El documento describe la contaminación por mercurio producto de la minería informal en Perú dedicada a la extracción de oro. Explica que el mercurio se usa comúnmente en la amalgamación para separar el oro de las arenas, pero que este proceso libera mercurio al medio ambiente de forma no controlada, contaminando suelos y aguas. Se mencionan varias técnicas para tratar la contaminación por mercurio como la solidificación/estabilización, lavado de suelos, precipitación y adsorción, siendo esta última us

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Complejos org nicos e inorg nicos矣 HgS
SEDIMENTO Hg(0) Hg+2 CH3Hg
+ CH3HgCH3
AGUA Hg(0) Hg+2
CH
3
Hg
+
CH3HgCH3
AIRE Hg(0) Hg+2
PECES
CH3HgCH3
BIORREMEDIACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN
POR MERCURIO EN MINERIA INFORMAL
José J. Guerrero Rojas Zoila Ortiz Gárate
BIOMTEK Research EIRL
esojgue@yahoo.com
RESUMEN
La minería informal, dedicada principalmente a la
extracción de oro, es un consumidor intensivo de
mercurio, que al no ser manejado adecuadamente
origina contaminación y deterioro tanto de cursos
de agua como de los suelos donde se desarrollan
las actividades extractivas.
El mercurio suele presentarse de manera natural en
forma metálica, orgánica e inorgánica, siendo las
formas más comunes el mercurio elemental; sulfuro
de mercurio conocido como cinabrio; el cloruro de
mercurio; y metilmercurio. Históricamente, este
metal y sus productos son empleados con
propósitos industriales, médicos y cosméticos.
Los efectos tóxicos del mercurio, y particularmente
el metilmercurio – la forma orgánica del metal, se
evidencian por un retraso en el desarrollo
neurológico en fetos y en niños pequeños, además
de provocar daños en el sistema nervioso central
de los adultos. Hay que precisar que en zonas de
explotación aurífera artesanal, cercanos a cursos
de agua, las personas resultan intoxicadas por el
consumo de pescados con metilmercurio.
Palabras clave: mercurio,
biorremediación, minería informal, Hg,
descontaminación.
INTRODUCCION
El mercurio (Hg) o azogue es un
metal pesado plateado que a
temperatura ambiente se presenta bajo
la forma de un líquido inodoro (no tiene
olor). En la naturaleza, puede ser
encontrado en suelo, agua y aire, bajo
la forma de mercurio elemental (metálico),
inorgánico y orgánico. Las formas naturales más
comunes son el mercurio elemental, sulfuro de
mercurio o cinabrio, cloruro y metil mercurio.
Su capacidad para formar aleaciones con
algunos metales como el oro y la plata,
produciendo amalgamas, ha difundido su uso en la
recuperación de estos metales, principalmente por
los llamados mineros artesanales.
Adicionalmente, al aumentar su temperatura
este metal produce vapores tóxicos y corrosivos,
más pesados que el aire, con lo que se convierte
en un producto altamente dañino cuando es
inhalado, ingerido o en contacto, produciendo
irritación en piel, ojos y vías respiratorias.
De acuerdo a la Agencia de Protección
Ambiental de los Estados Unidos –USEPA
(10)
, el
mercurio elemental tiene una alta presión de vapor
que provoca su evaporación hacia la atmósfera
fácilmente convirtiéndolo en un riesgo respiratorio.
De otro lado, el mercurio orgánico, particularmente
el metil mercurio, es un potente neurotóxico capaz
de detener el desarrollo neurológico en fetos y
niños pequeños asi como de causar daños en el
sistema nervioso central de los adultos. Altas
exposiciones al mercurio inorgánico dañaran el
tracto gastrointestinal, el sistema nervioso y los
riñones. Sin embargo, se debe señalar que los
compuestos de mercurio inorgánico y orgánico
pueden ser absorbidos por el sistema
gastrointestinal y afectar a otros órganos por esta
vía, aunque las formas orgánicas son absorbidas
más fácilmente que las inorgánicas.
Por su parte, Von Canstein, et. al. (2002)
señala que los ciclos del mercurio en el ambiente
son el resultado de actividades naturales y
humanas. Las actividades humanas más
responsables de las emisiones de mercurio lo

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constituyen (i) la incineración de combustibles y
materiales que contiene mercurio y (ii) aquellos
procesos industriales que utilizan celdas o células
de mercurio como en la industria de los cloroalcalis.
Sin equipos apropiados que retengan el
mercurio, este metal pesado es eliminado al medio
ambiente en cantidades importantes. Se debe
precisar que una vez que el metal ingresa en un
cuerpo de agua, ya sea de manera directa o a
través del aire, la forma inorgánica puede ser
metilada, por vía biótica o abiótica a su forma más
dañina: metilmercurio. Hay que indicar que este
tóxico se biomagnifica fácilmente como parte de la
cadena alimenticia, poniendo en riesgo los
ecosistemas y la salud pública.
Se debe señalar que el mercurio inorgánico
también puede hallarse en pequeñas cantidades en
algunos tipos de rocas (por ejemplo, granito y
esquistos), así como en la vecindad de algunos
volcanes activos, donde los niveles del metal son
elevados.
Asimismo, se debe indicar que algunas
actividades antropogénicas son responsables de
las emisiones de mercurio a la atmosfera. Entre
ellas, se puede citar a las centrales eléctricas a
base de carbón, las que en Estados Unidos son las
responsables de más del 45% de todas las
emisiones domésticas de mercurio. Hay que
señalar que una vez que el mercurio se encuentra
en la atmósfera, puede diseminarse ampliamente y
circular por años.
La mayoría de cuerpos de agua naturales,
incluyendo superficiales y subterráneas, registran
de manera natural niveles muy pequeños del metal,
microgramos por litro (µg/L), que dependen del tipo
de roca por donde fluye, habiéndose reportado
niveles tan altos como 70 µg/L en aguas dulces.
Hay que destacar que el mercurio depositado en el
agua tiene el potencial de ser convertido en
metilmercurio, una forma del metal que es
bioacumulable en peces y animales.
USOS, QUIMICA Y TOXICOLOGIA
Históricamente, se le conocen
múltiples usos ya sea con propósitos
industriales, medicinales y cosméticos. En
la actualidad, su empleo involucra la
producción de cloro-alcalis, en la
fabricación de cables e interruptores
eléctricos, en instrumentos de medición y
control y en usos dentales.
Según un estudio publicado por la US-
EPA
(10)
, el 2007, el mayor uso del mercurio en el
año 2004 estuvo dirigido am la fabricación y
producción de cables e interruptores eléctricos (63
toneladas) seguido por el empleo en odontología
(35 toneladas) y los cloroalcalis con 14 toneladas;
aunque el informe precisa que se registraba una
disminución de casi el 50% en el uso de este metal
entre 1995 y el 2004.
Como ya se ha indicado, el mercurio y en
especial sun forma orgánica – metilmercurio- es
una potente neurotoxina capaz de menoscabar el
desarrollo neurológico en fetos y en niños
pequeños además de provocar daño en el sistema
nervioso central de los adultos. Adicionalmente, las
altas exposiciones al mercurio inorgánico pueden
dañar el sistema digestivo, el sistema nervioso y los
riñones. Tanto el mercurio orgánico como el
inorgánico son absorbidos vía el tracto
gastrointestinal y desde aquí afectar a otros
sistemas.
De otro lado, el mercurio elemental puede
ser origen de efectos negativos en la salud cuando
son aspirados bajo la forma de vapor y depositados
en los pulmones. Esto puede ser consecuencia de
una exposición a derrames de mercurio o a la
ruptura de materiales que lo contienen y exponen al
metal al aire, particularmente en habitaciones
cálidas o pobremente ventiladas.
En zonas con presencia de mercurio en
cuerpos de agua, las personas pueden verse
expuestas a cantidades toxicas de mercurio debido
al consumo de pescado contaminado con
metilmercurio.
Pero debemos tener en cuenta que la
exposición al mercurio no puede limitarse
exclusivamente, o mayoritariamente, al consumo de
peces y otros alimentos contaminados sino también
a otras fuentes como las amalgamas dentales, usos
domésticos y a la emisiones provenientes del
quemado de carbón y a residuos mercuriales, así
como al contacto con mercurio en suelos, al minado
y recuperación de metales preciosos, entre otros.
Una problemática adicional lo constituyen las
emisiones de mercurio a la atmósfera producto de
la quema o incineración de productos a los que se

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les ha añadido el metal – por ejemplo, baterías,
amalgamas dentales, termómetros, productos
químicos de laboratorio, ciertos interruptores
eléctricos (como en termostatos y bombas,
pinturas, y más recientemente los llamados focos
ahorradores, entre otros – como parte de su
proceso de fabricación.
Según el reporte de The Mercury Project
(2009) alrededor del 50% del consumo mundial de
mercurio se destina a la fabricación de estos
productos anualmente y que mucho del metal
termina en la corriente de desechos, la mayoría de
los cuales termina siendo incinerado.
En el informe se indica que el mayor
contribuyente de estas emisiones de mercurio a la
atmósfera son los procesos de incineración de
desechos, entre los que se cuentan los desechos
médicos, los municipales y los peligrosos, así como
el quemado de lodos de aguas residuales
municipales, de vertederos y la quema a cielo
abierto.
Cuando cualquier desecho que contiene
mercurio es incinerado, la mayor parte del metal es
vaporizado durante el proceso de combustión y de
dependiendo de la naturaleza de los equipos de
control de emisiones al aire, una parte del mercurio
es eliminada a la atmósfera mientras que la
restante es retenida en las cenizas o en otros
residuos de combustión. Mucho de este mercurio
en la atmósfera retorna a la tierra por arrastre de
las lluvias o por deposición seca.
Se debe tener presente que una vez
liberado, el mercurio puede persistir en el ambiente,
donde circula entre aire, agua, sedimentos, suelo y
biota en diversas formas.
MERCURIO EN PERU Y MINERIA INFORMAL
Brooks, W.E., Sandoval, E., Yepez, y M.A.,
Howell H., 2007
(1)
, señalan que en Sudamérica el
mayor uso del mercurio está dirigido a la minería
artesanal además de la producción de cloroalcalis,
amalgama dental, entre otros usos.
En el Perú, el uso del mercurio en la
extracción artesanal de oro data desde la época
Moche. En el período comprendido entre 1990 y
1999 la producción de oro artesanal alcanzó un
aproximado de 20 toneladas por año del metal,
según estadísticas del Ministerio de Energía y
Minas.
En el presente siglo, en el 2001
aproximadamente el 17% de la producción total de
oro provino de la minería artesanal a partir de vetas
y ocurrencias aluviales, y de este total, el m70% se
obtuvo en Madre de Dios. El 2004, la extracción
artesanal de oro fue del 9% del total del oro
producido en el país.
El principal método de uso del mercurio en la
minería informal es mediante la amalgamación, un
proceso que involucra la mezcla del metal con
arenas auríferas para formar un producto que es
recuperado a manera de un botón metálico.
Posteriormente, el “botón” de oro-mercurio es
sometido a calor para vaporizar el mercurio y dejar
el metal precioso en el fondo del recipiente.
TECNICAS DE REMEDIACION
La literatura reporta la existencia de
numerosas tecnologías que permitan el tratamiento
de mercurio, entre las que se indican la
precipitación; coagulación/coprecipitación, y la
adsorción con carbón activado. Adicionalmente, se
tiene el intercambio iónico que históricamente ha
estado limitado al uso de resinas aniónicas para
procesar aguas residuales industriales con
contenido de mercurio inorgánico.
Otras tecnologías incluyen la reducción
química, separación por membranas, tecnicas
emergentes como adsorción de macrociclos,
extracción por membranas y el tratamiento
biológico.
A continuación, veamos algunas de estas
tecnologías:
Solidificación/Estabilización (in situ o ex
situ)
Es la tecnología más frecuentemente
utilizada para el tratamiento de suelos y desechos
contaminados. La literatura reporta que esta
tecnología ha sido empleada para lograr niveles de
limpieza establecidos por la regulación, y es
disponible comercialmente para el tratamiento de
suelo y residuos, y genera un residuo que
usualmente no requiere tratamiento posterior antes
de su disposición final.
Lavado de suelos / Extracción ácida (ex
situ)
Utilizada en primer lugar para tratar suelos
con bajos contenidos de arcilla ya que estos
tienden a separarse en finas fracciones altamente
contaminadas. Es poco efectivo para suelos con
altos contenidos orgánicos, porque la fracción
orgánica interfiere con la eliminación del
contaminante.
Tratamiento Térmico (ex situ)

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Igual que la deserción térmica o “retortado”,
usado para rutinariamente para tratar residuos
médicos e industriales que contienen mercurio,
pero no es adecuado para suelos con alto
contenido de arcilla o materia orgánica y requiere el
tratamiento de gases mercuriales.
Vitrificación (in situ o ex situ)
Puede ser empleado cuando una
combinación de contaminantes está presente y que
no pueden ser tratados usando solo
solidificación/estabilización. También se emplea
para desechos con alto contenido de materia
orgánica.
Precipitación / coprecipitación
La tecnología más frecuentemente usada
para el tratamiento de aguas contaminadas. La
efectividad de este proceso no se ve afectada por
la presencia de características o contaminantes que
afectan a otras tecnologías. Aunque requiere
operadores calificados es un proceso más efectivo
a gran escala.
Adsorción
Es un método que puede verse afectado por
las características del medio y de los
contaminantes cuando se lo compara con el
tratamiento anterior. Los sistemas pequeños que
emplean esta tecnología suelen tener bajos costos
operativos y de mantenimiento. La adsorción se
usa con mayor frecuencia en situaciones en las que
el mercurio es el único contaminante a ser
eliminado, para sistemas relativamente pequeños.
Filtración de Membrana
Efectivo para el tratamiento de mercurio pero
su uso es menos frecuente debido a que su costo
tiende a ser elevado y produce un gran volumen de
residuos que las otras tecnologías. Es muy sensible
a una variedad de contaminantes y características
presentes en el agua sin tratamiento. Se debe
prevenir el taponamiento de la membrana por la
presencia de solidos suspendidos, compuestos
orgánicos, coloides, entre otros.
BIORREMEDIACIÓN
Ya sea in situ o ex situ, la biorremediación de
mercurio ha probado ser una tecnología efectiva
para el tratamiento de la contaminación con este
metal.
El proceso se basa fundamentalmente en la
capacidad de ciertos grupos biológicos de soportar
altas concentraciones de mercurio presentes en los
medios donde se encuentran. Los mecanismos de
esta resistencia se encuentran codificadas en
genes que les permite modificar la forma
contaminante – usualmente el metilmercurio – y
transformarlo en una forma menos tóxica o en
mercurio elemental. Adicionalmente, puede
presentarse una acumulación o retención del
químico en la biomasa microbiana.
De otro lado, en los últimos tiempos existe
una tendencia a realizar mejoramiento genético a
ciertas especies vegetales (transgénicos) para que
presenten la capacidad de tolerar altas
concentraciones de mercurio en el suelo y eliminar
– o disminuir – su capacidad tóxica
(5, 11)
. Entre las
especies vegetales a la que se le ha insertado esta
capacidad está Arabidopsis thaliana, gracias a la
inclusión y expresión del gen MerA, mostrando que
no sólo es capaz de absorber y concentrar iones
mercurio sino también reducirlo a un mercurio
elemental menos tóxico.
Tratamiento Microbiano
De Jaysankar y N. Ramaiah(3)
precisan que
las observaciones sobre la presencia y distribución
de bacterias nativas capaces de tolerar altas
concentraciones de metales es de vital importancia
en la ecología microbiana para entender en toda su
extensión la contaminación por metales así como
reflejar la habilidad de estas formas nativas para
sobrevivir en ambientes extremos y conocer
además sus funciones metabólicas que expliquen
este comportamiento.
Los investigadores indican que muchas
actividades humanas tienen un impacto negativo
sobre varios procesos biológicos y no hay duda de
que estos continuarán afectando el normal
funcionamiento de ecosistemas altamente
productivos. Por ello es importante obtener
información valiosa sobre la presencia de
organismos procarióticos heterotróficos y
resistentes al mercurio y de su adaptación que
permitirán entender el ciclo biogeoquímico del
mercurio y luego aplicar este conocimiento para el
tratamiento de áreas contaminadas o con elevadas
concentraciones del metal.
Las bacterias resistentes al mercurio (MRB –
Mercury-resistant bacteria) están ampliamente
distribuidas en la naturaleza, totalizando
aproximadamente entre el 1- 10% del total de
bacterias heterotróficas aeróbicas. Pueden ser
aisladas si enriquecimiento previo, sin embargo,
cepas más resistentes son más abundantes en
ambientes contaminados con mercurio, donde
hasta el 50% puede desarrollar en agar nutriente
con concentraciones tan altas como 50 µM (10
ppm) Hg[II], mientras que las cepas sensibles solo

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pueden tolerar, en el mejor de los casos, hasta 1
µM en el medio de cultivo.
La presencia de MRB está
frecuentemente correlacionada con el nivel de
contaminación mercurial en un ambiente,
aunque también pueden ser aisladas en
ambientes no contaminados.
Mecanismos de biorremediación (4)
Los microorganismos pueden sobrevivir a
elevadas concentraciones de sales mercuriales
debido a diferentes mecanismos.
Reducción enzimática a Hgº y
volatilización
El mecanismo más común de resistencia
al mercurio en las bacterias es la reducción
enzimática de iones de mercurio bivalente (Hg2+
)
a su forma elemental (Hgº) por la flavoenzima
citoplasmática mercurio-reductasa.
El mecanismo común de destoxificación de
Hg2+
en todos los determinantes de resistencia al
mercurio en bacterias Gram negativas es el
transporte de iones Hg
2+
hacia el citoplasma
seguido de su reducción a la forma de mercurio
elemental, Hgº
. El transporte o captura de mercurio
se debe al transportador específico MerT (y en
algunos casos a los transportadores auxiliares
MerC y/o MerF). El mercurio elemental parece ser
eliminado por difusión pasiva desde la célula bajo
condiciones fisiológicas normales. La consiguiente
volatilización del mercurio remueve este material
del ambiente circundante antes de que ocurra una
re-oxidación.
Formación de HgS insoluble
El sulfuro de mercurio (HgS) puede formarse
por la reacción directa de Hg
2+
con el Hg2S
producido anaeróbicamente por la bacteria
Clostridium cochlearium; aunque también se
reporta la capacidad de Klebsiella aerogenes de
producir HgS cuando se lo cultiva de manera
continua en un ambiente aeróbico.
Remoción de mercurio en aguas residuales
Las bacterias también presentan la
capacidad de remover el mercurio presente en
aguas residuales. Las investigaciones(4)
reportan
que la capacidad de Klebsiella pneumoniae de
usar tres distintos mecanismos para la remoción de
mercurio.
El primero de ellos, es la reducción
enzimática y volatilización de mercurio debido a la
presencia del determinante de resistencia a
mercurio Tn5073. El segundo mecanismo, es la
precipitación aeróbica de Hg
2+
como HgS insoluble
como resultado de la producción de H2S. La tercera
ruta es la biomineralización de Hg2+
como un
complejo mercurio-azufre insoluble mas que como
HgS, debido probablemente a la producción
aeróbica de un compuesto thiol volátil.
Metilmercurio: Biorremediación
Omichinski, J.G.
(8)
señala que las actividades
humanas como la quema de carbón han producido
toneladas de mercurio iónico que es rápidamente
convertido a metilmercurio por microbios presente
en los sedimentos. Esta contaminación es peligrosa
debido a que el metilmercurio se acumula en los
tejidos vivos, donde es altamente tóxico.
La toxicidad del metilmercurio fue observada
por primera vez a gran escala en Japón durante los
años cincuenta debido al consumo de pescado
contaminado de la bahía de Minamata. La
contaminación la causó una fabrica de productos
químicos cercana que descargaba altas
concentraciones de mercurio iónico y que fue
convertido en metilmercurio y se acumuló en los
peces.
Bacterias especializadas pueden desarrollar
de manera natural en ambientes contaminados con
metilmercurio debido a que on capaces de producir
la enzima degradadota de metilmercurio llamada
MerB. Debido a su única habilidad de romper los
enlaces mercurio-carbono, la enzima MerB es
crucial en los esfuerzos para limpiar este
compuesto de cursos de agua contaminadas.

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Debemos indicar que cepas selectas de
bacterias son resistentes a compuestos mercuriales
debido a la adquisición de un elemento
genéticamente transferible conocido como el
operon mer, un dedicado conjunto de genes
resistentes al mercurio que son autorregulados por
la proteína MerR enlazada al ADN. Las bacterias
resistentes al mercurio iónico y el metilmercurio
codifican proteínas que regulan el transporte de
mercurio (MerA, MerP y MerT) y la degradación del
metal (MerA y MerB).
Hay que indicar que los compuestos de
mercurio son tóxicos debido a que se enlazan muy
fuertemente a los grupos thiol presentes en las
proteínas. El sistema mer explota esta propiedad al
unirse al enlazarse a los compuestos mercuriales
que tienen una gran afinidad por los residuos de
cisteína que contienen grupos thiol.
Estos grupos thiol son críticos no sólo para
las reacciones enzimáticas de MerA y MerB sino
también por la transferencia directa del mercurio
iónico entre miembros del sistema mer,
minimizando la posibilidad de unión de los
compuestos de mercurio a otras proteínas dando
lugar a la toxicidad.
Una tendencia está dirigiendo la
investigación al empleo de algas microscópicas en
el tratamiento de la contaminación por mercurio.
Plantas genéticamente modificadas
(6)
La modificación de algunas especies de
plantas mediante la inserción del gen merA de
Escherichia coli que cataliza la reducción de Hg
2+
a
mercurio elemental (Hgº), el que posteriormente es
evaporado de la célula.
En este contexto, se han transformado
plantas de Arabidopsis thaliana incorporándoles el
gen merA con la finalidad de desarrollar plantas
resistentes y volatilizadotas de mercurio, lo que se
logró modificando el gen.
Las investigaciones han demostrado que las
plantas que llevan el gen merA modificado son
capaces de extraer, secuestrar y descontaminar los
contaminantes mercuriales. Estas características
también han sido expresadas en plantas de tabaco
(Nicotiana tabacum) y otras especies.
Las plantas genéticamente modificadas o
transgénicas – volatilizadotas de mercurio –
podrían ser incorporadas dentro de una nueva
categoría de tecnologías de remediación ambiental
ofreciendo una alternativa más amigable, poco
costosa y sostenible.
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