
EVALUACIÓN DE RIESGOS PARA LA SALUD EN LA POBLACIÓN EXPUESTA A METALES EN BOLIVIA |
Auspiciado por: |
Fernando Díaz-Barriga1, Leticia Carrizales1,
Jaime Hamel2, Enrique Paz3, 1) Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México. Correspondencia : |
Descripción del Sitio
La empresa metalúrgica Vinto operada por la Empresa Nacional de Fundiciones (ENAF), se ubica a siete kilómetros de la ciudad de Oruro en Bolivia. Esta empresa inició operaciones en 1971 y ocupa a un número aproximado de 900 trabajadores. La metalúrgica produce estaño, antimonio, plomo y otros metales, a través del proceso de fundición que incluye hornos de volatilización y hornos eléctricos. Las áreas de la fundición cuentan con equipo anticontaminante. Vinto tiene capacidad para producir anualmente 20 mil toneladas de estaño de alto grado, 4,300 toneladas de antimonio metálico y mil toneladas de trióxido de antimonio. No obstante, produce también una cantidad no determinada de arsénico y plomo.
En vecindad con Vinto se localiza la comunidad del mismo nombre, donde viven 2500 habitantes. El nivel socioeconómico de esta comunidad es bajo y la mayoría de sus calles se encuentran desprovistas de pavimento o cubierta vegetal.
Tipos de Contaminantes
En 1994 se efectuó un estudio dentro de las instalaciones de Vinto, por parte del Instituto Nacional para la Seguridad e Higiene Ocupacionales (National Institute for Occupational Safety and Health -NIOSH-) de los Estados Unidos. Los resultados de dicho estudio, demostraron exposición ocupacional al arsénico, al cadmio y al plomo.
Puntos de Exposición
Por definición, los puntos de exposición son los lugares donde los contaminantes entran en contacto con la población. Para el sitio Vinto-Oruro, los puntos de exposición podrían ser los siguientes:
1. Suelo. La comunidad de Vinto se ubica en las vecindades de ENAF y su suelo, incluyendo el de las áreas recreativas, carece de cubierta vegetal.
2. Polvo Residencial. Es lógico pensar que ante la posibilidad de contaminación en el suelo en amplias áreas de Vinto, y por la acción del viento , el polvo exterior se transporte al interior de las casas. Aunado a lo anterior, numerosas viviendas cuentan con patios interiores cuya cubierta es tierra.
3. Agua. La fuente de agua para el consumo humano se toma de vertientes de la región de Cala-Cala y se almacena en piletas. Se consume sin tratamiento previo.
4. Sedimento. De la fundición de ENAF sale un arroyo contaminado con aguas residuales (industrial, pluvial y de sanitarios). Dicho arroyo cruza la comunidad de Vinto y desemboca en el río Sepultura.
Muestreo Ambiental
El muestreo consideró el procedimiento del Manual de Muestreo Ambiental, publicado por la Agencia para las Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR)1. A continuación se expone el diseño seguido en cada uno de los puntos de exposición.
1. Suelo. Se colectaron muestras de suelo superficial (1-3 cm) en áreas de recreación infantil, en caminos y en patios caseros.
2. Polvo Residencial. Se colectó de cornizas utilizando cepillos.
3. Agua. Se colectó a partir de los grifos residenciales.
4. Sedimento. Se tomaron las muestras a partir del arroyo contaminado con las aguas residuales de ENAF.
Las muestras de agua se colectaron en frascos de plástico previamente lavados con ácido nítrico al 10 % y de inmediato se acidificaron con nítrico concentrado. Las muestras de suelo se tomaron con espátula de plástico y se colocaron en bolsas de polietileno a las cuales previamente le certificamos la ausencia de metales. Las muestras de sedimentos fueron colectadas igual que el suelo.
Análisis Ambiental
1. Método .. Los metales fueron cuantificados por espectrofotometría de absorción atómica con generador de hidruros para arsénico y con horno de grafito para plomo. Las muestras de agua fueron digeridas con una mezcla de nítrico-perclórico (3.0 : 0.5). Las muestras de suelo, polvo y sedimento fueron secadas a baja temperatura y posteriormente fueron digeridas bajo horno de microondas utilizando nítrico al 25.0 %.
2. 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 plomo y superior al 90 % para arsénico. Para agua se utilizó un estandar NIST-1643c (Trace elements in water) con una recuperación para arsénico y plomo superior al 95 %.
Resultados
Considerando que el estudio se refiere a una evaluación preliminar del sitio, los niveles de arsénico fueron obtenidos para todos los medios, en tanto plomo solo se monitoreó en suelo. Las muestras basales en todos los casos se tomaron de la comunidad de Corque (a 100 km al suroeste de la comunidad de Vinto), siguiendo parámetros idénticos a los utilizados para el muestreo en Vinto.
1. Suelo
En la Tabla 1 se muestran los datos para plomo en suelo superficial. Las concentraciones resultaron ser altas, sin encontrar punto alguno en Vinto cuyos niveles fueren cercanos a los niveles basales. Resalta el hecho de que el punto al noreste de la ENAF registró el menor contenido de plomo, aunque todavía con niveles 18 veces por arriba del basal. A comparación, del punto al noreste, el promedio en Vinto estuvo 69 veces por arriba del basal.
Tabla 1. Cuantificación de Plomo en Suelo Superficial del Sitio Vinto - Oruro.
PUNTO |
n |
MEDIA |
D.S. |
RANGO |
Vinto |
9 |
1940.3 |
1009 |
970 - 4255 |
NE |
1 |
505.1 |
-- |
-- |
BASAL |
2 |
28.5 |
-- |
22 - 35 |
Valores en mg / kg
En la Tabla 2 se presentan los resultados de arsénico en suelo superficial. A diferencia del plomo, puede advertirse que en este caso si se encontró una relación entre distancia a la fundición y los niveles de este metaloide en suelo. Así, los sitios más próximos registraron mayores concentraciones. Aunado a lo anterior, es importante destacar que el punto de máxima contaminación (rango máximo de la zona 3), registró valores casi 100 veces por arriba del nivel basal. En tanto, el punto al noreste de la planta metalúrgica tuvo el menor contenido de arsénico, solo 8.5 veces mayor al nivel basal.
Tabla 2. Cuantificación de Arsénico en Suelo Superficial del Sitio Vinto - Oruro.
PUNTO |
n |
MEDIA
|
D.S. |
RANGO |
Vinto - 1 |
8 |
91.5 |
25.5 |
39 - 132 |
Vinto - 2 |
3 |
198.2 |
121.6 |
52 - 350 |
Vinto - 3 |
4 |
356.9 |
260.5 |
105 - 793 |
NE |
1 |
71.1 |
-- |
-- |
BASAL |
2 |
8.5 |
-- |
8.4 - 8.6 |
Valores en mg / kg
2. Polvo residencial
Los resultados del contenido de arsénico en polvo de las viviendas se presentan en la Tabla 3. Los datos de las zonas 1 y 3 se parecen mucho entre sí, resultaron ser ligeramente superiores al nivel encontrado al noreste. Aunado a ello, fueron aproximadamente cuatro veces mayores al valor registrado en la zona basal.
Tabla 3. Cuantificación de Arsénico en Polvo Residencial del Sitio Vinto - Oruro.
PUNTO |
n |
MEDIA |
D.S. |
RANGO |
Vinto - 1 |
6 |
290.0 |
153.2 |
142 - 613 |
Vinto - 3 |
4 |
296.8 |
57.5 |
224 - 385 |
NE |
1 |
150.6 |
-- |
-- |
BASAL |
2 |
71.5 |
-- |
12 - 131 |
Valores en mg / kg
3. Agua de consumo humano
En la Tabla 4 se aprecia que los datos en Vinto tanto en grifo como en pozos no registraron niveles por arriba del nivel basal y se encuentran en el orden de la recomendación dictada por la Organización Mundial de la Salud para arsénico en agua potable.
Tabla 4. Cuantificación de Arsénico en Agua del Sitio Vinto - Oruro.
PUNTO |
n |
MEDIA |
D.S. |
RANGO |
Vinto Grifo |
9 |
8.6 |
1.7 |
6.6 - 11.02 |
Vinto Pozos |
3 |
5.9 |
3.96 |
2.6 - 11.5 |
BASAL |
1 |
11.0 |
-- |
-- |
Valores en µg / L. Recomendación OMS para agua potable : 10.0 µg / L2.
4. Agua residual y sedimento
Como fue señalado líneas arriba, de la ENAF surge un arroyo cuyas aguas están contaminadas con material residual de la empresa. Por consiguiente, muestreamos el arroyo en dos puntos fuera de los límites de la metalúrgica. Se cuantificaron niveles de arsénico y plomo. En la Tabla 5 se presentan los promedios de tal estudio. Se nota la contaminación en ambas matrices.
Tabla 5. Cuantificación de Arsénico en Agua Residual y
Sedimento
de un Arroyo del Sitio Vinto - Oruro.
MATRIZ |
ARSENICO |
PLOMO |
Agua Residual |
183 |
-- |
Sedimento |
640 |
4054 |
Los valores de agua residual estan en µg/L. Los de sedimento en mg/kg.
A fin de valorar los niveles ambientales de arsénico, se comparó su concentración contra un valor de referencia denominado Guía de Evaluación para Medios Ambientales (EMEG). Estos valores EMEG han sido propuestos por la Agencia para las Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades del Departamento de Salud Pública de los Estados Unidos (ATSDR)2. El cálculo de la EMEG se obtiene multiplicando la dosis de referencia (RfD) por el peso corporal y dividiendo el producto entre la tasa de ingestión diaria de agua, suelo o polvo. En el capítulo 1 de este documento, se presenta con detalle los cálculos matemáticos que se siguieron para estimar las EMEG para arsénico.
1. Análisis para arsénico
En las Tablas 6 y 7 se presentan las comparaciones entre las EMEGs y los niveles ambientales de arsénico. Puede advertirse que los niveles máximos y los valores promedio de agua y suelo, superaron a las respectivas EMEGs. Es importante hacer notar que la EMEG de agua fue calculada para población infantil, por ello, el valor es inferior a la recomendación de la OMS.
TABLA 6. Comparación de los Niveles Máximos de Arsénico en
los
Medios Ambientales de Vinto con las EMEGs.
|
agua |
suelo |
polvo |
VINTO |
11.5 |
793 |
613 |
EMEG |
3.0 |
78 |
860 |
Vinto / EMEG |
3.8 |
10.1 |
0.7 |
TABLA 7. Comparación de los Niveles Promedio de Arsénico en
los
Medios Ambientales de Vinto con las EMEGs.
|
agua |
suelo |
polvo |
VINTO |
7.2 |
215 |
293 |
EMEG |
3.0 |
8 |
860 |
Vinto / EMEG |
2.4 |
2.7 |
0.3 |
n agua se promediaron los datos de grifos y pozos.
En suelo se promediaron los datos de las diferentes áreas.
Tomando en cuenta que el arsenico supero a la EMEG en suelo y agua se le considera como un contaminante crítico para el sitio de Vinto - Oruro.
2. Análisis para plomo
Al no existir dosis de referencia para plomo, no puede calcularse su EMEG y por consiguiente, para definir su probabilidad de riesgo, deben emplearse otros valores de referencia.
TABLA 8. Comparación del Nivel Máximo y del Nivel Promedio
Alcanzado
por el Plomo en el Suelo de Vinto con Valores de Referencia.
|
máximo |
promedio |
VINTO |
1940 |
4255 |
Referencia |
250 |
250 |
Vinto / Ref |
7.8 |
17.0 |
Niveles en mg/kg. El valor de referencia es la recomendación
para plomo en suelo en áreas de recreación infantil6.
A pesar de que el plomo solo fue cuantificado en suelo, se le considera un contaminante crítico para el sitio Oruro-Vinto por los niveles tan altos registrados en los puntos muestreados.
TABLA 9. Rutas de Exposición en el Sitio Vinto - Oruro.
NOMBRE |
FUENTE
|
MEDIO |
PUNTO |
POBLACION |
TIPO DE RUTA |
AGUA |
desconocida |
agua |
grifos |
niños |
completa |
SUELO |
metalúrgica |
suelo |
área |
niños |
completa |
POLVO |
suelo |
polvo |
residencias |
niños |
potencial |
AIRE |
metalúrgica |
aire |
toda la |
general |
potencial |
1. Identificación del Contaminante
1. ¿ Cuál es la ruta de exposición más importante en el sitio ?
2. ¿ Cuáles son los contaminantes críticos que se han detectado en dicha ruta ?
3. ¿ Existe la posibilidad de que los contaminantes se transporten de un medio a otro ?
4. ¿Cuál es la población de alto riesgo ?
5. ¿ Cómo se da la exposición a los contaminantes (frecuencia, duración, etc.) ?
6. ¿ Cuáles son los efectos tóxicos de los contaminantes críticos ?
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 10. 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 |
5 6 7 |
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 11. 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, 19918 y ATSDR, 19929.
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 aun más el riesgo en salud (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 4 a 8 años que es el rango de edad donde se concentra el 50 % de los niños seleccionados para este trabajo (ver sección "Monitoreo Biológico"). Note que los datos están en µg/kg/día.
Suelo
Nivel de Arsénico en el Suelo : 793 mg/kg (Tabla 6)
Ingesta Diaria de Suelo Niño : 350 mg/día10
Biodisponibilidad Arsénico en Suelo : 11 %11
(793 mg/kg) (350 mg/día) (.11) (1.0E-6 kg/mg)
Dosis de Exposición = -------------------------------------------------------------- =
1.22 µg/kg/día
25 kg
Polvo
Nivel de Arsénico en el Polvo : 613 mg/kg (Tabla 6)
Ingesta Diaria de Polvo Niño : 35 mg/día (10 % del valor de suelo)
Biodisponibilidad Arsénico en Polvo : 10 %11
(613 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 : 11.5 µg/L (Tabla 2)
Ingesta Diaria de Agua Niño : 1.0 L/día3
Se estima 100 % de absorción12,13
(11.5 µg/L) (1.0 L/día) (1)
Dosis de Exposición = ---------------------------------- = 0.46 µg/kg/día
25 kg
Dosis Total de Exposición
Suelo = 1.22 µg/kg/día
Polvo = 0.08 µg/kg/día
Agua = 0.46 µg/kg/día
------
1.76 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)14 .
El nivel promedio de plomo en suelo registrado en Vinto fue de 1940 mg/kg. Utilizando el IEUBK se calculó que un niño expuesto a un nivel de 2000 mg/kg alcanzaría 13.0 µg/dl de plomo en sangre. Es decir, sin considerar la exposición a otros medios del ambiente, como el polvo y el aire, solo con la exposición al suelo este niño ya superaría el límite recomendado por el CDC que es de 10 µg/dl.
4. Caracterización del Riesgo
PLOMO .. Como puede advertirse en la Tabla 12, los niveles de plomo en sangre que se podrían alcanzar solamente con una exposición severa al suelo contaminado, superarían los niveles que se requieren para tener manifestaciones en salud tan serias como la disminución auditiva o la alteración en el coeficiente intelectual. Ahora bien, es justo mencionar que el IEUBK funciona con un factor de biodisponibilidad del 30 %; por lo tanto, si en Vinto las condiciones minerales fueren tales que la biodisponibilidad no llegara al 30 % registrado por el IEUBK, el riesgo disminuiría de manera importante. No obstante, recordemos que esto solo aplicaría para el caso del suelo y quizá para el polvo; pero quedaría todavía el aire como una fuente potencial de plomo.
TABLA 12. Efectos del Plomo en Niños en Relación al Nivel de Plomo en Sangre.
| Plomo en Sangre (µg / dl) |
Efecto |
| 10.0
13.0 15.0 20.0 |
* Disminución Auditiva * Disminución de la Estatura * Disminución del Coeficiente Intelectual Promedio en VINTO. * Alteraciones en los niveles de Vitamina D ? * Disminución en la conducción nerviosa periférica |
Datos obtenidos de CDC, 19918 y ATSDR, 19929 .
ARSENICO .. En la Tabla 13 se muestran dos hechos interesantes. Por un lado, que sin la ruta de aire la dosis de arsénico en los niños de Vinto se aproxima a la LOAEL para efectos neurológicos y es seis veces superior a la dosis de seguridad (RfD). Por el otro, también se advierte el de que los niveles de exposición en Vinto son similares a los registrados en el Alto Lima (ver capítulo I de este documento). Lo cual es un dato que apunta a la seriedad del problema en Alto Lima, ya que al menos, la exposición en Vinto era esperada por la magnitud de la fundición.
TABLA 13. Relación Dosis-Efecto Para Exposición Infantil. Arsénico Vía Oral.
| CLASIFICACION | DOSIS (µg/kg/día) |
EFECTO BUSCADO | REFERENCIA |
| RfD Vinto LOAEL LOAEL |
0.30 1.8 2.60 8.00 |
lesiones dérmicas ¿? signos neurológicos lesiones dérmicas |
5 6 7 |
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 sitio Vinto-Oruro. En este trabajo presentamos solo los datos de arsénico en orina. En una próxima publicación haremos referencia a los datos de plomo en sangre.
1. Muestreo BIOLOGICO
El muestreo de arsénico en orina se efectuó en 68 niños, sanos en apariencia, con una antigüedad de residencia en el sitio de al menos dos años y cuyos 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 ácido nítrico diluído.
2. Analisis biologico
2.1. Método .. El arsénico fue cuantificado por espectrofotometría de absorción atómica con generador de hidruros. Las muestras de orina fueron digeridas con una mezcla de nítrico-perclórico-sulfúrico (3 ml / 0.5 ml / 0.5 ml). 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.
2.2. Control de Calidad .. Para arsénico en orina se efectuaron análisis de un estandar certificado (NIST-SRM 2670) obteniéndose una recuperación del 100 %.
3. resultados
Los datos de arsénico en orina muestran una tendencia de que los niños mas pequeños presentan los valores más altos. Así se advierte al analizar el promedio y se advierte también al examinar el rango. Por ejemplo, el máximo nivel lo alcanzó un niño dentro del grupo de dos a cuatro años de edad (Tabla 14).
En cuanto al nivel de riesgo puede establecerse que en promedio solamente los niños mas pequeños superaron el nivel establecido para riesgo neurológico. Aunque debe hacerse notar que el riesgo se estableció para microgramo por gramo de creatininina y los resultados en la Tabla 14 se presentan como microgramo por mililitro de orina.
Tabla 14. Arsénico en Orina en Niños de Alto Lima II por Grupos de Edad (µg/ml)
Grupos por Edad (años) |
n |
Media |
Error |
Rango |
2 - 4 |
15 |
71.4 |
1.1 |
37 - 202 |
4 - 6 |
13 |
54.6 |
1.2 |
19 - 143 |
6 - 8 |
21 |
49.5 |
1.1 |
13 - 133 |
mayor 8 |
19 |
48.4 |
1.1 |
15 - 99 |
Para efectos neurológicos ha sido definido como nivel de riesgo : 50
µg/g creatinina6.
En tanto, 100 µg/g creatinina se ha definido como un valor de exposición reciente12.
Con fundamento en los puntos anteriores se concluye que :
el sitio implica un riesgo de salud pública urgente
que requiere remediación inmediata.
Obras prioritarias
Actualizado el 28/Ago/98
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