Diana Meza-Figueroa, UniSon

Francisco Martín Romero, Elena Centeno-García,

Rafael Del Río Salas, UNAM

Mercedes Meza Montenegro, Leticia García-Rico, ITSON

dmeza@ciencias.uson.mx

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

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.

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

¿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).

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

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)

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

¿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

Productos del DDT (ya no se aplica, es pasivo agrícola)

Artículo en revisión en Atmospheric Environment.

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

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

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

AREA DE ESTUDIO

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

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

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

Procesos de rodamiento y saltación

Polvo colectado a 2 metros de altura

All isotope data

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

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??

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.

Crocoite (PbCrO4)

Fe oxides

crocoite

5 um

Crocoite en pintura de tráfico de

Hermosillo, Sonora.

Parques Techos Calles

Sectorización del riesgo

0–89–13

14–1617–19

20-55

N

02468 Kms

Distribución de diabetes

mellitus en Hermosillo,

Sonora. Datos de Freire

Da Carvahlo (2009).

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).

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.