Contaminantes metálicos en alimentos.

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Bienvenidos a este blog donde recopilo información acerca de la contaminación por metales pesados en los alimentos destinados al consumo humano, especialmente los ostrícolas.
Pongo a disposición los enlaces de mis publicaciones de investigaciones efectuadas durante 20 años en el Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo.

Les saluda, Dra. Leticia García Rico.

Investigadora titular de la Dirección de Ciencia de los Alimentos, del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A. C. del Sistema CONACYT México. Unidad Hermosillo, Sonora. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

lgarciar@ciad.mx

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Riesgos potenciales de salud por consumo de agua con arsénico en Colima, México

 

Resumen

Objetivo. Estimar los riesgos potenciales de salud debidos a la ingestión crónica de arsénico (As) en agua en Colima, México. Material y métodos. Se muestrearon aleatoriamente 36 pozos en 10 acuíferos locales. El análisis se hizo mediante ICP-OES siguiendo estándares internacionales. Se realizó una interpolación geoestadística con ArcGIS, implementando un modelo de ponderación del inverso de la distancia, para estimar la ruta de exposición de consumo en cada localidad. Se calcularon los coeficientes de peligro (HQ)y riesgo carcinogénico (R). Resultados. El HQ promedio ponderado de As para Colima es 2.41. Existen valores de HQ>1 para As que indican efectos adversos no carcinogénicos para la salud por ingestión continua y prolongada de agua; esto podría afectar a 183 832 individuos en el estado. El riesgo calculado de desarrollar cáncer debido a las concentraciones de arsénico en aguas subterráneas (R) es de 1.089E-3; estadísticamente esto podría ocasionar 446 casos de cáncer. Conclusiones. Los niveles actuales de arsénico en el agua de pozo incrementan los riesgos carcinogénicos y no carcinogénicos de salud humana en Colima.

Desarrollan nanosensores para detectar contaminantes en el agua

Por Verenise Sánchez

Ciudad de México. 22 de junio de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- El agua es importante para la salud de los seres vivos, ya sea que se utilice para beber, producir alimentos, uso doméstico, o bien fines recreativos.

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No obstante, en muchas ocasiones el agua se encuentra contaminada; de acuerdo con datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), al año se registran al menos 842 mil muertes relacionadas con la insalubridad del agua.

Con el objetivo de contribuir a atender este problema mundial, la estudiante mexicana Martha Raquel Báez Gaxiola desarrolla en la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) unos sensores basados en nanomateriales para el análisis de contaminantes en el agua.

Como parte de su investigación de posgrado, que realiza con una beca del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y bajo la asesoría de los doctores César Fernández Sánchez y Ernest Mendoza Gómez, estos nanosensores pueden detectar una gran variedad de contaminantes, tales como los formaldehídos y la sucralosa, que son considerados como contaminantes emergentes.

Asimismo, estos nanosensores también pueden detectar la presencia de metales pesados como el cadmio (Cd) y plomo (Pb), que se encuentran catalogados en la lista de contaminantes prioritarios, por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA, por sus siglas en inglés).

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Martha Raquel Báez Gaxiola, quien es una de las finalistas del concurso Tu tesis en 3 minutos que organiza el Conacyt y la UPC, explicó de qué están hechos y cómo funcionan estos innovadores sensores.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): Actualmente, ¿cómo se detectan los contaminantes en el agua?

Martha Raquel Báez Gaxiola (MRBG): Las técnicas más utilizadas para análisis de aguas son las cromatografías, tanto líquidas como en gas.

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AIC: ¿Cómo funcionan los sensores que desarrollas?

MRBG: Son sensores químicos con transducción electroquímica que al entrar en contacto con contaminantes en medio acuoso y mediante la aplicación de un potencial eléctrico producen una corriente medible y equivalente a la concentración de dicho contaminante en la muestra.

AIC: ¿Podrías describir los sensores?

MRBG: Los sensores están compuestos por microelectrodos de oro fabricados mediante una técnica estándar de fotolitografía usando una estructura de silicio-óxido de silicio-metal (Si/SiO2/metal), los cuales se desarrollan en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM).

Estos sensores tienen una superficie de 3×3 milímetros sobre la cual se deposita un compuesto de nanotubos de carbono y nanopartículas metálicas.

También están conformados por un sistema electroquímico de tres electrodos convencionales para realizar las primeras pruebas de caracterización y funcionamiento.

Se realizan calibraciones con diferentes concentraciones del contaminante, pruebas de reproducibilidad, análisis de la superficie del electrodo mediante microscopía electrónica, etcétera.

Una vez caracterizado se procede a introducirlo en un sistema de flujo donde se utiliza un sistema de tres electrodos miniaturizados y se realizan medidas en flujo con muestras reales.

AIC: ¿Qué tipos de contaminantes detectan?

MRBG: Se pueden realizar diferentes configuraciones para detectar una gran variedad de contaminantes, pero en mi tesis me encargué de desarrollar sensores para hallar formaldehídos y sucralosa que son contaminantes emergentes y uno más para detectar cadmio y plomo, que se encuentran catalogados en la lista de contaminantes prioritarios.

AIC: ¿En dónde se podrían utilizar estos sensores?

MRBG: Hemos probado los electrodos con muestras reales provenientes de aguas residuales con muy buenos resultados, hasta ahora seguimos trabajando en su incorporación en un sistema de flujo que permita realizar medidas de manera continua y en un futuro poderlos incorporar en un sistema que funcione de manera autónoma.

AIC: ¿Estos sensores no contaminan?

MRBG: No, las nanopartículas que incorporamos en los sensores están elaboradas de metales de baja o nula toxicidad como oro, plata o bismuto.

AIC: ¿Qué ventajas representan estos sensores que desarrollas con lo que ya existe?

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MRBG: En la actualidad no existen herramientas analíticas pequeñas y de bajo costo que permitan medir estos contaminantes de forma rápida y potencialmente en campo.

Las técnicas actuales de medida requieren equipamiento costoso, grande y tienen que llevarse a cabo en laboratorios especializados. Ello conlleva tomar muestras, transportarlas y conservarlas de forma adecuada hasta que se pueda realizar el análisis. Esto aumenta de forma considerable el precio por análisis.

Todas estas desventajas se podrían resolver con sensores electroquímicos como los que desarrollo en esta tesis. Para algunos de los contaminantes estudiados se han reportado previamente sensores electroquímicos con diferentes configuraciones pero que tienen limitaciones, ya sea de estabilidad, sensibilidad o que simplemente no se han probado en un entorno real.

AIC: ¿Cuál es su vida útil?

MRBG: Esto dependerá de las condiciones de trabajo y de la configuración que tenga cada sensor, por ejemplo para el sensor de oro para formaldehído podemos efectuar hasta 30 medidas sin que el sensor pierda sensibilidad.

AIC: ¿Cuándo podrían salir a la venta?

MRBG: Los sensores aún están en fase de prueba. Es muy importante facilitar la realización de una medida con estos sensores y por ello la integración en sistemas automáticos basados en estructuras fluídicas, como las que estoy desarrollando en la tesis, es primordial para poder pensar en poner estos productos a la venta.

Igualmente habría que desarrollar una instrumentación adaptada a estos sensores, y en esto, el grupo en el que hago la tesis tiene mucha experiencia.

AIC: ¿Cuál sería su costo?

MRBG: El precio varía mucho dependiendo del número de unidades que se fabriquen, pero sería muy inferior al que tienen algunos de los equipos que se utilizan para realizar estas medidas actualmente. La meta sería poder fabricarlos a un precio por debajo de los 20 dólares por unidad.

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AIC: ¿Qué papel jugó Conacyt en tu formación académica y en el desarrollo de este proyecto?

MRBG: Un papel esencial, ya que de no haber obtenido una beca Conacyt para el doctorado no me hubiera sido posible realizarlo. El apoyo que brinda Conacyt a los becarios en el extranjero no es solo económico sino que además con la creación de eventos estudiantiles, como el Simposio de Becarios Conacyt en Europa o las Jornadas Conacyt Cataluña, nos permiten dar a conocer nuestro trabajo y crear una comunidad con otros becarios, lo cual me parece parte de una formación integral como profesionales.

AIC: ¿Qué piensas hacer al regresar a México?

MRBG: Me gustaría incorporarme a la industria o poder realizar un proyecto conjunto academia-industria, creo que esa vinculación es muy importante para el desarrollo de nueva tecnología e innovación en el país, este modelo es muy exitoso en Europa y aunque existen algunos casos de éxito en México, aún no es muy común.

AIC: En tu opinión, ¿qué percepción se tiene en la universidad que estudias sobre el trabajo de los científicos mexicanos?

MRBG: En la UPC ha habido un gran número de estudiantes mexicanos en diferentes áreas, la mayoría de los cuales al terminar sus estudios sigue trabajando en colaboración con investigadores de esta universidad, por lo tanto creo que se tiene una buena percepción sobre la calidad de los profesionales de la ciencia en México.

Instalan en Colima estaciones para monitorear calidad de aire

Por Amelia Gutiérrez Solís

Colima, Colima. 20 de enero de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo de monitorizar la calidad del aire en el estado, la empresa Siteldi Solutions lleva a cabo el proyecto Desarrollo de una plataforma de monitorización, soporte y comunicaciones para vehículos conectados en ciudades inteligentes, señaló el director general de dicha empresa, Pedro Magaña Espinoza.

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El proyecto, apoyado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) a través del Programa de Estímulos a la Innovación (PEI), lo inició la empresa colimense en enero de 2016 en coordinación con la Universidad Autónoma de Tamaulipas (UAT) y el Centro de Tecnología Avanzada (Ciateq) de Querétaro.

“Principalmente el proyecto consiste en el desarrollo de una infraestructura, es decir, un sistema inalámbrico de comunicaciones, una red celular propia de la empresa para interconectar dispositivos inteligentes o de monitorización a lo largo de la ciudad”, explicó durante la entrevista con la Agencia Informativa Conacyt.

José-Roberto-Aguilar-Velasco,-Pedro-Magaña-Espinoza-y--Néstor-Jesús-Cárdenas-Benítez-350.jpgMagaña Espinoza indicó que estos dispositivos, diseñados para actividades específicas como la detección del tráfico o de sustancias contaminantes y monitorización de variables ambientales, entre otras, podrán tener acceso y enviar sus datos a través de Internet sin la necesidad de depender de una compañía celular o servicio dedicado en cada estación.

“Nosotros estamos desarrollando nuestra propia red celular para interconectar estos dispositivos en la ciudad, con el objeto de fomentar el desarrollo de una ciudad inteligente”.

El director dio a conocer que, como parte de la fase piloto del proyecto, ya se instaló la primera infraestructura en la ciudad de Colima, restando la instalación de otras cuatro infraestructuras en el resto de los municipios del área metropolitana de Colima a finales de diciembre del presente año.

Asimismo, Pedro Magaña señaló que para medir la calidad del aire se están basando en el índice metropolitano de la calidad del aire (Imeca), ya que las estaciones cuentan con sensores integrados de ozono (O3), dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de carbono (CO) y partículas suspendidas menores a 10, 2.5 y un micrometros (PM10, PM2.5 y PM1).

“Estas variables nos permiten generar el índice Imeca, el cual estará disponible en una aplicación móvil y en un sitio web para que de manera gratuita accedan a la información de estas estaciones”, afirmó.

Altos índices de monóxido de carbono

Magaña Espinoza señaló que desde que instalaron la primera estación para medir la calidad del aire se han percatado que existen valores altos en relación al monóxido de carbono y las partículas suspendidas, siendo los factores principales de estas emisiones el tráfico vehicular y las exhalaciones volcánicas.

Desarrollo-de-una-plataforma-de-monitorización2.jpg“Este sistema nos permitirá estar monitorizando los gases, producto del tráfico vehicular, y las sustancias que exhala el Volcán de Fuego de Colima para tener precaución, así como el índice ultravioleta (UV), siendo este último índice un referente que permitirá también emitir recomendaciones con base en una escala ya establecida para cuidados en la piel”, expuso el director de la empresa tecnológica.

Las operaciones con la primera estación montada en las instalaciones de la empresa iniciaron en noviembre de 2016. Todos los datos recopilados son públicos y desde el inicio de este mes pueden consultarse en la página web y mediante la aplicación (app) Muves para dispositivos móviles.

De esta manera, Colima contará con un sistema de monitoreo que automáticamente generará los parámetros Imeca, además de que analizará la información para llevar a cabo otras investigaciones.

Magaña Espinoza dijo que al concluir la fase precompetitiva, que es lo que apoya el Conacyt, continuarán con el aspecto comercial de estas plataformas, las cuales se podrán adquirir en marzo de 2017.

Afirmó que es un proyecto con un alto impacto social que incidirá en la salud de los colimenses, ya que se podrán emitir alertas para tener las debidas precauciones en lo que se refiere a la contaminación ambiental, las partículas emitidas por la actividad volcánica y los riesgos de altos índices de rayos UV.

“Es una tecnología diseñada por ingenieros y mano de obra colimense y, en comparación con otras plataformas, resalta porque es diez veces más pequeña que las estaciones comerciales tradicionales y más económica”, sostuvo.

En el mercado existen plataformas de sistemas de monitorización móviles, cuyo costo oscila entre los 500 mil y tres millones de pesos. Mientras que esta plataforma tendrá un costo menor a los 300 mil pesos, incluyendo el servicio de mantenimiento y soporte técnico.

Sensores de alta precisión

Igualmente las estaciones destacan porque cuentan con sistema de alta precisión, umbral de monitorización de sensores en partes por billón (ppb), mientras que los sistemas tradicionales miden en partes por millón (ppm). Además de los sensores, la estación cuenta con un sistema de operación a través de energía solar.

¿Quieres conocer la calidad del aire?

Los índices de calidad del aire de Colima y la aplicación móvil están disponibles gratuitamente en el sitio de Internet muves.cloudapp.net

El subdirector de la empresa, José Roberto Aguilar Velasco, especificó que, a diferencia de otros sistemas de monitorización a nivel mundial y comparado con el sistema de la Ciudad de México, la estación de monitorización de calidad de aire Muves tiene la capacidad de analizar más de seis variables de calidad del aire simultáneamente: PM10, PM2.5, PM1, O3, CO, SO2, NO2, que son los contaminantes que más afectan el cuerpo humano.

Mencionó que es una estación portátil y fácil de instalar con tecnología de comunicación Ethernet/Wi-Fi/3G/4G y con un sistema web de soporte y administración, almacenamiento de datos en la nube, aplicación móvil y sistema web público de consulta de calidad del aire. Además, generará indicadores automatizados y apegados a estándares mexicanos (Imeca).

“Los datos que estamos recolectando están a disposición del público para que puedan ser consultados y vamos a buscar las vías para incluso publicarlos, incluyendo alertas y sugerencias”, señaló.

A su vez, el ingeniero en telemática Néstor Jesús Cárdenas Benítez, desarrollador de sistemas embebidos en la empresa, explicó que las estaciones tienen dos microcontroladores. Uno de ellos se encarga de la comunicación con los sensores, los cuales son fabricados en Europa y destacan por su alta precisión, tanto en partículas como en las otras sustancias contaminantes; mientras que el otro microcontrolador controla las comunicaciones de wifi y 3G y ejecuta un protocolo de comunicaciones para el internet de las cosas, que consiste en conectar cualquier dispositivo a Internet con la finalidad de que sea más inteligente.

Diseñan filtro para agua con desechos textiles

Por Tomás Dávalos

Aguascalientes, Aguascalientes. 10 de noviembre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Adrián Bonilla Petriciolet, profesor investigador del Instituto Tecnológico de Aguascalientes (ITA) —que pertenece al Tecnológico Nacional de México (Tecnm)—, ha desarrollado un filtro para agua a partir de desechos textiles, el cual tiene capacidad de absorber metales, entre ellos el arsénico (As).

Disenan filtro para agua con desechos textiles

Al respecto, comentó en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt: “La industria textil, y en particular el proceso de lavado de la mezclilla, implica que la mezclilla se somete a un tratamiento que le llaman stone washing, que es lavado con piedra. Lo que hacen es ponerla en una solución junto con piedra pómez, y por el mismo movimiento del fluido, lo que está ocasionando es que la piedra pómez termina desgastando la mezclilla, y ese es el acabado que le da. Al retirarla se queda un lodo que contiene fibras de algodón cargadas con otro tipo de reactivos, entre ellos colorante, y residuos de lo que es la piedra pómez, principalmente óxido de silicio”, indicó.

diseno head 1110Ese residuo representa un problema para la industria textil, pues tiene que disponerse del mismo como un desecho peligroso, ya que es considerado inflamable por la cantidad de algodón que contiene, ello implica que para deshacerse del mismo se debe llevar a cabo un proceso especial, lo cual conlleva un gasto adicional. Por lo anterior, se presentó un proyecto para utilizar ese material en aplicaciones ambientales.

“En particular, el material se usó para remover materiales pesados, sin ningún tipo de tratamiento, tal y como venía, se utilizó para remover plomo, cadmio, níquel, zinc y cobre, que son metales generados por la industria metalmecánica aquí en Aguascalientes, y fue efectivo”, señaló.

Bonilla Petriciolet apuntó que ese mismo residuo, cargado con los metales, fue probado para remover arsénico, que es un metal presente en el agua de Aguascalientes y otros estados del país, y también resultó efectivo. Sin embargo, una desventaja del material es que al contener algodón y entrar en contacto con el agua, existe la posibilidad de que genere y, posteriormente, libere algunos microorganismos.

“Entonces lo que se hizo fue un tratamiento del material íntegro y producirlo en carbón activado. Las ventajas del carbón activado son que tradicionalmente tiene propiedades fisicoquímicas más estables y, a fin de cuentas, podríamos eliminar la situación de que fuera activo microbiológicamente hablando, es decir, que al entrar en contacto con el agua no se desarrollaran microorganismos o reducir esa condición”, explicó.

Adrian Bonilla PetricioletPara lograrlo, se llevó a cabo un tratamiento térmico, y como resultado de ese proceso se obtuvo carbón activado, que se utilizó para remover diferentes contaminantes, entre ellos el arsénico, para obtener así un material que tiene una capacidad de absorción similar a la de otros materiales disponibles en el mercado nacional. La característica que permite remover metales a partir de este residuo textil se debe al óxido de silicio que se desprende de la piedra pómez, que genera interacciones que favorecen la remoción del arsénico y otros metales.

“Tiene una desventaja, como estás hablando de fibras, el problema cuando lo tratas térmicamente es que te queda una estructura rígida, pero es un poco endeble, entonces su infraestructura física no es tan fuerte, pero sí puede ser utilizado para elaborar filtros”, apuntó.

Para concluir, el profesor investigador del ITA mencionó que la ventaja de este proyecto es que a partir de un residuo que generaba un costo se obtuvo un producto que tiene posibilidades de comercializarse, toda vez que su síntesis resulta muy sencilla, pues solo se requiere de un lugar donde se pueda calentar el material a temperaturas superiores a los 600 y 700 grados Celsius y tener ausencia de oxígeno.

 

Fractionation and risk assessment of Fe and Mn in surface sediments from coastal sites of Sonora, Mexico (Gulf of California)

Abstract

The aim of this study was to evaluate Fe and Mn distribution in geochemical fractions of the surface sediment of four oyster culture sites in the Sonora coast, Mexico. A selective fractionation scheme to obtain five fractions was adapted for the microwave system. Surface sediments were analyzed for carbonates, organic matter contents, and Fe and Mn in geochemical fractions. The bulk concentrations of Fe ranged from 10,506 to 21,918 mg/kg (dry weight, dry wt), and the bulk concentrations of Mn ranged from 185.1 to 315.9 mg/kg (dry wt) in sediments, which was low and considered as non-polluted in all of the sites. The fractionation study indicated that the major geochemical phases for the metals were the residual, as well as the Fe and Mn oxide fractions. The concentrations of metals in the geochemical fractions had the following order: residual >> Fe and Mn oxides > organic matter > carbonates > interchangeable. Most of the Fe and Mn were linked to the residual fraction. Among non-residual fractions, high percentages of Fe and Mn were linked to Fe and Mn oxides. The enrichment factors (EFs) for the two metals were similar in the four studied coasts, and the levels of Fe and Mn are interpreted as non-enrichment (EF < 1) because the metals concentrations were within the baseline concentrations. According to the environmental risk assessment codes, Fe and Mn posed no risk and low risk, respectively. Although the concentrations of Fe and Mn were linked to the residual fraction, the levels in non-residual fractions may significantly result in the transference of other metals, depending on several physico-chemical and biological factors.

Keywords

Marine ecosystemMetalsPollutionFractionationSurface sediment

 

Jara-Marini, M.E., García-Camarena, R., Gómez-Álvarez, A. et al. Environ Monit Assess (2015) 187: 468. doi:10.1007/s10661-015-4683-3