CICLO DE METALES PESADOS

BOTTÉ SANDRA ELIZABETH; MARCOVECCHIO JORGE EDUARDO; FERNÁNDEZ SEVERINI MELISA DAIANA; NEGRÍN VANESA; PANEBIANCO MARÍA VICTORIA; SIMONETTI PÍA; BUZZI NATALIA SOL; DELUCCHI FEDERICO

 Procesos Químicos en Estuarios 

Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional

Lugar: Bahía Blanca; Año: 2013; p. 227 - 258

De los 89 elementos de origen natural solamente 10 (oxígeno, silicio, hierro, aluminio, calcio, potasio, sodio, magnesio, titanio, e hidrógeno) representan más del 99% del peso de la corteza de la Tierra. Los otros 79 (incluyendo los gases inertes) se conocen como elementos traza (Navrátil y Minaøík, 2002). Para la clasificación moderna son aquellos cuyo contenido en la Tierra es aproximadamente 0,0001% o menos e incluso suele usarse como sinónimo del término metal pesado (Bashkin, 2002). En Geoquímica los elementos traza presentan una concentración en la corteza terrestre menor al 0,1% en peso (Navrátil y Minaøík, 2002). A pesar de su baja abundancia muchos elementos traza poseen implicancias substanciales a nivel químico y biológico en cualquier ecosistema acuático o terrestre natural; algunos son esenciales y requeridos como micro-nutrientes para la vida de las plantas, los animales o el Hombre (Soto-Jiménez, 2011; Bashkin, 2002); también tienen roles importantes en la economía, la ecología, la agricultura, la medicina, la toxicología, etc. (Navrátil y Minaøík, 2002). El término metal pesado ha recibido muchas definiciones a lo largo del tiempo, basadas en diferentes criterios tales como: densidad (ej.: mayor a 4 g/cm3, otros mayor o igual a 5 g/cm3, etc.), número atómico (ej.: los que tienen número mayor a 20), peso atómico (aquellos metales con un peso atómico alto, o los metales de transición que son tóxicos y no pueden ser procesados por los organismos vivos), e incluso algunas propiedades químicas o la toxicidad. Existe una tendencia a asumir que los llamados metales pesados (denominándose así al grupo de metales y metaloides) y sus compuestos están asociados con la contaminación y tienen propiedades potencialmente tóxicas o ecotóxicas (Duffus,2002). De acuerdo a un reporte técnico de la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) la clave para evaluar la toxicidad potencial de los elementos metálicos y sus compuestos es comprender la biodisponibilidad, la cual depende de los parámetros biológicos y de las propiedades fisicoquímicas de tales elementos, de sus iones y sus compuestos (Duffus, 2002). A la vez dependen de la estructura atómica de los elementos metálicos, que la Tabla Periódica describe sistemáticamente, por ello se propone una nueva clasificación basada en dicha tabla la cual debe reflejar lo que se entiende de las bases químicas de la toxicidad y así permitir predecir los efectos tóxicos de los metales en base a un fundamento científico (Duffus, 2002; Appenroth, 2010). En Oceanografía Química los metales pesados quedan incluidos entre los elementos traza dada sus concentraciones muy bajas en el agua natural. Desde el punto de vista biológico son conocidos como ?oligoelementos?. Los metales, componentes naturales de los ambientes (Prego y Cobelo-García, 2003) se encuentran usualmente a bajas concentraciones y por ende no causan efectos deletéreos serios sobre la salud humana (Zhou et al. 2008) ni sobre la biota en general. Incluso a muy bajas concentraciones o disponibilidad para los organismos vivos puede ndicar deficiencia de ciertos elementos traza con consecuencias negativas sobre la estructura y fisiología de los organismos. Los metales pueden ser agrupados de diferentes maneras. Para nuestros fines prácticos en el presente capítulo se considerará la clasificación de Kennish (1998) y de Soto-Jiménez (2011), considerando las siguientes dos categorías: -Metales de transición (ej. Cu, Co, Fe, Mn, Zn) incluyen aquellos elementos traza esenciales que se necesitan para realizar las funciones metabólicas vitales en los organismos, siendo requeridos a bajas concentraciones, aunque se convierten en tóxicos a altas concentraciones. -Metaloides (semimetales) (Ag, As, Cd, Pb, Cr, Hg, Se, Sn) que incluyen los elementos traza no esenciales o no requeridos para las actividades metabólicas, es decir no tienen ninguna función biológica conocida, y que son tóxicos incluso a bajas concentraciones. En las células vegetales los elementos micronutrientes (Cu, Fe, Co, Mg, Mo, Ni y Zn) cumplen funciones esenciales para la biosíntesis, formación de ácidos nucleicos, substancias de crecimientos, clorofilas y metabolitos secundarios, carbohidratos y lípidos, como también para la resistencia al estrés (Appenroth, 2010). El Fe forma parte de la hemoglobina, mioglobina, ferritina y citocromo; el Cu se encuentra en pigmentos respiratorios como la hemocianina, en diferentes complejos enzimáticos como reductasas, fosfatasas; el Zn es parte de un gran número de enzimas; el Mn también presente en enzimas y además es requerido en el Fotosistema II (Soto-Jiménez, 2011). De la misma manera pueden mencionarse metales no esenciales con efectos negativos: el Cd puede sustituir al Ca y al Zn, y también inhibe la respiración, la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas; el Pb interfiere con la actividad de las metalotioneínas [proteínas ricas en cisteína, de bajo peso molecular con capacidad de unirse a metales tales como Cd, Cu y Zn (Van Den Broeck et al, 2010, Grennan, 2011)], el Hg inhibe la bomba Na- K-ATPasa y el transporte de aminoácidos, etc. (Soto-Jiménez, 2011).