Natural Contaminants in Drinking Waters (Arsenic, Boron, Fluorine and Vanadium) in the Southern Pampean Plain, Argentina

Martín E. Espósito, Juan D. Paoloni, Mario E. Sequeira, Nilda M. Amiotti, María del C. Blanco

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DOI: 10.4236/jep.2011.21011                

Abstract

This research aims at making a diagnosis of the presence of arsenic, boron, fluorine and vanadium in the waters from the basin of El Divisorio stream, tributary of Paso de las Piedras reservoir, in the southwest of Buenos Aires Province. This storage is used to provide water to the cities of Bahía Blanca and Punta Alta with a population of approximately 400,000 inhabitants. A selective and specific sampling of wells, perforations and superficial watercourses was made in 46 points, in an area of nearly 400 km2. Groundwaters had arsenic (max. 0.114 mg/l) exceeding the reference guideline in 97.3% of the samples, boron (max. 1.42 mg/l), vanadium (max. 0.8 mg/l) and fluorine (max. 6.6 mg/l), being respect- tively, 91.9%, 82.9%, and 67.6%. Regarding the superficial flow, while arsenic concentrations were higher than the limit in 100% of the cases (max. 0.072 mg/l), 88.9% corresponded to elevated boron (max. 1 mg/l) and vanadium (max. 0.23 mg/l) and only 22.2% to fluorine (max. 3.18 mg/l) ones. In all these cases, concentrations exceed the reference guideline values suggested by the World Health Organization, the Argentine Food Code and the Environmental Protec- tion Agency. The presence of these contaminants that finally could determine the quality of the water resource entering the reservoir is attributed to the natural characteristics of the environment since contributions by anthropic actions have not been detected in the area. The most critical sectors in the basin were identified in order to stress the possible negative influence of consuming these waters on the community’s health, with the purpose of reporting the results to institutions, authorities and the population and applying them to preventive medicine.

Keywords

Arsenic, Fluorine, Vanadium, Hydrochemistry, Risk

Conflicts of Interest

The authors declare no conflicts of interest.

References

[1]	G. Jolánkai and G. Janauer, “Ecohydrogogy a New Paradigm for the Sustainable Use of Aquatic Resources,” In: Zalewski, M., Janauer, G.A., Jolánkai, G. IHP-V, Eds., Technical Docu-ments in Hydrology, UNESCO, No. 7, 1997, pp. 37-52.
[2]	OMS (Organización Mundial de la Salud), “Guías para la Calidad del Agua Potable,” 2 da. Edición, Vol. 1, Re- comen-daciones, Ginebra, 1995, pp. 43-45,
[3]	“Código Alimentario para Uso de Agua Potable en Argentina,” Cap. XII, Art. 982 (Res. Conj SPRyRS y SAGPyA No 68/2007 y No 196/2007), Buenos Aires, 2007.
[4]	U.S. EPA (U.S Envirommental Pro-tection Agency), “In- tegrated Risk Information Sys-tem-Online,” Cincinnati, Ohio, Criteria and Assessment office. En: IPCS (Inte- grated Programme on Chemical Safety) 1998. Envi- romental Health Criteria 204. Boron. World Health Or- ganization. Geneva, 1994.
[5]	J. Szymanska and J. Cche-mielmika, “Health Effects of Exposure of Human to Inorganic Arsenic Compunds,” Medycyna Pracy, Vol. 42, No. 3, 1991, pp. 199-206.
[6]	J. Ng, J. Wang, A. Shraim, “A Global Health Problem Caused by Arsenic from Natural Sources,” Chemos-phere 52, pp. 1353-1359, 2003.
[7]	J. Hindmarsh, O. R. Mc Letchie, L. P. Heffemay, O. Hayne, H. A. Elenberger, R. F. Mc Curd and H. J. Thiebaux, “Electromiographic Abnormalities in Chronic Environmental Arsenicalism,” Journal of Analytical Toxicology, Vol. 1, No. 6, 1977, pp. 287-293.
[8]	H. Nicolli, P. Smedley and J. Tullio, “Aguas Subterráneas con Altos Con-tenidos de Flúor, Arsénico y otros Oligoelementos en el Norte de la Provincia de La Pampa; Estudio preliminar,” Congreso Internacional de Aguas sobre Química Ambiental y Salud, Li-bro de Resúmenes, III-3, 1989, pp. 1.
[9]	J. Christian and C. M. Hopenhayn, “Is Arsenic Metabolism in Exposed Popula-tions Influenced by Selenium,” Epidemiology, Vol. 4, 2004, pp. 107-109.
[10]	UNEP, “Summary, Conclusions and Recom-mendations, Environmental Health Criteria, Boron,” Environ-mental Plublications, No. 204, 1998, pp 192-200.
[11]	Subse-cretaría de Recursos Hídricos de la Nación, Rep- ública Argen-tina, “Desarrollos de Niveles Guía Nacionales de Calidad de Agua Ambiente Correspondiente a Boro,” Diciembre 2003.
[12]	K. Rankama, T. G. Sahama, “Gequímica,” 2 da. Edición, Ediciones Aguilar, S.A., Málaga, Espa?a, 1962, pp. 703- 715.
[13]	M. De la Sota, R. Puche, A. Rigalli, L. M. Fernandez, S. Bensatti and R. Boland, “Modificaciones en la Masa ósea y en la Homeostasis de la Glucosa en Residentes en la Zona de Bahía Blanca con la Alta Ingesta Espontánea de Flúor,” Medicina No. 57, Argentina, 1997 pp. 417-420.
[14]	M. G. García, K. L. Lecomte, J. O. Martínez, S. M. For- mica and J. P. Depetris, “Flúor en Aguas de Ríos de las Sierras de Cordoba, Argentina,” 1? Congreso Internacional Sobre Gestión y Tratamiento Integral del Agua, Cordoba, Argentina, Abril, 2006.
[15]	WHO (World Health Organization), “Guidelines for Drinking Water Quality,” 3rd Edition, Vol. 1, Recommen-dations, WHO, Geneva, Switzerland, 2004.
[16]	N. Avila Car-reras, S. Farías and G. Bianco, “Determinación de Fluoruro en Aguas de Rinconadillas,” Acta Toxicol. Argent., Vol.16, No.1, ISSN 1851-3743 Provincia de Jujuy, 2008, pp. 14-20.
[17]	G. Lagerkvist, G. Nordberb and V. Vouk, “Vanadium,” In: Hand-book on the Toxicology of Metal. Elsevier Science Publishing, Amsterdam, 1986, pp 638-663.
[18]	EFSA (European Food Safety Authority), “Opinion of the Scientific Panel on Dietetic Products, Nutrition and Al- lergies on a Request from the Commission Related to the Tolerable Upper Intake Level of Vanadium,” Vol. 33, 2004, pp. 1-22.
[19]	B. Mukherjjee, B. Patra, S. Mahapatra, P. Banerjee, A. Tiwari and M. Chatterjee, “Vanadium-An Element of Atypical Biological Significance,” Toxicology Letters, Vol. 150, No. 2, 2004, pp. 135- 143.
[20]	L. Alessio, M. Marinoni and A. Dell′Orto, “Biologi-cal Monitoring of Vanadium,” In: W.T. Clarkson, L. Friberg, F. Nordberg y R. Sanger, Eds., Biological Monitoring of Toxic Metals. Plenum Press, Nueva York, 1988, pp. 427-436.
[21]	R. J. French and J. H. Jones, “Role of Vanadium in Nutrition: Metabolism, Essentiality and Dietary Considerations,” Life Sciences, Vol. 52, No. 4, 1993, pp. 339-346.
[22]	W. Y. Bal and K. S. Kasprzak, “Induction of Oxidative DNA Damage by Carcinogenic Metals,” Toxicology Letters, Vol. 127, No. 1-3, 2002, pp. 55-62.
[23]	IARC (International Agency for Re-search on Cancer), “Monographs on the Evaluation of Car-cinogenic Risk to Humans. Cobalt in Hard-Metals and Cobalt Sulfate, Gallium Arsenide, Indium Phosphide and Vanadium Pentoxide,” Lyon, Vol. 86, 2006.
[24]	H. B. Nicolli, A. Tineo, J. W. Garcia, C.M. Falcón, M. H. Merino, “Origin and Mobility of Arsenic in Groundwater from the Pampean Plain, Argen-tina,” Water Rock Interac- tion Report, 2001 pp. 275-278.
[25]	H. Morrás, M. C. Blanco and J. D. Paoloni, “Algunas Observaciones Sobre el Origen del Arsénico en Sedimentos, Suelos y Aguas de la Región Chaco-Pampeana, Argentina,” II Taller Sedimentología y Medio Ambiente, Buenos Aires, 28-30 noviembre 2002, pp. 37-38.
[26]	J. L. Fernandez Turiel, G. Galindo, M.A. Parada, D. Gi- meno, M. García Vallés and J. Saavedra, “Estado Actual del Conocimiento Sobre el Arsénico en el Agua de Argentina y Chile: Origen, Movilidad y Tratamiento,” II Seminario Hispano-Latinoamericano sobre temas actuales de Hidrología Subterránea. IV Congreso Hidro-geológico Argentino, Río Cuarto, 25-28 octubre 2005, pp. 1-22.
[27]	P. Blanes and M. C. Jiménez, “Arsénico y otros Oligoele- mentos Asociados en la Dorsal Agrícola Central de la Pcia. del Chaco,” II Taller sobre arsénico en aguas en III Seminario Hispano-Latinoamericano sobre Temas Actales de Hidrología Subterránea. V Congreso Hidrogeológico Argen-tino, Paraná, 16-19 de octubre 2007, pp. 61-68.
[28]	M del C. Blanco, C. E. Fiorentino, J. D. Paoloni, M. E. Sequeira and M. E. Espósito, “Litologías y Calidad de Aguas Superficiales y Subterráneas: Incidencia en el Hidroarsenicismo de la Región Pampeana Sur,” II Taller sobre arsénico en aguas en el III Seminario Hispano-Latinoamericano sobre Temas Actuales de Hidro- logía Subterránea. V Congreso Hidrogeológico Argen-tino, Paraná, 16-19 de octubre 2007, pp. 93-98.
[29]	M. Gon-zalez Uriarte, “Características Geomorfológicas de la Porción Continental que Rodea la Bahía Blanca, Provincia de Buenos Aires,” 9no. Congreso Geológico Argentino, S.C. de Bariloche, Actas III, 1984, pp. 556- 576.
[30]	J. A. Luque, J. D. Paoloni and G. A. Bonorino, “Estudio Hidrológico e Hidrogeológico de la Cuenca del Río Sauce Grande,” Publicación interna de los Dptos. de Cs. Agrarias y Cs. Naturales, Univ. Nac. Del Sur, Serie Hidrológica N? 3, 1979, pp. 1-64.
[31]	M. E. Espósito, M. E. Sequeira, J. D. Paoloni, and N. M. Amiotti, “Análisis Mor-fométrico de la Cuenca Endorreica de El Divisorio, Sudoeste de la Provincia de Buenos Ai- res,” V Jornadas Interdisciplinarias del Sudoeste Bonae- renses: Ambiente y recursos naturales del suboeste bonaerense: Producción, contaminación y conser-vación, Bahía Blanca, 20-22 de agosto2008, pp. 17-29.
[32]	J. D. Paoloni, R. Vazquez and C. E. Fiorentino, “La to- pografía y la Variación de las Precipitaciones y los Escur- rimientos en el Sistema de Ventania,” Actas de las 2das, Jornadas Geológicas Bonaerenses, 1988, pp. 651-661.
[33]	M. A. Aduriz, A.O. Gargano, P. Chimeno, M. C. Saldungaray and V. P. Conti, “Caracterización de Los Agrosistemas Predominantes de la Cuenca Alta del Río Sauce Grande,” INTA-Revista RIA, Vol. 32, No. 3, Diciembre de 2003, Artículo 1. www.inta.gov.ar/ediciones/ria/32_3/art1.htm-12k.