NIVELES DE CADMIO Y PLOMO EN
UN EMBALSE SITUADO EN LA REGIÓN
NORESTE DE MÉXICO
CADMIUM AND LEAD LEVELS IN A RESERVOIR
LOCATED IN NORTHEAST MEXICO
Edgar Pérez Arriaga
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
Sergio Canales Caballero
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
Roxanna Guzman Lavin
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
Enrique Echevarria Vilchez
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
Cinthya Carina Flores Guerrero
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
pág. 12352
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i1.16810
Niveles de Cadmio y Plomo en un Embalse Situado en la Región Noreste
de México
Edgar Pérez Arriaga1
edgar.pa@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0001-8874-6963
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
Sergio Canales Caballero
sergio.cc@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0000-0368-3538
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
Roxanna Guzman Lavin
roxanna.gl@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0001-8839-0642
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
Enrique Echevarria Vilchez
enrique.ev@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0008-4529-4395
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
Cinthya Carina Flores Guerrero
cinthya.fg@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0000-7453-4580
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
RESUMEN
Ante la necesidad humana de captar agua dulce, el hombre ha diseñado embalses construidos con
diferentes tipos de materiales cuyo volumen de captación es muy variable. Desde las grandes presas
hasta embalses pequeños para uso agrícola, domestico entre otros. Muchos de estos con gran potencial
para desarrollar actividades de acuicultura. En el noreste de México, dadas las condiciones climáticas,
los embalses artificiales toman una importancia estratégica para el uso y aprovechamiento del vital
líquido. En México la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente, Clasifica al
Cadmio y Plomo dentro de los Residuos peligrosos potencialmente tóxicos al medio ambiente y a la
salud humana, ya que existen fuentes de contaminación tanto naturales como antropogénicas que
representan un riesgo de contaminación al medio ambiente. El presente estudio se realizó en un embalse
artificial en el noreste de México, en el que se analizó la calidad del agua, para determinar la presencia
de metales pesados como Cd, Pb. Dada la actividad antropogénica en la zona, se recolectaron muestras
de agua durante las estaciones de otoño e invierno, en sitios determinados mediante la utilización de
sistemas aéreos pilotados remotamente (RPAS). Los resultados obtenidos mediante la técnica de
espectrofotometría mostraron presencia de Cadmio (Cd), arrojando diferencias significativas entre los
máximos y mínimos entre los puntos de recolección. Para el caso del caso del Plomo (Pb) su presencia
fue mínima, finalmente se concluye que la actividad antropogénica, no representa una fuente de emisión
de contaminantes para el embalse.
Palabras clave: metales pesados, embalse artifiial, noreste de México
1
Autor principal
Correspondencia: edgar.pa@cdvictoria.tecnm.mx
pág. 12353
Cadmium and Lead Levels in a Reservoir Located in Northeast Mexico
ABSTRACT
Given the human need to collect freshwater, man has designed reservoirs built with different types of
materials whose collection volume is highly variable. From large dams to small reservoirs for
agricultural, domestic and other uses. Many of these with great potential to develop aquaculture
activities. In northeastern Mexico, given the climatic conditions, artificial reservoirs take on strategic
importance for the use and aprovechamiento of the vital liquid. In Mexico, the General Law of
Ecological Equilibrium and Environmental Protection classifies Cadmium and Lead as hazardous waste
potentially toxic to the environment and human health, since there are both natural and anthropogenic
sources of pollution that represent a risk of contamination to the environment. The present study was
carried out in an artificial reservoir in northeastern Mexico, in which the water quality was analyzed to
determine the presence of heavy metals such as Cd, Pb. Given the anthropogenic activity in the area,
water samples were collected during the autumn and winter seasons, at sites determined by the use of
remotely piloted aircraft systems (RPAS). The results obtained by the spectrophotometry technique
showed the presence of Cadmium (Cd), showing significant differences between the maximums and
minimums between the collection points. In the case of Lead (Pb), its presence was minimal, and it is
finally concluded that anthropogenic activity does not represent a source of emission of pollutants for
the reservoir.
Keywords: heavy metals, artificial reservoirs, northeast Mexico
Artículo recibido 06 enero 2025
Aceptado para publicación: 11 febrero 2025
pág. 12354
INTRODUCCIÓN
Los metales pesados se encuentran en forma natural en la corteza terrestre. Estos se pueden convertir
en contaminantes si su distribución en el ambiente se altera mediante actividades humanas. En general
esto puede ocurrir durante la extracción minera, el refinamiento de productos mineros o por la liberación
al ambiente de efluentes industriales y emisiones vehiculares. Además, la inadecuada disposición de
residuos metálicos también ha ocasionado la contaminación del suelo, agua superficial y subterránea y
de ambientes acuáticos. (Alloway, 2013).
Las emisiones de contaminantes a la atmósfera de origen antropogénico, como el selenio (Se), mercurio
(Hg) y manganeso (Mn), representan una creciente preocupación debido a sus potenciales efectos
adversos sobre la salud humana y el medio ambiente. La quema de combustibles fósiles, especialmente
carbón, constituye una fuente principal de estos elementos traza, liberándolos en forma gaseosa o
particulada (Pacyna et al., 2010).
Entre las principales fuentes de emisión de los metales de mayor preocupación en México se tiene:
Plomo (Fundición primaria y secundaria de metales, loza vidriada, producción de pinturas, elaboración
de latas soldadas con plomo, industria electrónica y de cómputo, uso de gasolina con plomo).
Cadmio (Baterías Recargables de Níquel/Cadmio (Ni/Cd), fertilizantes, pigmentos y estabilizadores en
Plástico y PVC, pigmentos en Pinturas, galvanización, catalizadores y conservadores en la Industria del
Plástico, elaboración de Pintura y Aleaciones. (ATSDR, 2012).
La contaminación del agua por metales pesados como el cadmio (Cd) y el plomo (Pb) representa una
grave amenaza para la salud pública y el medio ambiente. Estos elementos, altamente tóxicos incluso
en bajas concentraciones, se acumulan en los organismos vivos y pueden causar una variedad de
efectos adversos a largo plazo (Järup, 2003). La identificación y evaluación precisa de la presencia de
Cd y Pb en fuentes de agua potable es fundamental para el desarrollo de políticas públicas efectivas que
protejan la salud de la población y garanticen el acceso a agua segura.
Identificación de Cadmio y Plomo en Agua
La identificación de Cd y Pb en agua requiere el uso de técnicas analíticas sensibles y precisas. La
espectrometría de absorción atómica (AAS) y la espectrometría de masas con plasma inductivamente
acoplado (ICP-MS) son métodos ampliamente utilizados para la determinación de estos metales en
pág. 12355
muestras de agua (Naseri et al., 2014). Estas técnicas permiten la cuantificación de Cd y Pb a niveles
traza, lo cual es crucial para evaluar el riesgo potencial para la salud humana. Además de los métodos
instrumentales, se han desarrollado métodos electroquímicos y sensores ópticos que ofrecen
ventajas en términos de portabilidad, costo y rapidez (Li et al., 2016). Estos métodos son
especialmente útiles para el monitoreo in situ y la detección temprana de la contaminación por
Cd y Pb.
Evaluación de Riesgos para la Salud Pública
La evaluación del riesgo para la salud pública asociado a la presencia de Cd y Pb en agua implica la
consideración de diversos factores, como la concentración de los metales en el agua, la vía de
exposición (ingestión, inhalación, contacto dérmico), la duración y frecuencia de la exposición, y
la susceptibilidad de la población expuesta (WHO, 2011). El Cd se acumula principalmente en los
riñones, donde puede causar daño renal crónico y aumentar el riesgo de enfermedades
cardiovasculares (Satarug et al., 2010). El Pb afecta principalmente al sistema nervioso,
especialmente en niños, causando problemas de aprendizaje, comportamiento y desarrollo
cognitivo (Lanphear et al., 2005). Además, ambos metales son clasificados como carcinógenos
humanos por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). La evaluación
de riesgos es fundamental para establecer límites máximos permisibles de Cd y Pb en agua
potable y para implementar medidas de control y remediación eficaces.
Impacto en Políticas Públicas
La presencia de Cd y Pb en agua tiene un impacto significativo en las políticas públicas
relacionadas con la gestión del agua y la protección de la salud pública. Las normativas
nacionales e internacionales establecen límites máximos permisibles de Cd y Pb en agua potable
para proteger la salud de la población. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda
un límite máximo de 3 µg/L para el Cd y 10 µg/L para el Pb en agua potable (WHO, 2017).
Las políticas públicas deben garantizar el cumplimiento de estos límites a través del monitoreo
regular de la calidad del agua, la implementación de sistemas de tratamiento adecuados y la
promoción de prácticas sostenibles de gestión del agua.
pág. 12356
Además, las políticas públicas deben abordar las fuentes de contaminación por Cd y Pb, como
la minería, la industria y la agricultura, para prevenir la contaminación del agua en su origen.
Impacto en la Salud Pública
La exposición a Cd y Pb a través del agua potable puede tener graves consecuencias para la
salud pública. La intoxicación crónica por Cd puede causar daño renal, enfermedades
cardiovasculares, osteoporosis y cáncer (IARC, 2012). La exposición al Pb, especialmente en
niños, puede afectar el desarrollo neurológico, causando problemas de aprendizaje,
comportamiento y disminución del coeficiente intelectual (Needleman et al., 1990). Los efectos
del Pb en la salud son irreversibles y pueden tener consecuencias a largo plazo para el individuo
y la sociedad. La contaminación del agua por Cd y Pb representa una carga significativa para
los sistemas de salud pública, generando costos asociados al tratamiento de enfermedades y la
pérdida de productividad. Es esencial implementar medidas de prevención y control para proteger
la salud de la población y reducir el impacto de la contaminación por Cd y Pb en la salud
pública.
METODOLOGÍA
Mediante el uso de imágenes aéreas utilizando RPAS, se determinaron 10 sitios para la recolección de
muestras de agua a una distancia aproximada de 200 metros entre cada punto (Tabla 1). Con repeticiones
mensuales durante 6 meses iniciando en el mes de septiembre y terminando en febrero del año siguiente.
La toma de muestra se realizó durante el día entre las 10:00 y 12:00 hrs, para cada sitio se utilizó un
frasco de polietileno de 500 ml previamente rotulado y lavado con una solución de 5:1 de HNO3 (ácido
nítrico) al 75%, para lograr un pH de 1.6 a 2. En cada sitio se tomó una muestra de agua a una
profundidad aproximada de 15 cm, las muestras se conservaron y transportaron en hieleras con hielo a
fin de mantenerlas frescas hasta llegar al laboratorio de calidad de agua de la Universidad Autónoma de
Tamaulipas, para su análisis por medio de la técnica de espectrofotometría. La detección de metales
pesados (Pb, Cd y Hg) se determinó empleando la técnica estandarizada para el fotómetro Spectroquant
SQ 118 de Merck.
La determinación de pesticidas en agua se realizó por el método de cromatografía de gases publicado
en el Diario Oficial de la Federación (DOF-Segob,2014).
pág. 12357
Imagen 1
Tabla 1. Localización de los puntos de muestreo
Punto
Latitud
Longitud
1
N 23°50'45.21''
W 99°10'22.18''
199.9
2
N 23°50'49.79''
W 99°10'27.21''
199.6
3
N 23°50'54.85''
W 99°10'31.60''
199.8
4
N 23°50'57.71''
W 99°10'37.95''
200.4
5
N 23°50'57.92''
W 99°10'45.03''
200.5
6
N 23°50'57.62''
W 99°10'52.12''
200.2
7
N 23°50'54.89''
W 99°10'45.69''
199.8
8
N 23°50'51.71''
W 99°10'39.51''
199.7
9
N 23°50'45.22''
W 99°10'39.68''
199.9
10
N 23°50'45.41''
W 99°10'32.62''
0
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los valores de cadmio encontrados en el muestro se encuentran dentro de los límites permisibles,
siendo el promedio 0.101 mg/L, con rangos máximos de 0.183 y mínimos de 0.027, se concluye que se
encuentran dentro de los parámetros que permiten un adecuando uso del recurso. (Figura 1)
pág. 12358
Cadmio
Mean = 0.1016
Mean±SD
= (0.0965, 0.1068)
Mean±1.96*SD
= (0.0916, 0.1117)
0.090
0.092
0.094
0.096
0.098
0.100
0.102
0.104
0.106
0.108
0.110
0.112
0.114
Figura 1 Promedio Mensual de Cadmio
En la siguiente grafica se muestran los niveles totales de máximos y mínimos encontrados de Cadmio,
determinando que los límites oscilan entre un mínimo de 0.097700 mg/L y un máximo de
0.110300mg/L, en el caso de la media fue de 0.101633 mg/L, se obtuvo una desviación estándar de
0.005142 mg/L.
Grafica 1.- Niveles de Cadmio
El resultado del análisis de plomo en agua arrojo un promedio de 0.145mg/L Con una variación máxima
de 0.3 y mínima de 01. Lo que permite la explotación acuícola y agrícola del recurso hídrico. (Figura 2)
0,105
0,1103
0,1013
0,0978 0,0977 0,0977
0,09
0,092
0,094
0,096
0,098
0,1
0,102
0,104
0,106
0,108
0,11
0,112
Promedio
MG/L
MENSUAL
Promedio Mensual de Cadmio
SEP OCT NOV DIC ENE FEB
pág. 12359
Plomo
Mean = 0.145
Mean±SD
= (0.1148, 0.1752)
Mean±1.96*SD
= (0.0859, 0.2041)
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
0.22
Figura 2 Promedio Mensual de Plomo
En la siguiente grafica se muestran los niveles totales de máximos y mínimos encontrados de Plomo,
determinando que los límites oscilan entre un mínimo de 0.110000 mg/L y un máximo de
0.200000mg/L, en el caso de la media fue de 0.145000 mg/L, se obtuvo una desviación estándar de
0.030166mg/L.
Grafica 2.- Niveles de Plomo
0,14 0,13
0,2
0,14 0,15
0,11
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
Promedio
MG/L
TÍTULO DEL EJE
Promedio Mensual de Plomo
SEP OCT NOV DIC ENE FEB
pág. 12360
Comparativo de los Niveles de Cadmio y Plomo
Mean
Mean±SD
Mean±1.96*SD
Cadmio Plomo
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
0.22
Grafica 3.- Comparativo de Niveles de Cadmio y Plomo
CONCLUSIONES
El estudio realizado en el embalse artificial en el noreste de México tuvo como objetivo principal
analizar la calidad del agua, específicamente en lo que respecta a la presencia de metales pesados como
el cadmio (Cd) y el plomo (Pb). La importancia de este análisis radica en la necesidad de garantizar la
salud pública y la protección del medio ambiente, ya que la contaminación por metales pesados
representa una grave amenaza.
Los resultados obtenidos mediante la técnica de espectrofotometría revelaron la presencia de cadmio
en el agua del embalse. Se observaron diferencias significativas entre los valores máximos y mínimos
de concentración de cadmio en los distintos puntos de recolección de muestras. Sin embargo, es
importante destacar que los niveles de cadmio detectados se mantuvieron dentro de los límites
permisibles establecidos por la normativa vigente.
En cuanto al plomo, su presencia en el agua del embalse fue mínima. Los valores registrados se ubicaron
por debajo de los límites máximos permitidos para la explotación acuícola y agrícola del recurso
hídrico.
pág. 12361
Con base en estos resultados, se puede concluir que la actividad antropogénica en la zona del embalse
no representa una fuente significativa de emisión de cadmio y plomo al agua. No obstante, es
fundamental mantener un monitoreo constante de la calidad del agua para detectar cualquier cambio
que pudiera comprometer la salud humana y el medio ambiente.
Es importante destacar que la presencia de cadmio, aunque dentro de los límites permisibles, debe ser
considerada con atención. El cadmio es un metal pesado que puede acumularse en los organismos vivos
y causar efectos adversos a largo plazo, incluso en bajas concentraciones. Por lo tanto, se recomienda
continuar con el monitoreo de este metal en el agua del embalse y evaluar la posibilidad de implementar
medidas preventivas para minimizar su presencia.
En resumen, el estudio realizado en el embalse artificial en el noreste de México proporciona
información valiosa sobre la calidad del agua en relación con la presencia de metales pesados. Los
resultados obtenidos permiten concluir que la actividad antropogénica en la zona no representa una
fuente significativa de contaminación por cadmio y plomo. Sin embargo, se destaca la importancia de
mantener un monitoreo constante de la calidad del agua y de implementar medidas preventivas para
proteger la salud pública y el medio ambiente.
DISCUSIÓN
Los resultados de este estudio coinciden con la creciente preocupación sobre la presencia de metales
pesados en cuerpos de agua a nivel mundial. Si bien las concentraciones de Cd y Pb en el embalse
estudiado se encuentran dentro de los límites permisibles, es crucial considerar el impacto a largo plazo
de la acumulación de estos metales en el ecosistema y la salud humana.
Un estudio reciente de Li et al. (2023) sobre la contaminación por metales pesados en ríos de China,
destaca la importancia de monitorear continuamente la calidad del agua, incluso cuando los niveles de
contaminantes se encuentren por debajo de los límites regulatorios. Los autores señalan que la
bioacumulación de metales pesados en la cadena alimentaria puede tener efectos adversos significativos
en la salud humana y la biodiversidad.
En el contexto de la gestión de recursos hídricos, la investigación de Wang et al. (2022) sobre el uso de
sistemas de teledetección para monitorear la calidad del agua en embalses, ofrece una perspectiva
interesante.
pág. 12362
Los autores proponen que la integración de tecnologías como RPAS con análisis de laboratorio puede
proporcionar una visión más completa de la dinámica de la contaminación por metales pesados.
Es importante destacar que la evaluación de riesgos para la salud pública debe considerar no solo las
concentraciones de metales pesados en el agua, sino también la vía de exposición, la duración y
frecuencia de la exposición, y la susceptibilidad de la población expuesta (WHO, 2011). En este
sentido, la investigación de Satarug et al. (2010) sobre los efectos del cadmio en la salud humana,
subraya la necesidad de implementar medidas preventivas para minimizar la exposición a este metal,
incluso en niveles considerados "seguros".
Finalmente, es fundamental que las políticas públicas aborden las fuentes de contaminación por Cd y
Pb, como la minería, la industria y la agricultura, para prevenir la contaminación del agua en su origen
(WHO, 2017). La investigación de Järup (2003) sobre los peligros de la contaminación por metales
pesados, enfatiza la importancia de un enfoque integral que incluya la regulación de las emisiones
industriales, el tratamiento de aguas residuales y la promoción de prácticas agrícolas sostenibles.
En conclusión, este estudio contribuye a la comprensión de la problemática de la contaminación por
metales pesados en embalses artificiales. Los resultados obtenidos, junto con la literatura reciente sobre
el tema, resaltan la necesidad de un monitoreo continuo, la implementación de medidas preventivas y
la integración de políticas públicas para proteger la salud humana y el medio ambiente.
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