Propuesta para el Estándar Nacional de Calidad de Aire de Cadmio, Arsénico, Bismuto, Antimonio y Talio.

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1 Informe Propuesta para el Estándar Nacional de Calidad de Aire de Cadmio, Arsénico, Bismuto, Antimonio y Talio. Adjudicación Directiva Selectiva Nº CONAM/OAF: Consultoría para la implementación de Estándar Nacional de Calidad de Aire en la región central del Perú CONAM Av. Guardia Civil 205, San Borja Lima, Perú Av. Grau 412, Miraflores Lima, Perú Lima, 19 de diciembre de 2006

2 Informe Propuesta para el Estándar Nacional de Calidad de Aire de Cadmio, Arsénico, Bismuto, Antimonio y Talio. Adjudicación Directiva Selectiva Nº CONAM/OAF: Consultoría para la implementación de Estándar Nacional de Calidad de Aire en la región central del Perú CONAM Av. Guardia Civil 205, San Borja Lima, Perú, Santiago Valverde Av. Grau 412, Miraflores Lima, Perú Lima, 19 de diciembre de 2006

3 Índice Índice...I Índice de Tablas...II Índice de Gráficos... III Índice de Ilustraciones... IV Agradecimientos... V Siglas y Acrónimos... VI I Introducción Antecedentes... 1 II Criterios para la determinación de los Estándares de Calidad Ambiental del Aire Características de los compuestos químicos Cadmio Arsénico Antimonio Bismuto Talio Efectos en la salud en humanos Cadmio Arsénico Antimonio Bismuto Talio Estudios Epidemiológicos Cadmio Arsénico Antimonio Bismuto Talio Cálculos para la Determinación del Estándar de Calidad de Aire (ECA) a partir de los estudios epidemiológicos Cadmio Arsénico Antimonio Bismuto Talio Monitoreos y estudios asociados a los contaminantes Cd, As, Sb, Bi y Tl Monitoreos nacionales (región central del Perú) Monitoreos internacionales Resumen de monitoreos nacionales e internacionales Valores Referenciales Internacionales de Calidad Ambiental de Aire 31 III Propuesta de los Estándares de Calidad de Aire (ECAs): Recomendación Final Estándar de Calidad de Aire (ECA) para cadmio Estándar de Calidad de Aire (ECA) para arsénico Estándar de Calidad de Aire (ECA) para antimonio /12/2006 I

4 4 Estándar de Calidad de Aire (ECA) para bismuto Estándar de Calidad de Aire (ECA) para talio Recomendación final Frecuencia de monitoreo IV Normas Técnicas Peruanas (NTPs) a desarrollar Metodología para la determinación de metales en material particulado utilizando espectrometría de absorción atómica (EPA, 1999a) Metodología para la determinación de metales en material particulado utilizando espectrometría de emisión atómica por plasma inducido (ICP) (EPA, 1999b) Método selección, preparación y extracción del material del filtro (EPA, 1999c) V Propuesta para la Guía de Buenas Prácticas de Concentrados Descripción de los procesos críticos en el manejo de concentrados Almacenamiento en planta concentradora Carguío y despacho de unidades de transporte Transporte del concentrado a depósitos del litoral Fundición / refinería Recepción y descarga del concentrado en los depósitos del litoral Manejo y preparación del lote de embarque Transporte y descarga en instalaciones portuarias Embarque Buenas Prácticas en los procesos Manejo en planta de Preparación Transporte terrestre Almacenamiento en depósito del litoral Operaciones en puerto Buenas Prácticas del personal Ventilación Equipos de protección personal Tratamiento en caso de exposición Consideraciones para la disposición final VI Bibliografía VII Anexos Anexo: Ubicación de las estaciones de monitoreo del complejo metalúrgico Doe Run Perú Anexo: Resultados del monitoreo de arsénico en las estaciones de calidad de aire del Complejo Metalúrgico Doe Run Perú Índice de Tablas Tabla II-1: Factores de modificación de incertidumbre Tabla II-2: Factor de incertidumbre para la determinación del ECA anual Tabla II-3: Factor de incertidumbre para la determinación del ECA anual Tabla II-4: Factores para el Cálculo de RfCi para trióxido de antimonio Tabla II-5: Factor de incertidumbre para la determinación del ECA anual Tabla II-6: Factor de incertidumbre para la determinación del ECA anual Tabla II-7: Ubicación y descripción de las estaciones de monitoreo /12/2006 II

5 Tabla II-8: Concentración promedio anual de arsénico en el aire en [µg/m 3 ] para los años comprendidos entre el 2000 y Tabla II-9: Resumen del monitoreo de Cadmio en el aire durante el periodo Enero 2004 a Mayo Tabla II-10: Resumen de la concentración de agentes químicos en polvo en exteriores Tabla II-11: Resumen de los resultados obtenidos en las muestras provenientes de las dos estaciones de monitoreo Tabla II-12: Resumen de los niveles de algunos contaminantes en estudio monitoreados a nivel nacional e internacional Tabla II-13: Valores referenciales internacionales de calidad de aire para arsénico, cadmio y talio Tabla II-14: Concentración aceptable de cadmio en el aire para algunos estados de los Estados Unidos Tabla II-15: Concentración aceptable de talio en el aire para algunos estados de los Estados Unidos Tabla II-16: Concentración aceptable de antimonio en el aire para algunos estados de los Estados Unidos Tabla III-1: Propuesta de ECAs para cadmio, arsénico, antimonio, bismuto y talio Tabla IV-1: Límites de detección para metales utilizando espectrometría de absorción atómica de flama (FAA) y espectrometría de absorción atómica en cámara de grafito (GFAA) Tabla IV-2: Límites de detección para metales utilizando espectrometría de emisión atómica por plasma inducido (ICP) Tabla VII-1: Concentración de arsénico en [µg/m 3 ] para el período Enero 2003 a Mayo 2005 (Estación Sindicato de Obreros) Tabla VII-2: Concentración de arsénico en [µg/m 3 ] para el período Enero 2003 a Mayo 2005 (Estación Huanchán) Tabla VII-3: Concentración de arsénico en [µg/m 3 ] para el período Enero 2003 a Mayo 2005 (Estación Hotel Inca) Tabla VII-4: Concentración de arsénico en [µg/m 3 ] para el período Enero 2003 a Mayo 2005 (Estación Cushurupampa) Tabla VII-5: Concentración de arsénico en [µg/m 3 ] para el período Enero 2003 a Mayo 2005 (Estación Casaracra) Índice de Gráficos Gráfico II-1: Concentración promedio anual de arsénico en el aire en las cinco estaciones de monitoreo durante el período comprendido entre los años 2000 y Gráfico II-2: Concentración promedio de cadmio en el aire en las cinco estaciones de monitoreo durante el período comprendido entre Enero del 2004 a Mayo del Gráfico VII-1: Concentración de arsénico en el aire en [µg/m 3 ] de Enero 2003 a Mayo 2005 Estación Sindicato de Obreros Gráfico VII-2: Concentración de arsénico en el aire en [µg/m 3 ] de Enero 2003 a Mayo 2005 Estación Huanchán /12/2006 III

6 Gráfico VII-3: Concentración de arsénico en el aire en [µg/m 3 ] de Enero 2003 a Mayo 2005 Estación Hotel Inca Gráfico VII-4: Concentración de arsénico en el aire en [µg/m 3 ] de Enero 2003 a Mayo Estación Cushurupampa Gráfico VII-5: Concentración de arsénico en el aire en [µg/m 3 ] de Enero 2003 a Mayo 2005 Estación Casaracra Gráfico VII-6: Promedios mensuales de la concentración de arsénico en el aire en [µg/m 3 ] en las estaciones Sindicato de Obreros y Casaracra (Ene 2003 May 2005) Índice de Ilustraciones Ilustración V-1: Depósito abierto de concentrado sin medidas de seguridad lateral y con techo abierto Ilustración V-2: Altura de la pila de concentrado en el depósito con respecto a la pared lateral Ilustración V-3: Esquema de la instalación de las mallas cortavientos para el depósito Ilustración V-4: Obsérvese las características que debe cumplir el Payloader para realizar la operación de carguio a la tolva durante el embarque Ilustración V-5: Esquema del procedimiento del embarque Ilustración V-6: ejemplo de dispositivos para el lavado de los ojos en caso de contacto Ilustración V-7: Ducha de lavado ante contacto accidental Ilustración VII-1: Ubicación de las estaciones de calidad de aire del Complejo Metalúrgico Doe Run Perú Ilustración VII-2: Ubicación espacial de los resultados del monitoreo de arsénico en la zona de La Oroya para el promedio anual del año Ilustración VII-3: Ubicación espacial de los resultados del monitoreo de arsénico en la zona de La Oroya para el promedio anual del año /12/2006 IV

7 Agradecimientos Participaron en la elaboración de este estudio: Por el Consejo Nacional del Ambiente (CONAM): La coordinación de la actividad fue efectuada por Patricia Iturregui y Milagro Malpartida por la Unidad de Cambio Climático y Calidad del Aire. Por :, Santiago Valverde y Patricia Tord. Colaboración en la búsqueda de información: José Antonio Quevedo, Nataly Cárdenas y Henry Coronado. Cabe señalar que CONAM se hace responsable de los cambios realizados al presente documento luego de su entrega por parte de 19/12/2006 V

8 Siglas y Acrónimos CONAM ECA GESTA Cd As Bi Sb Tl KLC NOAEL LOAEL EPA OMS NTP Consejo Nacional del Ambiente Estándar de Calidad Ambiental Grupo de Estudio Técnico Ambiental de la Calidad del Aire Cadmio Arsénico Bismuto Antimonio Talio Nivel sin Efecto Adverso Observado (por sus siglas en inglés) Nivel más Bajo en que se Observan Efectos Adversos (por sus siglas en inglés) Agencia de Protección al medio Ambiente de estados Unidos de América (por sus siglas en inglés) Organización Mundial de la Salud Norma Técnica Peruana 19/12/2006 VI

9 I Introducción Los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental del Aire (ECAs) nos sirven como instrumento normativo para vigilar los niveles de contaminación del aire, con el objetivo de que estos no lleguen a niveles que sean perjudiciales a la salud. En la región central del Perú, funciona el complejo metalúrgico de la empresa Doe Run Perú, en la ciudad de La Oroya. En este complejo se procesan minerales provenientes de diversas zonas de la región central, para obtener productos como el zinc, plomo, cobre, plata, oro, bismuto, cadmio, indio, telurio, antimonio y selenio; sub-productos como el polvo de zinc, ácido sulfúrico, óleum, trióxido de arsénico, sulfato de cobre, sulfato de zinc, concentrado de zinc y plata, óxido de zinc y bisulfato de sodio; aleaciones como plomo/antimonio, plomo/calcio y zámac. En los procesos de producción de estos productos, subproductos y aleaciones se generan contaminantes del aire para algunos de los cuales ya se han establecidos sus respectivos ECAs en el D.S. Nº PCM. Sin embargo, por las condiciones específicas de los procesos productivos de este complejo, se ha considerado que se deben vigilar los niveles de los contaminantes cadmio, arsénico, antimonio, bismuto y talio en el aire para evitar niveles perjudiciales a la salud en esta área. 1 Antecedentes Se han realizado estudios en pobladores de la región central, de los efectos en la salud originados por los contaminantes emitidos por el complejo metalúrgico Doe Run Perú; principalmente, el estudio realizado por la Universidad de Saint Louis y el Arzobispado de Huancayo sobre los niveles de plomo, cadmio y arsénico en la sangre y orina de los pobladores de esta zona (Universidad de Saint Louis, Arzobispado de Huancayo, 2005); y, el estudio realizado por Integral Consulting acerca de los riesgos a la salud por las emisiones generadas por este complejo (Integral Consulting, 2005). Estos estudios reflejaron que la contaminación por metales y metaloides se encontraba en un nivel preocupante. Debido a esta situación, las autoridades han visto la necesidad del establecimiento de ECAs para los contaminantes cadmio (Cd), arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi) y talio (Tl). Así mismo, por el Decreto del Consejo Directivo Nº CONAM/CD, se aprobó el Plan de Acción para la mejora de la Calidad del Aire en la Cuenca Atmosférica de La Oroya, en el cual se determina la necesidad de establecer parámetros adicionales a los Estándares Nacionales de Calidad de Aire actualmente vigentes. En este contexto ha sido contratado por el CONAM para elaborar una propuesta de ECAs para estos contaminantes, que posteriormente será llevada para su discusión y aprobación por las autoridades competentes. 19/12/2006 1

10 II Criterios para la determinación de los Estándares de Calidad Ambiental del Aire En el Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental del Aire (D.S. Nº PCM), se establecen las siguientes definiciones: Contaminante del aire.- Sustancia o elemento que en determinados niveles de concentración en el aire genera riesgos a la salud y al bienestar humano. Estándares de Calidad del Aire.- Aquellos que consideran los niveles de concentración máxima de contaminantes del aire que en su condición de cuerpo receptor es recomendable no exceder para evitar riesgo a la salud humana, los que deberán alcanzarse a través de mecanismos y plazos detallados en la presente norma. Como estos estándares protegen la salud, son considerados estándares primarios. Para la determinación de los ECAs del presente estudio se han considerado los conceptos del D.S. N PCM, las características y efectos en la salud de los contaminantes, estudios epidemiológicos, estándares internacionales, monitoreos asociados a estos contaminantes, cálculos del ECA en base a estudios epidemiológicos y opiniones de expertos en el tema. A continuación se describe la información analizada. 1 Características de los compuestos químicos 1.1 Cadmio El cadmio, en su forma pura, es un metal blando de color blanco plateado. En el ambiente, el cadmio generalmente está presente como un mineral combinado con otros elementos. Los más comunes son los complejos con óxidos, sulfuros y carbonatos en minerales de zinc, plomo y cobre, mientras que los complejos con cloruros y sulfatos son menos comunes (ATSDR, 1999). Las liberaciones de cadmio al ambiente ocurren como resultado de actividades tanto naturales como humanas. La erosión de minerales de cadmio contenidos en rocas es una fuente significativa de estas. Los incendios forestales y los volcanes realizan descargas naturales en el aire. Las actividades mineras, la combustión de combustibles fósiles y residuos domésticos, la aplicación de fertilizantes a los cultivos y otras fuentes industriales pueden también contribuir a los niveles de cadmio en el ambiente (Kelley et al., 2002). En el aire, los compuestos de cadmio generalmente se encuentran en pequeñas partículas o unidos a ellas. Si bien la forma de cadmio presente en el ambiente puede cambiar bajo diferentes condiciones, el metal cadmio en sí mismo no desaparece del ambiente. Para la población en general, las exposiciones a cadmio pueden ocurrir con el consumo de cadmio en alimentos y agua potable, la inhalación de partículas con contenido de cadmio en el aire ambiental o en el humo de cigarrillos y la ingestión de cadmio en el suelo o el polvo (NTP, 2005). 19/12/2006 2

11 1.2 Arsénico El arsénico elemental es una sustancia de apariencia metálica de color gris acero, el cual se encuentra ampliamente distribuido en la corteza terrestre (ATSDR, 2005). Las formas trivalentes y pentavalentes son los estados de oxidación más comunes (OMS, 2000). En el ambiente el arsénico generalmente se encuentra combinado con otros elementos (ATSDR, 2005). Las actividades humanas concernientes a la extracción de minerales asociados con el arsénico (como el cobre y el plomo) en los procesos de fundición, liberan este compuesto a la atmósfera en forma de un polvo fino. También se pueden liberar a la atmósfera pequeñas cantidades de arsénico desde plantas de carbón y desde incineradores porque a menudo el carbón y los productos de desecho contienen arsénico. Las erupciones volcánicas también constituyen otra fuente importante de arsénico (ATSDR, 2005; Integral Consulting, 2005). El arsénico que está adherido a partículas muy pequeñas puede permanecer en el aire durante varios días y puede movilizarse largas distancias (ATSDR, 2005). 1.3 Antimonio El antimonio (Sb) es un metal plateado blanquecino que se encuentra en la corteza terrestre. Existe naturalmente como metal sin combinar, como óxidos o en combinación con azufre, plomo, cobre y plata. El antimonio ingresa al ambiente durante la extracción y el procesamiento de sus menas, así como durante la producción de antimonio metálico, aleaciones, óxido de antimonio y compuestos de antimonio con otras sustancias (EPA, 2000; Integral Consulting, 2005). La presencia del antimonio en el ambiente puede darse en el aire, el agua, el polvo, las plantas y los animales. La mayor parte de antimonio en el ambiente se acumulará en el suelo o sedimentos, donde se une fuertemente a partículas que contienen hierro, manganeso o aluminio (ATSDR, 1992a). 1.4 Bismuto El bismuto (Bi) es un metal cristalino, blanco grisáceo, lustroso, duro y quebradizo (Lenntech, s.f.). En la mayoría de las condiciones ambientales posee una movilidad baja (HSDB, 1996). Este metal existe en la naturaleza como metal libre y en minerales. Se estima que la corteza terrestre contiene cerca de % de bismuto. Los principales depósitos están en Sudamérica, sin embargo, en Estados Unidos se obtiene principalmente como subproducto del refinado de los minerales de cobre y plomo (Lenntech, s.f.). Las fuentes antropogénicas de bismuto incluyen el proceso de fundición de plomo, cobre, oro y plata, aguas residuales y el lodo de las aguas residuales (Salminen, 2005). 19/12/2006 3

12 1.5 Talio El talio puro es un metal suave de color blanco azulado que se encuentra distribuido en pequeñas cantidades en la corteza terrestre. En su forma pura, es inodoro e insípido, pudiendo ser encontrado en forma pura o mezclado con otros metales en forma de aleaciones. También puede encontrarse combinado con otras sustancias como bromo, cloro, flúor y yodo para formar sales. Estas combinaciones pueden parecer incoloras o ser blancas o amarillas (ATSDR, 1992b). El talio está presente en el aire, el agua y el suelo. Se desconoce cuánto tiempo le toma a este elemento pasar de un medio a otro. El talio es muy estable en el ambiente y no se transforma ni biodegrada (ATSDR, 1992b). Este metal es emitido a la atmósfera mayormente por el quemado de carbón en plantas de generación de energía, fábricas de cemento y en fundiciones de minerales ferrosos y no ferrosos (EPA, 1988). Las emisiones de talio a la atmósfera a partir de industrias de fundición de minerales van a variar ampliamente entre una planta y otra, dependiendo principalmente del contenido de talio en la materia prima procesada y la tecnología utilizada (IPCS, 1996). Luego de ser emitido a la atmósfera, puede ligarse al suelo y los sedimentos, pudiendo dar como resultado la exposición de seres humanos cuando el polvo del suelo es inhalado, ingerido o tocado por las personas. Por otra parte, el consumo de productos agrícolas cultivados en suelo contaminado con talio puede constituir una ruta de exposición significativa, pues el talio puede ser asimilado por las plantas a través de sus raíces (ATSDR, 1992b). 2 Efectos en la salud en humanos 2.1 Cadmio La absorción de cadmio en el cuerpo puede producirse mediante exposición oral o por inhalación. Sin embargo, el cuerpo retiene una proporción mucho mayor de cadmio cuando este es inhalado. En el caso del cadmio, la inhalación, absorción y distribución dentro del cuerpo parecen verse afectadas por la forma química, el tamaño de las partículas inhaladas y la solubilidad en fluidos biológicos (ATSDR, 1999). Las exposiciones prolongadas al cadmio mediante ingestión o inhalación pueden provocar una acumulación de cadmio en el cuerpo hasta niveles que causen efectos adversos a la salud. Los incrementos en la carga corporal de cadmio ocurren debido a la muy prolongada vida media de este agente químico en el cuerpo. Específicamente, toma aproximadamente 30 años para que la mitad del cadmio absorbido sea excretado del cuerpo. La parte de cadmio que es retenida se acumula en mayor medida en la corteza renal (Integral Consulting, 2005). Tanto para la población en general como para la población ocupacionalmente expuesta, el riñón es el principal órgano en sufrir los efectos tóxicos del cadmio. Una señal temprana de problemas renales es la presencia de excesiva cantidad de proteína en la orina ( proteinuria ). Al incrementase los niveles o 19/12/2006 4

13 el tiempo de exposición, se produce una excreción más pronunciada de proteínas con pesos moleculares más altos. Este tipo de proteinuria indica que se está produciendo un daño más severo en los riñones. Además de la menor reabsorción de proteínas, el daño glomerular y tubular también puede provocar una menor reabsorción de calcio, glucosa, aminoácidos, enzimas, fósforo y cobre, así como la perturbación del metabolismo de la vitamina D (ATSDR, 1999). Frente a la exposición a cadmio respirable, además de los efectos en la salud renal, la función pulmonar se ve afectada. En base a estudios, tanto en animales como en seres humanos, utilizando exposiciones agudas al cadmio, se ha reportado la destrucción de células epiteliales pulmonares con el consiguiente desencadenamiento de edema pulmonar, traqueobronquitis y neumonitis a concentraciones por encima de 5 [mg/m 3 ] (ATSDR, 1999). Exposiciones más prolongadas a concentraciones menores han estado asociadas a decrecimiento en la función pulmonar, enfisema y daño a la función olfativa. En base a la información suministrada por algunos estudios en animales y seres humanos, puede desarrollarse una tolerancia a la irritación pulmonar inducida por cadmio y la función respiratoria puede recuperarse una vez que cesa la exposición (ATSDR, 1999). Se ha reportado el incremento de cáncer al pulmón en poblaciones ocupacionalmente expuestas al cadmio mediante inhalación, incluyendo trabajadores de diferentes plantas de fabricación y procesamiento con presencia de cadmio, en Inglaterra, Suecia y Estados Unidos. Sin embargo, las conclusiones reportadas en estos estudios son confusas por diferentes factores como la presencia de otros metales en los medios de exposición y el comportamiento respecto al hábito de fumar dentro de la población de estudio (ATSDR, 1999). Por otro lado, la EPA clasificó al cadmio como un probable cancerígeno para los seres humanos en el caso de exposiciones por inhalación (EPA, 2005) y la IARC (Agencia Internacional para la Investigación en Cáncer) (IARC, 2006) lo clasifica como cancerigeno para humanos. 2.2 Arsénico En el caso de arsénico los niveles de este contaminante en el aire varían entre menos de 1 [ng/m 3 ] hasta cerca de 2,000 [ng/m 3 ], dependiendo de la localidad, las condiciones climáticas y el nivel de actividad industrial en el área (ATSDR, 2005). Las rutas mayores de absorción del arsénico en la población en general son la ingestión e inhalación. Las partículas de arsénico presentes en el aire pueden ser inhaladas, siendo luego depositadas en el tracto respiratorio y luego absorbidas hacia la sangre (OMS, 2000). Luego de la absorción, el arsénico es distribuido en todo el cuerpo (Integral Consulting, 2005). En humanos, la información referente a la distribución de este componente en el cuerpo se encontró mayormente por datos de autopsias, en las cuales se observó mayor cantidad absoluta de arsénico en los músculos, huesos, riñones y pulmones, pero en las uñas y pelo se encontraron las concentraciones más 19/12/2006 5

14 altas de este compuesto. Los factores que afectan la absorción del arsénico desde los pulmones incluyen la forma química del compuesto, el tamaño de la partícula y la solubilidad (OMS, 2000). La inhalación de niveles altos de arsénico inorgánico puede producir dolor de garganta e irritación de los pulmones. La ingestión o inhalación prolongada de niveles bajos de arsénico inorgánico puede producir oscurecimiento de la piel y la aparición de pequeños callos o verrugas en la palma de las manos, la planta de los pies y el torso (ATSDR, 2005). Efectos del arsénico en el sistema respiratorio han sido reportados principalmente en exposiciones ocupacionales relacionadas a fundiciones donde se observan niveles altos de arsénico inorgánico en el aire, encontrándose mayormente lesiones en las membranas mucosas del sistema respiratorio, pudiendo incluir perforaciones en la cavidad nasal. (Ishinishi, 1973; Hine et al., 1977). Gran cantidad de muertes ligadas a cáncer al sistema respiratorio han sido observadas en trabajadores expuestos a arsénico inorgánico en la producción y uso de pesticidas, minería de oro y fundición de metales no ferrosos, en especial cobre (Rencher et al., 1977; Axelson et al., 1978; Mabuchi et al., 1979). La EPA, menciona los siguientes efectos adversos por exposición al arsénico inorgánico (EPA, 2000): Efectos agudos: Trabajadores expuestos a inhalación aguda de altos niveles de arsénico en polvo y humo presentan efectos gastrointestinales (diarrea, nauseas, dolor abdominal), mientras que la exposición aguda a arsénico inorgánico, tuvo como efecto, desordenes en el sistema nervioso periférico y central. Efectos crónicos (no cáncer): Exposición de humanos a inhalación crónica de arsénico inorgánico está asociada a irritación de la piel y membranas mucosas (dermatitis, conjuntivitis, faringitis y rinitis). No se han realizado estudios en animales de exposición crónica de inhalación de compuestos de arsénico inorgánico. Riesgo de cáncer: Estudios en humanos han reportado que la inhalación de arsénico inorgánico está asociado fuertemente con cáncer al pulmón. No se han realizado estudios de cáncer en animales por exposición a arsénico inorgánico vía inhalación. El Departamento de Salud y Servicios Humanos de los EE.UU. (DHHS, por sus siglas en inglés), la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC, por sus siglas en inglés) y la EPA han determinado que el arsénico inorgánico es carcinogénico en seres humanos (ATSDR, 2005). 19/12/2006 6

15 Adicionalmente, la OMS, en su revisión de Guías de Calidad de Aire para Europa, considera que el arsénico tiene efectos carcinogénicos y establece un riesgo unitario de 1.5 x 10-3 [µg/m 3 ] -1 para cáncer al pulmón en humanos expuestos (OMS, 1999). Definiendo el riesgo unitario como riesgo adicional de cáncer durante el ciclo de vida de una población hipotética cuyos individuos estén expuestos continuamente, desde su nacimiento, a una concentración de 1 [µg/m 3 ] del agente en el aire que respiran (OMS, 2004). 2.3 Antimonio La absorción de antimonio se produce principalmente a través de los tractos gastrointestinal y respiratorio; la distribución se produce mayormente hacia el hígado, los pulmones, los intestinos y el bazo; y se excreta mayormente en la orina y las heces (ATSDR, 1992a). Las características químicas y tóxicas del antimonio son semejantes a las del arsénico. Los dos elementos se encuentran con frecuencia juntos como contaminantes ambientales, lo que provoca que las poblaciones se vean expuestas a ambos elementos al mismo tiempo (ATSDR, 1992a). Los análisis de la inhalación con una duración intermedia sugieren que el miocardio es un blanco de la toxicidad por el antimonio (ATSDR, 1992a). Sin embargo, el envenenamiento por antimonio afecta varios sistemas de órganos y los síntomas incluyen miocarditis, necrosis del hígado, nefritis, trombocitopenia y pancreatitis. Los efectos secundarios reportados del uso de estiboglutonato para tratar la leishmaniasis incluyen acidosis tubular renal, trombocitopenia y pancreatitis (De Wolff, 1995). La EPA, menciona los siguientes efectos adversos por exposición al antimonio (EPA, 2000): Efectos agudos: Los efectos agudos reportados por inhalación de antimonio en humanos son en los ojos y en la piel. En la piel se desarrolla una erupción con pústulas alrededor de las glándulas sebáceas y sudoríparas. Los efectos en los ojos consisten en conjuntivitis. Estudios en animales han reportado efectos en los pulmones, en el sistema cardiovascular y en el hígado ante la exposición aguda por inhalación de antimonio. Efectos crónicos (no cáncer): Los primeros efectos de la exposición crónica al antimonio en humanos son efectos respiratorios que incluyen la neumoconiosis del antimonio (inflamación en los pulmones causada por la inhalación del polvo), alteraciones en las funciones pulmonares, bronquitis crónica, enfisema crónico, tuberculosis inactiva, adhesiones pleurales, e irritación. Otros efectos observados en humanos expuestos en forma crónica al antimonio por inhalación son efectos cardiovasculares (incremento en la presión sanguínea, alteración en las lecturas del electrocardiograma y daño al músculo cardíaco) y desordenes gastrointestinales. 19/12/2006 7

16 Riesgo de cáncer: Se han observado tumores en los pulmones en ratas expuestas a trióxido de antimonio por inhalación. La EPA no ha clasificado el antimonio por carcinogenicidad, sin embargo, la Agencia Internacional para la Investigación sobre cáncer (IARC, 2006) clasifica al trióxido de antimonio como un posible cancerígenos para los seres humanos y al trisulfuro de antimonio como no clasificable sobre su carcinogenicidad en seres humanos. Los estudios existentes sobre la carcinogenicidad de los compuestos de antimonio en seres humanos, como los estudios epidemiológicos en trabajadores de la industria del vidrio artístico expuestos a antimonio en polvo y un estudio sobre la mortalidad de los trabajadores en una planta de fundición de antimonio, son difíciles de evaluar dada la frecuencia de la coexposición a arsénico y la existencia de otras coexposiciones y elementos que generan confusión (DeBoeck et al., 2003). 2.4 Bismuto La exposición ocupacional al bismuto puede ser a través de inhalación de polvo aerotransportado y contacto dérmico, en las instalaciones de la refinación del mineral y otros lugares de trabajo en donde se producen y se utilizan los compuestos del bismuto (Thomas, 1991). La inhalación de bismuto, en un cuadro agudo, genera envenenamiento, pudiendo ser percibido como un gas desagradable, provocando irritación respiratoria. Puede causar mal aliento, sabor metálico y gingivitis (Lenntech, s.f.). Altos niveles de exposición al bismuto pueden causar insuficiencia renal con degeneración del tejido tubular proximal renal, cambios en el tejido adiposo y necrosis en el hígado, disfunción reversible del sistema nervioso, erupciones en la piel y pigmentación de mucosas e intestinos (TOXNET, 2002). En el caso de una prolongada inhalación de polvo de bismuto puede haber cambios mentales, nerviosismo, cambios en la sangre y depresión de la médula y linfocitos (Internacional Labour Office, 1971). Algunos estudios han demostrado que el bismuto y los compuestos de bismuto pueden ser carcinogénicos y co-carcinogénicos en ratas. Además, algunos estudios han demostrado que el bismuto causa aberraciones cromosómicas en ratas. Sin embargo, más estudios se requieren para desarrollar un cuadro más completo de la carcinogenicidad del bismuto (Smith, 2002). 2.5 Talio El talio puede ingresar al organismo cuando los seres humanos ingieren agua o alimentos o respiran aire contaminados con talio, o cuando su piel entra en contacto con el mismo. El talio abandona el cuerpo lentamente y la mayor parte se elimina en la orina y en menor medida en las heces (ATSDR, 1992c). Se ha estimado que la eliminación normal diaria en humanos está en el rango de 1.64 [µg] de talio, del cual, 1.2 [µg] se elimina en la orina, 0.32 [µg] en el pelo, 0.06 [µg] en heces y 0.06 [µg] en el sudor (EPA,1980). 19/12/2006 8

17 Se han observado niveles altos de talio en pulmones de trabajadores en minería de carbón (Weinig & Zink, 1967). Después de una intoxicación mortal con talio en humanos, se encontró que las glándulas endocrinas, riñones, hígado e intestinos presentaron las concentraciones más altas de este contaminante. Mientras que el hígado y pulmones tuvieron una cantidad total de talio por órgano de 2 a 6 veces más y el cerebro de 1.5 a 2 veces más que los riñones. En otro estudio de trabajadores expuestos a este contaminante durante varios años a través de inhalación en el trabajo, se observaron efectos sobre el sistema nervioso, como adormecimiento de los dedos de las manos y los pies (ATSDR, 1995). Una intoxicación aguda por exposición al talio vía oral e inhalación podrían producir los siguientes síntomas, que por lo general se desarrollan lentamente: síntomas gastrointestinales (dolor abdominal, náuseas, vómitos) que aparecen unas horas después de la exposición, dolor de cabeza, cansancio, dolor en las piernas, pérdida de cabello, convulsiones y aceleramiento de los latidos del corazón (IPCS, CEC, 1999). Ni el Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE.UU., ni la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC, por sus siglas en inglés) y tampoco la EPA han clasificado al talio en cuanto a su carcinogenicidad en seres humanos. No hay estudios disponibles en seres humanos o en animales acerca de los efectos carcinogénicos de respirar, ingerir o tocar talio (ATSDR, 1995). 3 Estudios Epidemiológicos Es necesario hacer una revisión de los niveles de concentración del contaminante, a los que se presentan efectos adversos a la salud, tanto en estudios epidemiológicos como en estudios controlados de exposición. En base a estos estudios se aplican factores de incertidumbre o de protección (según la metodología de la EPA desarrollada en la sección 4 (EPA, 1989)) a los datos publicados, a fin de considerar individuos más sensibles que podrían no haber estado representados en los estudios. Las guías o los estándares deben establecerse buscando el nivel de exposición al cual o por debajo del cual no se espera ningún efecto adverso, lo cual implica que si este nivel se supera se incrementarán las probabilidades de que dichos efectos se produzcan (OMS, 2004). A continuación se describen algunos de los principales estudios epidemiológicos analizados por cada uno de los contaminantes en estudio. 3.1 Cadmio Estudio en trabajadores expuestos a cadmio por soldaduras en relación a efectos en la función pulmonar (Edling, 1986) Este estudio fue realizado en Suecia con trabajadores expuestos a humos de oxido de cadmio (CdO) emitidos por soldaduras. Se evaluaron trabajadores 19/12/2006 9

18 expuestos y no expuestos considerando un periodo de exposición, según su tiempo de trabajo, que oscilaba entre 4 24 años. Se consideró un nivel promedio de exposición de [mg/m 3 ] de cadmio. Los resultados no mostraron diferencias significativas en cuanto a síntomas de cambios en la función pulmonar, entre los trabajadores expuestos y no expuestos. Sin embargo, el nivel de [mg/m 3 ] de cadmio, no podrá ser considerado como NOAEL (Nivel sin Efecto Adverso Observado, por sus siglas en inglés) debido a que en el estudio que se detalla a continuación, si se observan efectos adversos a la salud a una concentración menor Estudio de proteinuria generada por exposición al cadmio por inhalación (Jarup et al., 1988) Como mencionamos anteriormente hay evidencia consistente de que el principal órgano blanco para la toxicidad por inhalación de cadmio es el riñón. En este estudio se evaluó la incidencia de proteinuria para 440 trabajadores de una fábrica de baterías, considerando un tiempo de exposición de 30 años aproximadamente. La proteinuria causada por la exposición al cadmio se caracteriza por la presencia de proteínas de bajo peso molecular en la orina, incluyendo β2- microglobulina, lisozima, ribonucleasa, inmunoglobulina, cadenas cortas, y retinol. Estas proteínas son filtradas por el glomérulo y normalmente son reabsorbidas por los túbulos proximales del riñón. La elevada excreción de estas proteínas es un indicativo del daño a los túbulos proximales. Por otra parte, la excreción en la orina de proteínas de alto peso molecular como la albúmina también ha sido reportada en trabajadores expuestos. Los resultados del estudio mostraron que a una concentración en el aire de [mg/m 3 ] de cadmio se tiene una incidencia de 9.2% de proteinuria y también se evidenció una clara dosis repuesta en relación al nivel de cadmio en sangre. Este nivel es el que se considerara como LOAEL (Nivel más Bajo en que se Observan Efectos Adversos, por sus siglas en inglés) para cadmio Estudio de proteinuria generada por exposición al cadmio por inhalación y recuperación luego del cese de exposición (Thun et al., 1989) En este estudio se reportaron proteínas de alto peso molecular (como albúmina) en la orina de trabajadores expuestos a un nivel promedio de [mg/m 3 ], lo que indica un daño mas severo a los túbulos proximales del riñón. También se observó un aumento en la frecuencia de formación de cálculos renales. Se pudo evaluar que el cese en la exposición por inhalación de cadmio generalmente no lleva a una disminución de la proteinuria, posiblemente debido a que el nivel de cadmio en los riñones disminuye muy lentamente luego del cese de exposición, por lo que el daño al riñón debe continuar o empeorar luego del cese de exposición. 19/12/

19 Este estudio corrobora la presencia de efectos adversos observados en el estudio de Jarup et al Estudio sobre la contaminación ambiental en La Oroya y Concepción y sus efectos en la salud de sus residentes (Universidad de Saint Louis, Arzobispado de Huancayo, 2005) En la ciudad de La Oroya (Huancayo, Perú) se han observado efectos adversos a la salud de los pobladores debido a las emisiones del complejo metalúrgico Doe Run Perú. Ante esta situación es que se decidió llevar a cabo este estudio en pobladores de La Oroya (como población de estudio) y de Concepción (como población de control). Para evaluar los efectos en la salud de los pobladores por la contaminación, se analizaron diferentes parámetros como son: encuestas; muestras ambientales para detectar niveles de plomo, arsénico y cadmio; muestras biológicas de sangre y orina para evaluar los niveles de plomo, arsénico y cadmio en los pobladores; y, visitas médicas. Los resultados dieron que los niveles de cadmio en la sangre y en la orina son significativamente mayores en La Oroya (sangre: [µg/l], orina: [µg/l]) que en Concepción (sangre: [µg/l], orina: [µg/l]) y que estos son mayores que la media geométrica para los Estados Unidos (sangre: [µg/l], orina: 0.21 [µg/l]), asimismo se observa una tendencia ascendente de los niveles de cadmio por edad. Adicionalmente se observó que en La Oroya Antigua (donde se ubica el complejo metalúrgico) los niveles de cadmio son mayores (sangre: [µg/l], orina: [µg/l]) que los del resto de La Oroya (sangre: [µg/l], orina: [µg/l]) en todos los grupos de edad. Este estudio fue realizado en el año 2005, fechas para las que no se cuenta con datos de monitoreo de cadmio en el aire, para poder relacionar el nivel de exposición de este contaminante con la concentración en la sangre y orina de los pobladores. Sin embargo, se puede hacer una comparación con las concentraciones promedio para el periodo de enero 2004 a mayo 2005, las cuales variaron entre a 0.29 [µg/m 3 ], observándose valores máximos de hasta [µg/m 3 ] para el periodo, ver sección Arsénico Estudio de efectos a la salud por inhalación de arsénico: Daños en órganos del sistema respiratorio en trabajadores de una fundición (Lundgren, K. D., 1954) Se realizaron exámenes médicos a 1276 trabajadores pertenecientes a una empresa de fundición de cobre de Suecia, en la cual los niveles de arsénico inorgánico en el aire no excedían generalmente la concentración de 0.5 [mg/m 3 ], encontrándose valores de hasta 7 [mg/m 3 ] en algunos lugares de trabajo. Se observaron dos tipos de síndromes respiratorios, el primero relacionado a vías superiores del sistema respiratorio encontrándose rinofaringe-laringitis, perforaciones y en un tercio de los trabajadores, cambios en 19/12/

20 la mucosa nasal. El segundo síndrome estuvo relacionado a traqueobronquitis y señales de insuficiencia pulmonar. Este estudio no incluyó un grupo control, ni tampoco datos de fumadores, el cual pudo influir en los síntomas encontrados Estudio de efectos a la salud por inhalación de arsénico: Cáncer al sistema respiratorio y exposición ocupacional a arsénico (Ott, M.; Holder, B.; Gordon, H., 1974) Se examinaron las causas de muerte durante el periodo con referencia a la proporción de las tasas de mortalidad en aproximadamente 2,000 trabajadores ligados a la producción de pesticidas que incluían arseniato de plomo, arseniato de calcio, acetoarsenito de cobre y arsenito de magnesio. Los niveles de arsénico en el aire en el año 1943 estuvieron dentro del rango de 0.18 [mg/m 3 ] a 19 [mg/m 3 ] en el área de exposición, en 1952 se registraron concentraciones entre 0.26 [mg/m 3 ] y 40.8 [mg/m 3 ]. Dentro de los datos históricos de la empresa se notó que solamente 173 de los trabajadores incluidos en este estudio estuvieron expuestos al arsénico por uno o más días, relacionados a la formulación o embalaje de pesticidas que contenían arsénico. Las muertes causadas por males respiratorios en el grupo expuesto fue de 16.2%, mientras que en el resto de trabajadores fue de 5.7%. Por otra parte, 16 de las 28 muertes debidas a neoplasmas malignos del sistema respiratorio, en el grupo de personas expuestas, se presentaron en personas que estuvieron expuestas a arsénico por menos de un año. Para este estudio sólo se utilizaron datos de personas que fallecieron durante su permanencia laboral en la empresa o seguido a su retiro, y los niveles de arsénico son variables como para establecerlo como nivel de LOAEL Estudio de efectos a la salud por inhalación crónica de arsénico: Incidencia de cáncer en una fábrica donde se manejan compuestos de arsénico inorgánico (Perry, et al., 1948) Estudio transversal realizado a trabajadores expuestos y no expuestos a arsénico en el aire, en una fábrica donde se preparaba arsenito sódico. En los resultados no se encontraron diferencias entre ambos grupos con respecto a su comportamiento respiratorio (capacidad vital y pruebas de tolerancia al ejercicio). En este estudio no se observaron efectos respiratorios adversos a un nivel de [mg/m 3 ]. Por otra parte, se observó que los trabajadores que estuvieron expuestos (los niveles de arsénico en el aire estuvieron en el rango de a [mg/m 3 ]) a las concentraciones más altas de arsénico presentaron tendencias de hiperqueratosis de la piel expuesta, además de presencia de múltiples verrugas. Se observó, también, que trabajadores expuestos a un nivel promedio de [mg/m 3 ] fueron menos afectados pero igualmente presentaron altos niveles de queratosis en comparación al grupo control. Se fijó un valor de LOAEL de [mg/m 3 ]. Sin embargo el estudio de Ihrig et al. en el año 1998, que se describe más adelante, se determinó un NOAEL de un nivel significativamente menor. 19/12/

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