CASO 1:

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

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

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

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.

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.

2.1. 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.

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.

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.

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 3. Niveles de Metales en Muestras de Sedimento (mg /kg).

 La media es la media geométrica y E.S. es el error estandard.

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.

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.

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). 

 Se calculó la media geométrica y el error estandard. El nivel basal se tomó del área del suelo.

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 7. Niveles de Metales en Polvos de Centros Escolares (mg/kg).

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.

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.

(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.

(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.

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.

                       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)

                       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.

TABLA 10. Comparación de los Niveles Máximos de Arsénico en los Medios
Ambientales del Alto Lima II con las EMEGs.

TABLA 11. Comparación de los Niveles Promedio de Arsénico en los Medios
Ambientales del Alto Lima II con las EMEGs.

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.

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.

               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)

                   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)

               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.

TABLA 12. Comparación de los Niveles Máximos de Manganeso en los
Medios Ambientales del Alto Lima II con las EMEGs.

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

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.

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 absorción^15,16

                                      (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.

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.

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.

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 ácido nítrico diluído y las muestras de sangre se tomaron empleando "vacutainers" libres de plomo en presencia de EDTA como anticoagulante.

2. Analisis biológico

2.1. 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 orina fueron digeridas con una mezcla de nítrico-perclórico-sulfúrico (3 ml / 0.5 ml / 0.5 ml). La sangre fue tratada con fosfato de amonio como modificador de matriz y con Tritón X-100 al 0.5 % como digestor celular. 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 %. En cuanto al control de plomo en sangre, nuestro laboratorio se encuentra enrolado en el programa de calibración del Centro para el Control de las Enfermedades de los Estados Unidos (CDC).

3. Arsénico

Tabla 18. Niveles de Arsénico en Orina en Niños de Alto Lima II (µg/g creatinina)

La edad de los niños fue de 5 a 15 años.

Para efectos neurológicos ha sido definido como nivel de riesgo : 50 µg/g creatinina¹⁹. En tanto, 100 µg/g creatinina se ha definido como un valor de exposición reciente¹⁵. Resulta importante entonces, que más de la mitad de los niños en el sitio superen el nivel de riesgo neurológico y que un 14 % tengan niveles por arriba del umbral considerado para exposición aguda (Tabla 18).

Aunado a lo anterior, como muestra la Tabla 19, se encontró una correlación negativa de arsénico en orina con la edad de los niños (r=-0.28, p=0.0017). Registrándose mayor exposición al arsénico en el grupo de 5 a 7 años de edad. Note que en este grupo más del 70 % de los niños supera el nivel de riesgo neurológico.

Los resultados demuestran exposición al arsénico en todos los grupos de edad, pero la correlación inversa con la edad, permite establecer una interrogante sobre el nivel de la posible exposición que pudiera estar ocurriendo entre los niños menores de cinco años. Grupo que por cierto, no fue examinado en el presente estudio.

Tabla 19. Arsénico en Orina en Niños de Alto Lima II por Grupos de Edad (µg/g creatinina)

Para efectos neurológicos ha sido definido como nivel de riesgo : 50 µg/g creatinina¹⁹.
En tanto, 100 µg/g creatinina se ha definido como un valor de exposición reciente¹⁵.

4. Plomo

TABLA 20. Niveles de Plomo en Sangre en Niños de Alto Lima II (µg/dl)

La edad de los niños fue de 5 a 15 años.

La Tabla 20 muestra que en promedio los niños de El Alto cumplen con los estándares de seguridad ya que su media geométrica se encuentra por debajo del nivel de intervención de 10.0 microgramos de plomo por decilitro de sangre (10.0 µg/dl). No obstante, resulta preocupante que más de una cuarta parte de los niños estudiados supere este límite. Al examinar la Tabla 21, que muestra la correlación por edad, la preocupación se incrementa porque casi la mitad de los niños en el grupo de 5 a 7 años de edad se encuentra por arriba de los 10.0 µg/dl. La interrogante recurre de nueva cuenta : ¿Qué estará pasando en los niños menores a cinco años ?. Esta interrogante se fundamenta en la correlación negativa que se encontró entre la edad y los niveles sanguíneos de plomo (r=-0.28, p=0.0017).

Tabla 21. Plomo en Sangre en Niños de Alto Lima II por Grupos de Edad (µg/dl)

10.0 µg/dl es el valor de intervención del CDC¹³

A fin de aproximarnos al escenario de exposición en niños menores de cinco años de edad, se utilizó el modelo IEUBK de la EPA. Cuando los niveles reales de plomo en sangre encontrados en los niños de Alto Lima II, en el grupo de 5 y 7 años de edad, se compararon con los niveles estimados en el modelo matemático IEUBK (alimentado con las concentraciones ambientales promedio), se encontró que los datos estuvieron en el mismo orden de magnitud (Tabla 22). Sin embargo, al comparar el valor estimado para el grupo de edad de 1 a 3 años contra el nivel estimado para el grupo de 5 a 7 años (Tabla 22), advertimos que los primeros tienen una media geométrica superior en 2.0 µg/dl de plomo en sangre y además, el porcentaje de niños por arriba de 10.0 µg/dl es mayor en 17 puntos. Los resultados obtenidos con el IEUBK indicarían de manera indirecta que la población infantil menor de cinco años estaría mas expuesta al plomo. Lo cual de inmediato sugiere la necesidad de efectuar estudios entre los niños en dicho grupo de edad.

Aunado a lo anterior, también en la Tabla 22 podemos observar como, para el mismo grupo de edad (5-7 años), los valores reales estan ligeramente por arriba de los valores estimados, tanto a nivel del valor medio como del porcentaje por arriba de los 10 µg/dl. Ello pudiere deberse a que no estamos considerando en el modelo, el valor real de alguna ruta de exposición al plomo que estuviere actuando en el sitio. Un candidato natural en este sentido sería el aire. Los niveles de 0.1 µg/m³ que se utilizan como "default" en el IEUBK pudieren estar muy alejados de la realidad del Alto Lima II. Por ejemplo, cuando en el modelo IEUBK se utiliza el nivel de agua de la pileta pública y los valores promedio de plomo en suelo y polvo junto con una concentración de 2.0 µg/m³ para plomo en aire, que es un valor ligeramente superior a la norma, la media geométrica de plomo en sangre calculada con el IEUBK alcanza los 8.5 µg/dl y el porcentaje por arriba de 10.0 µg/dl llega al 34 %. En conclusión, estos resultados demuestran la necesidad de realizar mayores análisis en la ruta de aire.

Tabla 22. Comparación de los Niveles Reales de Plomo en Sangre Encontrados
en Niños del Alto Lima II con los Niveles Teóricos Estimados en el IEUBK (µg/dl)

(*) La estimación se realizó utilizando el IEUBK alimentado
con los valores ambientales promedio de el Alto Lima II.

Un último punto que debemos considerar es que en la fase de la estimación del riesgo, cuando alimentamos el modelo IEUBK con las concentraciones ambientales extremas de plomo, a fin de obtener un escenario de alto riesgo, la media geométrica para plomo en sangre estimada con el IEUBK, llegó a 27.8 µg/dl. En la realidad, el estudio efectuado entre los niños de el Alto Lima II, demostró que ninguno de los niños analizados superó los 20.0 µg/dl de plomo en sangre. Esto es importante, ya que indicaría que la exposición de los niños a las concentraciones ambientales de máximo riesgo no sería generalizada.

En este trabajo el indicador nutricional fue el peso corporal²⁰. Tanto el plomo en sangre como el arsénico en orina no correlacionaron significativamente con este indicador. No obstante lo anterior, ello no es prueba de que la nutrición carece de influencia sobre el nivel de exposición. Estudios recientes de nuestro grupo aún no publicados, indicarían que existe una correlación inversa entre lo niveles sanguíneos de plomo y de hierro, sin que en los mismos niños se presente una correlación entre el peso y los valores de plomo en sangre.

1. ¿ Existe la posibilidad de que las emisiones de las fábricas puedan afectar las salud de los niños y por ende, su rendimiento escolar ?

• Sí existe la posibilidad .. La afirmación la fundamentamos en el hecho de que más de la mitad de los niños estudiados superaron los niveles de 50 µg/g creatinina de arsénico urinario (Tabla 18) y en que una cuarta parte de dichos niños tuvieron niveles de plomo en sangre mayores a 10 µg/dl de plomo en sangre (Tabla 20). Aunado a ello, el grupo de 5 a 7 años de edad representa un grupo en riesgo ya que 70 % de los niños en esta edad superaron los límites para arsénico en orina (Tabla 19) y 44 % superaron los de plomo (Tabla 21). Finalmente, los niveles de arsénico en orina concuerdan con la dosis de exposición al arsénico estimada para los niños del Alto Lima II (Tabla 16). En la literatura se ha demostrado que niños expuestos a estos niveles de arsénico y de plomo tienen problemas neurológicos, algunos de los cuales podrían estar relacionados con bajo rendimiento escolar (Tablas 16 y 17)^13-19. Además, estudios de nuestro grupo demostraron efectos neurológicos subclínicos en niños expuestos al arsénico y al plomo (manuscrito en preparación); estos efectos podrían deberse a cambios en los neurotransmisores, hecho que observamos a nivel experimental en ratas²¹.

2. ¿ 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 la posibilidad de tal hecho .. Los datos sobre los procesos metalúrgicos que involucran fundición y escape de gases, las malas condiciones de las chimeneas, la aparente falta de equipo anticontaminante adecuado y la presencia de grandes concentraciones de azufre en algunos residuos de las empresas ubicadas en el sitio, llevan a concluir que durante el proceso metalúrgico ocurren fugas de bióxido de azufre. El bióxido de azufre es capaz de afectar las vías respiratorias ya que es un broncoconstrictor²², pero también, debido a su acidez, genera irritación de ojos²². En cuanto a los problemas gastrointestinales, debemos señalar que primero debe descartarse el efecto de contaminantes microbianos.

3. ¿ Existe algún riesgo para los niños que juegan en los predios de las empresas ?

• Si existe un riesgo .. Por los datos obtenidos en el área de recreación infantil más próxima a las metalúrgicas (que dieron valores muy altos de arsénico y plomo), por los datos del agua residual y del sedimento (con valores extremos para estos dos metales) y ante el evidente mal manejo de los residuos (los cuales estan dispuestos al aire libre); es factible que los traspatios o predios se encuentren contaminados. Por consiguiente, la recreación infantil en dichos lugares implica un riesgo de exposición a los metales.

4. ¿ Existe algún riesgo para los niños que juegan en los patios escolares ?

• En las Tablas 23 y 24 se advierte que el riesgo por la exposición al suelo del patio escolar es bajo. Sin embargo, el riesgo del ejercicio al aire libre estaría dependiendo del nivel de contaminación por bióxido de azufre. En lo referente al polvo dentro del aula escolar, este sería un factor de exposición para el Centro Huyustus (Tabla 24, datos de plomo).

TABLA 23. Comparación de los Niveles de Metales en el Patio Escolar del Centro JJ Torrez
con los Valores de Referencia para Plomo y Arsénico

(1) EMEG. (2) Recomendación para plomo en suelo en áreas de recreación infantil⁶.
(3) Nivel basal del sitio.

TABLA 24. Comparación de los Niveles de Metales en el Patio Escolar del Centro Huyustus
con los Valores de Referencia para Plomo y Arsénico

(1) EMEG. (2) Recomendación para plomo en suelo en áreas de recreación infantil⁶.
(3) Nivel basal del sitio.

1. Los contaminantes de importancia son : arsénico, plomo y posiblemente, bióxido de azufre.
2. Los niveles contaminantes de los primeros dos fueron demostrados en el estudio motivo de este documento; en tanto, la contaminación por bióxido de azufre es asumida con base a reportes indirectos y a la sintomatología que presenta la población.
3. Las ruta de mayor importancia es suelo/polvo, sobre todo en las áreas de recreación infantil. No obstante, las rutas que involucran agua y aire requieren ser analizadas en futuros estudios para establecer su real magnitud.
4. La población de mayor riesgo son los niños, no solo debido a que la ruta más relevante es el suelo sino por que representan al grupo poblacional mas susceptible a los efectos nocivos de los contaminantes prioritarios, arsénico y plomo.
5. Las mujeres en edad reproductiva representarían al segundo grupo en riesgo, ya que los metales identificados son capaces de traspasar la barrera placentaria causando efectos fetotóxicos.
6. Los efectos en salud que podrían encontrarse entre los niños, son los efectos neurológicos, tanto por la exposición al arsénico como por la exposición al plomo.
7. En cuanto al bióxido de azufre, se asume que la población mas expuesta podría sufrir manifestaciones respiratorias (este hecho debe ser tomado en cuenta para futuras investigaciones).
8. Aunque no hubo una correlación entre el nivel de exposición a los metales y el peso corporal, se asume la posibilidad de que la desnutrición en la zona es un factor de riesgo que pudiera incrementar el daño tóxico de los contaminantes.
9. Como la conclusión mas importante del trabajo, podemos apuntar el hecho de que se obtuvo una correlación inversa entre la edad y el nivel de exposición a los metales. Este hecho es relevante dado que no estudiamos niños menores de cinco años de edad. Es decir, en el grupo de niños de cero a cuatro años, la exposición a los metales podría ser muy alta, tal y como lo demostramos teóricamente para la exposición al plomo.
10. Por todos los datos de este documento, puede argumentarse que las metalúrgicas ubicadas en el Alto Lima II son fuente de contaminantes tóxicos.

Con fundamento en los puntos anteriores se concluye que :

El sitio implica un riesgo de salud pública urgente que requiere remediación inmediata.

1. De inmediato se require la realización de un estudio para evaluar mas a fondo las rutas de exposición que involucran agua y aire. En aire debe analizarse la concentración de bióxido de azufre y en todas las rutas de exposición debe analizarse la presencia de otros metales no considerados en este trabajo, tales como: zinc, cromo, antimonio y mercurio.
2. Es urgente la elaboración de un estudio para definir el nivel de exposición a los metales en niños menores a cinco años de edad.
3. En el corto plazo debe instrumentarse un estudio para determinar el nivel de daño neurológico, las alteraciones en el coeficiente intelectual y los niveles de la vitamina D, en una población representativa de los niños de Alto Lima II.
4. A la brevedad posible debe iniciarse un programa de vigilancia ambiental epidemiológica para el monitoreo de plomo en sangre en la población infantil y en mujeres en edad reproductiva. El programa incluiría cursos especiales de educación ambiental entre los padres de familia, a fin de reducir los niveles de metales al interior del hogar y programas de educación entre los médicos del área, para actualizar los conocimientos toxicológicos.
5. Deberá establecerse un programa comunitario para reforzar la nutrición infantil en la zona.

Obras prioritarias

1. La autoridades deberán ordenar el paro temporal de actividades de las empresas hasta que se establezcan las medidas de control ambiental. Especial atención deberá darse al control de emisiones atmosféricas.
2. Dentro del programa de remediación al interior de las metalúrgicas, se tendrán que construir bodegas con piso, paredes y techo de cemento, donde se almacenarán los residuos sólidos.
3. Se requiere de una limpieza del suelo en los predios industriales. Además, se requiere el control de los escurrimientos de las aguas residuales y/o de los escurrimientos que se generan en épocas de lluvia.
4. Se tendrá que proceder a "limpiar" el suelo en las zonas vecinas a las metalúrgicas. Incluyendo el área impactada por los cursos de aguas residuales (ver anexo 2).
5. Habrá que estudiar el posible traslado de los centros escolares a áreas de menor riesgo.
6. Sería positivo el sembrado de pasto u otro tipo de cubierta vegetal en áreas recreativas.

1. Información de las metalúrgicas obtenida por la Oficina Regional de la OPS en Bolivia.
2. Díaz-Barriga F (1992) Evaluación de los riesgos en salud por la exposición a metales pesados en La Paz, Bolivia. Informe entregado al Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud de la OPS-OMS.
3. ATSDR (1994) Environmental data needed for public health assessments. A Guidance Manual. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. U.S. Department of Health and Human Services. Atlanta Georgia.
4. OMS (1995) Guías para la calidad del agua potable. Organización Mundial de la Salud, Ginebra, p. 180.
5. ATSDR (1992) Health Assessment Guidance Manual. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. US Department of Health & Human Services. La traducción al español de este material puede obtenerse en el Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud.
6. Madhavan S, Rosenman KD, Shehata T (1989) Lead in soil: recommended maximum permissible levels. Environ Res 49: 136-142.
7. IRIS (1996) Arsenic. Integrated Risk Information System.
8. Yáñez L, Calderón J, Carrizales L y Díaz-Barriga F (1996) Evaluación del riesgo en sitios contaminados con plomo, aplicando un modelo de exposición integral (IEUBK). Segundo capítulo del presente documento.
9. Freeman GB, Schoof RA, Ruby MV, Davis AO, Dill JA, Liao SC, Lapin CA y Bergstrom PD (1995) Bioavailability of arsenic in soil and house dust impacted by smelter activities following oral administration in Cynomolgus monkeys. Fund. Appl. Toxicol. 28: 215-222.
10. IRIS (1996) Manganese. Integrated Risk Information System.
11. Díaz-Barriga F, Santos MA, Mejía JJ, Batres L, Yáñez L, Carrizales L, y Calderón J (1994) Caracterización del riesgo en salud por exposición a metales pesados en la Ciudad de San Luis Potosí. Informe al Gobierno del Estado y a la Procuraduría Federal de Protección Ambiental de la Secretaría del Medio Ambiente Recursos Naturales y Pesca (manuscrito en preparación).
12. Borgono JM, Venturino H, Vicent P (1980) Clinical and epidemiological study of arsenicism with northern Chile. Rev Med Chile 108: 1039-1048.
13. Centers for Disease Control (1991) Preventing lead poisoning in young children. US Department of Health and Human Services.
14. ATSDR (1993) Toxicological Profile for Lead. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. US Department of Health & Human Services.
15. ATSDR (1993) Toxicological Profile for Arsenic. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. US Department of Health & Human Services.
16. EPA (1992) Second draft for the drinking water criteria document on arsenic. U.S. Environmental Protection Agency.
17. EPA (1994) Guidance Manual for the Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model for Lead in Children. Technical Review Workgroup for Lead. Office of Emergency and Remedial Response. U.S. Environmental Protection Agency. Research Triangle Park, N.C., 1994.
18. Batres, L. Carrizales, J. Calderón y F. Díaz-Barriga (1995) Participación del barro vidriado en la exposición infantil al plomo en una comunidad industrial expuesta ambientalmente a este metal. En: Intoxicación por plomo en México: prevención y control (Hernández M. y Palazuelos E. eds). Instituto Nacional de Salud Pública y Departamento de Distrito Federal. pp. 175-185.
19. Olivo T, Sierra A, Cebrian M, Díaz-Barriga F, Rodríguez I, Santos MA, Carrizales L y Rojas M (1995) Neurologic alterations in children exposed to arsenic, lead and cadmium in San Luis Potosí, Mexico. International Congress on Hazardous Waste: Impact on Human and Ecological Health. Atlanta, EUA. Además de esta cita, puede consultarse la tesis para grado de maestría de Olivo T. en el CINVESTAV-México.
20. OMS (1986) La ficha de crecimiento. Organización Mundial de la Salud. Ginebra.
21. Jiménez-Capdeville ME, Mejía JJ, Ríos C y Díaz-Barriga F (1997) Effects of lead-arsenic combined exposure on central monoaminergic systems. En prensa Neurotox Teratol.
22. HSDB (1996) Sulfur dioxide. Hazardous Substances Data Bank.

Mapa seccional de el Alto Lima II

Ejercicio de remediación para plomo ambiental en Alto Lima II

En la Figura 1 se presentan dos curvas de densidad que correlacionan la probabilidad con la concentración de plomo en sangre. Estas curvas fueron obtenidas mediante el modelo IEUBK de la EPA.

La curva 1 representa las condiciones promedio actuales de Alto Lima II (ver página 24 para mayores detalles). Los resultados de este modelaje indican que la probabilidad de tener valores sanguíneos de plomo por arriba de 10.0 µg/dl (el valor de intervención), es del 42 % para niños de 1 a 3 años de edad expuestos a estas condiciones.

La curva 2 se obtuvo alimentando el IEUBK con los mismos datos de la curva 1, excepto que los niveles de suelo y polvo utilizados se pusieron a la mitad. Es decir, estamos simulando un escenario donde la remediación en el Alto Lima II reduciría en un 50 % la actual concentración de plomo en el suelo de la comunidad. Es de esperarse que la reducción de plomo en suelo, tuviera un impacto inmediato en la concentración de plomo en el polvo de las viviendas. Por ello, en el cálculo con el IEUBK también redujimos el valor de plomo en este medio. Los resultados de tal estimación indican que la probabilidad para superar los 10.0 µg/dl de plomo en sangre, en niños de 1 a 3 años de edad, se disminuye hasta el 19 %.

Es decir, una reducción de plomo en suelo a la mitad, reduciría en un 54 % el riesgo de superar el nivel de intervención de plomo en sangre.

Capítulo 2. Evaluación preliminar del riesgo en salud. Zona metalúrgica de Vinto Oruro, Bolivia.  

Indice general:

Visita al sitio

Contaminación ambiental

Selección de contaminantes críticos

Análisis de las rutas de exposición

Estimación del riesgo en salud

Monitoreo biológico

Conclusiones

Recomendaciones

Bibliografía

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.

Contaminación 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.

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.

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.

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.

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.

Los valores de agua residual estan en µg/L. Los de sedimento en mg/kg.

Selección de contaminantes críticos

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.

TABLA 7. Comparación de los Niveles Promedio de Arsénico en los
Medios Ambientales de Vinto con las EMEGs.

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.

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.

Análisis de las rutas de exposición

TABLA 9. Rutas de Exposición en el Sitio Vinto - Oruro.

1. Ruta Agua .. En este medio el arsénico se encontró ligeramente por arriba de la EMEG. Ello es motivo para que el agua se considere un factor de exposición parcial para la población infantil; sin embargo, para la población adulta, se considera que los niveles de arsénico se encuentran dentro de las recomendaciones internacionales.

2. 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.

3. Ruta Polvo Casero .. En esta ruta el arsénico no superó a la EMEG. Por lo tanto, solo se le considera una ruta potencial para el caso de plomo, considerando los altos niveles alcanzados por este metal en el suelo y asumiendo que el suelo es la fuente principal del polvo casero.

4. Ruta Aire Ambiental .. Esta ruta no fue evaluada en el presente estudio. Sin embargo, las emisiones a la atmósfera serían el mecanismo de transporte tanto para el bióxido de azufre como para los metales.

Estimación del riesgo en salud

1. Identificación del Contaminante

1. ¿ Cuál es la ruta de exposición más importante en el sitio ?

• El suelo y potencialmente el aire.

2. ¿ Cuáles son los contaminantes críticos que se han detectado en dicha ruta ?

• Arsénico y plomo. Sin embargo, no cuantificamos otros metales como el cadmio u otros contaminantes como el bióxido de azufre.

3. ¿ Existe la posibilidad de que los contaminantes se transporten de un medio a otro ?

• Sí. Las partículas metálicas del aire pueden depositarse en el suelo y por los vientos, del suelo podrían transportarse 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 suelo y posiblemente al aire 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 Tabla 10 y 11 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 10. Relación Dosis-Efecto Para Exposición Infantil. Arsénico Vía Oral

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.

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.

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

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

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 absorción^12,13

                                             (11.5 µg/L) (1.0 L/día) (1)
         Dosis de Exposición = -------------------------------------- = 0.46 µg/kg/día
                                                      25 kg

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.

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.

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 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)

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.

Conclusiones

1. Los contaminantes de importancia son : arsénico, plomo y posiblemente, bióxido de azufre.
2. La ruta de mayor importancia resultó ser el suelo pero no se evaluó la ruta atmosférica y en agua y polvo no se cuantificó plomo.
3. La población de mayor riesgo son los niños, no solo debido a que la ruta más relevante es el suelo sino por que representan al grupo poblacional mas susceptible a los efectos nocivos de los contaminantes prioritarios, arsénico y plomo.
4. Las mujeres en edad reproductiva representarían al segundo grupo en riesgo, ya que los metales identificados son capaces de traspasar la barrera placentaria causando efectos fetotóxicos.
5. Los efectos en salud que podrían encontrarse entre los niños, son los efectos neurológicos, tanto por la exposición al arsénico como por la exposición al plomo.
6. En cuanto al bióxido de azufre, se asume que la población mas expuesta podría sufrir manifestaciones respiratorias (este hecho debe ser tomado en cuenta para futuras investigaciones).

Con fundamento en los puntos anteriores se concluye que :

El sitio implica un riesgo de salud pública urgente que requiere remediación inmediata.

Recomendaciones

1. De inmediato se require la realización de un estudio para evaluar mas a fondo las rutas de exposición que involucran agua y aire. En aire debe analizarse la concentración de metales y de bióxido de azufre. En agua es prioritario el análisis de plomo.
2. Es urgente la elaboración de un estudio para definir el nivel de exposición a plomo en los niños, cuantificando plomo en sangre.
3. En el corto plazo debe instrumentarse un estudio para determinar el nivel de daño neurológico, las alteraciones en el coeficiente intelectual y los niveles de la vitamina D.
4. A la brevedad posible debe iniciarse un programa de vigilancia ambiental epidemiológica para el monitoreo de plomo en sangre y arsénico en orina en la población infantil y en mujeres en edad reproductiva. El programa incluiría cursos especiales de educación ambiental entre los padres de familia, a fin de reducir los niveles de metales al interior del hogar y programas de educación entre los médicos del área, para actualizar los conocimientos toxicológicos.
5. Deberá establecerse un programa comunitario para reforzar la nutrición infantil en la zona.

Obras prioritarias

1. La autoridades deberán ordenar el establecimiento de medidas de control ambiental. Especial atención deberá darse al control de emisiones atmosféricas.
2. Se requiere de una limpieza del suelo en los predios industriales. Además, se requiere el control de los escurrimientos de las aguas residuales y/o de los escurrimientos que se generan en épocas de lluvia.
3. Se tendrá que proceder a "limpiar" el suelo en las zonas vecinas a las metalúrgicas, incluyendo el área impactada por los cursos de aguas residuales.

Bibliografía

1. ATSDR (1994) Environmental data needed for public health assessments. A Guidance Manual. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. U.S. Department of Health and Human Services. Atlanta Georgia.
2. OMS (1995) Guías para la calidad del agua potable. Organización Mundial de la Salud, Ginebra, p. 180.
3. ATSDR (1992) Health Assessment Guidance Manual. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. US Department of Health & Human Services. La traducción al español de este material puede obtenerse en el Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud.
4. Madhavan S, Rosenman KD, Shehata T (1989) Lead in soil: recommended maximum permissible levels. Environ Res 49: 136-142.
5. IRIS (1996) Arsenic. Integrated Risk Information System.
6. Díaz-Barriga F, Santos MA, Mejía JJ, Batres L, Yáñez L, Carrizales L, y Calderón J (1994) Caracterización del riesgo en salud por exposición a metales pesados en la Ciudad de San Luis Potosí. Informe al Gobierno del Estado y a la Procuraduría Federal de Protección Ambiental de la Secretaría del Medio Ambiente Recursos Naturales y Pesca (manuscrito en preparación). Este trabajo se completa con el de Olivo T, Sierra A, Cebrian M, Díaz-Barriga F, Rodríguez I, Santos MA, Carrizales L y Rojas M (1995) Neurologic alterations in children exposed to arsenic, lead and cadmium in San Luis Potosí, Mexico. International Congress on Hazardous Waste: Impact on Human and Ecological Health. Atlanta, EUA. Además de esta cita, puede consultarse la tesis para grado de maestría de Olivo T. en el CINVESTAV-México.
7. Borgono JM, Venturino H, Vicent P (1980) Clinical and epidemiological study of arsenicism with northern Chile. Rev Med Chile 108: 1039-1048.
8. Centers for Disease Control (1991) Preventing lead poisoning in young children. US Department of Health and Human Services.
9. ATSDR (1993) Toxicological Profile for Lead. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. US Department of Health & Human Services.
10. Yáñez L, Calderón J, Carrizales L y Díaz-Barriga F (1996) Evaluación del riesgo en sitios contaminados con plomo, aplicando un modelo de exposición integral (IEUBK). Apéndice del primer capítulo del presente documento.
11. Freeman GB, Schoof RA, Ruby MV, Davis AO, Dill JA, Liao SC, Lapin CA y Bergstrom PD (1995) Bioavailability of arsenic in soil and house dust impacted by smelter activities following oral administration in Cynomolgus monkeys. Fund. Appl. Toxicol. 28: 215-222.
12. ATSDR (1993) Toxicological Profile for Arsenic. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. US Department of Health & Human Services.
13. EPA (1992) Second draft for the drinking water criteria document on arsenic. U.S. Environmental Protection Agency.
14. EPA (1994) Guidance Manual for the Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model for Lead in Children. Technical Review Workgroup for Lead. Office of Emergency and Remedial Response. U.S. Environmental Protection Agency. Research Triangle Park, N.C., 1994.

Apéndice. Evalución del riesgo en sitios contaminados con plomo aplicando un modelo de exposición integral (IEUBK) 

Indice general:

1. Introducción al modelo

2. Estudio de caso: Cálculo de la ingesta de suelo aplicando el IEUBK

Agradecimientos

Bibliografía

1. Introducción al modelo 

Como lo presentamos en el trabajo anterior, durante una evaluación de riesgos en salud en sitios contaminados, la sección destinada a la estimación del riesgo, requiere del cálculo de la dosis de exposición y la comparación de ésta con las dosis de referencia (RfD). Este modelo se aplica a casi todos los contaminantes. Sin embargo, el plomo es la excepción. La razón de esta particularidad, es que aparentemente los efectos tóxicos del plomo carecen de valores umbrales¹ y por consiguiente, no puede calcularse su RfD. En consecuencia, el riesgo a plomo debe estimarse mediante un método alternativo que no involucre el cálculo de la dosis de exposición.

El mejor método que se ha descrito para evaluar el riesgo relacionado con la exposición al plomo, es la cuantificación de este metal en sangre¹. Pero en los estudios ambientales, pocas veces es factible el análisis de dicho biomarcador. Los monitoreos sanguíneos de plomo, requieren tiempo, recursos económicos y programas de control de calidad.

Una opción que hemos empleado con bastante éxito para estimar el riesgo por la exposición a plomo contando solamente con datos ambientales, es el "Modelo Biocinético de Exposición Integral a Plomo" (IEUBK), desarrollado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA)². El modelo, cuyo manejo en cualquier computadora personal es simple, predice los niveles de plomo en sangre a partir de parámetros toxicocinéticos de plomo en población infantil. Para ello, se le alimenta con los valores de los índices infantiles de inhalación de aire e ingesta de suelo/polvo, agua y alimentos. Además, se incluye la información ambiental del sitio (concentración de plomo en suelo, polvo, agua, aire, dieta y otras fuentes).

El punto con el IEUBK, es que los valores calculados con él, serán más cercanos a la realidad en tanto los datos con que lo alimentemos sean reales. De aquí, la importancia de contar con índices infantiles de inhalación o ingesta que realmente representen la realidad de nuestra región latinoamericana. Por ejemplo, dado que el suelo es una fuente primaria de exposición infantil, se vuelve crítico el contar con un índice de ingesta de suelo que sea representativo de las condiciones imperantes en los sitios de la región, tales como: carencia de pavimento y poca cubierta vegetal en áreas de recreación, niños que juegan por períodos prolongados en estas áreas, las condiciones de higiene y vestimenta de dichos niños, etc.

Por lo anterior, en este trabajo, el objetivo principal fue adaptar el modelo IEUBK a las condiciones imperantes en naciones latinoamericanas, introduciendo algunas modificaciones a los índices que vienen incluídos en el programa original del IEUBK. A continuación explicamos algunas de estas modificaciones :

Para zonas marginadas hemos extendido el tiempo que un niño pasa al aire libre. En el programa original, este índice es de cuatro horas para niños de 3 a 7 años de edad. Nosotros lo ampliamos a seis horas basados en experiencias tomadas tanto en México como en Bolivia.

En lo referente a dieta, el modelo emplea un máximo de siete microgramos de plomo al día; cuando nosotros, fundamentados en un estudio de ingesta de plomo en niños no expuestos al barro vidriado, encontramos un valor de 9.3 µg/día³.

En cuanto al índice de ingesta diaria de agua, utilizamos el valor estandard de 1.0 L/día para población infantil⁴. El modelo plantea un índice máximo de 0.59 L/día para niños de 6 a 7 años de edad. Nuestro mayor valor se basa en el hecho de que países como México cuentan con climas mas calurosos a lo largo del año y no presentan los inviernos extremosos de los Estados Unidos (país donde se originó el IEUBK). El aumento de la temperatura promedio anual correlacionaría con una incremento en la ingesta de agua.

Finalmente, en suelo utilizamos un índice de ingesta diaria de 350 mg/día. Esta valor supera en más del doble al índice máximo incluído en el modelo. El origen de este valor se detalla en el estudio de caso que se presenta en este mismo capítulo. En cuanto a suelo, también modificamos el factor de peso suelo/polvo. En el modelo, éste es del 45 % y nosotros utilizamos 66 % por considerar que en áreas marginadas desprovistas de pavimento o cubierta vegetal, el suelo tiene mayor importancia como fuente de exposición para la población infantil.

El modelo estima matemáticamente los niveles de plomo en sangre, pero repetimos que los resultados serán más reales en cuanto nuestros datos más se aproximen a la realidad. Esto es, la EPA indica que dada la variabilidad de los niveles ambientales que pueden encontrarse de residencia a residencia; para el cálculo del riesgo comunitario no deben emplearse valores ambientales promedio, sino que para cada residencia, deben calcularse los niveles de plomo en sangre de los niños que habitan en ellas y debe establecerse el porcentaje de niños con probabilidad de tener un valor superior al estandar fijado por la CDC (10 µg/dl)⁵. Promediando los estimados individuales de cada residencia, se puede entonces obtener el cálculo promedio de la comunidad. Por supuesto que en comunidades grandes, deben efectuarse ejercicios dividiendo a la comunidad en bloques residenciales pequeños.

2. Estudio de caso: Cálculo de la ingesta de suelo aplicando el IEUBK

2.1. Antecedentes

En la Ciudad de San Luis Potosí se encuentra ubicada una zona industrial metalúrgica donde se produce cobre, arsénico, cadmio, residuos de plomo y derivados antimoniales. Alrededor de esta zona industrial se localiza una área urbana en la cual se ha determinado contaminación ambiental por arsénico, cadmio y plomo^6-8. La máxima contaminación en aire, suelo y polvo residencial, ha sido registrada en el área vecina a las metalúrgicas; y precisamente en esta área, se analizó la exposición infantil a metales. Los resultados mostraron que los niños expuestos tuvieron mayores niveles de arsénico en orina, cadmio en pelo y plomo en sangre, cuando se compararon contra niños controles^6-8.

Según la metodología para estimar el riesgo, un sitio como esta zona metalúrgica requiere del análisis multimedia⁹. Esto es, que para estimar la dosis total de exposición, hay que tomar en cuenta la aportación de todos los medios contaminados. Sin embargo, en nuestro caso nos enfrentamos a problemas particulares, ya que no existen valores de ingesta (agua, suelo o polvo) o de inhalación (aire), estandarizados para la población infantil mexicana. Es decir, las fórmulas para estimar la dosis de exposición habría que manejarlas utilizando factores establecidos para otras culturas y otras costumbres.

Quizá la mayor problemática la encontremos en el factor de ingesta de suelo. Este factor resulta particularmente importante en la zona metalúrgica, ya que en estudios recientes, hemos demostrado que la principal ruta de exposición para arsénico y plomo es el suelo³. Por consiguiente, corremos el riesgo de subestimar la exposición si tomamos en cuenta los factores derivados, por ejemplo, para niños estadunidenses.

Además, aún en los Estados Unidos existe un ligero desacuerdo sobre el factor a emplear; así, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) y la Agencia para las Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR) utilizan factores diferentes. La EPA emplea un factor de ingesta de suelo de 85 a 135 mg/día para niños de 0-7 años de edad², en tanto ATSDR emplea un factor de 50 -100 mg/día⁴.

En un trabajo previo de nuestro grupo utilizamos un factor de ingesta de suelo de 190 mg/día³, que lo derivamos de un estudio de Calabrese¹⁰. Según este autor, los resultados de ingesta de suelo más precisos se obtienen siguiendo los datos de los marcadores de aluminio, titanio y zirconio; los valores promedio de ingesta de suelo con estos tres marcadores fueron : 153, 218 y 21 mg/día¹⁰. Eliminamos arbitrariamente el factor más pequeño por considerarlo poco probable para las condiciones imperantes en la zona metalúrgica (donde todavía existen amplios terrenos sin pavimentar) y tomando los dos restantes, llegamos al valor redondeado de 190 mg/día.

Si bien el uso de los 190 mg/día como factor de ingesta de suelo, puede justificarse bajo la premisa de que estamos empleando la mejor información científica disponible, no deja de seguir siendo un factor fundamentado en estudios realizados en otras condiciones ambientales y en niños con otras costumbres. Por lo tanto, habría que estimar factores para población nacional. No obstante, dada la gran variabilidad geográfica de los sitios contaminados, un factor de ingesta de suelo estimado para las condiciones prevalente en un sitio pudiera no ser extrapolable a las condiciones de otro sitio. Este hecho provocaría que en cada sitio, se efectuasen estimaciones de ingesta de suelo. El mejor método para ello es el empleo de compuestos traza, pero efectuar este tipo de estudios en cada sitio resulta incosteable y por consiguiente, poco práctico.

Por lo tanto, decidimos probar una estrategia diferente, empleando ahora el Modelo Biocinético de Exposición Integral a Plomo de la EPA (IEUBK)² y utilizando como indicador guía el valor real de plomo en sangre.

El IEUBK es un modelo que puede utilizarse para estimar el nivel de plomo en sangre de un niño de 0 a 7 años de edad, siempre y cuando el modelo sea alimentado de manera adecuada con datos ambientales reales que revelen las fuentes de plomo a las que se haya expuesto el niño. Teóricamente, el modelo podría utilizarse a la inversa, ésto es, contando con el valor de plomo en sangre, se podrían obtener datos sobre la participación de algún medio ambiental en específico.

En este trabajo se explora el uso del modelo IEUBK para definir la ingesta de suelo de un niño que reune características poco usuales: no asiste a la escuela (por cuestiones económicas de su familia); al ubicarse su residencia dentro de un terreno bardeado, todo el día juega en el mismo sitio; y, en su dieta normal, no se expone al alimento cocinado en barro vidriado. Es decir, es un niño cuyas fuentes de exposición a plomo son constantes y fácilmente caracterizables. Con los datos obtenidos a partir de este niño, se estimaron los niveles de plomo en sangre de otros niños que viven en condiciones similares.

2.2 Métodos

Area de Estudio. El trabajo se desarrolló en la Fracción de Morales, de la Ciudad de San Luis Potosí, en México. El sitio es un terreno bardeado donde han sido construídas dos residencias. El terreno se ubica en la zona vecina a dos industrias metalúrgicas. El patio externo es compartido por ambas residencias y sirve como área de recreación infantil; el patio es de tierra y carece de cubierta vegetal.

Monitoreo Ambiental. En el patio exterior fueron colectadas cinco muestras de suelo superficial (3-5 cm de profundidad), los puntos de muestreo son representativos de todas las secciones del terreno. Las muestras de polvo se colectaron mediante una bomba ó utilizando una brocha (no hubo diferencias significativas en los niveles de plomo encontrados entre ambos métodos de colecta); el polvo se tomó de las principales habitaciones, inlcuyendo la que servía de dormitorio para los niños en el estudio, se muestrearon las dos residencias ubicadas en el terreno. El agua se tomó del grifo residencial, tomando la primera muestra que fluyó del grifo. Las muestras de partículas suspendidas en aire se concentraron en un filtro empleando un colector de alto volumen. Para ello se realizaron monitoreos por espacio de 24 horas. El resultado que presentamos en este trabajo fue obtenido por Industrial Minera México y representa el valor promedio de los datos de los últimos tres años.

Monitoreo Biológico. En todo momento se contó con la autorización y vigilancia de los padres de familia. El trabajo lo efectuamos con 3 niños a los cuales se les tomó una muestra de sangre venosa utilizando tubos libres de plomo conteniendo EDTA como anticoagulante. Todos los padres respondieron un cuestionario sobre exposición a plomo, donde enfatizamos el uso de recipientes de barro vidriado para preparar, almacenar y/o servir alimentos. El cuestionario aplicado a los niños tomó como base un instrumento empleado en la Ciudad de México¹¹, al cual se le adicionaron modificaciones para su aplicación en la zona metalúrgica.

Metodología Analítica. Las muestras de filtros del colector de partículas de aire, las muestras de agua y las muestras de polvo, fueron digeridas con una mezcla de ácido nítrico-ácido perclórico (10:1). Las muestras de suelo fueron tratadas con una solución de ácido nítrico al 25 % y digeridas mediante microondas. El plomo en sangre fue analizado mediante la adición de un modificador de matriz de acuerdo al método descrito por Subramanian¹². Todos los análisis fueron efectuados mediante espectrofotometría de absorción atómica con un espectrofotómetro Perkin-Elmer 2380 equipado con un horno de grafito HGA-400.

Control de Calidad. Se efectuaron análisis de estándares certificados. Para suelo se utilizó el estandar NIST-SRM 2710 (Montana soil) obteniéndose una recuperación para plomo del 95 ± 4.3 %. Para agua se emplearon muestras de control de calidad certificadas por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) con recuperación promedio de 94 ± 3 %. Algunas muestras de los resultados de aire obtenidos por Industrial Minera México fueron comparadas con muestras obtenidas por nuestro laboratorio, en general los resultados de la compañía metalúrgica y los nuestros tuvieron una concordancia superior al 90 %. Nuestro laboratorio participa en el programa de control de calidad para plomo en sangre organizado por el Centro para el Control de las Enfermedades del Departamento de Salud Pública de los Estados Unidos (CDC). Todas las muestras fueron analizadas por duplicado. El material analítico y de colecta fue lavado con una solución de ácido nítrico al 10%, enjuagando con agua desionizada antes de su uso.

Empleo del Modelo IEUBK para la Estimación de la Exposición al Plomo. Las estimaciones se basaron en las concentraciones ambientales de la zona Morales utilizando el modelo biocinético de la EPA². El modelo fue alimentado con datos del sitio o de cada residencia: Aire (concentración en aire,1.92 µg/m³; tiempo de permanencia al aire libre, 8 horas); Dieta (consumo diario de plomo, 9.3 µg Pb/día); Agua (concentración en agua, 3.5 µg/L; consumo diario de agua, 1.0 L/día); Suelo/Polvo (concentración en suelo, 983.2 µg/g; concentración en polvo casero "residencia uno", 607.5 µg/g; concentración en polvo casero "residencia dos", 364.2 µg/g; porcentaje suelo:polvo 66 %; el valor de ingesta de suelo se ajustó al resultado de plomo en sangre como se describe en la sección de resultados). Los análisis se ajustaron a la edad de los niños.

2.3. Resultados

En esta vivienda vive un niño ("niño uno"), de cinco años siete meses de edad que no asiste a la escuela preescolar por motivos económicos familiares. El niño siempre ha vivido en dicho lugar y sus actividades recreacionales al aire libe duran un promedio de ocho horas, el total de las cuales las pasa en el patio exterior. Entre los hábitos que pudieran incrementar su exposición al plomo se encuentran: morder lápices, plastilina y juguetes; se lleva las manos a la boca y usualmente no se lava las manos antes de comer. Además, ambos padres son fumadores. Los padres trabajan pero ninguno en alguna ocupación que los pudiera exponer a metales pesados. Aunque el patio exterior es de tierra, las calles de su cuadra están pavimentadas y el piso de su vivienda es de cemento. A esta residencia entra mucha tierra. No acostumbra usar trastes de barro vidriado y ocasionalmente, el único alimento enlatado que consume es atún. En la Tabla 1 se presentan los datos de plomo en sangre del "niño uno".

En la segunda casa del mismo terreno bardeado, habitan dos niños, uno de ellos ("niño dos") contaba con cinco años y diez meses al momento de la entrevista. Este niño lleva tres años de vivir en esta dirección, aunque anteriormente vivió en la misma zona. Asiste a un centro preescolar cercano por seis horas en la mañana. Toda la tarde juega en el patio exterior de tierra. Le gusta morder lápices y crayolas, se lleva las manos a la boca y ocasionalmente se lava las manos antes de comer algún alimento. El segundo niño de la vivienda dos ("niño tres") es hermano pequeño del "niño dos". Al momento de la entrevista contaba con tres años y 10 meses. Siempre ha vivido en la misma dirección. Asiste a una guardería por espacio de 6 horas y media en la mañana. Juega en el patio exterior de tierra y ocasionalmente se lava las manos antes de ingerir alimentos. Los padres de estos niños trabajan pero no estan expuestos a los metales en su ambiente laboral; sin embargo, ambos fuman. La casa cuenta con piso de cemento pero a ella entra mucha tierra. No acostumbran la preparación de alimentos en recipientes de barro vidriado y el único alimento enlatado que acostumbran son los chiles en vinagre. En la Tabla 1 se presentan los resultados de plomo en sangre para los dos niños.

Tabla 1. Valores reales y estimados de plomo en sangre (m g/dl).

El valor real es el nivel de plomo en sangre encontrado en los niños. El valor estimado es el resultado del cálculo empleando el modelo IEUBK, modificado con los valores ambientales que se han descrito en la sección de Métodos y empleando un factor de ingesta de suelo de 350 mg/día.

Dada la interpretación que haremos de los resultados obtenidos al aplicar el modelo, a continuación detallamos aun más, la racional de los datos ambientales empleados en él.

• Aire. Se utilizó una concentración en aire de 1.92 m g/m³ que representa el promedio en la zona de los últimos tres años. Se prefirió tomar el valor promedio dado que los rangos del muestreo van de 0.03 a 13.53 m g/m³ y no en pocas ocasiones cambios extremos ocurren de un día a otro. Otro factor que variamos en el rubro de aire es el tiempo de permanencia al aire libre; lo modificamos a 8 horas ya que tomamos como patrón a estudiar, las actividades del "niño uno" (para otros sitios hemos utilizado el factor de 6 horas al aire libre).

• Dieta. El valor de 9.3 m g de plomo al día por ingesta de alimento, fue obtenido de un estudio previo donde analizamos por triplicado, muestras representativas de alimentos integrantes de la dieta infantil de los niños de la zona metalúrgica³ (este valor es para dietas donde los alimentos no son preparados en recipientes de barro vidriado, tal y como ocurre en el caso de los niños en este trabajo).

• Agua. Las concentraciones de plomo en las muestras de agua colectadas en los grifos de las dos residencias en estudio, dieron valores no detectables. En un trabajo anterior efectuado en la zona³, encontramos en 20 muestras, un rango de plomo desde valores no detectables hasta 9.0 m g/L; con una media de 3.5 m g/L. Considerando que el agua del grifo no es la única fuente de agua para los niños (por ejemplo se presenta el consumo de bebidas gaseosas) y tomando en cuenta que la fuente de abastecimiento para la zona de estudio es variable (en época de lluvias el agua proviene de una presa y en época de secas el agua proviene del acuífero inferior), decidimos tomar como valor de agua el promedio del trabajo anterior, esto es 3.5 m g/L. El consumo diario de agua se cambió a un litro por día, que es un valor más cercano a la realidad de la Ciudad de San Luis Potosí, dado que la temperatura ambiental promedio es de 24 °C.

• Suelo/Polvo. La concentración en suelo que se empleó para el modelo fue el valor promedio de cinco puntos de muestreo del patio exterior. Se tomó el valor promedio al considerar que los niños juegan por todo el patio y no en un punto determinado. El valor obtenido fue de 983.2 m g de plomo por gramo de tierra. En lo referente a la concentración en polvo, cada una de las dos viviendas fue tratada por separado, pero en ambas empleamos el valor promedio de polvo encontrado en las diferentes habitaciones. En la "vivienda uno" se encontraron 607.5 m g de plomo por gramo de polvo y en la "vivienda dos" el valor obtenido fue de 364.2 m g/g (esta última concentración fue utilizada para calcular los niveles de plomo en sangre de los "niños dos y tres"). El porcentaje suelo:polvo, que representa la proporción de polvo que es ingerido como suelo, se tomó como 66 %, este valor representa que la mayor parte del polvo proviene del suelo, como es de esperarse en una área terregosa sin cubierta vegetal.

La ingesta de suelo se estimó según el valor real de plomo en sangre del "niño uno" (ver Tabla 1). Es decir, alimentamos el modelo con los valores de aire, dieta, agua y suelo/polvo descritos anteriormente y en la sección de ingesta de suelo anotamos el valor que mejor estimara el valor de plomo en sangre, que fue encontrado en el "niño uno". Este valor de ingesta de suelo resultó ser 350 mg/día. Para verificar que dicho nivel de ingesta de suelo podría aproximarse al valor real, lo utilizamos en el cálculo de los niveles de plomo en sangre de los "niños dos y tres" (utilizando la concentración de plomo en polvo de la residencia dos). Como puede advertirse en la Tabla 1, también para los "niños dos y tres" existe una buena aproximación entre los valores reales y los valores teóricos estimados con el modelo.

La diferencia en los niveles de plomo en sangre entre los "niños uno y dos" que tienen una edad similar, es de 1.1 m g/dl y ésta se debe exclusivamente a la diferencia en la concentración de polvo encontrada en sus respectivas casas. El nivel de plomo en polvo de la residencia del "niño uno" fue 243.3 m g/g superior a la residencia del "niño dos". Esto es, que por cada 221 m g de plomo en el polvo, el nivel de plomo en sangre en estos niños se incrementó en un microgramo.

Como puede notarse en la Tabla 2, el suelo/polvo es la principal ruta de exposición para los infantes examinados en este trabajo. Por consiguiente, un programa de remediación debería ser planificado alrededor de la disminución del plomo en esta ruta. Para establecer la magnitud de la posible remediación, el modelo biocinético fue alimentado con la actual concentración de plomo en polvo/suelo, con una concentración igual a la mitad de la actual, o con una concentración igual a la cuarta parte de los niveles actuales. Como se muestra en la Tabla 3, la probabilidad de tener niveles mayores a 10.0 m g/dl disminuye conforme decrece la concentración de plomo en polvo/suelo. Además, al emplear en el modelo, un nivel de plomo en suelo/polvo correspondiente al 25 % de la concentración original, la media geométrica de plomo en sangre estimada fue menor al valor de referencia de 10.0 m g/dl.

Tabla 2. Estimado de la captación de plomo en niños.

La captación total fue obtenida usando el modelo IEUBK con las modificaciones que se indican en Métodos para la residencia uno.

Tabla 3. Reducción de los niveles de plomo en sangre al disminuir
los niveles de plomo en la ruta suelo/polvo.

La densidad probabilística se obtuvo del modelo IEUBK modificado con los parámetros descritos en Métodos y realizando corridas individuales con las tres concentraciones de suelo/polvo que se presentan en esta Tabla: Concentración actual (m g Pb/g) : suelo 983.2, polvo 607.5.

Concentración actual / 2 (m g Pb/g) : suelo 491.6, polvo 303.7.
Concentración actual / 4 (m g Pb/g) : suelo 245.8, polvo 151.8.

2.4. Discusión

La evaluación del riesgo mediante el uso de modelos, si bien tiene la limitante de la incertidumbre, tiene la ventaja de la predicción. Por lo tanto, este tipo de evaluación es una arma de suma utilidad en el diseño de programas de remediación ambiental.

En Latinoamérica, uno de los problemas ambientales más graves es la contaminación por plomo¹³. Además, estudios recientes de nuestro grupo, han mostrado que dicho tipo de contaminación suele afectar áreas marginadas¹⁴. En estas áreas, algunos factores, como la pavimentación irregular de calles y la escasa cubierta vegetal en zonas de recreación infantil, permiten que la ruta suelo/polvo sea una de las principales rutas de exposición. Por lo tanto, los programas de remediación tendrían que abordar este problema, y como lo apuntamos en el párrafo anterior, la evaluación del riesgo mediante modelaje, podría ser una arma muy útil para tal fin. No obstante, el uso de los modelos para estimar el riesgo por contaminación del suelo, tienen la gran limitante de que no existe un valor estandarizado de ingesta de suelo para la población infantil latinoamericana.

Entre los sitios donde el suelo representa un mayor riesgo, estan los sitios minerometalúrgicos contaminados con metales pesados. Precisamente por ello, uno de dichos sitios fue utilizado en este trabajo para calcular el factor de ingesta de suelo mediante una alternativa metodológica que es, el modelo biocinético (IEUBK). El sitio seleccionado para este trabajo tuvo varias ventajas: el contaminante crítico es plomo; se contó con un niño modelo cuya exposición al plomo fue constante y fácilmente caracterizable; el área donde se encuentra la vivienda del niño ha sido estudiada a profundidad desde 1988; y estudios anteriores han mostrado que en esta área, el suelo es la principal ruta de exposición.

Alimentando el IEUBK con los valores ambientales registrados en el sitio, el nivel de ingesta de suelo que mejor estimó los resultados de plomo en sangre encontrados en el "niño uno" (tomado como niño modelo), fue el de 350 mg/día. Considerando que el niño modelo es un niño muy expuesto a tierra, el valor de 350 mg/día debe ser tomado como un alto valor de ingesta de suelo. No obstante, este valor fue útil para que, mediante el IEUBK, se calculara una concentración teórica de plomo en sangre muy semejante a la concentración real encontrada en otros dos niños (Tabla 1). Estos niños ("niños dos y tres") viven en el mismo lugar que el niño "uno", pero en residencias distintas que además tienen concentraciones de plomo en polvo diferentes.

En conclusión, en este trabajo se estimó la ingesta de suelo en un niño "modelo", empleando el IEUBK ajustado a valores reales de plomo en sangre. Estudios de nuestro grupo en zonas metalúrgicas ubicadas en la frontera México-Estados Unidos¹⁵ y en Bolivia (capítulo anterior de esta publicación), demostraron que este factor de ingesta de suelo es extrapolable a otras condiciones y a otros sitios de condiciones similares a las presentes en San Luis Potosí .

Al comparar el valor de 350 mg/día con el valor de 135 mg/día, que es el factor de ingesta de suelo más alto en los modelos usados en Estados Unidos², se llega a una segunda conclusión de este trabajo; "utilizar factores de exposición desarrollados para otras poblaciones u otras costumbres, podrían llevar a subestimar el riesgo en los estudios efectuados en Latinoamérica". Por consiguiente, mayores esfuerzos deben realizarse para desarrollar factores de exposición que contemplen las condiciones ambientales y/o sociales que privan en nuestra región.

Por todo lo anterior el IEUBK puede ser utilizado para planificar los niveles de plomo que deberían alcanzarse en una remediación. Es decir, el modelo puede ser predictivo una vez que es alimentado con valores ciertos. Este punto, entonces, es de suma importancia para América Latina por el potencial que tiene el uso del IEUBK en sitios contaminados con plomo, recordando que el plomo es uno de los grandes contaminantes de nuestra región¹³.

Agradecimientos

Agradecemos a la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos el habernos facilitado el modelo IEUBK. Asimismo, agradecemos los apoyos recibidos por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología para infraestructura (F577 - M9402) y por el CONACYT-Sistema de Investigación Miguel Hidalgo (RN / 27 / 96).

Bibliografía 

1. ATSDR (1993). Toxicological profile for lead. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. U.S. Department of Health and Human Services.
2. USEPA (1994) Guidance Manual for the Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model for Lead in Children. Technical Review Workgroup for Lead. Office of Emergency and Remedial Response. U.S. Environmental Protection Agency. Research Triangle Park, N.C., 1994.
3. Batres L, Carrizales L, Calderón J y Díaz-Barriga F (1995). Participación del barro vidriado en la exposición infantil al plomo en una comunidad industrial expuesta ambientalmente a este metal. En: Intoxicación por plomo en México: prevención y control (Hernández M y Palazuelos E eds). Instituto Nacional de Salud Pública y Departamento de Distrito Federal. pp. 175-185.
4. ATSDR (1992) Public Health Assessment Guidance Manual. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. U.S. Department of Health and Human Services. Atlanta Georgia. Lewis Publishers. Boca Raton, Florida. Una versión en español ha sido producida por el Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud. Institución que también la distribuye.
5. CDC (1991) Preventing lead poisoning in young children. Centers for Disease Control US Department of Health and Human Services.
6. Díaz-Barriga F, Santos MA, Mejía JJ, Batres L, Yáñez L, Carrizales L, Vera E, Del Razo LM, y Cebrian ME (1993) Arsenic and cadmium absorption in children living near a smelter complex in San Luis Potosí, Mexico. Environ Res 62: 242-250.
7. Díaz-Barriga F, Santos MA, Mejía JJ, Batres L, Yáñez L, Carrizales L, Vera E, Del Razo LM, Cebrian ME (1992) Health effects in children exposed to arsenic. The San Luis Potosi case. International Seminar Proceedings. Arsenic in the Environment and its Incidence on Health. pp. 47-49.
8. Díaz-Barriga F, Santos MA, Mejía JJ, Batres L, Yáñez L, Carrizales L, y Calderón J (1994) Caracterización del riesgo en salud por exposición a metales pesados en la Ciudad de San Luis Potosí. Informe al Gobierno del Estado y a la Procuraduría Federal de Protección Ambiental de la Secretaría del Medio Ambiente Recursos Naturales y Pesca.
9. Paustenbach DJ (1989) A survey of health risk assessment. En: The Risk Assessment of Environmental and Human Health Hazards: a Textbook of Case Studies. (Paustenbach DJ. ed) John Wiley & Sons, New York. pp. 27-124.
10. Calabrese EJ y Stanek EJ (1991) A guide to interpreting soil ingestion studies. II. Qualitative and quantitative evidence of soil ingestion. Reg Toxicol Pharmacol 13: 278-292.
11. Hernández-Avila M, Romieu I, Ríos C, Rivero A y Palazuelos E (1991) Lead-glazed ceramics as major determinants of blood lead levels in mexican women. Environ Health Perspect 94: 117-120.
12. Subramanian KS (1987) Determination of lead in blood: comparison of two GFAAS methods. At Spectrosc 8: 7-14.
13. Romieu I, Lacasana M. McConnell R y el Grupo de Investigación en Plomo de la Organización Panamericana de la Salud (1997) Lead exposure in Latin America and the Caribbean. Environ. Health Perspectives 105: 398-405.
14. Díaz-Barriga F. (1996) Los residuos peligrosos en México. Evaluación del riesgo para la salud. Salud Pública de México 38: 280-291.
15. Díaz-Barriga F, Batres L, Calderón J, Lugo A, Galvao L, Lara I, Rizo P, Arroyave ME y McConnell R (1997) The El Paso smelter twenty years later : residual impact on Mexican children. En prensa, Environmental Research.