Detección de metales pesados ​​en muestras de cabello

Sudáfrica alberga el depósito de oro más grande conocido en la Tierra, la cuenca de Witwatersrand, cerca de Johannesburgo. Cuando se extrae el metal precioso deseado, los desechos mineros nocivos, tóxicos y radiactivos salen a la superficie como subproductos. Un equipo de investigación internacional, en el que participan científicos del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), está ayudando a determinar el grado de contaminación por uranio e identificar qué poblaciones corren mayor riesgo. Para hacerlo, los investigadores de Dresden están analizando muestras de cabello individuales.

«En un estudio preliminar, ya detectamos niveles elevados de uranio en las muestras de cabello de las personas que viven en las cercanías de los vertederos de minas y presas de relaves en la región», explica la Dra. Susanne Sachs del Instituto de Ecología de Recursos de HZDR. El Dr. Johannes Raff, jefe del Departamento de Biogeoquímica del instituto, agrega que «con el nuevo estudio que estamos realizando como parte de la colaboración, ahora deseamos abordar la cuestión de cómo las concentraciones de uranio medidas se relacionan con las condiciones geográficas y demográficas. .» Se estima que 1,6 millones de personas de diferentes orígenes sociales y étnicos viven en las inmediaciones de los depósitos de desechos mineros. Muchos de ellos desconocen el peligro que emana de los residuos mineros.

Este es especialmente el caso de los niños y adolescentes de quienes los investigadores sudafricanos recolectaron muestras de cabello durante la primera fase del estudio, tanto de las regiones expuestas como de un grupo de control sin exposición. El cabello es adecuado como material de muestra porque las concentraciones de metales pesados ​​medidas en dichas muestras también son representativas de períodos más largos de exposición previa, a diferencia de las muestras de sangre u orina, por ejemplo. El cabello también proporciona información sobre si el metal pesado ha entrado en el torrente sanguíneo. Para facilitar la comparación posterior de las muestras, los investigadores también registran información esencial del niño, incluidas las medidas de peso y altura, edad, sexo, ocupación de los padres, estado de salud, fuentes de agua, presencia de animales y alimentos cultivados en casa, y otros factores. Además, analizan muestras ambientales, incluidos el suelo y el polvo del entorno circundante. La dirección predominante del viento con respecto a los depósitos de desechos de la mina puede jugar un papel especial en la determinación de la exposición al uranio.

Detección de uranio en las muestras con espectrometría de masas

En la siguiente fase, los colegas sudafricanos envían las muestras de cabello recolectadas a Alemania, donde se analizan en los laboratorios HZDR y VKTA en el sitio de investigación de Dresden-Rossendorf. De particular importancia para estos análisis es la experiencia disponible en Rossendorf en el manejo de radionúclidos y en el análisis de concentraciones de trazas en muestras complejas. Después de una elaborada trituración, homogeneización, purificación y digestión de las muestras de cabello, los investigadores obtienen una solución que pueden analizar mediante un espectrómetro de masas. El instrumento separa los elementos contenidos en la solución según sus masas atómicas y de esta manera determina el contenido de uranio hasta el microgramo. Luego, los resultados medidos se evalúan junto con los datos demográficos recopilados, así como con el contenido de uranio de las muestras ambientales y otros factores.

«A partir de los resultados del estudio, esperamos poder comprender mejor las vías de exposición al uranio y que los riesgos de salud asociados para la población puedan estimarse de manera más confiable», dice Sachs. «El estudio también puede ayudar a desarrollar nuevas regulaciones para garantizar que la población local esté mejor protegida».