Investigadores de la Universidad de Johannesburgo han desarrollado un método eficiente y más sensible para analizar niveles peligrosos de metales pesados como arsénico, cadmio y cromo en vegetales y agua.
por la Universidad de Johannesburgo
El método también se puede utilizar para probar otros alimentos. Es posible probar varios metales al mismo tiempo y el proceso se puede automatizar. El proceso implica tecnología fácilmente disponible en laboratorios de países en desarrollo.
Los metales traza como el plomo (Pb), el arsénico (As), el cadmio (Cd) y el talio (Tl) son tóxicos incluso en concentraciones muy bajas. Los compuestos hexavalentes de arsénico, cadmio y cromo también son reconocidos como carcinógenos por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) y el Programa Nacional de Toxicología (NTP) de EE. UU. Combinando técnicas precisas y establecidas, el método hace posible probar varios metales traza simultáneamente.
«El estudio proporciona un método simple, rápido y sensible para laboratorios con recursos limitados. Los resultados de la investigación también pueden mejorar la calidad de los alimentos para los consumidores», dice el autor principal, el profesor Philiswa Nomngongo, presidente de SARChI de nanotecnología para el agua en la Universidad de Johannesburgo.
«Este estudio aporta datos que pueden usarse como referencia al establecer o revisar las pautas para los niveles máximos permitidos en vegetales comunes y agua apetecible», agrega.
«El método es respetuoso con el medio ambiente y se ajusta a los principios de la química analítica ecológica. No introduce contaminación secundaria
Nueva combinación de técnicas
Estudios anteriores utilizaron métodos similares, pero para el análisis de contaminantes orgánicos, dice el Dr. Luthando Nyaba, coautor del estudio, también en la Universidad de Johannesburgo.
«Esta es la primera vez que un adsorbente a base de arcilla se combina con un método de extracción de punto de enturbiamiento para el análisis simultáneo de metales traza en vegetales y agua apetecible», dice.
«En este método, convertimos muestras de vegetales sólidos en forma líquida. Esto hace posible analizar directamente los metales traza con un instrumento analítico adecuado. El análisis directo y simultáneo significa que se pueden analizar más muestras de vegetales al mismo tiempo, más rápidamente que posible antes «, añade Nyaba.
El método utiliza extracción de punto de enturbiamiento asistida por ultrasonido y extracción dispersiva en fase microsólida para preconcentrar muestras de vegetales y agua. A continuación, las muestras se analizan directamente con espectrometría de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente. El equipo utilizado para la investigación tiene algunos años, dice Nomngongo. Sin embargo, dice, «si compramos verduras a las 8:00 de la mañana, tenemos los resultados del análisis a la 1:00 de la tarde», agrega.
Para identificar trazas de metales en alimentos y agua se requieren técnicas de química analítica. Éstos evolucionan con el tiempo, al igual que las aplicaciones en los teléfonos móviles, dice.
«Los desarrolladores de una aplicación de teléfono pueden corregir errores de software sin tener que volver a escribir la aplicación por completo. Añaden correcciones a una nueva versión y los usuarios descargan la nueva versión para beneficiarse.
«Los químicos analíticos son como desarrolladores de software, actualizando un método existente para que cumplan con los nuevos principios de la química analítica. En este caso, uno de nuestros objetivos era reducir significativamente las cantidades de disolventes peligrosos que se utilizan tradicionalmente en las pruebas de metales traza, «agrega Nyaba.
Difícil de detectar
En todo el mundo, están apareciendo metales traza no deseados en las verduras y el agua potable. Estos metales se encuentran entre muchos contaminantes que afectan gravemente la salud humana. Monitorear qué metales se encuentran en los alimentos y bebidas puede realmente desafiar a un laboratorio. Primero, los laboratorios a menudo no pueden medir directamente algunos metales traza en los alimentos, porque ocurren en concentraciones que son demasiado bajas para que el equipo las detecte. Esto significa que se necesitan métodos sofisticados y equipos costosos para detectar la presencia de algunos metales traza. En segundo lugar, las verduras son intrínsecamente complejas de analizar con precisión los elementos químicos y, a menudo, requieren procedimientos largos y que requieren mucho tiempo para preparar muestras para metales.pruebas. Esto significa que el monitoreo de metales traza en los productos agrícolas es generalmente lento, costoso y solo puede ser realizado por científicos altamente calificados. Para los países en desarrollo, el monitoreo puede ser inaccesible debido a eso.
Para mantenerse sanos, los seres humanos necesitan comer verduras y beber agua. Las verduras de alta calidad contienen muchos micronutrientes, incluidos los metales traza que el cuerpo necesita para funcionar bien. Pero las altas dosis de algunos metales pueden enfermar a las personas, aunque las condiciones de salud como el cáncer pueden tardar años en manifestarse. Otros son tan tóxicos que cantidades muy bajas pueden enfermar gravemente a las personas en cuestión de días o semanas.
«Necesitamos comer alimentos que contengan algunos metales traza, como cobre, zinc y hierro. Pero otros son tóxicos: plomo, arsénico, cadmio, mercurio, entre otros. Por un lado, los vegetales forman una parte vital de la nutrición humana. Por el otro, otros, son buenos acumuladores de metales pesados ”, dice Nomngongo. «Conocer el nivel de contaminación por metales en las verduras que comemos y el agua que bebemos puede marcar una diferencia para la salud y la calidad de vida», agrega.
Metales por todas partes
Los metales no deseados afectan los cultivos alimentarios y el agua potable en todo el mundo. La contaminación por metales pesados de la urbanización, las fábricas, las minas y otras industrias se filtra hacia las fuentes de agua potable y riego en la agricultura. Algunos fertilizantes agrícolas, incluidos los lodos de depuradora reutilizados, también afectan los cultivos alimentarios. Muchos de estos metales se bioacumulan en el cuerpo humano, los animales, las plantas y el medio ambiente. Esto significa que los metales no se pueden eliminar y que los problemas resultantes solo se pueden manejar, no curar.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) y los gobiernos nacionales publican pautas para el agua potable y otras normas que muestran qué niveles de metales en los alimentos y el agua pueden afectar la salud humana . Y la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) de la OMS y el Programa Nacional de Toxicología (NTP) de EE. UU. Publican listas de carcinógenos humanos conocidos y probables.
A nivel local, los resultados de la investigación pueden ayudar a mejorar la calidad de vida de las comunidades que dependen de las fuentes de agua estudiadas, dice Nomngongo. «Los resultados también pueden ayudar al gobierno de Sudáfrica ya las agencias de protección ambiental a establecer, revisar y hacer cumplir las regulaciones de calidad del agua «, agrega.
