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TOXICOLOGÍA DEL MERCURIO
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ESPECIES QUÍMICAS
• INORGÁNICAS • Hg; HgO; Hg2+; Hg2
2+
• ORGÁNICAS • (CH3)2 Hg; CH3Hg+; C6H5Hg+
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• Hg2+ • PRESENTE EN AGUAS BEBIDA • MUY ÁCIDO • FORMA COMPLEJOS CON LIGANDOS
BIOLÓGICOS • ÁCIDO BLANDO. UNIÓN SCIS.
EL MERCÚRICO
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BIOMOVILIZACIÓN Y BIODISPONIBILIDAD
• HgS CINABRIO – NO MOVILIZABLE
• Hg METAL VOLATIL. – MOVILIZACIÓN ATMOSFÉRICA
• PRESENCIA EN LA NATURALEZA – 0,5 ppm – IRREGULAR DISTRIBUCIÓN – CONCENTRACIÓN EN BOLSAS DE Hg
• PROCESOS DE BIOCONCENTRACIÓN – ANIMALES MARINOS – CEREALES
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FUENTES DE CONTAMINACIÓN • NATURALES
– BIOMOVILIZACIÓN DEL Hg – CICLO ATMOSFÉRICO
• ANTROPOGÉNICAS – FUNGICIDA Y HERBICIDA – CONSERVANTE SEMILLAS – PAPELERAS – ELECTROQUIMICA – PINTURAS – CATALIZADORES – PILAS – COMBUSTIÓN CARBONES – VERTIDOS INDUSTRIALES – ALCANTARILLADO
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USOS INDUSTRIALES DEL Hg
AMALGAMAS4%
PAPELERAS1%
FUNGICIDAS 6%
INSTRUMENTAL12%
PINTURAS BARCOS
18%APARATOS ELECTRICOS24%
ELECTROQUÍMICA
30%
TOTAL 83%
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CICLO NATURAL DEL Hg
VULCANISMO DESGASIFICACIÓN
ATMÓSFERA
RIOS OCÉANOS
PECES SUELO
PLANTAS
GANADO
CICLO DEL AGUA
INHALACIÓN
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CICLO ANTROPOGÉNICO DEL Hg
USO INDUSTRIAL CARBONES
ATMÓSFERA
RIOS OCÉANOS
PECES METILMERCURIO
USO AGRÍCOLA SEMILLAS GRANOS FENILMERCURIO
VERTIDOS
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CICLO DE BIOTRANSFORMACIÓN
ATMÓSFERA Hg2+
FUENTES DE CONTAMINACIÓN Hg HgO
RIOS CH3Hg+ (CH3)2Hg
PECES HOMBRE
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CICLO ACUÁTICO
SEDIMENTOS
PLANTAS
MICROORGANISMOS
PECES
AVES ACUÁTICAS
INSECTOS
CH3Hg+
(CH3)2Hg CH3Hg+
CH3Hg+ CH3Hg+
Hg2+
BIOTRANSFORMACIÓN
Hg2+ Hg22+
(CH3)2Hg Hg0 ATMÓSFERA
Hg0
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BIOTRANSFORMACIÓN DEL MERCURIO EN EL AGUA
• TODAS LAS FORMAS DE Hg SE TRANSFORMAN EN Hg2+ EN EL AGUA POR REACCIÓN CON O2
• Hg2+ SE REDUCE A Hgº – BACTERIAS PSEUDOMONAS – PROCESO ANAERÓBICO
• EL Hg2+ SE METILA EN AGUAS CONTINENTALES O LITORALES – METILACIÓN AERÓBICA
• EN NUMEROSOS MICROORGANISMOS Y BACTERIAS • METILACIÓN DEL COMPLEJO HOMOCISTEINA-Hg EN LOS
PROCESOS CELULARES QUE NORMALMENTE PRODUCEN METIONINA
– METILACIÓN ANAEROBIA • BACTERIAS METANOGÉNICAS • DERIVADOS METILCOBALAMINA
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METILACIONES ANAEROBIAS
N N
N N Co2+
PROTEINA
N N
N N Co2+
PROTEINA
N N
N N Co2+
PROTEINA
CH3
OH2
(CH3)2Hg pH básico CH3Hg+
pH menos básico
CH3
Hg2+ +H2O
+
OH2 +Hg2+
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CONCENTRACIONES DE Hg EN LAS CADENAS TRÓFICAS
• AGUAS DE BEBIDA – 5-100 ng/L
• VALOR MEDIO 25 ng/L • EN FORMA DE Hg(II)
• ALIMENTOS – 20 ng/g
• EN GENERAL NO DETECTABLE • EN FORMA DE METIL MERCURIO
• ATMÓSFERA – VERANO
• 2-3 ng/m3 – INVIERNO
• 3-4 ng/m3
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BIOCONCENTRACIÓN
• PECES DEPREDADORES – ATÚN2,8L AGUA/Kg/min Hg 0,1 ppb AGUA
MAR 0,28µg/min/Kg Hg 403 µg/DIA/Kg 1% ABSORCIÓN 4 µg/DIA/Kg
– PESCADO 30-180 µg/Kg • CEREALES 3 µg/Kg • LECHE Y DERIVADOS 6µg/Kg • CARNES 10-20 µg/Kg
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METABOLISMO DEL Hg
PLASMA
RIÑÓN PLACENTA TERATÓGENO CEREBRO PARTE DE Hg HIGADO METALOTIONEINA
VIA GASTROINTESTINAL
VIA RESPIRATORIA
Hg2+
R-Hg Hg HgO
CISTEINATO Hg2+ ERITROCITOS-RHg
ACETIL CISTEINATOHg2+
R-Hg Hg2+
PELO
HUESO
ALMACENAJE
ELIMINACIÓN
METABOLISMO
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ABSORCIÓN DEL Hg • VIA GASTROINTESTINAL
– Hg 0,01% (INGESTA ACCIDENTAL) – Hg2+ 15% – R-Hg 80%
• VIA RESPIRATORIA – Hg 80% – HgO 80-90%
• FÁCIL ABSORCIÓN DÉRMICA
PASO A TRAVÉS DE MEMBRANAS Hg/HEMATIES/PLASMA
CH3Hg+ 10 Hg2+ 0,4 Hg 2
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PERIODO DE SEMIELIMINACIÓN DEL CH3Hg
C=C0e-bt C0=CONC. A TIEMPO CERO C=CONC A TIEMPO t b=CONSTANTE ELIMINACIÓN t=TIEMPO
t1/2=ln2/b=0,693/b t1/2=PERIODO DE SEMIELIMINACIÓN
• LA CONCENTRACIÓN EN UN ÓRGANO DEPENDE DE UNA FUNCIÓN EXPONENCIAL:
A=a/b A=CANTIDAD ACUMULADA a=CANTIDAD ABSORBIDA DIARIA
• LA CANTIDAD ACUMULADA DEPENDE • DEL APORTE DIARIO • DE LA CONSTANTE DE ELIMINACIÓN
CANTIDAD ACUMULADA
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0
200
400
600
800
1000
1200
0 1 2 3 4 5 6 7 8
CAPILAR
SANGRE
PERIODOS SEMIELIMINACIÓN
CO
NC
Hg
mg/
kg
CANTIDAD DE CH3Hg ACUMULADA INGESTA DIARIA DE 10µg CH3Hg PERIODO DE SEMIELIMINACIÓN 69 DÍAS Hg SANGRE/CABELLO=250
69 DÍAS
LA CANTIDAD ACUMULADA CRECE RÁPIDAMENTE AL PRINCIPIO DE LA EXPOSICIÓN Y SE SOSTIENE A LOS 69 DÍAS (TIEMPO SEMIELIMINACIÓN)
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TOXICOLOGÍA DE LAS ESPECIES DE Hg
• AGUDA
• CRÓNICA
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TOXICOLOGÍA AGUDA DE LAS ESPECIES DE Hg
• Hg • DEBILIDAD • ESCALOFRÍOS • SABOR METÁLICO • NAUSEAS • VÓMITOS • DIARREA • TOS • OPRESIÓN TORÁCICA
– BASTA UNA EXPOSICIÓN BREVE AL VAPOR DE Hg PARA PRODUCIR LOS SÍNTOMAS EN POCAS HORAS
– LA TOXICIDAD PULMONAR PROGRESA A NEUMONITIS – LA RECUPERACIÓN ES COMPLETA
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• Hg2+ – PRECIPITA PROTEÍNAS MUCOSA
• ASPECTO CENICIENTO BOCA FARINGE INTESTINO – DOLOR INTENSO CON VÓMITOS – EFECTO CORROSIVO MUCOSA ESTÓMAGO – SHOCK Y MUERTE – RECUPERACIÓN CON TRATAMIENTO RÁPIDO
• MERCURIALES ORGÁNICOS – SUELE SER CRÓNICA – PARÁLISIS Y MUERTE – NO RECUPERABLE
TOXICOLOGÍA AGUDA DE LAS ESPECIES DE Hg
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• Hg – EFECTOS NEUROLÓGICOS – SÍNDROME VEGETATIVO ASTÉNICO
• BOCIO • TAQUICARDIA • PULSO LÁBIL • GINGIVITIS • IRRITABILIDAD • TEMBLORES • PÉRDIDA MEMORIA • SALIVACIÓN INTENSA
– EFECTOS REVERSIBLES
TOXICOLOGÍA CRÓNICA DE LAS ESPECIES DE Hg
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• Hg2+ – FUERTE SABOR METÁLICO – ESTOMATITIS – GINGIVITIS – AFLOJAMIENTO DIENTES – ALIENTO FÉTIDO – TOXICIDAD RENAL GRAVE
• NECROSIS TUBULAR RENAL – ENFERMEDAD ROSA
» REACCIÓN HIPERSENSIBILIDAD • ERITEMA EXTREMIDADES TORAX Y CARA • FOTOFOBIA • TAQUICARDIA • DIARREA
– BUENA RECUPERACIÓN
TOXICOLOGÍA CRÓNICA DE LAS ESPECIES DE Hg
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• MERCURIALES ORGÁNICOS
– REDUCCIÓN CAMPO VISUAL – DIFICULTAD AUDITIVA – ATAXIA – PARÁLISIS Y MUERTE
– TERATOGENIA • AFECTA AL FETO
– RETARDO MENTAL – DEFICIENCIAS NEUROMUSCULARES
REVERSIBLE IRREVERSIBLE
+ CO
NC
.
TOXICOLOGÍA CRÓNICA DE LAS ESPECIES DE Hg
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EL Hg COMO CONTAMINANTE DEL MEDIO AMBIENTE
• ES UNO DE LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES • SE VIERTE A LAS AGUAS DE RIOS Y MARES
– BIOCONCENTRACIÓN 70*106 T Hg EN SEDIMENTOS – PONE EN PELIGRO LA VIDA DE NUMEROSAS ESPECIES
MARINAS – TRAGEDIA DE LA BAHIA DE MINAMATA (JAPÓN)
• 111 MUERTES POR CONSUMO DE PESCADO CONTAMINADO. 1953-1960. CIENTOS DE AFECTADOS.
– BIOTRANSFORMACIÓN A METIL MERCURIO POR PLACTON ACUÁTICO.
• ANÁLISIS QUÍMICO DIFICIL – NO DETECTABLE CON TÉCNICAS CLÁSICAS – DETECTABLE POR ACTIVACIÓN NEUTRÓNICA
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• CONTAMINANTE DOMÉSTICO – CONTAMINANTE DE CIUDADES – ALCANTARILLAS 200-400 Kg/HAB/AÑO Hg
• CONTAMINANTE AGRÍCOLA – FENILMERCURIO – TRAGEDIA IRAQ POR CONSUMO DE PAN
CONTAMINADO CON FENILMERCURIO CON MILES DE AFECTADOS
EL Hg COMO CONTAMINANTE DEL MEDIO AMBIENTE
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• CONTAMINANTE ATMOSFÉRICO – IMPORTANTE EN ZONAS ALTAMENTE INDUSTRIALIZADAS – MUY FUERTE EN COMBUSTIÓN CARBÓN Y COMBUSTIBLES
FÓSILES • HASTA 3000 T/AÑO Hg
– INDUSTRIAS ELECTROLÍTICAS DE PRODUCCIÓN DE CLORO Y ALCALIS
– CONCENTRACIÓN ATMOSFÉRICA DE Hg ELEVADA • MEDIA 20 ng/m3 Hg • ATMÓSFERA: ESPECIES DE Hg INORGÁNICAS POCO
TÓXICAS • POR EL CICLO DEL AGUA PASA A LA LITOSFERA Y ES
BIOTRANSFORMADO A METIL MERCURIO MUY TÓXICO
EL Hg COMO CONTAMINANTE DEL MEDIO AMBIENTE
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CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA PLANETARIA POR MERCURIO
DATOS SATÉLITE NIMBUS 7 (NASA) HEMISFERIO NORTE EN ROJO LAS MAYORES CONC Y EN VERDE LAS MENORES
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FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS
• VERTIDOS RESIDUALES INDUSTRIAS PRODUCTORAS DE CLORO Y ALCALIS
• RESIDUOS PROCEDENTES DE PAPELERAS E INDUSTRIAS DE CELULOSA – FENILMERCURIO COMO PROTECTOR PULPA CELULOSA
• ARRASTRE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA – CICLO DEL AGUA
CONC Hg EN AGUAS NO CONTAMINADAS RIOS Y LAGOS 0,02-1 ng/ml MAR 0,3 ng/ml
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ANÁLISIS Y LOCALIZACIÓN CONTAMINACIÓN AGUAS
• PRIMERA IDENTIFICACIÓN METILMERCURIO EN PESCADO – EN UN LUCIO DEL BÁLTICO EN 1965 – ANÁLISIS POR ESPECTROGRAFÍA DE MASAS – DESCUBRIMIENTO CADENA TRÓFICA Hg
• LÍMITE MÁXIMO Hg PESCADO FRESCO • 1000 ng/g
– BIOCONCENTRACIÓN EN PECES • TRASLADO AL HOMBRE POR LAS CADENAS TRÓFICAS
• DIETA NORMAL HASTA 5ng/g Hg • DIETA ALTA EN PESCADO 650 ng/g Hg CONCENTRADO EN TEJIDOS
Y ÓRGANOS
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ANÁLISIS Y LOCALIZACIÓN CONTAMINACIÓN AGUAS
• ANÁLISIS POR ACTIVACIÓN NEUTRÓNICA – SUPUSO UNA REVOLUCIÓN
• PERMITE DETECTAR CONC 0,02ng/g Hg – SE PUEDE DETERMINAR LA LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA DE LA
FUENTE CONTAMINADORA • ANÁLISIS POR ACT. NEUTRÓNICA DE LOS PECES CAPTURADOS EN
DIVERSAS LOCALIZACIONES DEL CURSO DE UN RIO
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ANÁLISIS POR ACTIVACIÓN NEUTRÓNICA PECES CAPTURADOS RIO MORRUMSAM
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nº LOCALIZACIÓN
Hg ng/g FUENTE CONTAMINACIÓN
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ANÁLISIS POR ACTIVACIÓN NEUTRÓNICA DE PLUMAS DE AVES
• SE EMPLEA PARA ESTUDIAR LA CONTAMINACIÓN POR Hg EN LOS ÚLTIMOS 150 AÑOS
• SE UTILIZAN PLUMAS DE AVES DE MUSEOS • SE USAN AVES MARINAS QUE SE ALIMENTAN
DE PECES – DETECIÓN DE METILMERCURIO
• O TERRESTRES QUE SE ALIMENTAN DE GRANOS – DETECCIÓN DE FENILMERCURIO
• SON INDICADORES DE CONTAMINACIÓN
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CONTENIDO Hg PLUMAS AGUILA MARINA(MUSEOS)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1840
-186
5
1865
-189
0
1890
-181
5
1915
-194
0
1940
-196
0
Hg ng/g *1000
FUENTES NATURALES
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CONTENIDO Hg PLUMAS AZOR
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
1815
-184
0
1840
-186
5
1865
-189
0
1890
-191
5
1915
-194
0
1940
-196
5
1965
-197
0
Hg ng/g 1er USO COMO CONSERVANTE SEMILLAS
PROHIBICIÓN
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EL MERCURIO COMO TÓXICO OCUPACIONAL • ESCRITORES
– EDAD MEDIA • PRIMERAS DESCRIPCIONES DE SU EFECTO TÓXICO
– SULFURO DE MERCURIO • PIGMENTO ROJO PARA LA ILUSTRACIÓN DE TEXTOS
• SOMBREREROS – S. XVI HASTA PRINCIPIOS S.XX – NITRATO DE MERCURIO
• FABRICACIÓN TERCIOPELO A PARTIR DE PELO DE CONEJO – ERETISMO MERCURIAL
• RECOGIDO EN ALICIA EN EL PAIS DE LAS MARAVILLAS • LOCURA
– ACTUALMENTE AFECTA A TAXIDERMISTAS • DENTISTAS AMALGAMAS DE Hg • MINEROS
– CINABRIO • LIBERA VAPORES Hg(II) MUY TÓXICOS
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• EXPOSICIÓN OBREROS – FABRICAS DE SODIO Y CLORO
• SON PRODUCTOS DE GRAN PRODUCCIÓN • ES LA PRINCIPAL FUENTE DE EXPOSICIÓN CONTAMINACIÓN
– FABRICACIÓN DE • TERMÓMETROS • BARÓMETROS • TERMOSTATOS • TROMPAS DE VACÍO • TUBOS FLUORESCENTES • LAMPARAS DE MERCURIO • BATERIAS SECAS LARGA DURACIÓN
– HgO • PINTURAS PIGMENTO ROJO • CATALIZADORES
– SÍNTESIS ÁCIDO ACÉTICO • DETONANTE CARTUCHOS
– FULMINATO DE Hg MUY ABSORBIBLE
EL MERCURIO COMO TÓXICO OCUPACIONAL
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EL MERCURIO COMO TÓXICO IATROGÉNICO
• PRIMERAS REFERENCIAS 1500 a.c • ANTISIFILÍTICOS
– BENZOATO DE MERCURIO – MOZART, BEETHOVEN, SCHUBERT
• DERMATOLOGÍA – SORIASIS – CLORURO MERCURIOSO Y CALOMELANOS
• ANTISÉPTICO – MERCUROCROMO
• ACRODINIA – ENFERMEDAD POR CALOMELANOS – TÍPICO NIÑOS – CUADRO CLÍNICO
• EXANTEMAGRANDES MANCHAS • LEUCOPENIA • TUMEFACCIÓN GLANDULAR • PÉRDIDA TONO MUSCULAR SOLO BEBES (RARAS POSTURAS
CUNA)
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TRATAMIENTO
• INTOXICACIÓN AGUDA – VAPORES DE MERCURIO
• BAL 4-10 DÍAS • PENICILAMINA 10-15 DÍAS MÁS • CORTICOIDES • ANTIBIÓTICOS PARA EVITAR INFECCIONES
SECUNDARIAS – INGESTIÓN COMPUESTOS DE Hg
• LAVADO DE ESTÓMAGO • INTOXICACIÓN CRÓNICA
– QUELANTES – DOSIS ALTAS COMPLEJO B – REDUCCIÓN TABACO Y ALCOHOL – ALGUNOS SÍNTOMAS SON IRREVERSIBLES PERO
MEJORAN