesaria mayor
investigación para detectar tanto fuentes actuales de contaminación como suelos ya
afectados por diferentes causas antropogénicas o naturales.
Algunas referencias de estudios locales no fueron encontradas y en otros casos los
autores ó Instituciones no estuvieron en posibilidades de mostrar la información, sin
embargo son fuentes importantes que aportan al problema estudiado y que servirán de
base a nuevas propuestas de investigación básica y aplicada. Por ello, el presente
documento es un valioso apoyo para fundamentar y ampliar científicamente los estudios
sobre metales pesados en nuestra región.
A v a n c e s
33
Bibliografía
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