Escuela Andaluza de Salud Pública. Marina Lacasaña Navarro Beatriz González Alzaga Miguel Rodríguez Barranco Antonio Daponte Codina

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Evaluación de la exposición a BTEX en la población del Campo de Gibraltar Granada, junio 2008 Marina Lacasaña Navarro Beatriz González Alzaga Miguel Rodríguez Barranco Antonio Daponte Codina 2 Indice Indice...
Evaluación de la exposición a BTEX en la población del Campo de Gibraltar Granada, junio 2008 Marina Lacasaña Navarro Beatriz González Alzaga Miguel Rodríguez Barranco Antonio Daponte Codina 2 Indice Indice... 3 Introducción Características químicas, fuentes de emisión y vías de exposición del Benceno, Tolueno, Etilbenceno, m/p-xileno y o-xileno (BTEX) Regulación de los niveles de BTEX en aire Efectos sobre la salud Objetivos Material y métodos Diseño Población de estudio Tamaño de la muestra Variables de exposición y co-variables Exposición a BTEX en interiores y exteriores de las casas y las escuelas de los niños/as seleccionados: Cuestionarios Condiciones meteorológicas Metodología para la colocación de captadores difusivos y determinación analítica Análisis estadístico Resultados Características demográficas de la población participante y no participante Concentraciones de BTEX (µg/m 3 ) en exteriores e interiores de viviendas y colegios en las campañas de verano e invierno y media anual Concentraciones de BTEX en interiores y exteriores de las viviendas Concentraciones de BTEX en interiores y exteriores de los colegios Análisis de las correlaciones entre las concentraciones de de BTEX en exteriores e interiores de las viviendas durante la campaña de invierno y verano Correlaciones entre las concentraciones de BTEX tanto en interiores como exteriores en ambas campañas Correlaciones entre las concentraciones de BTEX en interiores y exteriores de las viviendas durante la campaña de verano e invierno Exposición personal a BTEX durante la campaña de verano e invierno y media anual Distribución de las concentraciones de benceno en interiores, exteriores y personales por rangos Razón de concentraciones ajustadas de BTEX en interiores, exteriores y personal durante las campañas de invierno y verano 7. Modelos de Ecuaciones de Estimación Generalizadas (GEE) multivariantes de razón de concentraciones a BTEX Análisis geoespacial de la distribución de concentraciones de BTEX Variables Meteorológicas Discusión Conclusiones Recomendaciones Bibliografía Anexos Introducción Diferentes comunidades en el mundo comparten la preocupación sobre la calidad de su medio ambiente y el impacto que puede tener éste sobre la salud de la población. Esta preocupación es mayor en las comunidades donde hay una intensa actividad industrial o elevado trafico vehicular. La evaluación de la exposición a contaminantes del aire en estas comunidades es una medida efectiva y eficiente para orientar los diferentes programas o actividades para proteger a la población de sus potenciales efectos en la salud (Buckley y cols., 2005). En la provincia de Cádiz concretamente en el campo de Gibraltar existe una gran preocupación social respecto a los posibles efectos en la salud de la población derivados de la actividad industrial local, como consecuencia principalmente de la exposición a benceno, entre otros hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) procedentes de los vapores e inmisiones de la industria petroquímica. El Consejo Superior de Investigaciones Científicas desde octubre del 2005 a julio del 2006 realizó mediciones ambientales de compuestos orgánicos volátiles (COVs) en diferentes puntos de esta zona, detectándose concentraciones promedio de benceno en La Línea de la Concepción y Los Barrios inferiores al nivel límite legislado por la Directiva Europea de Calidad del Aire (2000/69/CE), 5 µg/m 3 de media anual en el aire ambiente que deberá alcanzarse el 1 de enero del Este valor límite se superó en la Barriada de CEPSA (Puente Mayorga) en situaciones de viento de poniente, detectándose valores máximos que superaron este nivel en un factor de 5 a 6 veces para una media de 8 horas. Este resultado, unido a los coeficientes de la correlación benceno/tolueno más bajos respecto a los del m/p-xileno/tolueno obtenidos en la zona, indica la presencia de una fuente industrial que da origen al benceno. (CSIC, 2006). Los efectos en la salud de la exposición ocupacional a benceno han sido ampliamente evaluados, asociándose con leucemia aguda no linfocítica y una variedad de otros desórdenes 5 hematológicos (US-EPA, 2006), inmunológicos, neurológicos y reproductivos (ATSDR, 2007). Ante la falta de evidencia de lo contrario, se asume que para algunos carcinógenos como el benceno no hay un umbral de exposición seguro o de no efecto a partir del cual se observen efectos en salud (EPAQS 1994, Directiva 2000/69/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de noviembre de 2000, sobre los valores límite para el benceno y el monóxido de carbono en el aire ambiente; Duarte-Davidson et al, 2001; Glass et al, 2003), por lo que la población no ocupacionalmente expuesta puede estar a riesgo debido a los potenciales efectos cancerígenos de la exposición crónica a benceno a bajas dosis (ATSDR, 2005). Aunque el Tolueno, etilbenceno, m/p-xileno y o-xileno no son cancerígenos, se estudian habitualmente junto al benceno debido a las similitudes en las estructuras químicas y a que comparten las mismas fuentes de exposición. 1. Características químicas, fuentes de emisión y vías de exposición del Benceno, Tolueno, Etilbenceno, m/p-xileno y o-xileno (BTEX) Los BTEX son un grupo de compuestos orgánicos volátiles pertenecientes a la familia de los hidrocarburos aromáticos, que se caracterizan por encontrarse en forma de vapor a temperatura ambiente y por ser insolubles en agua pero muy solubles en otras sustancias. Este alto poder disolvente hace que dichos compuestos, sobre todo tolueno y xileno, sean muy apreciados por la industria. (ATSDR, 2000; ATSDR, 2007). Los BTEX pueden proceder de fuentes naturales (incendios forestales o emisiones volcánicas) o artificiales, siendo estas últimas las más importantes (figura 1). El hecho de que se encuentren de manera natural en el petróleo y en sus derivados hace que la mayoría de procesos de combustión de hidrocarburos (tanto ligados a la industria como al tráfico rodado) sean importantes fuentes de emisión de estos compuestos. A estas fuentes hay que añadir los procesos industriales que los emplean como intermediarios para la fabricación de otros productos. (EPA, 1996), así como, el humo del tabaco como otras de las principales fuentes emisoras de estos COVs. (Hinwodd y 6 cols., 2006). De hecho, el humo del tabaco es considerado como la principal fuente de contaminación de ambientes interiores, pudiendo incrementar considerablemente la exposición a benceno con respecto a ambientes libres de humo (Adgate y cols., 2004). Figura 1.- Principales fuentes de BTEX Industria química Industria del acero Refinerías Tráfico vehicular Gasolineras Limpieza en seco Artes gráficas Tabaco Incendios Emisiones volcánicas FUENTES FIJAS FUENTES MÓVILES FUENTES ÁREA FUENTES NATURALES Fuente: Inventario de contaminantes tóxicos del aire en Ciudad de México. Secretaría del Medio Ambiente La exposición a BTEX en población general se produce fundamentalmente por inhalación o por contacto, más que por otras vías como la ingestión a través de alimentos o bebidas contaminadas. La exposición humana a estos contaminantes está determinada por las concentraciones de los mismos en la vía pública y en lugares cerrados (viviendas, oficinas, escuelas, etc), así como por las actividades personales (figura 2). Estudios empíricos han evidenciado que las personas pasan poco tiempo al aire libre, lo que refuerza la necesidad de caracterizar la exposición en recintos cerrados y durante los desplazamientos de un sitio a otro (Serrano-Trespalacios 2004). Por otro lado, varios estudios han informado niveles mayores de Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs) en recintos cerrados que en la vía pública. Las concentraciones de COVs en recintos cerrados están influenciadas por las fuentes de emisión de la vía pública, las características de los edificios como la presencia de un garaje colindante (Batterman y cols., 2007) y fuentes del propio interior del recinto como el aire contaminado del humo del tabaco y el uso de determinados productos a nivel doméstico (pinturas, disolventes, insecticidas, ambientadores, detergentes etc.) (ATSDR, 2000). 7 8 Figura 2.- Vías de exposición a BTEX en humanos EXTERIORES Fondo urbano Fondo suburbano Puntos calientes (industria, zonas de elevado tráfico ) INTERIORES Aire exterior Fuentes de microambientes internos (lugar de trabajo, vivienda, colegio, centros de ocio ) EXPOSICIÓN EN HUMANOS ESTILOS DE VIDA Tabaquismo activo y pasivo Desplazamientos Actividad laboral Actividad tiempo libre Fuente: Modificado de People Project.Joint Research Centre, Regulación de los niveles de BTEX en aire El benceno es el primer cancerigeno regulado por las directivas europeas [Directiva Europea de Calidad del aire (2000/69/CE)], incorporado al ordenamiento jurídico nacional por el RD 1073/2002, BOE 260, de La nueva directiva y el RD establecen un valor límite anual de 5 µg/m 3 para la concentración en el aire a alcanzarse el 01 de enero de La directiva europea establece un margen de tolerancia del 100% (5 µg/m 3 ), reduciendo el 1 de enero de 2006 y posteriormente cada 12 meses 1 µg/m 3 hasta alcanzar 0% de tolerancia el 1 de enero de Actualmente para el caso del tolueno, m/p-xileno, o-xileno y etilbenceno las evidencias científicas existentes no son suficientes para proponer una regulación similar a la del benceno (WHO, 2006). No obstante, para el caso del tolueno, la Organización Mundial de la Salud recomienda que las concentraciones de tolueno en aire deberían 9 mantenerse por debajo del umbral de detección por olor que se corresponde con un nivel de 1mg/m 3 para un promedio de 30 minutos (WHO, 2000). Donde sí existe regulación de la exposición a tolueno, etilbenceno, m/p-xileno y o- xileno es el ámbito ocupacional, donde las exposiciones a estos compuestos son mucho mayores que las de nivel ambiental (tabla 1). Tabla 1.- Regulación de los niveles de exposición a BTEX Compuesto Tipo de exposición Período promedio Valor límite Benceno Ambiental 1 año civil 0156ppm (5 µg/m 3 ) 1 Ocupacional 8 h. 1 ppm (1620 µg/m 3 ) 2 Tolueno Ocupacional 8 h 100 ppm (377 mg/m 3 ) 3 No más de 15 min. 150 ppm (560 mg/ /m 3 ) 3 Ambiental 30 minutos (1mg/m 3 ) 4 Xilenos Ocupacional 8 h. 100 ppm (434 mg/m 3 ) 5 Etilbenceno Ocupacional 8 h. 100 ppm (434 mg/m 3 ) 6 1 Directiva Europea de Calidad del Aire (2000/69/CE). RD 1073/2002 (España). Valor límite exigible a partir del 1 de enero de Niveles de Exposición Recomendados por National Institute for Occupational and Safety Health (NIOSH). Pocket Guide to Chemical Hazards: Benzene Niveles de Exposición Recomendados por National Institute for Occupational and Safety Health (NIOSH). Pocket Guide to Chemical Hazards: Toluene World Health Organisation (WHO). Air Quality Guidelines for Europe. WHO Regional Publications, European Series No. 23, 2 nd edition, Copenhagen: WHO Regional Office for Europe; Niveles de Exposición Recomendados por National Institute for Occupational and Safety Health (NIOSH). Pocket Guide to Chemical Hazards: Xylenes Niveles de Exposición Recomendados por National Institute for Occupational and Safety Health (NIOSH). Pocket Guide to Chemical Hazards: Ethylbenzene Efectos sobre la salud Los riesgos para la salud asociados a la exposición ocupacional a BTEX han sido analizados ampliamente pero existen dudas si los efectos adversos pueden ser extrapolables a los casos de exposiciones ambientales prolongadas a bajas dosis, en especial en la población infantil dada su alta vulnerabilidad a los efectos tóxicos de los contaminantes ambientales. 10 La exposición ambiental al benceno es un problema de Salud Pública importante. Hay que destacar su carácter cancerígeno, catalogado como Cancerígeno Categoría A por la Internacional Agency for Research on Cancer (IARC, 1987). El benceno es un contaminante ambiental ubicuo (Wallace, 1989) y se han constatado efectos graves en la salud de los trabajadores expuestos al mismo (US-EPA, 1998). Con relación a estos efectos, la exposición al benceno puede producir leucemia aguda no linfocítica y una variedad de otros desórdenes hematológicos. El nivel de riesgo establecido por la Organización Mundial de la Salud está entre 3,8 y 7,5 casos de leucemia mieloide por cada millón de personas expuestas durante toda su vida a 1 µg/m 3 de benceno (WHO 2000). Además de los efectos cancerígenos del benceno también se han descrito otros daños en la salud asociados con la exposición a altas dosis de estos COVs, tales como efectos respiratorios (asma), hematológicos (anemia, trombocitopenia, leucopenia, pancitopenia, anemia aplástica), inmunológicos, neurológicos y reproductivos y de desarrollo (ATSDR, 2007). La respuesta de la población a la exposición a COVs varía en función de sus características genéticas, estado de salud, estado nutricional y de la edad. Este es el caso de los niños, lo cuales podrían estar potencialmente a mayor riesgo que los adultos frente a la exposición a los contaminantes del aire, como los COVs. Por una parte, los niños inhalan mayores concentraciones de contaminantes debido a que tienen niveles de actividad física mayores que los adultos y una tasa de ventilación también superior. Por otra parte presentan mecanismos de detoxificación inmaduros, por lo que son más sensibles que los adultos a los efectos de estas sustancias. También hay que tener presentes otras características físicas (elevada relación superficie-volumen, etapas críticas de crecimiento y desarrollo) este hecho ha convertido a los niños en un grupo preferente de estudio en lo que a exposición a contaminantes ambientales se refiere (ATSDR 2007). Por último, no hay que olvidar la exposición in útero a estos compuestos., lo cuales atraviesan la placenta y pueden encontrarse en sangre de cordón umbilical a concentraciones iguales o superiores a las que estuvo expuesta la madre (Dowty et al, 1976). En un estudio realizado en humanos se observó que la principal enzima involucrada en el metabolismo del benceno (CYP2E1), no está presente en los fetos (Vieira et al 1996), lo cual sugiere 11 que los fetos y neonatos podrían tener un incremento del riesgo por exposición a benceno debido a su reducida capacidad metabólica. El objetivo del presente estudio es proporcionar información sobre la exposición a benceno tolueno, etilbenceno, m, p-xileno y o-xileno en la población infantil de una comunidad preocupada por los efectos en su salud como consecuencia de la proximidad de la industria petroquímica. Para ello se medirán los niveles de estos contaminantes en exteriores e interiores de las casas y escuelas; y se evaluará la contribución de las fuentes de exposición en interiores y exteriores en la exposición personal de los niños/as de dos barrios del campo de Gibraltar expuestos a las inmisiones y vapores de la industria petroquímica, comparado con una comunidad no expuesta. A pesar de que el objetivo principal de la presente propuesta es la evaluación de la exposición a benceno de la población de Puente Mayorga y Guadacorte-Cortijillos, consideramos pertinente la evaluación de otros COVs, en concreto tolueno, etilbenceno, m,p-xileno y o-xileno para poder caracterizar la exposición personal a ellos y poder identificar las principales fuentes de exposición. 12 Objetivos Objetivo General Evaluar el impacto de la industria petroquímica del Campo de Gibraltar sobre las concentraciones de compuestos orgánicos volátiles (benceno, tolueno, etilbenceno, m/p-xileno y o-xileno) en microambientes exteriores e interiores en los que las población infantil invierte la mayor parte del tiempo, en dos zonas expuestas (Puente Mayorga y Guadacorte-Cortijillos) y en una tercera no expuesta (Tarifa). Objetivos específicos 1.- Determinar los niveles de BTEX en exteriores e interiores de las viviendas y colegios de los niños/as participantes en las estaciones de verano e invierno. 2.- Comparar los niveles de BTEX de acuerdo a diferentes fuentes de exposición en interiores y exteriores 3.- Estimar la exposición personal en base al patrón tiempo/actividad y concentraciones de BTEX en los diferentes microambientes en cada una de las estaciones (verano e invierno) 4.- Comparar los niveles de BTEX en interiores, exteriores y personal a BTEX entre las comunidades cercanas a la zona industrial (Puente Mayorga y Guadacorte- Cortijillos) y la zona control (Tarifa), para cada campaña de muestreo (verano e invierno). 5.- Calcular la media anual de exposición a BTEX para las concentraciones interiores, exteriores y personales de BTEX, en base a las concentraciones de BTEX en las campañas de invierno y verano 13 6.- Comparar la exposición de cada zona de estudio a BTEX en interiores, exteriores y personal a través del cálculo de las razón de concentraciones ajustada por diferentes fuentes de exposición a estos compuestos tanto en interiores como en exteriores. 7.- Emplear los resultados de las mediciones en exteriores de las viviendas y de los colegios para estimar, con técnicas de geoestadística, la exposición a BTEX en cualquier punto de las áreas a estudio, y la identificación de las fuentes de exposición Material y métodos 1. Diseño Estudio longitudinal prospectivo de exposición a BTEX en niños/as de 8-12 años residentes en 2 barrios del Campo de Gibraltar (Puente Mayorga y Guadacorte- Cortijillos) expuestos a las inmisiones de la industria petroquímica y de una zona control (un barrio de Tarifa) con un tamaño de población y características sociodemográficas similares a la comunidades expuestas pero alejada de fuentes de emisión industriales (figuras 3 y 4). Se realizaron mediciones de BTEX en el interior y exterior de las casas y escuelas de los/as niños/niñas. Se midió la exposición acumulada de 15 días repitiendo las mediciones en las estaciones de verano (11 y el 26 de junio del 2007) e invierno (18 de febrero y el 4 de marzo de 2008). 14 Figura 3.- Ubicación geográfica de la comarca del Campo de Gibraltar 15 Figura 4.- Localización de los municipios de estudio con respecto a las instalaciones de la industria petroquímica. 2. Población de estudio Se invitó a participar a todos los escolares entre 8 y 12 años matriculados durante el periodo escolar en los centros educativos Sagrado Corazón de Puente Mayorga (n=86), Los Cortijillos de Guadacorte- Cortijillos (n=64) y Nuestra Señora de la Luz de Tarifa (n=247). Fueron seleccionables para el estudio aquellos que cumplieron con los siguientes criterios de inclusión y exclusión: Criterios de inclusión: a) Edad comprendida entre los 8 y 12 años; b) Residir en la zona de estudio en el momento de la inclusión con intención de permanecer durante todo el año residiendo en ella; c) Conocimiento del padre, la madre o tutor del idioma español. 16 Criterios de exclusión: niños/as cuyos padres o tutor presenten alguna deficiencia tanto física (ej. sordos) como psíquica que limite la compresión de las instrucciones necesarias para el perfecto desarrollo del estudio. 3. Tamaño de la muestra Para el cálculo del tamaño de la muestra necesario para evaluar si difieren las medias de la concentración de benceno en las zonas expuestas y la zona control, se consideró la media y desviación estándar de las mediciones de benceno en exteriores (medias de 8 horas) realizadas por el CSIC en Puente Mayorga desde octubre del 2005 a marzo del 2006 (2.62 ± 3.74 µg/m 3 ) y por otro lado las mediciones de benceno de fondo rural de Tarifa y sus proximidades del año 2006 realizadas por EGMASA (0.5 ± 0.17 µg/m 3 ), por lo que para una potencia del 80% y un error α del 0.05, dos mediciones durante el año, y una correlación entre las mediciones de 0.12 (calculado a partir de 4 mediciones realizadas entre octubre del 2005 a marzo del 2006 en Puente Mayorga), se requiere un tamaño muestral de 29 niños/as en cada zona de estudio. Estimaciones realizadas con el programa STATA Variables de exposición y co-variables Exposición a BTEX en interiores y exteriores de las casas y las escuelas de los niños/as seleccionados: a) Niveles de BTEX en el interio
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