Níquel y agua: mecanismos de reacción, impacto ambiental y efectos sobre la salud
El agua de mar contiene aproximadamente 0,5-2 ppb de níquel, y los ríos contienen aproximadamente 0,3 ppb. El fitoplancton contiene 1-10 ppm de níquel (masa seca), lo que supone un factor de bioconcentración de 103-104 en comparación con el agua de mar. Las algas bentónicas se encuentran tanto en agua dulce como en agua salada y pueden contener entre 0,2 y 84 ppm de níquel. Las langostas contienen 0,14-60 ppm de níquel; los moluscos, 0,1-850 ppm; y los peces, entre 0,1 y 11 ppm (todos los valores se basan en la masa seca). En el agua, el níquel se presenta como Ni2+ (aq) y, a veces, como NiCO3. Puede estar disuelto o formar complejos con ligandos inorgánicos. El níquel también puede estar unido a partículas.
Ilustración de la toma de muestras de agua para analizar el níquel y del tratamiento por intercambio iónico; es necesario realizar un análisis para determinar la concentración y la forma del níquel.
¿De qué manera y en qué forma reacciona el níquel con el agua?
En condiciones normales, el níquel no reacciona con el agua.
Solubilidad del níquel y sus compuestos
El níquel elemental es insoluble en agua a T=20°C y presión = 1 bar. Sin embargo, los compuestos de níquel pueden ser solubles en agua. El cloruro de níquel es el más soluble en agua: de 553 g/L a 20°C a 880 g/L a 99,9°C. El carbonato de níquel tiene una solubilidad en agua de 90 mg/L, mientras que otros compuestos de níquel, como el óxido de níquel, el sulfuro de níquel y el tetracarbonilo de níquel, son insolubles en agua.
¿Por qué hay níquel en el agua?
El níquel puede encontrarse en la pizarra, la arenisca, los minerales arcillosos y el basalto. La principal fuente de níquel es la pentlandita. Este elemento se acumula en los sedimentos y forma parte de diversos ciclos biológicos. El níquel puede llegar al agua tanto de fuentes puntuales como difusas. Las emisiones difusas de níquel pueden proceder de centrales eléctricas, incineradoras de residuos e industrias metalúrgicas. Diversas industrias también lo vierten directamente a las aguas superficiales. Se utiliza en aleaciones para el tratamiento de aguas superficiales contaminadas por metales pesados, en baterías de níquel-cadmio, como catalizador y como pigmento. El níquel puro suele emplearse como revestimiento protector de objetos de acero y cobre. Las aleaciones de níquel y cobre se utilizan en monedas desde hace mucho tiempo. Otras aleaciones se emplean en la fabricación de utensilios de cocina, joyas y turbinas. El níquel puede utilizarse como anticorrosivo. El acetato de níquel se emplea como mordiente en la estampación textil, y el carbonato de níquel se utiliza como catalizador para el endurecimiento de grasas y para producir pinturas cerámicas, al igual que el cloruro de níquel. El tetracarbonilo de níquel es un subproducto de la purificación del níquel y se utiliza en diversos procesos de producción. Los compuestos de níquel también se utilizan en la agricultura. Los fertilizantes fosfatados contienen trazas de níquel. El níquel suele estar presente en suelos agrícolas cercanos a industrias que utilizan combustibles fósiles. La materia orgánica suele adsorber níquel, por lo que el carbón y el petróleo contienen trazas de este elemento. Los compuestos de níquel también pueden encontrarse en los lodos, así como en las escorias y cenizas volantes de las incineradoras de residuos. Sería útil separar mejor los residuos, ya que hasta el 60 % del níquel puede reciclarse.
¿Cuáles son los efectos ambientales del níquel en el agua?
El níquel es necesario en la dieta de muchos organismos, pero puede ser tóxico en dosis mayores. El níquel metálico y algunos otros compuestos de níquel son teratógenos y carcinógenos para los mamíferos. Las concentraciones de níquel en las plantas suelen ser de 1 μg/g, y las concentraciones superiores a 50 μg/g son tóxicas. El té presenta un contenido de níquel excepcionalmente alto, de 7,6 mg/kg de hojas secas. El níquel limita el crecimiento de las algas en concentraciones de entre 0,5 y 10 ppm. Al parecer, los peces son menos susceptibles al níquel, aunque esto varía según la especie. Para Daphnia hyalina, la LC50 a las 48 horas es de 1,9 ppm. La toxicidad crónica del níquel para Daphnia magna se sitúa entre 30-150 ppb. La LC50 para las langostas marinas se sitúa entre 150 y 300 ppm. Se encontraron concentraciones de níquel de 0,6-36 ppm (masa seca) en los órganos de aves que se alimentan principalmente de organismos acuáticos. En las ratas, el níquel se acumula sobre todo en los pulmones, donde las concentraciones son entre 4 y 40 veces superiores a las de otros órganos. Hay aproximadamente 70 especies de plantas que acumulan concentraciones excepcionalmente altas de níquel, de hasta 10.000 ppm (masa seca). Para las semillas de plantas comunes, se considera tóxica una concentración de 0,5-2 ppm de níquel en sustratos líquidos. La mayoría de las plantas toleran relativamente bien el níquel, pero muchas especies de cereales suelen ser más susceptibles. Estos cereales pueden morir si se les añade agua con una concentración de níquel de 40 ppm. El encalado del suelo puede reducir rápidamente la absorción de níquel. Por otro lado, las concentraciones elevadas de níquel pueden desplazar a otros metales pesados. Los lodos que contienen más de 200 ppm de níquel (masa seca) no deben aplicarse a suelos agrícolas. Los cinco isótopos naturales del níquel son estables. Otros ocho isótopos se consideran inestables.
¿Cuáles son los efectos del níquel en el agua sobre la salud?
El cuerpo humano contiene aproximadamente 10 mg de níquel. El níquel es necesario en la dieta de algunos organismos, por lo que podría ser importante para los seres humanos. No se ha demostrado que el níquel sea esencial para los seres humanos ni se ha establecido ningún requerimiento de níquel en su dieta. Probablemente interviene en la conversión de urea en amoníaco por acción de la enzima ureasa. Solo una pequeña parte del níquel ingerido con los alimentos y el agua potable se absorbe en el tracto gastrointestinal. La inhalación de níquel presenta un riesgo mayor que el níquel presente en el agua. Puede causar cáncer de pulmón o tumores nasales. La carcinogenicidad del níquel probablemente se debe a que sustituye los iones de zinc y magnesio en la ADN polimerasa. Estas observaciones se realizaron principalmente en trabajadores expuestos a compuestos de níquel por inhalación. Muchas personas desarrollan dermatitis al entrar en contacto con el níquel a través de la piel. Lo mismo ocurre con las soluciones de níquel. Las alergias al níquel son más frecuentes en las mujeres que en los hombres. Los compuestos de níquel pueden ser tóxicos en concentraciones elevadas, pero a menudo son insolubles en agua, lo que limita los posibles daños. Por ejemplo, el tetracarbonilo de níquel es insoluble en agua, pero aun así es tóxico y carcinógeno. Al ingerir dosis más altas de níquel, generalmente se producen vómitos, lo que provoca su rápida eliminación del organismo.
¿Qué tecnologías de purificación del agua pueden utilizarse para eliminar el níquel?
El níquel puede eliminarse del agua mediante adsorción con carbón activado. La coagulación es otra opción viable. El níquel también puede eliminarse mediante precipitación como hidróxido de níquel a pH alcalino; el pH necesario y el grado de eliminación alcanzado dependen de la composición del agua, por ejemplo, de la presencia de agentes complejantes.
Última revisión: 31 de octubre de 2026 por Lenntech.
