Evaluación del riesgo a la salud humana por exposición a metales … · 2019-04-18 ·...
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Diana Meza-Figueroa, UniSon
Francisco Martín Romero, Elena Centeno-García,
Rafael Del Río Salas, UNAM
Mercedes Meza Montenegro, Leticia García-Rico, ITSON
Evaluación del riesgo a la salud humana por exposición a
metales en polvo urbano en zonas áridas.
Primer Congreso Internacional de Geología Médica
“Dr. Manuel Velasco Suárez”22-28 de Febrero de 2016Tuxtla Gutiérrez, Chiapas
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2
Alto tiempo de residencia en la atmósfera
Conserva la firma geoquímica de su fuente
Es posible trazar su origen y rutas de
Transporte (y de exposición).
El polvo puede recorrer largas distancias
El polvo mineral es un medio efectivo de transporte y distribución
de contaminantes.
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Fuentes y rutas de exposición
Inhalación
Ingestión
Fuentes
de
área
Fuente
Puntual
Polvo
Natural/
geogénico
Antrópico
RIESGO Y BIOACCESIBILIDAD
Distribución espacial
Uso de trazadores y
Modelación atmosférica
Rutas de
exposición Transporte
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¿Qué es el polvo? Diámetro aerodinámico
Modificado de Csavina et al., 2011.
Las partículas más gruesas, se depositan en la sistemas respiratorios superiores, son tragadas y
eliminadas por el sistema digestivo.
Por lo contrario, las partículas finas se respiran e introducen en los pulmones, dónde se pueden
transportar directamente en el corriente sanguíneo (Park y Wexler, 2008; Valiulis et al., 2008).
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Turbulencia
Rodamiento
(Arrastre)
(>500 μm)
Saltación
(70-500 μm)
Suspensión a
corto plazo
(20-70 μm)
Saltación modificada
(70-100 μm)
Suspensión a
largo plazo
(<20 μm)
Nickling y McKenna Neuman (2009)
Transporte por viento del material particulado
Dirección del viento
SUELO=RESERVORIO
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Grano de arena
Agregados
Polvo derivado de agregados que participan en la saltación
Polvo derivado de agregados emitidos por saltación
Viento
Transporte aerodinámico
Mecanismos de emisión de polvo a partir de suelos.
Shao (2008)
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TS
P
Pre Post
Means and 99.0 Percent LSD Intervals
Monsoon
130
140
150
160
170
180
μg.m-3
April-June October-March
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¿Cómo evaluamos que los procesos de emisión de polvo a partir
de fuentes de área y transporte de particulado?
Trazadores: plaguicidas, coccidioides, firmas
Geoquímicas de metales traza de las fuentes,
Colectores de airborne dust.
Polvo sedimentado
En techos de escuelas
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Productos del DDT (ya no se aplica, es pasivo agrícola)
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Artículo en revisión en Atmospheric Environment.
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Utilizando imágenes de SEM en filtros con PSTPeatonal
10-100μm=61%
2.5-10μm=32%
<2.5μm=7%
10-100μm=77%
2.5-10μm=20%
<2.5μm=3%
Techo
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15µm
Fe
Mg
Ca)
10 µm
Cu-Fe
b)
Fe-Mn
d)
5µm
Fe-Cu-S
10 µm
e)
5µm
Cu-C-Fe-S
f)
50 µm
Cu-Zn-S-Nag) h)
5µm
Cl-Na
Cl-Na10µm
Fe
Ca-C-Si-Al
i)
Ca-S-C
10µm
c)
CFe
Fe
Fotografías SEM en filtros de PST
Proyecto Hermosillo-LANGEM
Artículo en revisión Atmospheric Environment
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RIESGO A LA SALUD HUMANA
HQ ingestion= (ADD ingestion) (BAF ingestion)/RfD
• ¿Cómo afecta la textura y mineralogía del suelo a la bioaccesibilidad de
• metales en polvo?
• ¿Un valor promedio de BAF por área de estudio es representativo para
• evaluación del riesgo?
Bioaccesibilidad oral es desconocida
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AREA DE ESTUDIO
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METODOLOGIA: Muestreo y
procesamiento
Tamizado#18 (1000 µm)#35 (500 µm)#60 (250 µm)#120 (125 µm)#230 (63 µm)#325 (44 µm)# 635 (20 µm)
Suelos de Parques
Polvo de calle
Suelos naturales
Polvo suspendido a 1 y 2 metros de altura
Big Spring Number Eight BSNE
Material particulado suspendido total (filtros)
Polvo sedimentado en techos
Mismo
Tamaño que
PST: suspensión
1m
Su
elo
1m de suelo
10-15cm
Muestra
Total
X5
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Geoquímica
total
Bioaccesibilidad
PBET, Ruby et al. (1993)
Estudio textural y mineralógico
PXRF:
ThermoScientific
Niton FXL
Extracción
Química Secuencial
• Intercambiable
• Carbonatos
• Fe/Mn oxidos
• O.M./Sulfuros
• Residual
METODOLOGÍA
Simula la lixiviación de un sólido en el
tracto gastrointestinal determinando la
bioaccesibilidad de un elemento en
particular
Ruby, M V, Davis, A, Link, T E, Schoof, R, Chaney, R L, Freeman, G B and Bergstrom, P,
1993. Development of an in-Vitro Screening-Test to Evaluate the in- Vivo Bioaccessibility of
Ingested Mine-Waste Lead. Environmental Science & Technology, 27, 2870-2877.
Perkin-Elmer 4200 DV, ICP-OES
SEM HITACHI TM3030
SIG, Modelación
atmosférica
Biomarcadores
MMP9
Pb sangre
As orina
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RESULTADOS
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Cu <0.044 Cu 0.044 Cu 0.072
mg.kg-1
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Pb <0.044 Pb 0.044 Pb 0.072
0
200
400
600
800
1000
Zn<0.044 Zn 0.044 Zn 0.072
0
100
200
300
400
500
600
700
Mn <0.044 Mn 0.044 Mn 0.072
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Procesos de rodamiento y saltación
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Polvo colectado a 2 metros de altura
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All isotope data
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Distribución espacial de contenido de Pb y extracción química secuencial.
0
10
20
30
40
50
60
Exchangeable Carbonates Fe/Mn oxides O.M./Sulphides Residual
North
0
20
40
60
80
100
120
Exchangeable Carbonates Fe/Mn oxides O.M./Sulphides Residual
East
0
20
40
60
80
100
120
Exchangeable Carbonates Fe/Mn oxides O.M./Sulphides Residual
West
0
10
20
30
40
50
60
South
Pb
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Bioaccesibilidad de plomo por sector
0
2
4
6
8
10
12
North West East South
Pb%Gastric
Pb%Intestinal
Tamaño de partícula< 44 um
0
2
4
6
8
10
12
North West East South
Pb%Gastric
Pb%Intestinal
Tamaño de partícula 44 um
0
2
4
6
8
10
12
North West East South
Pb%Gastric
Pb%Intestinal
Tamaño de partícula 72 um
Bioaccesibilidad intestinal
Relacionada con contaminantes
En suelos tipo calcisol??
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NORTE
ESTE
SURESTE
OESTESUR
Cu% <0.044
Cu% 0.044
Cu% 0.07
Pb% <0.044Pb% 0.044
Pb% 0.07
Zn% <0.044
Zn% 0.044
Zn% 0.07
-4
-2
0
2
4
6
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
F2 (
37
.45
%)
F1 (49.35 %)
86.80 %)
Bioaccesibilidad intestinal
Aunque en el este hay mayor Pb, en el oeste es más bioaccesible.
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Crocoite (PbCrO4)
Fe oxides
crocoite
5 um
Crocoite en pintura de tráfico de
Hermosillo, Sonora.
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Parques Techos Calles
Sectorización del riesgo
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0–89–13
14–1617–19
20-55
N
02468 Kms
Distribución de diabetes
mellitus en Hermosillo,
Sonora. Datos de Freire
Da Carvahlo (2009).
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02468 Kms
N 0–89–13
14–1617–19
20-55
Datosporcada10000habitantes.
Distribución de enfermedades
del sistema circulatorio en
Hermosillo, Sonora. Datos de
Freire Da Carvahlo (2009).
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CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO
• Se requieren más estudios en diferentes áreas de estudio, para entender la relación entre bioaccesibilidad de metales y mineralogía en suelos y material particulado.
• La estimación del riesgo sectorizada y su relación con epidemiología espacial.
• La evaluación de rutas de exposición a metales en material particulado debe hacerse en el contexto de datos climáticos generados en el sitio.
• Diferentes métodos de evaluación para fuentes de área y fuentes puntuales.