Riesgo de contaminación de leche de vaca con metales pesados en los estados de Puebla y Tlaxcala, México

Resumen

1. Introducción o motivación de la tesis En este trabajo se determinó el grado de contaminación con metales pesados As, Cd, Pb, Ni, Cu, Co, Cr y Zn, e agua de regadillo, suelos agrícolas, alfalfa y la leche producida por las vacas que consumen la alfalfa en zonas consideradas como contaminadas, debido a que los suelos agrícolas son irrigados con aguas residuales, procedentes de la sub cuenca del Alto Balsas en los estados de Puebla y Tlaxcala. Con los datos obtenidos se evaluó el riesgo de enfermedades cancerígenas y no cancerígenas, en niños y adultos, por el consumo de la leche y por el hecho de habitar y laborar en estas zonas consideradas contaminadas con metales pesados. La investigación toma mayor importancia debido a que la cuenca Atoyac-Zahuapan comprende 16 municipios en el estado Tlaxcala y 21 en Puebla, conformando parte de la cuenca del Alto Balsas. Por otras parte poco se ha investigado al respecto en México. 2. Contenido de la investigación La presente tesis doctoral está centrada en la determinación de metales pesados en la cadena alimenticia de la leche de vaca, la cual es producida en la sub cuenca del Alto Balsas, hecho importante ya que los ríos que irrigan esta región reciben las descargas de las diferentes industrias desde 1982. Esto hace pensar que la población que vive en los alrededores de esta región pueden estar en riego de enfermedades no cancerígenas y cancerígenas, por el hecho de consumir la leche ahí producida y por vivir en zonas de suelos contaminados. Se llevaron a cabo la toma de muestras de agua residuales, suelos irrigados con esta aguas, plantas de alfalfa cultivada en los suelos irrigados, y la leche de las vacas que son alimentadas con dichas planta, en dos épocas del año (verano y primavera) esto último considerando que existe una época prologada de sequía en la región y es donde más es utilizada el agua residual. El manuscrito se ha estructurado en un resumen, introducción, hipótesis, objetivos, revisión de literatura, 4 capítulos adicionales en los que se han presentado y discutido los resultados relativos a los objetivos generales anteriormente indicados y discusión general. 1. Nivel de contaminación con metales pesados de los suelos agrícolas de la sub cuenca del Alto Balsas en Tlaxcala y Puebla, México. 2. Ingestión de metales pesados en vacas lecheras de la sub cuenca del Alto Balsas en Puebla y Tlaxcala, México 3. Riesgo de salud en el entorno familiar de pequeños productores por contaminación de suelos agrícolas en Tlaxcala y Puebla, México. 4. Evaluación del riesgo para la salud de niños en la sub cuenca del Alto Balsas en Puebla y Tlaxcala, México por consumo de leche de vaca Las muestras fueron digeridas y analizadas en un ICP-OES, y con los datos obtenidos se realizaron comparaciones con las norma establecidas tanto la nacional como las internacionales estudios de riesgo de enfermedades no cancerígenas y cancerígenas. El agua fue analizada únicamente con la adición de ácido nítrico en una proporción del 1% obteniendo un pH <2. En el caso de los suelos, plantas y leche se efectuó digestión húmeda en un horno de microondas (CEM-MarsX.) las plantas y le leche fueron liofilizadas antes de su digestión en un Liofilizador LABCONCO 4.5 L. El agua presentó diferencias significativas (p <0,05) entre diferentes épocas del año, siendo la estación seca aquellas con mayores niveles de Pb, Ni y Cu. Las diferencias (p <0,05) coinciden con el origen de las aguas residuales, siendo el río Atoyac el que muestra la mayor concentración de metales. Estos últimos no superaron los niveles permitidos por los reglamentos. La materia orgánica mostró diferencias (p <0,05) entre las áreas con un promedio de 3,17% (± 0,34). Los suelos estaban por encima de los límites permisibles y sus valores en orden decreciente fueron: Zn (22,8)> Cr (17,75)> Ni (14,8)> Pb (14,77)> Cu (13,06)> Co (5,5)> As (5,32)> Cd (1,24) mg kg - 1. El Igeo fue de 0,003-3,0, siendo Cd el de mayor geocumulación. El EF estaba en un rango de 1,84-6,0. Los suelos agrícolas de la sub cuenca de Alto Balsas presentaron niveles moderados a altos de contaminación de origen antropogénico. En el caso de las plantas de alfalfa (Medicago sativa), se calculó el factor de bioconcentración BCF< 1, indicando que la alfalfa es resistente a los metales pesados y el factor de translocación, encontrando FT>1 en orden decreciente quedo de la siguiente manera Zn; Cu; Ni; Pb y Cr, lo que muestra la existencia de gran movilidad de los metales dentro de la planta. Para la determinación de los metales en la leche se utilizó l aleche de 160 vacas, muestreadas por la mañana directamente de la ubre y en dos épocas del año, encontrando que en promedio, los metales en la leche en orden decreciente fueron 0,36; 0,046; 0,035; 0,029; 0,015; 0,012 y 0,002 mg kg -1 para Zn, Pb, As, Cu, Cr, Ni y Cd, respectivamente. El Pb superó los límites permitidos por el Codex. Pero fue inferior al límite permitido por la norma oficial mexicana. Con los valores de suelo, plantas y leche encontrados se procedió a realizar la evaluación de riesgo, tanto para suelo como para leche. Los valores encontrados en la planta y la leche permitieron calcular los valores de biotransferencia de los metales de las plantas a la leche que fue de: 1.21E-04; 3.06E-07; 2.10E-05; 8.27E-05; 1.38E-05; 2.12E-04; 1.30E-02, para AS, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, y Zn respectivamente, donde el As, Pb y Zn muestran una biotransferencia mayor. , con ello se comprueba que la alfalfa se convierte en un medio importante para la trasferencia de metales pesados a los animales y estos son eliminados por vías importantes como la leche, lo que puede ser un riesgo para la salud de los consumidores. El evaluar el riesgo de enfermedades que pueden padecer los pequeños productores y sus familias por realizar trabajos del campo y habitar las zonas contaminadas encontramos que el cociente de peligro fue HQ>1 y el índice de peligrosidad HI>1 fue para los adultos determinando que el Cd y Cr son los metales de mayor peligro. El riesgo de cáncer mostro un orden decreciente Cd>As>Cr>Pb, siendo mayor el riego para los adultos, pero importante también en niños. El contenido de Cd y Cr en los suelos agrícolas del Alto Balsas, representan riesgo de enfermedades no cancerígenas principalmente en la población rural adulta; sin embargo, el riesgo de cáncer es alto para toda la población por el efecto individual o colectivo de Cd>As>Cr>Pb, resultando la vía oral en niños y dérmica en adultos, las más importantes. En el caso del riesgo por el consumo de leche realizada por los niños, se encontró que los valores mostrados en el cociente de peligro HQ>1 fue para el arsénico (As) y el índice de peligrosidad HI fue altos. Siendo los valores de HI más altos en los tres primeros meses de vida y hasta 14 años, se puede deducir que hay una cierta probabilidad de riesgo de enfermedades no cancerosas en los primeros años hasta la pubertad. Por otro lado, el riesgo individual de cáncer mostró un orden descendente As> Cd> Cr> Pb, mientras que el riesgo total indicó que el efecto combinado de los metales ponen a las niñas y los niños en grave riesgo por el consumo de la leche producida en la sub cuenca del Alto Balsas. 3. Conclusiones Las principales conclusiones del trabajo realizado corresponden a: 1. El agua mostro valores por debajo de los permitidos por la norma oficial mexicana aun y cuando se sabe que la industria descarga sus residuos. Y al mostrar los suelos valores altos de procedencia antropogénico, es un indicador de que es el tiempo de uso de las aguas residuales como agua de regadillo lo que ha generado la contaminación de los suelos agrícolas. 2. Los bovinos productores de leche de la sub cuenca del Alto Balsas en Puebla y Tlaxcala, consumen diariamente gran cantidad de materia seca proveniente de las plantas de alfalfa cultivada en suelos agrícolas contaminados con metales pesados, los cuales son de procedencia antropogénico. Siendo considerada la alfalfa como una planta tolerante a los metales pesados, tiende a acumularlos en las partes comestibles y con ello ocasionan contaminación en los animales que las consumen, con lo que afecta la producción láctea poniendo en riesgo de salud a la población. 3. En cuanto al riesgo que representa el contenido de metales pesados en los suelos agrícolas para las familias de los pequeños productores y los vecinos de dichas zonas. Siendo alto el riesgo de padecer enfermedades no cancerígenas en adultos. En relación al riesgo de cáncer se encontró que tanto adultos como niños se encuentran en grave riesgo. Dentro de los cuatro metales pesados considerados de mayor peligrosidad de provocar cáncer el Cd fue el que mayor riesgo representa para niños, hombres y mujeres. Sin embargo el acumulo de todos los metales pesados colocan en mayor riesgo de cáncer a la población. 4. Cuando se analizó la leche el Pb mostró un contenido por encima de lo permisible en leche, y con ello el Índice de riesgo por la sumatoria del efecto delo metales pesados y el riesgo de cáncer alto, se afirma que la salud a los niños por la ingestión de la leche producida en estas regiones es altamente peligrosa. Aunque no solamente causan riesgo los metales ante mencionados. 4. Bibliografía Bermudez GMA, Jasan R, Plá R, Pignata ML. 2011. Heavy metal and trace element concentrations in wheat grains: Assessment of potential non-carcinogenic health hazard through their consumption. J Hazard Mater. 193:264-271. doi:10.1016/j.jhazmat.2011.07.058. Chen H, Teng Y, Lu S, Wang Y, Wang J. 2015. 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