PREZENTA METALELOR TOXICE IN APA SI IMPACTUL ASUPRA SANATATII

Prezenta metalelor toxice in apa si impactul asupra sanatatii

1 Generalitati

Poluarea apelor reprezinta alterarea calitatilor fizice, chimice si biologice ale apelor naturale, produsa direct, sau indirect, in mod natural, sau antropic. Apa poluata devine improprie utilizarii normale.

Poluarea apelor poate avea loc :

continuu (permanent), de exemplu, evacuarea apelor uzate menajere si industriale, epurate sau neepurate, in receptori naturali;

discontinuu, la intervale regulate, sau neregulate de timp;

accidental, in cazuri de avarie.

Sursele de poluare ale apelor se pot clasifica dupa mai multe criterii:

a) Dupa provenienta: din activitati menajere, industriale, agricole si transporturi.

b) Dupa aria de raspandire a poluantilor:

- surse locale (conducte de canalizare, rampe de descarcare);

- difuze, cand poluantii se raspandesc pe o arie mare.

c) Dupa pozitia lor:

- surse fixe

- surse mobile (autovehicule, locuinte si instalatii ce se deplaseaza, etc.).

Poluantii, dupa durata degradarii naturale in apa se impart in :

biodegradabili - substante usor biodegradabile;

greu biodegradabile - la care degradarea naturala dureaza sub 30 de zile;

nebiodegradabile - degradarea in domeniul 30 - 60 de zile;

refractare - cu durata de degradare mai mare de 2 ani.

Metalele grele se situeaza in categoria poluantilor refractari, cu durate mari de degradare.

2 Impactul metale grele si/sau toxice asupra sanatatii

Metalele grele sunt considerate acele metale a caror densitate este mai mare de cinci. Ele sunt constituente ale scoartei terestre si sunt prezente in mod natural in sol si ape. Unele metale grele sunt indispensabile vietii in anumite concentratii dar in concentratii mai mari pot deveni toxice pentru formele de viata, de exemplu: cupru, zinc, mangan, fier etc. Alte metale grele sunt toxice chiar in concentratii scazute: cadmiu, mercur, plumb, crom. In tabelul urmator sunt prezentate metalele grele care se gasesc in principalele componenete ale corpului uman.

Tabel 1 - Prezenta metalelor in corpul uman

Metalele grele sunt periculoase pentru vietuitoarele acvatice, prin ele insele sau prin sarurile lor toxice, care manifesta o mare stabilitate. In general, toxicitatea metalelor grele, in solutii diluate (hipotone) este conferita de cation, nocivitatea anionului fiind redusa, dar in solutii concentrate si anionii au efect toxic. De asemenea, diminuarea pH-ului accentueaza actiunea toxica. Un avantaj in lupta pentru supravietuire este capacitatea pestilor de a recunoaste si de a evita compusii unor metale grele precum si insusirea de a se acomoda la concentratii destul de ridicate ale acestor substante. Spre exemplu reactia negativa fata de plumb se manifesta la o concentratie de 0,4-1 mg/l. Un avantaj pentru speciile de animale acvatice il constituie capacitatea plantelor acvatice de a acumula metale grele din apa (Cu, Zn) participand astfel la detoxicarea acestui mediu. Cu toate acestea in raurile contaminate cu metale grele se constata reducerea numarului de specii si indivizi - fapt ce poate avea consecinte grave asupra echilibrului ecosistemului acvatic.

In continuare se prezinta caracteristicile principalelor metale:

Plumb

Intregul lant trofic al plumbului este important deoarece este toxic. Pentru organismele acvatice, plumbul anorganic prezinta o toxicitate letala plecand de la 0,5 mg/l pentru fitoplancton pentru ca la o concentratie de 500 µg/l sa se observe anomalii embrionare la zooplancton. Pentru om, intoxicatia cu plumb se datoreaza, mai ales, unor efecte sinergice: consum de apa potabila cu plumb peste limite, combinata cu consum de alimente care contin concentratii ridicate de plumb (in special cele conservate cu compusi ai plumbului) sau contact cu vopseluri cu plumb. Plumbul se acumuleaza in organism si, in momentul eliberarii lui va afecta functionarea rinichilor, a sistemului sanguin si a celui nervos. Intoxicatia cu plumb este denumita saturnism iar simtomele incep cu greturi, vome si dureri epigastrice. Afectarea sistemului nervos conduce la parestezi, mialgii si asteni musculare intense. Decesul poate surveni in doua zile sau se poate instala intoxicatia cronica cu anemie, oboseala, dureri intestinale, constipatie sau diaree, greturi, cresterea tensiunii arteriale. Cei mai expusi sunt copii, la care, intoxicatia cu plumb poate intarzia dezvoltarea motorie, alterarea memoriei, aparitia problemelor auditive si tulburari de echilibru. Se stie faptul ca, in perioada graviditatii, plumbul trece de la mama la fat, mai ales in ultima parte a sarcinii. Acest fapt poate induce avorturi spontane, mortalitate a fatului, sau nastere de copii cu probleme intelectuale si motorii.

Mercur

In ape mercurul poate aparea in conditii naturale, din vechile emanatii vulcanice si dizolvarea minereurilor (cele mai cunoscute sunt cinabrul, o sulfura de mercur care reprezinta circa 0,05% din scoarta pamantului) sau in urma activitatii umane (exploatarile miniere pentru producerea de mercur, activitatile agricole care utilizeaza fungicide si bactericide pe baza de mercur, industriile chimica, farmaceutica, de producere a explozivilor, hartiei, dentara etc).

Mercurul si sarurile sale anorganice si organice, cu exceptia sulfurii de mercur, sunt usor volatile la temperatura ambianta, astfel ca o parte din mercurul aflat in apele de suprafata sau depozitat pe sol in depozite, halde etc. trece in atmosfera de unde, cu precipitatiile se reintoarce pe sol si in subsol.

Mercurul este toxic pentru om in cantitati foarte scazute limita in apa potabila fiind de 1 mg/l.

Aluminiu

Prezenta aluminiul in mediu si ape poate fi naturala sau antropica (topitoriile si turnatoriile de metale, exploatarile de nisip pentru bitum, rafinarea petrolului, extragerea si utilizarea carbunelui, constructiile etc).

Mult timp aluminiul a fost considerat ca fiind netoxic pentru om pana la doze zilnice de 7,2 mg. In ultimii ani insa s-a constatat ca in zonele in care apa potabila contine cantitati mari de aluminiu ionic (Al³⁺) apar persoane cu afectiuni ale sistemului nervos. Persoanele cu afectiuni renale care sunt supuse medicamentelor si solutiilor de dializa cu continut ridicat de aluminiu pot face o encefalopatie de dializa, forma progresiva a dementei care se caracterizeaza prin tulburari de comportament si vorbire, tremur, convulsii si psihoza. Alte boli asociate aluminiului sunt Parkinsonul, scleroza laterala amiotrofica (boala Lou Gehrig) si boala Alzheimer (pierderi de memorie, dezorientare, confuzie mintala, depresie, schimbari patologice la nivelul tesuturilor cerebrale). Absorbtia unor mari cantitati de aluminiu poate cauza anemie, osteomalcie (oase moi si casante) intoleranta la glucoza si probleme cardiace.

Nichel

In mediul apos, forma sub care se gaseste nichelul depinde de pH si in general predomina forma ionica (Ni²⁺). Prezenta nichelului in apa poate fi sub forma de saruri de nichel dizolvate, oxizi insolubili, nichel metalic etc.

Nichelul este prezent sub forma de urme in majoritatea vegetalelor si in tesuturile animale. La omul adult, cu greutate de 70 kg, continutul in nichel este de 10 mg. Nichelul joaca un rol important in procesele biologice ale organismului uman. Se gaseste in ARN, ajuta la catabolismul grasimilor si hidratilor de carbon, regleaza numeroase sisteme enzimatice, activeaza amilazele (enzime care degradeaza amidonul) din saliva si pancreas.

Dar, in cantitati mai mari decat cele necesare, nichelul devine foarte toxic. Prezenta unor cantitati mai mari de nichel in corpul uman poate provoca urmatoarele consecinte:

• Risc mai mare pentru aparitia cancerului de plamani, laringe si prostata
• Ameteli, voma, vertij, la expunere la ematii gazoase
• Astm si bronsite
• Probleme cardiace
• Reactii alergice cutanate de la bijuterii

Crom

Cromul se gaseste in sol si ape atat in mod natural cat si ca urmare a poluarii, in compusi cu valente multiple, cele mai principale fiind Cr^III si Cr^VI. Cr^III in doze mai mari poate perturba metabolismul glucidic si provoca probleme cardiace. Cr^VI este mai toxic pentru organism, el poate altera materialul genetic si provoca tumori si cancer.

Cadmiu

Cadmiul patruns in organismul uman este transportat de sange pana la ficat. Aici se leaga de proteine cu ajutorul carora este transportat la rinichi unde se acumuleaza si perturba mecanismele de filtrare, in special eliminarea de proteine esentiale si glucoza. Cadmiul acumulat in rinichi se elimina foarte greu. El mai poate provoca si alte inconveniente:

• Diaree, dureri stomacale, voma
• Fracturi ale oaselor
• Infertilitate
• Probleme la sistemul nervos central si sistemul imunitar
• Alterarea ADN, probleme psihologice, dezvoltare de cancer

Cupru

Cei mai multi compusi ai cuprului se depoziteaza sau se leaga de sedimentele din apa sau de particulele din sol. Compusii solubili ai cuprului sunt cei mai periculosi pentru sanatatea umana. In general, compusii solubili provin din utilizarile in agricultura. Concetratia de cupru in aer este in general scazuta si expunerea la cupru prin respiratie este neglijabila. Totusi, in apropierea topitoriilor si turnatoriilor, care transforma minereurile de cupru in metal, pot exista probleme de expunere orala. Expunerea profesionala la cupru intervine adeseori si se manifesta cu simtome apropiate gripei care dispare dupa circa doua zile. Aceasta etapa se numeste febra topitorului. O expunere prelungita poate provoca iritarea nasului, gurii, ochilor, dureri de cap, de stomac, vertij, voma si diaree. Doze mari ingerate pot provoca probleme renale si ale ficatului. Nu s-a demostrat vreun efect cancerigen al cuprului. Exista unele articole care fac legatura intre expunerea pe termen lung la concentratii mari de cupru si declinul inteligentei la adolescenti. Oamenii care au in sistemul de alimentare cu apa elemente din cupru si plumb sunt expusi la nivele de cupru mai ridicate provenite din coroziune.

Zinc

Zincul este un metal foarte comun, care este prezent in cantitati mari in mediu in mod natural. Multe alimente contin zinc. Apa potabila contine de asemenea anumite cantitati de zinc care cresc daca apa este pastrata in recipienti sau bazine metalice zincate. Zincul este un element esential pentru sanatatea omului, dar in cantitati prea mari poate crea: pierderea apetitului, diminuarea senzatiei de gust si miros, inchiderea greoaie a ranilor. Carentele de zinc pot provoca de asemenea multe probleme: crampe stomacale, iritatii ale pielii, voma, ameteli, anemie. Niveluri mari de zinc in sange pot reduce functia pancreasului, tulbura metabolismul proteinelor si provoaca arteroscleroza. Doze mari de clorura de zinc pot provoca tulburari respiratorii. Existenta unor doze mari inhalate de zinc la locul de munca poate provoca febra topitorului. Zincul poate fi un pericol pentru copiii nou-nascuti prin laptele matern.

Fier si mangan

Prezenta fierului in ape este functie de geologia bazinului hidrografic dar si de alti componenti si factori naturali. Principalele forme prezente in mediul acvatic sunt formele ionice: Fe ²⁺ si Fe³⁺. Fe²⁺ poate persista in ape sarace in oxigen dizolvat si provine, in mod deosebit din drenarile de la mine sau din apele minerale. Compusii ferosi oxigenati sunt practic insolubili in apa dar sarurile de Fe²⁺ sub actiunea acizilor tari devin solubile. Fierul este un oligoelement important atat pentru plante cat si pentru animale. Pentru pesti si alte vietuitoare acvatice fierul, in anumite cantitati poate fi toxic. Se considera ca limitele de 0,3 mg/l si 1 mg/l pentru fierul total ionic impuse pentru apele de suprafata, de catre Ordinul 161/2006 sunt protective pentru organismele acvatice, in special pentru pesti.

Arseniu

In apa, la pH natural, arseniul se gaseste numai sub forma anorganica, in compusi, la valente III si V. Arseniul poate intra in lantul alimentar prin consum de vegetale si carne animala contaminata, apa potabila. Dupa ingestie, el este transportat prin sange, la diferite organe si apoi eliminat intr-o oarecare proportie.

In general, pentru om, compusii arseniului trivalent sunt de 60 de ori mai toxici decat compusii arseniului pentavalent. Cele mai intalnite efecte ale arseniului sunt hiperpigmentatia mergand pana la cheratoze si ulceratii pe palmele mainilor si talpile picioarelor, fapt ce indica o ingestie cronica. Aceste simptome sunt insotite frecvent de probleme respiratorii si hepatice. Ingestia de compusi cu arsen creste riscul de cancer pulmonar, hepatic, renal si de piele, aparitia problemelor cardiovasculare si poate fi genotoxic.

Figura nr. 5 - Pigmentatii, cheratoze si ulceratii pe palmele mainilor

si talpile picioarelor

3 Conditii de potabilitate pentru apa

Apa destinata consumului uman nu trebuie sa contina nici un fel de substante chimice sau organisme care sa aduca prejudicii sanatatii.

Apa joaca un rol vital in aproape orice functie a organismului nostru.Un om poate rezista aproximativ 30 de zile fara hrana, dar numai 4-5 zile fara apa. In absenta acesteia unele procese precum digestia, absorbtia substantelor nutritive si reactiile chimice necesare organismului nostru nu s-ar putea realiza si asta ar insemna un adevarat dezastru. Apa regleaza temperatura corpului si metabolismul. In cazul in care necesarul de apa al corpului nu este satisfacut, se poate ajunge la o dezhidratare cronica a celulelor. Acestea devin vulnerabile in fata diversilor agenti patogeni, ceea ce are ca rezultat slabirea intregului sistem imunitar.

Dezhidratarea poate surveni in orice moment al anului, nu numai in timpul verii, cand temperaturile sunt ridicate. Iarna corpul se dezhidrateaza chiar mai repede decat pe timp de vara datorita faptului ca frigul limiteaza senzatia de sete.

In afara de intretinerea zilnica a corpurilor noastre, apa joaca de asemenea un rol important in prevenirea bolilor. Studiile arata ca daca bem zilnic 8 pahare de apa riscul de cancer la colon si la vezica scade cu 45% respective 50%.

In mod normal, organismul uman are nevoie zilnic de aproximativ 2 litri de apa si chiar mai mult daca realizeaza un efort fizic mare pe durata zilei. De asemenea consumul de apa trebuie ridicat in perioade cu temperaturi ridicate (vara) sau scazute (iarna). De retinut este faptul ca apa este introdusa in organism nu numai sub forma de bauturi, dar si din alimente. Acestea contin o cantitate insemnata de apa, impreuna cu alte substante hranitoare.

Concluzia la care au ajuns specialistii este ca majoritatea oamenilor nu beau suficienta apa, iar o data cu cresterea in varsta se observa o dezhidratare progresiva a organismului, aspect sinonim cu imbatranirea biologica a acestuia.

Normele de calitate pentru apa potabila cunosc o continua modificare datorita importantei pe care aceasta o are pentru sanatatea umana si datorita evolutiei cunostintelor despre efectul diferitelor substante poluante asupra sanatatii omului.

Datorita posibilitatilor multiple de imbolnavire prin apa, s-a simtit nevoia stabilirii unor conditii sanitare pe care trebuie sa le indeplineasca apa pentru a fi potabila. Sub denumirea de apa potabila sau buna de baut se intelege apa care este consumata cu placere si care o data consumata nu are efecte negative asupra consumatorilor.

In prezent, in tara noastra, calitatea apei potabile este stabilita de prevederile Directivei 98/83/CE privind calitatea apei potabile, care a fost preluata la nivel national prin Legea 458/2002, revizuita si completata de Legea 311/2004. Calitatea apei potabile se apreciaza dupa parametri microbiologici, chimici si indicatori, prezentati in tabelul urmator:

Tabel 2 - Parametri de calitate ai apei potabile

Nr. crt.	Parametri		U/M	Limite Lege 458/2002 Lege 311/2004		Metoda de analiza utilizata
Parametri microbiologici
	Escherichia coli (E coli)/100 ml		numar	0		SR ISO 9308/1/04
2	Enterococi (Streptococi fecali) /100 ml		numar	0		SR ISO 7890/1/02
Parametri chimici
3	Acrilamida		mg/l	0,1
4	Arsen		mg/l	10
5	Benzen		mg/l	1,0		SR ISO 11423/00
6	Benz(a)piren		mg/l	0,01		EPA 625
7	Bor		mg/l	1,0
8	Bromati		mg/l	10
9	Cadmiu		mg/l	5,0		SR ISO 8288/01
10	Clorura de vinil		mg/l	0,50		EPA 524
11	Crom total		mg/l	50		SR EN 1233/03
12	Cianuri totale		mg/l	50		SR ISO 6703/1/98
13	Cianuri libere		mg/l	10		SR ISO 6703/2/98
14	Cupru		mg/l	0,1		SR ISO 8288/01
15	Dicloretan		mg/l	3,0		EPA 524
16	Epiclorhidrina		mg/l	0,1
17	Hidrocarburi policiclice aromatice, total		mg/l	0,10		EPA 625
18	Mercur		mg/l	1,0		SR EN ISO 1483/03 FIMS
19	Nichel		mg/l	20		SR ISO 8288/01
20	Nitrati		mg/l	50		SR ISO 7890/3/00
21	Nitriti		mg/l	0,50		SR EN 26777/02
22	Pesticide organoclorurate, total	mg/l		0,10		SR ISO 6468/96
23	Erbicide triazinice, total		mg/l	0,10		EPA 625
24	Total pesticide		mg/l	0,5		-
25	Plumb		mg/l	10		SR ISO 8288/01
26	Seleniu	mg/l		10
27	Stibiu	mg/l		5,0
28	Tetracloretan si tricloretena	mg/l		10		EPA 524
29	Trihalometani, total	mg/l		100		EPA 524
30	Aluminiu		mg/l	200
31	Amoniu		mg/l	0,50	SR ISO 5664/84
32	Bacterii coliforme (numar/100 ml)		numar	0	SR ISO 9308/1/04
33	Carbon organic total (COT)		mg/l	Nici o modificare anormala
34	Clor residual liber		mg/l	0,5
35	Cloruri		mg/l	250	SR ISO 9297/01
36	Conductivitate (la 200C)		mS/cm	2500	SR EN 27888/97
37	Culoare		-	acceptabila consumatori- lor si nici o modificare anormala	SR EN ISO 7887/02
38	Gust		-		SR EN 1622/00
39	Miros		-		SR EN 1622/00
40	Duritate totala		grade germane	min. 5	SR ISO 6059/86
41	Fier		mg/l	200	SR 13315/96
42	Mangan		mg/l	50	SR 8662/2/96
43	Numar de colonii la 220C		numar/ml	Nici o modificare anormala	SR ISO 6222
44	Numar de colonii la 370C		numar/ml		SR ISO 6222
45	Oxidabilitate		mg O2/l	5,0	SR EN ISO 8467/01
46	pH		unitati	≥6,5; ≤9,5	SR ISO 10523/97
47	Sodiu		mg/l	200	STAS 3223/2/80
48	Substante tensioactive, total		mg/l	200	SR EN 903/03
49	Sulfati		mg/l	250	STAS 3069/87
50	Sulfuri si hidrogen sulfurat		mg/l	100	SR 7510/97
51	Reziduu fix		mg/l		STAS 9187/84
52	Turbiditate		UNT	≤ 5	SR EN ISO 7027/01
53	Zinc		mg/l	5000	SR ISO 8288/01
54	Activitate alfa-globala		Bq/l	0,1	SR ISO 9696/96
55	Activitate beta-globala		Bq/l	1	SR ISO 9697/96
56	Doza efectiva totala de referinta		mSv/an		calcul
57	Tritium		Bq/l	100	SR ISO 10447/3/96