Introducción

Los metales pesados son contaminantes que debido a su toxicidad, persistencia y propiedad de bioacumulación pueden afectar la salud del ser humano y de especies vegetales y animales (^{Yi et al., 2011}). La contaminación de la cadena alimenticia es la ruta de exposición más importante en las personas (^{Ratul et al., 2018}), por lo que la eliminación de metales pesados de alimentos y agua es uno de los principales retos de la inocuidad alimentaria (^{WHO, 2013}).

Las actividades mineras, procesos de fabricación, combustión y plaguicidas son las principales fuentes encargadas de generar considerables concentraciones de metales pesados que son descargados en los cuerpos de agua los cuales son biomagnificados (^{Wuana & Okieimen, 2011}; ^{Liu et al., 2018}), a su vez éstos metales pueden sedimentarse y ser almacenados en lechos de ríos, también pueden infiltrarse en el agua subterránea (^{Yi et al., 2011}; ^{Wongsasuluk et al., 2014}).

A nivel mundial se ha reportado en literatura científica que los sitios localizados cerca de minas contienen metales a niveles que exceden los criterios de agua potable y superficial (^{Calla & Cabrera, 2010}; ^{Yi et al., 2011}; ^{Wongsasuluk et al., 2014}; ^{Modoi et al., 2014}). Altas concentraciones de metales en el organismo de los seres vivos afectan los procesos bioquímicos y fisiológicos produciendo diversas patologías. La exposición crónica a metales pesados puede producir lesiones en la piel, trastornos neurológicos, diabetes, problemas cardiovasculares y cáncer (^{Tchounwou et al., 2012}).

En el sur del estado de Sonora se encuentra la presa Adolfo Ruiz Cortines también conocida como “El Mocúzarit”, cuyas aguas se utilizan para irrigación en todo el Valle del Mayo e incluso parte de este cuerpo de agua es utilizado en la potabilizadora del municipio de Huatabampo. A escasos metros de esta presa se encuentra instalada una mina de cobre particular que provee de trabajo a cientos de personas de los municipios de Álamos y Navojoa. Vecinos a la presa y a la mina se encuentran comunidades de menos de 400 personas, las cuales ingieren agua de pozos cercanos a la presa y consumen pescado de la misma.

En este artículo, se detallan los resultados de los análisis de metales pesados (As, Pb, Hg, y Cu) en agua superficial, sedimento costero y Oreochromis niloticus (tilapia) de la presa Adolfo Ruiz Cortines y de agua de grifo de las comunidades de Piedras Verdes y Conicárit cercanas a la presa y a la mina de cobre. El objetivo de esta investigación fue evaluar los riesgos a la salud humana por consumo de O. niloticus, agua de grifo y sedimentos costeros contaminados con metales pesados en comunidades vecinas a una mina de cobre y a la presa Adolfo Ruiz Cortines de Álamos, Sonora, México.

Materiales y Métodos

Ubicación geográfica

En este estudio se llevó a cabo un monitoreo durante 9 meses (los cuales incluyen temporada de lluvias y secas) con una frecuencia bimestral de As, Cu, Hg, Pb en agua superficial, agua de grifo, sedimento y pescado en la Presa Adolfo Ruiz Cortines desde mayo de 2017 hasta marzo de 2018. Todas las muestras fueron colectadas en 5 puntos estratégicos: el agua de grifo se recogió en las comunidades de Conicárit y Piedras Verdes y las muestras de agua superficial y de sedimentos costeros se tomaron del sitio de desemboque de escorrentías de la mina, del muelle de pangas de pescadores y del área de cría de ganado (Figura 1).

Figura 1 Imagen satelital de la ubicación de los 5 puntos de muestreo aledaños Presa Adolfo Ruiz Cortines (ArcGIS Pro, 2017). 

Resultados y Discusión

Esta investigación es resultado del primer monitoreo de metales pesados en la presa Adolfo Ruiz Cortines “El Mocúzarit”. El estudio transversal fue realizado en Piedras Verdes y Conicárit (n=85), los encuestados fueron 42 % hombres y 58 % mujeres los cuales oscilaron entre los 3 a los 65 años (las encuestas de los menores fueron respondidas por sus madres). Indicaron que el alimento de mayor consumo es la tilapia, pescada en la presa; la cual, según los entrevistados, consumen al menos 3 veces por semana (97 %); en cuanto a la ingesta de agua, en hombres, mujeres y niños; los participantes declararon que consumen 2, 1.2 y 0.7 litros de agua de grifo, respectivamente por día. También en las encuestas, se afirmó que las familias utilizan la presa para actividades recreativas, entre las familias visitadas la principal actividad económica de los jefes de familia es la pesca (60 %).

Los resultados del monitoreo indican valores en agua de grifo de 0.0155 a 45.81 ppm de Pb, 0.00092 a 0.0302 ppm de As y para Hg y Cu los valores estuvieron por debajo de los límites de detección <0.00127 y <0.004, respectivamente. En cuanto a los valores reportados en O. niloticus, los resultados oscilaron entre 0.2 a 27.5 ppm de Pb, 0.181 a 1.187 ppm de As, en éstas muestras los valores de Hg y Cu también estuvieron por debajo de los límites. Las concentraciones en sedimentos pesqueros para Pb fueron de 0.115 a 81.5 ppm, para As 0.6695 a 3.958 ppm, Cu 3.95 a 78.05 ppm y mercurio por debajo de la detección del equipo. En agua superficial el Pb estuvo entre 0.075 a 2.62 ppm, As de 0.00092 a 0.0302 ppm y Hg y Cu por debajo de los límites de detección. Los promedios y medias geométricas de los resultados se pueden observar en la Tabla 1.

Según la normatividad mexicana (NOM-127-SSA1-1994), el límite permisible (PL) de Pb es 0.01 ppm ó mg L^-1 en agua potable, los resultados en este estudio son mayores a éste en el 100 % de las muestras analizadas. En cuanto a los niveles de As en los meses de mayo y octubre de 2017 donde los resultados fueron mayores al PL de 0.025 ppm. Los PL de Hg y Cu son 0.001 y 2 ppm, respectivamente en agua potable los cuales no fueron rebasados en el monitoreo llevado a cabo en la presente investigación (^{DOF, 2018b}).

En estudios anteriores en regiones cercanas a este estudio (alrededor de 250 km) se calcularon valores de 0.05-0.12 ppm de Pb y de 0.002-0.305 ppm de As en agua potable, resultados similares se dieron para arsénico en la presente investigación, sin embargo, las concentraciones de plomo fueron mayores en el presente estudio (^{Wyatt et al., 1998}). En sedimentos costeros, en el Río San Pedro, Sonora, se reportaron niveles de Pb de 40-60 ppm (^{Gómez-Álvarez et al., 2007}), los cuales fueron superiores a los encontrados, en promedio, en el presente estudio.

Para llevar a cabo una estimación de los riesgos a la salud en las comunidades fue necesario establecer los parámetros de exposición, los cuales, se encuentran en la Tabla 2; además se tomó en cuenta que el consumo de tilapia es 3 veces por semana y el factor de absorción considerado para As es 0.03 y para Pb de 0.006 (^{HC, 2012}). Se toma en cuenta que al menos 24 días al año los niños juegan y se bañan a la orilla de las aguas de la presa y que las manos de los pescadores jefes de familia están en contacto con los sedimentos costeros. Se evaluaron tres escenarios diferentes: riesgo en niños y adultos, los últimos diferenciados por género (hombres y mujeres), no se hizo distinción entre la edad de los adultos.

Se calculó el índice de riesgo únicamente para As y Pb, por las razones mencionadas anteriormente. En las Figuras 1 y 3 se observa el índice de riesgo en cada una de las muestras, donde según los cálculos obtenidos en este estudio, la principal fuente de arsénico es el consumo de pescado y de plomo es la ingesta de agua de grifo, siendo los niños la población más afectada.

Figura 2 Índice de riesgo por fuente de Arsénico en: niños, hombres y mujeres que viven cerca de la presa Adolfo Ruiz Cortines. 

Figura 3 Indice de riesgo por fuente de plomo en: niños, hombres y mujeres que viven cerca de la presa Adolfo Ruiz Cortines. 

En una evaluación de riesgos anteriormente llevada a cabo en el sur de Sonora por ^{Meza-Montenegro et al., (2012)}, se probó que existe una alta probabilidad de que la exposición de suelo agrícola contaminado con As y Pb produzca efectos adversos a la salud, éste resultado respalda los resultados en esta investigación en donde se encontró un potencial efecto a la salud por el consumo de agua de grifo y O. niloticus contaminados con As y Pb además en ambos estudios se calculó que los niños son los que tienen mayor índice de riesgo. Hay que recalcar que otros estudios reportan hallazgos similares: ^{Monroy et al. (2002)} informaron que, en muestras sanguíneas de niños de San Luis Potosí, México, los metales pesados están biodisponibles; por otro lado, en evaluaciones de riesgos similares a este estudio han reportado que es mayor el riesgo a la salud por metales pesados en niños que en adultos (^{Giri & Singh, 2015}; ^{Liu et al., 2018}).

A pesar que el HI en niños es el mayor entre las poblaciones evaluadas, éste índice puede estar subestimado debido a que según estudios recientes de la Organización Mundial de la Salud (2017), la exposición aguda a plomo es más notable en niños, porque su cerebro y sistema nervioso puede absorber de 4 a 5 veces más Pb que los adultos. En investigación se reporta un riesgo a la salud mayor en hombres que en mujeres, esto se debe a que por cuestiones ocupacionales y de consumo, los varones de estas comunidades específicamente están más expuestos a las fuentes de metales pesados. No obstante, las mujeres son fisiológicamente más vulnerables que los hombres debido a que naturalmente acumulan mayor cantidad de grasa corporal, lo que aumenta la bioacumulación (^{Karastergiou et al., 2012}; ^{Park & Lee, 2013}).

Los cálculos del índice de riesgo acumulativo están basados en la sumatoria de las dosis por fuente de metales pesados (Tabla 3). El HIc para arsénico y plomo estimado fue mayor a 0.2 en todos los escenarios evaluados, por lo que en esta investigación se reporta que tanto para hombres, mujeres y niños en las comunidades de Piedras Verdes y Conicárit existe un riesgo potencial a la salud por exposición a arsénico y plomo.

Conclusiones

Existe un riesgo potencial a la salud humana por exposición a As y Pb en las comunidades que viven cerca de la Presa Adolfo Ruiz Cortines. Se recomienda monitorear el recorrido de las aguas de la presa, sobre todo porque estas alimentan el canal 3+300 que es el que provee de agua potable al municipio de Huatabampo, Sonora. Es necesario evaluar si los riesgos a la salud estimados para As y Pb son originados por la actividad minera.