CASO 2:

Evaluación de Riesgo para la Salud en la Población expuesta a metales en Bolivia

Indice general: Prólogo Capítulo 1. Evaluación del riesgo en salud. Zona metalúrgica de el Alto Lima, cuidado de el Alto, Bolivia Capítulo 2. Evaluación preliminar del riesgo en salud. Zona metalúrgica de Vinto Oruro, Bolivia Apéndice. Evaluación del riesgo en sitios contaminados con plomo aplicando un modelo de explosión integral (IEUBK) Prólogo El presente documento consta de dos capítulos donde se presentan los resultados de dos estudios efectuados en Bolivia. Ambos tuvieron como objetivo principal la formación de recursos humanos en el área de la evaluación de riesgos. Ambos capítulos en su conjunto, sirven para ejemplificar los diversos métodos que existen para determinar el riesgo en salud en sitios contaminados. En el trabajo realizado en la zona metalúrgica de El Alto, se aplicó la metodología descrita por la Agencia para las Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR) del Departamento de Salud Pública de los Estados Unidos. De hecho, el trabajo se presenta respetando cada una de las áreas que deben evaluarse según esta metodología. Sin embargo, el lector notará que nuestro trabajo incluye dos secciones no contempladas en la metodología original de la ATSDR. Estas son: el uso de biomarcadores de exposición y el uso de biomarcadores de nutrición. Sobre el particular es importante hacer mención que recientemente, ATSDR ha notado la importancia del empleo de los biomarcadores de exposición como una herramienta que permite definir, de manera más objetiva, el riesgo en salud. Por ello, esta Agencia ya utiliza el análisis de biomarcadores pero solamente lo hace en sitios específicos. Un último punto que agregaríamos sobre el estudio en El Alto, es que la estimación de la dosis de exposición siguió parcialmente, las fases que fueron diseñadas para este fin por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Sobre el trabajo en la zona metalúrgica de Vinto, apuntamos que la evaluación efectuada fue de tipo preliminar. Es decir, aunque seguimos la esencia de la metodología ATSDR, el análisis ambiental y la evaluación de biomarcadores tuvieron una limitante: solo cuantificamos a detalle las concentraciones de arsénico. Sin embargo, los resultados demuestran exposición al arsénico y potencial exposición al plomo. Dado que la evaluación de riesgos para los casos de contaminación por plomo, no se ajustan a los parámetros de la mayoría de los contaminantes, y considerando que el plomo en un contaminante crítico para la región de Latino América, junto con los estudios en las zonas metalúrgicas, se presenta un apéndice cuyo tópico central es el manejo de un modelo para la estimación matemática de los niveles de plomo en sangre. En el apéndice se ejemplifica el uso el modelo matemático de exposición integral a plomo (IEUBK) que fue elaborado por la EPA. El trabajo tuvo dos fines: (1) se estimó el índice de ingesta de suelo para población infantil, considerando características propias de la región, y (2) se propone el uso del IEUBK como un mecanismo preliminar para determinar niveles de remediación ambiental. Ambos puntos dan una visión de como puede utilizarse esta herramienta en la evaluación del riesgo en sitios contaminados con plomo. Es muy gratificante que los estudios efectuados en Bolivia hayan sido tomados por el Gobierno de aquél país, como base para iniciar obras de remediación en la localidad estudiada. Nuestro agradecimiento entonces para las autoridades bolivianas que en todo momento participaron en esta experiencia. Se agradece muy en especial el apoyo económico recibido por la GTZ y el apoyo académico brindado por la ATSDR. En cuanto al uso del modelo IEUBK, agradecemos a la EPA el habernos facilitado la versión mas reciente y reconocemos el apoyo complementario que nos otorgó el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia de México. Capítulo 1. Evaluación del riesgo en salud. Zona metalúrgica del Alto Lima, ciudad de el Alto, Bolivia Fernando Díaz-Barriga1, Jaime Hamel2, Enrique Paz3, Leticia Carrizales1, Lilia Batres1, Jaqueline Calderón1, Luis Galvao4, Luis Q. Caldas4 y Rob McConnell4 1) Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México. 2) Universidad Mayor de San Simón, Bolivia. 3) Organización Panamericana de la Salud, Oficina Regional en Bolivia. 4) Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud, OPS-OMS. Correspondencia : Dr. Fernando Díaz-Barriga, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Avenida Venustiano Carranza No. 2405, 78210, San Luis Potosí, SLP, México. Teléfono : (52 - 48) 130 - 499 Fax : (52 - 48) 176 - 976 Correo Electrónico : diazfer@deimos.tc.uaslp.mx Indice general: Resúmen I.Antecedentes del sitio II.Contaminación ambiental III. Selección de contaminantes IV. Análisis de las rutas de exposición V. Estimación del riesgo en salud VI. Monitoreo biológico VII. Marcadores nutricionales VIII. Análisis de las preocupaciones comunitarias IX. Conclusiones X. Recomendaciones XI. Bibliografía Anexo 1. Mapa seccional de el Alto Lima II Anexo 2. Ejercicio de remediación para plomo ambiental en Alto Lima II Resúmen Latinoamérica se destaca a nivel mundial por sus zonas mineras. Países como Chile, Perú, Bolivia y México han llegado a ostentar lugares preponderantes en la producción de minerales. La minería requiere metalurgia. Sin embargo, las grandes metalúrgicas escasean en la Región por la alta tecnología y los abundantes recursos económicos que requieren para su funcionamiento. Mas comunes son las medianas y pequeñas metalúrgicas. Por ejemplo, en un censo muy limitado, en la región centro de México, por cada metalúrgica existen de 30 a 50 pequeñas metalúrgicas. La contaminación asociada a las metalúrgicas ha recibido gran atención tanto en países desarrollados como en naciones en desarrollo. Sin embargo, tomando los datos expuestos en el párrafo anterior, llama a notoriedad la poca importancia prestada a las pequeñas metalúrgicas. En este escenario, adquiere relevancia el trabajo que realizamos en la comunidad del Alto Lima II, una región semirural de la Ciudad de El Alto, en Bolivia. En esta zona andina, alejada de otras fuentes contaminantes, se ubican tres pequeñas metalúrgicas. Gracias a su ubicación geográfica, las metalúrgicas se han mantenido aisladas y por ello, el presente estudio es un limpio ejemplo del impacto ambiental asociado a la pequeña metalurgia. El trabajo consistió en una evaluación del riesgo en salud con capítulos de contaminación ambiental, estimación del riesgo, evaluación de rutas de exposición y análisis de biomarcadores de exposición en niños. Los resultados obtenidos demostraron contaminación ambiental por plomo y arsénico. Registrándose la mayor contaminación en suelo (arsénico), polvo (plomo) y agua (plomo). En referencia a los infantes del Alto Lima II, encontramos tres datos importantes : (1) las dosis de exposición estimadas mediante cálculos matemáticos, se encuentran en el rango de las dosis requeridas para efectos neurotóxicos tanto para plomo como para arsénico; (2) mediante la cuantificación de plomo en sangre y arsénico en orina, certificamos exposición infantil a estos metales; y, (3) los niveles de plomo y arsénico en las matrices biológicas resultaron ser inversamente proporcionales a la edad de los niños.  En conclusión, el estudio sugiere un riesgo de efectos neurotóxicos entre aquellos niños que presentaron altas concentraciones de plomo en sangre y arsénico en orina. Por ejemplo, para el grupo de niños de 5 a 7 años de edad, el 44 % superó el valor de referencia para plomo en sangre y el 25 % de los niños en dicho grupo, superó el nivel considerado como normal para arsénico en orina. Esto además es relevante ante el hecho de que la exposición resultó ser inversamente proporcional a la edad. Es decir, los niños menores a cinco años pudieren tener mayor exposición y por consiguiente mayor riesgo. En otro contexto, el trabajo es importante ya que se pudo demostrar la relevancia de las pequeñas metalúrgicas como fuentes fijas de contaminación. Por ende, sería un gran logro que el presente estudio motivara un programa regional para la vigilancia ambiental de este tipo de industrias. I. Antecedentes del sitio 1. DESCRIPCION DEL SITIO 1.1. Nombre del sitio ..La comunidad en riesgo se denomina Alto Lima II. 1.2. Ubicación del sitio ..Esta comunidad se ubica al norte de la Ciudad de El Alto, en la Provincia Murillo, perteneciente al Departamento de La Paz, Bolivia. Se accesa a él a través de la carretera con destino a la zona minera de Milluni. 1.3. Tipo de sitio .. Metalúrgico urbanizado. En él se localizan tres pequeñas empresas, cuyos nombres son: Calbol, Hormet y Bustos. Las tres fundiciones metalúrgicas se ubican en el mismo sitio quedando Hormet enmedio, Calbol al norte y Bustos al sur (ver mapa). 1.4. Descripción del proceso contaminante .. El proceso se describirá para cada una de las pequeñas empresas localizadas en el sitio1. CALBOL con una antigüedad de 30 años, cuenta solamente con 16 trabajadores. Fabrica calaminas (láminas de zinc acanaladas), con una capacidad de producción de 400 toneladas al mes; sin embargo, la producción se ajusta a la demanda (de hecho en el momento de la inspección técnica, esta empresa no estaba operando). Entre sus materias primas podemos listar ácido crómico, zinc y plomo. Los metales son fundidos. La empresa recicla el agua pero una parte de las descargas se vierten a un cauce natural que atraviesa propiedades vecinas. El horno de fundición cuenta con una chimenea de 10 metros de altura que carece aparentemente de equipo para el control de fugas o la filtración de emisiones. HORMET su antigüedad data de 1960. Se dedica a la refinación de plomo y estaño, con el objetivo de producir soldadura. Cuenta con 36 trabajadores y funciona de tiempo completo todo el año. Su materia prima está compuesta por baterías de coches y chatarra de plomo y zinc. Utiliza hornos rotatorios. No tiene residuos líquidos pero tiene un depósito no controlado para residuos sólidos (baterías viejas, escoria, etc.) y carece de equipo para el control de emisiones gaseosas. BUSTOS lleva trabajando 48 años, cuenta con 54 trabajadores y labora tiempo completo todo el año. La materia prima son los concentrados de wolfram cuyo contenido de arsénico puede llegar al 4.0 % (en el pasado también trabajaban estaño pero el proceso se descontinuó). Los concentrados de wolfram son fundidos y refinados para producir material de alta ley. Mediante este proceso se liberan del arsénico contaminante, el cual es aprovechado por la empresa para generar trióxido de arsénico mediante un proceso de tostación (se cuenta con una capacidad de producción de 180 toneladas al año). La tostación también se aprovecha para producir trióxido de antimonio. Entre los residuos de la empresa se contabilizan casi dos mil toneladas de los residuos de la tostación. Un análisis de dichos residuos establece entre otros elementos, la presencia de azufre en un 17.0 %, zinc en un 8.1 %, cobre en un 2.7 %, arsénico en un 0.7 % y plomo en un 0.2 %. Los residuos se encuentran al aire libre. 1.5. Tóxicos presente en el sitio .. Las metalúrgicas, por ser las únicas en la comunidad, se convierten en la posibles fuentes de contaminación del sitio. Por consiguiente, los tóxicos mas importantes en el área serían los metales pesados, entre los cuales destacan el plomo y el arsénico. No obstante, otros metales podrían encontrarse a niveles importantes, entre ellos podemos listar al estaño, al antimonio, al zinc y al cromo. Asimismo, por asociación, un contaminante que estaría presente es el bióxido de azufre. La asociación se fundamenta en el hecho de que los residuos de Bustos tienen alto contenido de azufre y en que estos residuos se generan mediante un proceso pirometalúrgico. 1.6. Actividades que se desempeñan en el sitio .. Además del trabajo metalúrgico, la actividad que mas destaca en la visita al sitio, es la elaboración de tabiques de adobe. La pequeña agricultura y la reproducción de animales para consumo familiar, pueden considerarse como actividades secundarias. 1.7. Barreras para impedir el acceso al sitio .. Las metalúrgicas se rodean por una barda que presenta orificios por donde los niños podrían acceder a los traspatios de estas empresas. 2. HISTORIA DEL SITIO 2.1. Inicio de operaciones de las fundiciones establecidas en Alto Lima II .. Bustos que produce arsénico lleva laborando 48 años, Hormet que es la refinadora de plomo tiene una antigüedad de 36 años y Calbol que produce calaminas utilizando zinc, cromo y plomo, cuenta ya con 30 años de trabajo. 2.2. Eventos desde el inicio de operaciones .. No se tienen registros de eventos especiales, salvo el cierre temporal de las empresas. 2.3. Remediaciones en el sitio .. Se registra el antecedente de una sola acción legal que desembocó en la clausura temporal de las metalúrgicas. La reapertura se condicionó a la instrumentación de mejoras ambientales; no obstante, por las condiciones de trabajo que imperan en las metalúrgicas, estas mejoras no han sido efectivas. Por ejemplo, es evidente el depósito de polvos en la superficie externa de las chimeneas (lo cual sería un indicio de fugas incontroladas a la atmósfera) y también es claro el depósito no controlado de los residuos en los traspatios de las empresas. 3. INFORMACION DEMOGRAFICA 3.1. Características de la población mas cercana .. El total de la población en la zona de Alto Lima II es casi de 18 mil personas, siendo el porcentaje de hombres y mujeres muy parecido. El 43 % de la población es menor de 14 años y se cuenta con un grupo de 2800 niños menores de 4 años de edad y otro de 2600 niños de 5 a 9 años de edad. La zona urbana esta ubicada próxima al área metalúrgica donde se ubican las tres empresas. El nivel socioeconómico es bajo y el grupo étnico mayoritario es el indígena (Aymaras). 3.2. Poblaciones de alto riesgo .. Por ser metales los contaminantes presentes en el sitio, los niños menores de nueve años (5400 en total) y las mujeres en edad reproductiva, representan a los grupos poblacionales que estarían en mayor riesgo . 3.3. Características urbanas de la vivienda .. El patrón típico de vivienda es techo de lámina, paredes de adobe y piso de madera, mosaico o baldosa. No obstante, todavía existe una alta proporción de habitaciones con piso de tierra. La mayoría de las viviendas tienen patios exteriores de tierra. 3.4. Acceso a agua potable .. El agua la toman de grifos colectivos. La fuente es la planta potabilizadora de SAMAPA. 3.5. Características de las calles .. La mayoría del poblado tiene calles no pavimentadas y sin cubierta vegetal alguna. En algunos trechos cercanos a las metalúrgicas, las calles se encuentran recortadas por canales de aguas residuales provenientes de las empresas, . 3.6. Localización de Centros Escolares .. Se ubican dos escuelas la Huyustus y la JJ Torrez. Una es de nivel preescolar y otra de nivel escolar básico. Ambas se encuentran en vecindad con las metalúrgicas. La Huyustus con Calbol y la JJ Torrez con la fundición Bustos. 4. INFORMACION GEOGRAFICA 4.1. Agua .. La fuente de agua más importante viene del deshielo en el área de Milluni. Sin embargo, antes de llegar a la planta potabilizadora de SAMAPA, el agua es contaminada con escurrimientos provenientes de una zona minera (Milluni); por lo cual, el líquido llega a la planta de tratamiento con presencia de metales pesados, entre los que destacan el hierro y el manganeso2. En el sitio no se identificaron pozos agrícolas, industriales o municipales. Por el poblado pasa un arroyo intermitente cuyo origen se ubica en el área de Milluni. La población colecta agua de lluvia para uso no potable utilizando los techos de sus viviendas. Además, en el sitio se observaron pozas que se utilizan para la fabricación de los ladrillos de adobe. 4.2. Suelo .. El suelo en la zona tiene poca cubierta vegetal. De hecho, en época de vientos el suelo es fuente de polvo. 4.3. Meteorología .. Con respecto a los vientos no existe un patrón definido de vientos predominantes ya que, durante la misma época, existen vientos predominantes en diversas direcciones. No obstante, los vientos del este son los mas abundantes. La temperatura promedio anual es de 7.8 °C. La precipitación pluvial media es de 584 mm/año. Se tiene un índice de aridez de 1.4 y una humedad relativa anual promedio del 56 %. La altitud aproximada es de 4200 metros sobre el nivel del mar. 4.4. Recursos Naturales .. Por su ubicación el suelo alteño acepta, en condiciones naturales, las siguientes especies vegetales : Quishuara, Qéñua, Eucalipto, Pino y Cólle. Las especies animales que se puede distinguir en el sitio fueron las especies domésticas con fines alimenticios (cochinos, etc.). 5. DATOS MICROBIOLOGICOS  5.1. Estudios indirectos .. El bajo nivel socioeconómico y el origen de los padecimientos típicos de la región (infecciones respiratorias, gastroenteritis y desnutrición), nos llevan a concluir que las condiciones higiénicas en el sitio son favorables para la contaminación microbiológica. 6. VISITA AL SITIO Además de corroborar la información presentada en los puntos anteriores, durante la visita al sitio se obtuvieron los siguientes datos: 6.1. Preocupaciones de la comunidad .. Después de realizar asambleas con líderes de la comunidad, profesores y padres de familia. Las preocupaciones registradas se limitan a las siguientes cuatro: ¿ Existe la posibilidad de que las emisiones de las fábricas puedan afectar las salud de los niños y por ende, su rendimiento escolar ? ¿ Las emisiones de las metalúrgicas originan los casos de irritación respiratoria en las vías superiores, las cefaleas, la irritación de ojos y los problemas gastrointestinales ? ¿ Existe algún riesgo para los niños que juegan en los predios de las empresas ? ¿ Existe algún riesgo para los niños que juegan en los patios escolares ? 6.2. Rutas de exposición .. Dados los antecedentes, las fuentes contaminantes serían las metalúrgicas. Los medios de transporte estarían dados por el aire y el agua residual. El aire acarrearía tanto las emisiones de las chimeneas, como material fino de los residuos almacenados al aire libre en los traspatios de las empresas. El agua residual acarrearía el material del proceso y las partículas de suelo contaminado de los predios industriales. Por la sedimentación de las partículas del aire y por el contacto con el agua residual, el suelo vecino se contaminaría y al mismo tiempo se convertiría en fuente de polvo para el interior de las viviendas. Los puntos de exposición mas importantes entonces serían las áreas de recreación infantil ya que los niños han sido considerados el grupo poblacional en mayor riesgo. Los niños son mas susceptibles para los efectos deletéreos de los metales. II.Contaminación ambiental 1. MUESTREO AMBIENTAL El muestreo se efectuó durante la semana del 11 de Agosto de 1995. Consideró el procedimiento del Manual de Muestreo Ambiental, publicado por la Agencia para las Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR)3. A continuación se expone el diseño seguido en cada uno de los puntos de exposición. 1. Suelo .. El área residencial fue cuadriculada y se tomó una muestra de suelo superficial en el punto más próximo al centro de cada cuadrícula. Se tuvo precaución en seleccionar puntos que estuvieren libres del impacto por construcción urbana. En total se colectaron más de 20 muestras, incluyendo muestras de los centros escolares. 2. Polvo Residencial .. Las muestras se colectaron con una brocha en los bordes de las ventanas, en utensilios, en repisas y en los rincones. Las muestras fueron compuestas a fin de obtener una sola representativa de cada vivienda. En general, las muestras de polvo se tomaron de las residencias más próximas al punto de colecta de suelo. Se incluyeron a los centros escolares. 3. Agua.. Se analizaron muestras de agua de grifo residencial y de la pileta pública. La colecta de agua se inició al momento en que se abrió el grifo. 4. Sedimento.. Se colectaron muestras a partir del curso de agua residual proveniente de las metalúrgicas. Las muestras de suelo, polvo y sedimento se colectaron y transportaron en bolsas plásticas estériles y en condiciones de temperatura fresca. Los análisis se efectuaron en México, en el Laboratorio de Toxicología Ambiental de la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. En el laboratorio se procedió al secado de las muestras y de inmediato fueron digeridas con mezcla ácida para su análisis. Las muestras de agua se tomaron en recipientes plásticos lavados con ácido nítrico al 10.0 %; después de la colecta, las muestras fueron acidificadas con nítrico concentrado y se transportaron bajo refrigeración. En el laboratorio se mantuvieron a 4°C hasta su análisis. 2. ANÁLISIS AMBIENTAL 2.1. Metales Analizados .. El arsénico y el plomo fueron cuantificados porque son utilizados en cuando menos dos de las tres fundiciones. El manganeso se analizó considerando su amplia presencia en la zona minera de Milluni2, la cual no está muy alejada del sitio. 2.2. Método .. Los metales fueron cuantificados por espectrofotometría de absorción atómica con generador de hidruros para arsénico y con horno de grafito para el resto de los metales. Las muestras fueron digeridas con una mezcla de nítrico-perclórico (5 ml de nítrico y 0.5 ml de perclórico) con modificadores de matriz para plomo (fosfato de amonio) y manganeso (nitrato de magnesio). Los análisis se efectuaron por duplicado independiente. El material analítico y de colecta fue lavado con una solución de ácido nítrico al 10%, enjuagando con agua desionizada antes de su uso. 2.3. Control de Calidad .. Se efectuaron análisis de estándares certificados. Para suelo se utilizó el estandar NIST-SRM 2710 (Montana soil) obteniéndose una recuperación superior al 95 % para todos los metales. Para agua se utilizó un estandar certificado NIST-1643c (Trace elements in water) con una recuperación para arsénico del 98.5 %, para manganeso del 90.2 % y para plomo del 108 %. 3. AGUA POTABLE El número de muestras colectadas a pesar de ser cuatro si fueron representativas del sitio, por que la fuente de agua para la comunidad es una única y debido a que el número de grifos es muy limitado. Plomo .. El monitoreo de plomo se realizó en grifos y en la pileta pública. Los datos obtenidos tuvieron un rango de 8.7 a 16.6 µg/L. El máximo valor se encontró en la pileta pública e ignoramos el origen del plomo en esta muestra (Tabla 1). Arsénico .. Los valores de las muestras se presentan en la Tabla 1. La pileta pública tuvo una concentración de 2.0 µg/L. Manganeso .. Dos de las cuatro muestras presentaron valores no detectables (incluída la muestra de la pileta pública), por ello, en la Tabla 1 solamente presentamos los datos para las muestras que registraron niveles de manganeso por arriba del límite de detección del método. TABLA 1. Niveles de Metales en Muestras de Agua (µg /L).   n media d. s. rango valor de referencia PLOMO 4 12.2 3.1 8.7 - 16.6 10.0 ARSENICO 4 2.3 0.64 1.6 - 3.3 10.0 MANGANESO 2 2.7 -- 2.3 - 3.2 500.0 Se anota la media aritmética y la desviación estandard (d.s.). La referencia es la guía para calidad de agua potable recomendado por la OMS4. 4. AGUA RESIDUAL y SEDIMENTO Las muestras de agua residual se colectaron del curso de agua proveniente de las metalúrgicas. Se tomaron solamente tres muestras independientes. Los valores de plomo, arsénico y manganeso registrados para las muestras se presentan en la Tabla 2. Puede advertirse que los niveles de los tres metales en el agua residual son superiores a los encontrados en el agua de grifo. Destaca el alto contenido de arsénico. En cuanto a sedimento, se colectaron tres muestras a la salida del agua residual en los límites de las metalúrgicas y a lo largo del curso de agua. Los resultados se presentan en la Tabla 3. Para arsénico y plomo los niveles encontrados en sedimento correlacionan con los valores de agua residual. Sin embargo, la concentración de manganeso en el sedimento es mucho mayor que el nivel en el agua residual. El fenómeno puede deberse a la poca solubilidad de este metal. TABLA 2. Niveles de Metales en Muestras de Agua Residual (µg /L). Muestra As Pb Mn 1 7728 272 83 2 6279 348 104 3 3073 495 --  TABLA 3. Niveles de Metales en Muestras de Sedimento (mg /kg). metal n media E. S. rango As 3 1523 2.1 452 - 6060 Pb 3 495 1.7 265 - 1481 Mn 3 1078 2.5 195 - 4311  La media es la media geométrica y E.S. es el error estandard. 5. SUELO Se colectaron muestras en viviendas, áreas de recreación infantil y centros escolares. Los máximos valores se registraron en una área de recreación cercana a la fundición Bustos. Los niveles medios están en el orden del valor basal pero los rangos máximos se alejan mucho de este valor (Tabla 4). El metal que más se alejó de su valor basal fue el manganeso. TABLA 4. Niveles de Metales en Muestras de Suelo (mg/kg). metal n media E. S. rango valor basal As 18 97 1.2 36 - 953 43 Pb 18 109 1.1 39 - 1317 77 Mn 18 421 1.0 253 - 612 77 La media es la media geométrica y E.S. es el error estandard. El nivel basal se tomó de la residencia más alejada a las metalúrgicas. 6. POLVO CASERO En este caso el metal que se alejó más de su valor basal fue el arsénico. En tanto, el manganeso registró valores promedio cercanos a su nivel basal (Tabla 5).  TABLA 5. Niveles de Metales en Muestras de Polvo (mg/kg). metal n media E. S. rango valor basal As 14 188 1.3 36 - 581 64 Pb 14 286 1.2 128 - 1662 104 Mn 14 591 1.1 211 - 1188 479  Se calculó la media geométrica y el error estandard. El nivel basal se tomó del área del suelo. 7. AREAS DE ALTO RIESGO Los centros escolares fueron definidos como áreas de alto riesgo. Por lo tanto, se cuantificaron arsénico y plomo en polvo y suelo (Tablas 6 y 7). Puede hipotetizarse que los niveles de los metales en los centros escolares se debieron a su localización con respecto a las metalúrgicas. La escuela JJ Torrez se localiza al sur de las metalúrgicas en vecindad con la fundición Bustos y la escuela Huyustus se encuentra al norte en proximidad con Calbol (ver mapa). TABLA 6. Niveles de Metales en Suelos de Centros Escolares (mg/kg). metal JJT Huyustus valor basal As 109 62 43 Pb 75 94 77  TABLA 7. Niveles de Metales en Polvos de Centros Escolares (mg/kg). metal JJT Huyustus valor basal As 323 82 64 Pb 179 395 104 III. Selección de contaminantes Un contaminante crítico es un contaminante cuyas concentraciones ambientales superan los valores de referencia en algún medio ambiental. Considerando que para algunos contaminantes y/o para algunos medios ambientales, no se cuenta con normas o valores ambientales de referencia, la selección de los contaminantes críticos siguió la metodología de la ATSDR5. Esta contempla el cálculo de las "guías de evaluación de los medios ambientales" (EMEGs). Las EMEGs son concentraciones ambientales estimadas con base a un valor de ingesta o inhalación de alta seguridad. Dado que el plomo carece de un umbral de seguridad no pueden calcularse sus EMEGs y por ende, se tomaron en cuenta valores de referencia descritos en la literatura. En todos los casos se utilizaron los niveles promedio y los valores máximos registrados en el sitio. Esto lo decidimos para no subestimar el riesgo. 1. Guias Ambientales para Plomo Al no existir dosis de referencia para plomo, no puede calcularse su EMEG. Por consiguiente, para definir su probabilidad de riesgo, en este trabajo se emplearon otros valores de referencia. TABLA 8. Comparación de los Niveles Máximos de Plomo en los Medios Ambientales del Alto Lima II con Valores de Referencia.   AGUA (µg/L) SUELO (mg/kg) POLVO (mg/kg) ALTO LIMA 16.6 1317 1662 VALORES REFERENCIA 1 10.0 2 250 3 104 4 Alto Lima /Ref   1.6   5.2   15.9 (1) Recomendación de la OMS4. (2) Recomendación para suelo en áreas de recreación infantil6. (3) Nivel basal del sitio. (4) Cociente del nivel en el Alto Lima entre el valor de referencia  TABLA 9. Comparación de los Niveles Promedio de Plomo en los Medios Ambientales del Alto Lima II con Valores de Referencia.   AGUA (µg/L) SUELO (mg/kg) POLVO (mg/kg) ALTO LIMA 12.2 109 286 VALORES REFERENCIA 1 10.0 2 250 3 104 4 Alto Lima /Ref 1.2 0.43 2.7 (1) Recomendación de la OMS4. (2) Recomendación para suelo en áreas de recreación infantil6. (3) Nivel basal del sitio. (4) Cociente del nivel en el Alto Lima entre el valor de referencia A partir de los resultados presentados en las Tablas 8 y 9, puede advertirse que en ambos casos los niveles de plomo fueron mayores a sus referencias en agua y polvo. Además, el máximo valor en suelo también superó la referencia. Por lo anterior, se concluyó que el plomo debe ser considerado como un contaminante crítico para el sitio del Alto Lima II. 2. Calculo de las EMEGs para Arsenico Para los cálculos siguientes se consideró a los niños como el sector de mayor riesgo. Por ende, se utilizaron los parámetros para este sector de la población.                          RfD (mg/kg/día) x PC (kg) EMEG = ----------------------------------                      TI (kg ó L/día) RfD = Oral = 3 x 10- 4 mg/kg/día7. PC = Peso corporal promedio de un infante = 10 kg5. TI = Tasa de ingestión diaria de agua = 1 litro niño5.    = Tasa de ingestión diaria de suelo = 350 mg niño8.    = Tasa de ingestión diaria de polvo = 35 mg niño. Este valor se calculó aplicando un       factor de incertidumbre de 10 al valor de ingesta de suelo. EMEG agua                        0.0003 (mg/kg/día) x 10 (kg)              0.003 (mg/día) EMEG = ---------------------------------------- = --------------------- = 0.003 mg/L = 3.0 µg/L                                      1.0 (L/día)                                     1.0 (L/día) EMEG suelo                        0.0003 (mg/kg/día) x 10 (kg)      0.003 (mg/día) EMEG = ----------------------------------------- = ----------------------- = 8.6 mg/kg = 78 mg/kg*                                 0.00035 (kg/día)                            0.00035 (kg/día) EMEG polvo                           0.0003 (mg/kg/día) x 10 (kg)                0.003 (mg/día) EMEG = ----------------------------------------- = ----------------------- = 86 mg/kg = 860 mg/kg*                                   0.000035 (kg/día)                         0.000035 (kg/día) (*) Se aplica un factor de biodisponibilidad del 11%9 para suelo y de 10 % para polvo9. Por ejemplo, el 8.6 mg/kg de suelo resentaría al 11% absorbido del total ingerido. Haciendo una regla de tres inversa se obtiene el valor de 78 mg/kg. ANALISIS TABLA 10. Comparación de los Niveles Máximos de Arsénico en los Medios Ambientales del Alto Lima II con las EMEGs.   AGUA (µg/L) SUELO (mg/kg) POLVO (mg/kg) Alto Lima 3.3 953 581 EMEG 3.0 78 860 Alto / EMEG 1.1 12.2 0.7 TABLA 11. Comparación de los Niveles Promedio de Arsénico en los Medios Ambientales del Alto Lima II con las EMEGs.   AGUA (µg/L) SUELO (mg/kg) POLVO (mg/kg) Alto Lima 2.3 97 188 EMEG 3.0 78 860 Alto / EMEG 0.7 1.2 0.2 Los datos de las Tabla 10 muestran que el nivel de arsénico en suelo superó a la EMEG. Sin embargo los valores promedio (Tabla 11) se mantuvieron dentro de los valores de referencia. Dado que el arsénico se encontró a altas concentraciones en suelo y debido a que se le registró en diversos medios del ambiente, a niveles cercanos a la EMEG, se le considera como un contaminante crítico para el Alto Lima II. 3. Calculo de las EMEGs para Manganeso Para los cálculos siguientes se consideró a la población infantil como el sector de mayor riesgo. Se utilizaron los mismos valores que los descritos para el caso del arsénico. RfD = se utiliza el valor para exposición oral = 0.047 mg/kg/día10. agua                           0.047 (mg/kg/día) x 10 (kg)               0.47 (mg/día) EMEG = ----------------------------------------- = -------------------- = 0.47 mg/L = 470 µg/L                                      1.0 (L/día)                                    1.0 (L/día) suelo                          0.047 (mg/kg/día) x 10 (kg)                   0.47 (mg/día) EMEG = ----------------------------------------- = ----------------------- = 1342.85 mg/kg                                    0.00035 (kg/día)                         0.00035 (kg/día) polvo                          0.047 (mg/kg/día) x 10 (kg)                  0.47 (mg/día) EMEG = ----------------------------------------- = ----------------------- = 13428.5 mg/kg                                  0.000035 (kg/día)                      0.000035 (kg/día) Ante la ausencia de mejor información, no se aplicó un factor de biodisponibilidad para los cálculos de suelo y polvo. Por lo tanto, se asumió 100 % de absorción. ANALISIS TABLA 12. Comparación de los Niveles Máximos de Manganeso en los Medios Ambientales del Alto Lima II con las EMEGs.   AGUA (µg/L) SUELO (mg/kg) POLVO (mg/kg) Alto Lima 3.2 612 1188 EMEG 470 1342 13428 Alto / EMEG 0.006 0.45 0.088 Al revisar la Tabla 12 se aprecia que las máximas concentraciones de manganeso registradas en cualquier punto del sitio, en los tres medios ambientales analizados, estuvieron por debajo de las EMEGs. Por lo anterior, concluimos que el manganeso "no" debe ser considerado como un contaminante crítico para el sitio del Alto Lima II. 4. Contaminantes Criticos para el Alto lima II Los datos de esta sección indican que solamente el plomo y el arsénico deben ser considerados como contaminantes críticos. El manganeso no se encuentra a concentraciones superiores a sus EMEGs y por consiguiente, debe ser descartado. Dado lo anterior, la estimación de la exposición y el monitoreo biológico, fases siguientes de este trabajo, solo contemplaron a los contaminantes críticos. IV. Análisis de las rutas de exposición TABLA 13. Rutas de Exposición en el Sitio Alto Lima II. NOMBRE DE LA RUTA FUENTE MEDIO DEL AMBIENTE PUNTO DE EXPOSICION VIAS DE EXPOSICION POBLACION RECEPTORA EN RIESGO TIPO DE RUTA AGUA desconocida agua potable grifos ingesta niños completa SUELO metalúrgica suelo área infantil ingesta niños completa POLVO suelo contaminado polvo casero residencias ingesta niños completa ADOBE desconocida agua ladrillo talleres paredes ingesta artesanos niños potencial potencial AIRE metalúrgica aire toda la comunidad inhalación general potencial Ruta Agua .. En este medio el plomo se encontró ligeramente por arriba de su valor de referencia. Ello es motivo para que el agua se considere un factor de exposición. Sin embargo, la fuente de contaminación de la misma se desconoce, aunque pudiera ser la zona minera de Milluni2. La comunidad nos comentó que su abastecimiento de agua proviene de la planta de tratamiento ubicada en las cercanías y debido a que el agua tratada en dicha planta proviene de Milluni, pudiera estar ocurriendo que el tratamiento no estuviere siendo del todo efectivo. Los niños se consideraron en esta ruta. Para definir con mayor precisión la importancia de esta ruta y para evaluar las medidas de intervención adecuadas, habrá que realizar estudios mas completos y representativos. Ruta Suelo .. El suelo residencial registró valores de plomo y arsénico por arriba de los respectivos niveles de referencia. Por consiguiente, se requiere una vigilancia especial en las áreas de recreación infantil y la instrumentación de medidas de remediación. Asimismo, es fundamental el atender las áreas impactadas por los cursos de aguas residuales. El sedimento de ellos ha contaminado severamente el suelo. Para esta ruta los niños representan al sector de la población en mayor riesgo. Ruta Polvo Casero .. En esta ruta solamente el plomo se encontró a niveles altos. Ello es importante dado que el polvo casero es fuente de metal para la población infantil, sobre todo para los infantes menores de un año (por el gateo). La fuente de polvo es la tierra contaminada que es transportada por los vientos. Es decir, aunque es recomendable que la comunidad intervenga incrementando la limpieza de sus hogares, poco podrá hacerse hasta que no se instrumenten medidas de remediación en el suelo. Ruta Adobe .. En el Alto Lima II una actividad de gran importancia es la fabricación de ladrillos de adobe para la construcción de viviendas. En el agua de las pozas que se utilizan para la elaboración del adobe, las concentraciones de arsénico fueron tres veces superiores a la guía de la OMS para agua potable y los niveles de plomo registraron valores hasta 27 veces por arriba de la guía de esta Organización de Salud. La vía de exposición dérmica para el caso de estos metales es de bajo riesgo; sin embargo, podría haber exposición por ingesta entre los artesanos del adobe por falta de higiene (por ejemplo, no lavarse las manos antes de comer). Los adobes fabricados podrían tener metales, por un lado al utilizarse tierra potencialmente contaminada y por el otro, por utilizarse agua con alta concentración de arsénico y plomo. En caso de que los ladrillos tuviesen metales, habría que establecer si ellos no son una ruta para lo infantes que gustan de rascar e ingerir material de las paredes. Ruta Aire Ambiental .. Esta ruta no fue evaluada en el presente estudio. Sin embargo, las quejas de la población advierten sobre la posible presencia de gases con alto contenido de bióxido de azufre. Las emisiones a la atmósfera de las metalúrgicas, serían el mecanismo de transporte que seguirían tanto el bióxido de azufre como los metales. Del aire, por sedimentación, los metales contaminarían el suelo. V. Estimación del riesgo en salud 1. Identificación del Contaminante 1. ¿ Cuál es la ruta de exposición más importante en el sitio ? Nuestros datos señalan la existencia de cuando menos tres rutas completas porque todos sus componentes pudieron ser identificados en el sitio. De ellas, el suelo sería la de mayor importancia. Habría que evaluar con mayor detalle las rutas que involucran al adobe, al aire y al agua. 2. ¿ Cuáles son los contaminantes críticos que se han detectado en dicha ruta ? Arsénico y plomo. Sin embargo, no cuantificamos otros metales como el zinc, el estaño, el cromo y antimonio. Aunado a ello, en aire se sugiere la presencia del bióxido de azufre. 3. ¿ Existe la posibilidad de que los contaminantes se transporten de un medio a otro ? Sí. Las partículas pesadas pueden viajar del aire al suelo y por los vientos, del suelo al interior residencial. Es decir, estamos ante un escenario donde la exposición a un mismo contaminante se da de manera simultánea por múltiples medios. 4. ¿Cuál es la población de alto riesgo ? Los niños. En segundo plano estarían las mujeres en edad reproductiva. 5. ¿ Cómo se da la exposición a los contaminantes (frecuencia, duración, etc.) ? La exposición al agua y al suelo sería crónica y continua. 6. ¿ Cuáles son los efectos tóxicos de los contaminantes críticos ? El arsénico y el plomo deben considerarse contaminantes altamente persistentes con toxicidad severa. En las Tablas 14 y 15 se presentan algunos efectos tóxicos de estos metales. 2. Análisis Dosis-Respuesta El arsénico es un químico cancerígeno, sin embargo, para nuestro análisis hemos seleccionado niños como el grupo de alto riesgo. Por consiguiente, centraremos la discusión en los efectos no cancerígenos de este contaminante. TABLA 14. Relación Dosis-Efecto Para Exposición Infantil. Arsénico Vía Oral. CLASIFICACION DOSIS (µg/kg/día) EFECTO BUSCADO REFERENCIA RfD LOAEL LOAEL 0.30 2.60 8.00 lesiones dérmicas signos neurológicos lesiones dérmicas 7 11 12 RfD es la dosis de referencia y representa una dosis de alta seguridad. Es decir, un individuo expuesto a esta dosis, tendría un riesgo mínimo de contraer el efecto buscado. La LOAEL es la dosis mínima a la cual se ha encontrado el efecto buscado. En este caso presentamos las LOAEL para dos efectos diferentes, ambas LOAEL han sido calculadas para niños. TABLA 15. Efectos del Plomo en Niños en Relación al Nivel de Plomo en Sangre. Plomo en Sangre (µg / dl) Efecto 10 15 20 * Disminución Auditiva * Disminución de la Estatura * Disminución del Coeficiente Intelectual * Alteraciones en los niveles de Vitamina D ? * Disminución en la conducción nerviosa periférica Datos obtenidos de CDC, 199113 y ATSDR, 199314. 3. Estimación de la Exposición Considerando los límites del estudio, para los cálculos de la dosis de exposición se tomaron en cuenta los máximos valores ya que ello evitaría subestimar el riesgo (recordemos que la ruta de aire no fue evaluada en el estudio). 3.1. Arsénico Se consideró un peso corporal de 25 kg debido a que es promedio para niños de 5 a 10 años que es el rango de edad donde se concentra la mayoría de los niños seleccionados para este trabajo (ver sección VI, "Monitoreo Biológico"). Note que los datos están en µg/kg/día. suelo Nivel de Arsénico en el Suelo :               953 mg/kg (Tabla 4) Ingesta Diaria de Suelo Niño :                350 mg/día8 Biodisponibilidad Arsénico en Suelo :    11 %9                                        (953 mg/kg) (350 mg/día) (.11) (1.0E-6 kg/mg) Dosis de Exposición = -------------------------------------------------------------- = 1.46 µg/kg/día                                                                         25 kg polvo Nivel de Arsénico en el Polvo :              581 mg/kg (Tabla 5) Ingesta Diaria de Polvo Niño :               35 mg/día (10 % del valor de suelo) Biodisponibilidad Arsénico en Polvo :   10 %9                                       (581 mg/kg) (35 mg/día) (.10) (1.0E-6 kg/mg) Dosis de Exposición = ------------------------------------------------------------ = 0.08 µg/kg/día                                                                         25 kg agua Nivel de Arsénico en el Agua : 3.3 µg/L (Tabla 1) Ingesta Diaria de Agua Niño : 1.0 L/día5 Se estima 100 % de absorción15,16                                       (3.3 µg/L) (1.0 L/día) (1) Dosis de Exposición = ---------------------------------- = 0.13 µg/kg/día                                                        25 kg Dosis de Exposición Total Suelo = 1.46 µg/kg/día Polvo = 0.08 µg/kg/día Agua = 0.13 µg/kg/día             ------             1.67 µg/kg/día Esta dosis sería la de máximo riesgo para los tres medios ambientes analizados. Al respecto se requieren dos aclaraciones : (1) la mayoría de los niños podrían estar expuestos a una dosis de arsénico por debajo de la calculada; (2) sin embargo, debe tomarse en cuenta que el estudio es muy limitado ya que la ruta de aire no fue evaluada. 3.2. Plomo Recordando que no existe una guía ambiental para plomo, su probabilidad de riesgo se estimó mediante el "Modelo Biocinético de Exposición Integral a Plomo" (IEUBK) desarrollado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA)17, ajustado con los factores ambientales del sitio y modificado en los siguientes parámetros: Aire : 0.1 µg/m3 (concentración dictada por el programa para casos como el nuestro cuando no se cuenta con datos reales) y tiempo al aire libre, 6.0 horas. Dieta : 9.3 µg Pb/día (dato para niños mexicanos18). Agua : consumo de agua 1.0 L/día5. Suelo / Polvo : ingesta de suelo 350 mg/día8 y porcentaje suelo / polvo 66 %. Estos parámetros han sido estandarizados en México8. La estimación se efectuó para niños de 5 a 7 años de edad. Con el IEUBK obtuvimos dos escenarios: el de alto riesgo empleando niveles máximos de contaminación y el de riesgo promedio, con las concentraciones promedio de plomo. Para el primer caso utilizamos los siguientes valores: aire 0.1 µg/m3; agua 16.6 µg/L; suelo 1317.0 mg/kg y polvo 1662.0 mg/kg. Para el segundo escenario se emplearon los siguientes valores: aire 0.1 µg/m3; agua 12.2 µg/L ; suelo 109.0 mg/kg y polvo 286.7 mg/kg. Para el escenario de alto riesgo se estimó una media geométrica de plomo en sangre igual a 27.8 µg/dl con 98 % de probabilidades de que los niños en dichas condiciones tuviesen niveles por arriba de 10.0 µg/dl que es la guía internacional de intervención13. Para el escenario de riesgo promedio se estimó una media geométrica de 7.5 µg/dl con una probabilidad del 25 % de superar la guía de 10.0 µg/dl. Considerando el error estandar de los niveles promedio de plomo en agua, suelo y polvo encontrados en la población, podemos advertir que el escenario promedio es representativo del sitio. Por consiguiente, podemos estimar que 25 % de los niños de cinco a siete años de edad en el Alto Lima II tienen niveles de plomo por arriba de 10.0 µg/dl, que repetimos, es el valor de intervención. 4. Caracterización del Riesgo NO Cancerigeno El arsénico es un metaloide que ha demostrado ser cancerígeno. Sin embargo, como el grupo de riesgo de este trabajo son los niños, el riesgo que se caracterizará es el no cancerígeno. Se aclara que la caracterización del riesgo es una comparación entre la dosis estimada y la dosis que ha demostrado ser efectiva para generar algún signo o síntoma en poblaciones similares a la del estudio. 4.1. Arsénico TABLA 16. Relación Dosis-Efecto Para Exposición Infantil. Arsénico Vía Oral. CLASIFICACION DOSIS (µg/kg/día) EFECTO BUSCADO REFERENCIA RfD El Alto Lima II LOAEL 0.3 1.7 2.6 lesiones dérmicas ?? signos neurológicos 7 11 Caracterización del Riesgo NO Cancerígeno : arsenico 1. Población expuesta = Niños en el área de máximo riesgo. 2. Relación Dosis Estimada/RfD = 1.7 / 0.3 = 5.6 3. Severidad del Efecto en Salud = El probable daños neurológico es un efecto serio. Por la diferencia entre la dosis estimada y la dosis de seguridad (RfD), se asume un riesgo para la aparición de algunos efectos en salud entre los niños expuestos a las altas concentraciones de arsénico. Aunado a lo anterior, es importante recordar que la dosis de 1.7 µg/kg/día se calculó sin tomar en cuenta el impacto de la contaminación de aire. El punto resalta, ya que el evidente mal estado de las instalaciones metalúrgicas, permite postular una notoria emisión de contaminantes a la atmósfera. De ser este el caso, la concentración de arsénico en aire llegaría a ser la típica de una zona contaminada (superior a 1.0 µg/m3) y entonces la dosis total de exposición al arsénico sería mayor a la calculada. Por este hecho, habría que tener cautela con los niños ya que la dosis se estaría aproximando a la LOAEL de daño neurológico subclínico que es igual a 2.6 µg/kg/día (la exposición a 1.0 µg/m3 de arsénico en aire, significa una exposición de 0.5 µg/kg/día). 4.2. Plomo TABLA 17. Efectos del Plomo en Niños en Relación al Nivel de Plomo en Sangre.   Plomo en Sangre (µg / dl) Efecto 7.5 10   15 20 27.8 Nivel promedio en Alto Lima II * Disminución Auditiva * Disminución de la Estatura * Disminución del Coeficiente Intelectual * Alteraciones en los niveles de Vitamina D ? * Disminución en la conducción nerviosa periférica 27.8 nivel de máximo riesgo en Alto Lima II Datos obtenidos de CDC, 199113 y ATSDR, 199314. Caracterización del Riesgo NO Cancerígeno : plomo 1. Población expuesta = Niños en el área de máximo riesgo. 2. Severidad del Efecto en Salud = Los posibles daños neurológicos son serios. 3. Relación Dosis Estimada/CDC* = 25 % de los niños por arriba de 10.0 µg/dl*. (CDC*) Valor de referencia de plomo en sangre13. Habíamos indicado que el escenario promedio establecido con el modelo IEUBK, se acercaba a la realidad. Es decir, la mayoría de los niños tendrían niveles de sangre inferiores a 10.0 µg/dl. No obstante, también demostramos que en dicho escenario un 25 % de los niños podrían tener valores sanguíneos de plomo por arriba de este nivel. En consecuencia, una cuarta parte de los niños tendrían el riesgo de padecer alguno de los efectos descritos en la Tabla 17. VI. Monitoreo biológico Por los datos de la estimación del riesgo en salud, tanto el plomo como el arsénico fueron seleccionados como agentes de riesgo. Por ende, se realizó la evaluación de la exposición estudiando biomarcadores para estos metales en niños del Alto Lima II. 1. Muestreo biológico El muestreo de arsénico en orina se efectuó en 109 niños y en 98 de ellos también se cuantificó plomo en sangre. Los niños sanos en apariencia, tuvieron una antigüedad de residencia en el sitio de al menos dos años y sus padres o tutores aceptaron por escrito su participación en el estudio. Esta fue gratuita, anónima y voluntaria. Se colectaron muestras espontáneas de orina en frascos lavados con ác