CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA E HÍDRICA EN ARGENTINA TOMO III

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1 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA E HÍDRICA EN ARGENTINA TOMO III Contribuciones del V Congreso PROIMCA y III Congreso PRODECA 2015 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL Allende, Puliafito, Panigatti Editores

2 Contaminación Atmosférica e Hídrica en Argentina, Tomo III CONTAMINACIÓN DEL AIRE Y EFECTOS ASOCIADOS SOBRE LA SALUD INFANTIL EN EL PARTIDO DE LOMAS DE ZAMORA, PROVINCIA DE BUENOS AIRES Blanco Esteban 1, Lafflitto Cristina 1, Colman Lerner Esteban 2, Mayo Facundo 1, Aguilar Myriam 2, Giuliani Daniela 2 y Porta Andrés 1,2. 1: Área Ambiental de la Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Lomas de Zamora Camino de Cintura y Av. Juan XXIII, Lomas de Zamora erblanco963@yahoo.com.ar, cristinalafflitto@yahoo.com.ar, mayofacundo@hotmail.com 2: Centro de Investigaciones del Medio Ambiente (CIMA) Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata Calle 115 y 47, La Plata jecolman@quimica.unlp.edu.ar, lucaty73@yahoo.com.ar, danielag_sm32@hotmail.com, aporta@quimica.unlp.edu.ar. Resumen: Se presentan los resultados preliminares de un estudio de contaminación del aire ambiente en el partido de Lomas de Zamora. En el mismo se propone analizar las concentraciones de compuestos orgánicos volátiles (COVs) y del material particulado en suspensión (MP10 y MP2,5) en aire extramuros, además del grado de afectación a nivel del sistema respiratorio en chicos con edades entre 13 y 17 años. A la fecha se relevaron 91 cuestionarios epidemiológicos y se realizaron 76 espirometrías correspondientes a los alumnos de 4to a 6to año y docentes de la Escuela de Enseñanza Técnica Ing. Giúdici y se realizaron dos monitoreos de COVs. Por otro lado también se han podido identificar, clasificar y geo-referenciar las industrias declaradas agente contaminante por ACUMAR de los partidos Esteban Echeverría y Lomas de Zamora. Para 2015 está prevista la carga de las encuestas en el sistema Epi Info, y completar la caracterización de la contaminación del aire, mediante relevamiento de material particulado (MP10 y MP2,5) y un nuevo monitoreo de COVs. La metodología aplicada consiste en el relevamiento de COVs mediante monitoreo pasivo (3M 3500) y del material particulado (MP10 y MP2,5) utilizando un muestreador de bajo caudal MiniVol TAS, en zona urbana e industrial (parque industrial de Almirante Brown). Las espirometrías se realizaron mediante un espirómetro portátil y metodología ATS (American Thoracic Society). Los niveles de COVs fueron determinados por cromatografía gaseosa/fid, comprendiendo n- alcanos, cicloalcanos, aromáticos, compuestos clorados, terpenoides y cetonas. Entre los COVs detectados, se destacan benceno, tolueno y xilenos, además de alcanos con cadenas de carbono entre 7 y 12 átomos de carbono. Palabras Clave: contaminación del aire, compuestos orgánicos volátiles, material particulado, espirometrías. Universidad Tecnológica Nacional (2015) Puliafito, Allende y Panigatti (Eds.)

3 Contaminación del Aire y Efectos Asociados Blanco et al. 1. INTRODUCCIÓN El presente trabajo busca mostrar los primeros resultados sobre el impacto en la salud humana de diversos contaminantes del aire. Entre estos se destacan los compuestos orgánicos volátiles (COVs) y el material particulado en suspensión (MP10 y MP2,5) en aire extramuros. La preocupación actual por estos contaminantes reside en su acción sobre la salud humana. Un informe reciente de la Organización Mundial de la Salud (OMS) indica que más de dos millones de muertes prematuras anuales son atribuibles a los efectos de la contaminación del aire en espacios abiertos urbanos (extramuros) y en espacios cerrados (intramuros). Más de la mitad de esta carga de enfermedad recae en las poblaciones de los países en desarrollo [1, 2]. Es más, la exposición crónica a contaminantes relacionados al tráfico vehicular y la industria química y petroquímica, tales como material particulado (PM), metales, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), compuestos orgánicos volátiles (COVs) y gases inorgánicos (SO2 y NOx), produce efectos adversos al desarrollo y la función pulmonar, expresados frecuentemente en término de asma o enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), e incremento de la mortalidad principalmente en niños [1-5]. Resulta importante entonces caracterizar y cuantificar la contaminación del aire, reconocer y evaluar los efectos sobre la salud asociados y caracterizar las fuentes de emisión. A tal efecto, y como resultado de diversos proyectos de investigación y extensión, hemos logrado desarrollar y optimizar una metodología de trabajo simple, aunque rigurosa, que nos permite conocer los niveles de contaminantes a los que se encuentra expuesta la población. 2. METODOLOGÍAS 2.1. Región de estudio El partido de Lomas de Zamora se encuentra al sur de la ciudad autónoma de Buenos Aires y cuenta con una superficie de 89 km² y una población [INDEC 2010, 6] total de habitantes con una densidad de hab/km². Se trata de un Partido del segundo cordón industrial del conurbano bonaerense netamente urbano (100% urbano). Según el relevamiento realizado por ACUMAR cuenta con (10,2% del total relevado) establecimientos productivos, de los cuales 54 (2%) fueron categorizados como agentes contaminantes. Entre las categorías que comprenden a dichos establecimientos productivos según la clasificación de la Organización Internacional del Trabajo [OIT, 7] se destacan Explotación de minas y canteras (C, sólo canteras) e Industrias manufactureras, incluyendo Elaboración de productos alimenticios y bebidas; Fabricación de productos textiles; Fabricación de prendas de vestir, adobo y teñido de pieles; Curtido y adobo de cueros, fabricación de maletas, bolsos de mano, artículos de talabartería y guarnicionería, y calzado; Fabricación de papel y de productos de papel; Actividades de edición e impresión y de reproducción de grabaciones; Fabricación de sustancias y productos químicos; Fabricación de productos de caucho y plástico; Fabricación de productos elaborados de metal, excepto maquinaria y equipo; Fabricación de maquinaria y equipo N.C.P. (no clasificados en otra parte); Fabricación de maquinaria de oficina, contabilidad e informática; Fabricación de maquinaria y aparatos eléctricos N.C.P.; Fabricación de vehículos automotores, remolques y semirremolques; Fabricación de muebles, industrias manufactureras N.C.P.; Reciclamiento. En conclusión se puede establecer como fuentes principales de emisión de contaminantes al 202

4 Contaminación Atmosférica e Hídrica en Argentina, Tomo III aire a dos grandes grupos. En primer lugar el parque automotor (vehículos particulares, transporte público de pasajeros y de mercaderías en general). Como segundo grupo se encuentran las emisiones provenientes del sector productivo. Respecto a Esteban Echeverría, se encuentra al sudoeste del Partido de Lomas de Zamora. Cuenta con una superficie de 390,8 km² y una población [INDEC 2010] total de habitantes con una densidad de 764 hab/km². Se trata de un Partido del segundo cordón del conurbano bonaerense (81,4% rural). Según el relevamiento realizado por ACUMAR cuenta con (8,4% del total relevado) establecimientos productivos, de los cuales 29 (1,8%) fueron categorizados como agentes contaminantes. El perfil de los emprendimientos productivos es similar al de Lomas de Zamora, pero estos se concentran en la región centro-norte del Partido. El sur se caracteriza por el predominio del sector rural, con emprendimientos de tipo agrícola-ganadero Encuestas Epidemiológicas En esta etapa inicial se trabajó con la Escuela Tecnológica Preuniversitaria Ing. Carlos Giúdici, ubicada en el predio de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Lomas de Zamora, contando a tal efecto con la autorización de su Director, Técnico Superior Ricardo Marcelo Bertoglio, y el acompañamiento de los docentes y los estudiantes de la misma. El apoyo de la Escuela resulta fundamental como espacio de articulación para la implementación de las encuestas, las espirometrías y el monitoreo. Respecto a las encuestas, además de contar con el espacio para solicitar la correspondiente Declaración de Consentimiento para la Realización de Cuestionarios y del Asentimiento para la realización de la espirometría, en ella se solicitan los datos personales del participante del estudio, de la zona de residencia y vivienda familiar (protocolizado según INDEC, y tendiente a identificar fuentes posibles de contaminantes en su domicilio y/o en la zona de residencia, además de la situación socioeconómica familiar), de la actividad escolar, de enfermedades anteriores (vinculadas con afecciones del sistema respiratorio, del sistema cardíaco-circulatorio y afecciones dermatológicas) y de hábitos personales y familiares (tabaquismo, entre otros). Cada una de las encuestas presentaba un total de ocho páginas. Estas encuestas se derivan de las aprobadas oportunamente por el Comité de Ética del Hospital de niños de La Plata. Se relevaron 91 encuestas correspondientes a los estudiantes de 4to, 5to y 6to año, además de 5 docentes, las mismas fueron georreferenciadas, en aquellos casos en que se consignaron los domicilios, a los efectos de considerar su ubicación dentro de la región de estudio (Figura 1). Universidad Tecnológica Nacional (2015) Allende, Puliafito y Panigatti (Eds.)

5 Contaminación del Aire y Efectos Asociados Blanco et al. Facultad de Ingeniería - Figura 1: Distribución geográfica de los hogares de los alumnos encuestados. 2.2 Determinación de parámetros fisiológicos La medición objetiva de la función pulmonar se determina mediante la espirometría. Este es un ensayo clínico que permite medir el volumen de aire que un individuo inhala o exhala en función del tiempo; también permite medir flujos o la tasa de cambio de volumen en función del tiempo. Se realizaron unas 76 espirometrías en la escuela de referencia. Para cada participante se realizaron como mínimo 3 ensayos, aceptando sólo aquéllos que cumplían con los criterios de aceptabilidad y reproducibilidad reconocidos internacionalmente [15]. Se consideró significativo si el VEF1 (volumen espiratorio forzado en el primer segundo) era mayor al 12%. Las espirometrías se realizaron en las escuelas, previo consentimiento firmado de los padres. Junto con las espirometrías se relevan de cada chico su peso, talla, edad y otros datos necesarios para evaluar los datos obtenidos [3, 8, 9]. Se relevaron 76 espirometrías correspondientes a los estudiantes de 4to, 5to y 6to año, además de 5 docentes. 2.3 Muestreo COVs. Los monitoreos se desarrollan colocando equipos pasivos (3M 3500) intramuros [1] y extramuros [3] en la escuela de referencia, durante 30 días, período que permite alcanzar la sensibilidad adecuada, y obtener una muestra integrada de la concentración de exposición para quienes habitan en ese lugar, colocándolos a cubierta de la lluvia, entre 1,5 a 2 metros de altura [5, 8-11]. También se realizaron muestreos activos (tubo de carbón activo) extramuros en simultáneo con el monitoreo de material particulado. 204

6 Contaminación Atmosférica e Hídrica en Argentina, Tomo III Análisis de COVs Fue utilizado un método de separación y cuantificación para 20 VOCs (n-hexano, n-decano, n-dodecano, ciclohexano, metilciclohexano, tricloroetileno, tetracloroetileno, metiletilcetona, metilisobutilcetona, 2-hexanona, benceno, tolueno, etilbenceno, m-xileno, p-xileno, o-xileno, estireno, naftaleno, cumeno y limoneno), mediante el uso de soluciones estándares de los mismos. El equipamiento y las condiciones óptimas establecidas para la realización de los análisis, son las siguientes: cromatógrafo gaseoso Agilent serie 6890N, columna zebron ZB-624 de 30 m x 320 µm x 1,80 µm, detección FID (250 C), rampa de temperatura: 35 C/min; 6 ºC/min hasta 160 C (36 minutos totales). Inyector modo split (145 C), carrier H2, caudal 3,7 ml/min. El rango de linealidad queda comprendido entre 1 y 100 mg/l en la inyección. La concentración media C de cada componente (en µg m-3) durante el intervalo de muestreo se calculó según la fórmula adoptada en el Boletín de Aplicación de 3M: Universidad Tecnológica Nacional (2015) m A C = r t Donde m es la masa absoluta del contaminante adsorbido (en µg), t el intervalo de tiempo muestreado (en minutos), r el factor de recuperación y A es una constante que incluye el coeficiente de difusión del contaminante, el área de difusión de la pastilla de carbón activado y la distancia de difusión dentro del muestreador 3M [8-11]. Como referencia de las variables meteorológicas se adoptan los datos provenientes de la Estación Meteorológica de Ezeiza del Servicio Meteorológico Nacional ( Material particulado Para el muestreo y análisis de material particulado y compuestos asociados, se realizaron muestreos de material particulado inhalable (partículas < 10 mm) y respirable (partículas <2.5 mm) utilizando un muestreador MiniVol TAS. Fueron tomadas 2 muestras durante abril 2015 en un balcón del primer piso de la escuela, con una duración de 6 días para MP2,5 y 3 días para MP10; para lo cual se utilizaron metodologías de muestreo estandarizadas [5, 9, 12]. Las muestras de material particulado fueron recolectadas por medio del muestreador de bajo volumen MiniVol Airmetrics. En este, por medio de una bomba, el aire es forzado a pasar a través de un separador de tamaños de partículas (mediante impactadores) y luego a través de un medio filtrante, donde queda depositado el material particulado a analizar. Para el MiniVol, la tasa real de flujo volumétrico debe ser de 5 L min -1. Como medio filtrante se utilizaron filtros de politetrafluoroetileno (PTFE) y de fibra de vidrio de 46.2 mm de diámetro. Lo mismos son pesados antes y después del muestreo en condiciones estabilizadas y la concentración del material particulado en cada muestra se determina mediante la razón de esta diferencia gravimétrica y el volumen total de aire que pasó a través del filtro [9, 11-13]. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1. Material Particulado (MP2.5 y MP10) Los valores obtenidos hasta la fecha, ya que solamente se pudo realizar un muestreo, en abril de 2015 son: 25,4 µg m -3 para MP2.5 y 32,7 µg m -3 para MP10. Allende, Puliafito y Panigatti (Eds.)

7 Contaminación del Aire y Efectos Asociados Blanco et al. Estos valores se encuentran dentro del rango habitual para áreas urbanas con elevada concentración de tránsito vehicular. Precisamente, la escuela se encuentra a unos 250 m de la intersección de dos de las principales arterias de la región: Ruta Provincial 4 (Camino de Cintura) y Avenida Juan XXIII. Como comparación, para el monitoreo de La Plata, en zona urbana los valores de la media son MP2.5=12,2 (mínimo 6,1 máximo 55,2 de 9 mediciones) µg m -3 y MP10=39,5 (mínimo 16,6 máximo 57,4 de 8 mediciones) µg m -3 [9, 12, 13]. Comparando estos valores con los correspondientes valores guía indicados por la Organización Mundial de la Salud (OMS), 10 µg m -3 para MP2.5 y 20 µg m -3 para MP10, para media anual, [1], se puede observar que los mismos son sobrepasados en ambos casos. Respecto a las actuales normas provinciales, éstas sólo rigen para la fracción MP10, límite que se establece en 50 µg/m 3 para media anual [14], el cual no resulta sobrepasado por los valores relevados. 3.2 Espirometrías El análisis de las espirometrías realizadas, muestran en su conjunto valores normales para la edad de los participantes sin hallar diferencias significativas entre ellos, ni valores que indiquen problemas de tipo obstructivo crónico. En la Tabla 1 se presenta un análisis exploratorio de los valores encontrados para los parámetros fundamentales de esta prueba. Parámetro espirométrico Género N Media SD Mediana Intervalo de Confianza % FVC Femenino 22 84,00 12,47 86,00 (78,47-89,53) Masculino 45 94,98 12,62 97,00 (91,19-98,77) % FEV1 % FEV1/FVC % FEF Femenino 22 89,68 13,65 95,50 ( 83,63-95,73) Masculino 45 99,20 10,33 100,00 (96,10-102,30) Femenino ,05 5,50 107,00 (103,61-108,48) Masculino ,87 7,12 105,00 (102,73-107,01) Femenino 22 94,05 21,76 94,00 (84,40-103,69) Masculino ,51 19,00 104,00 (95,80-107,22) Tabla 1: Parámetros obtenidos con la prueba espirométrica en jóvenes de 13 a 17 años de la región de estudio. FVC (Capacidad Vital Forzada): volumen (L) que puede expulsarse durante toda la espiración. FEV1 (Volumen Espiratorio Forzado en 1er segundo): volumen (L) que puede expulsarse durante el primer segundo de la espiración FEV1/FVC Relación entre ambos parámetros FEF25-75% (Flujo mesoespiratorio forzado): flujo máximo (L/s) a la mitad de la espiración o flujo espiratorio entre el 25 y el 75% de la FVC. Otro análisis estadístico de interés (Tabla 2), consiste en el análisis de correlación según el cual se establece la efectiva y real relación lineal entre dos variables: la dependiente (parámetro espirométrico) y la independiente (variable antropométrica). Para valorar la relación y el ajuste de los datos al modelo de regresión seleccionamos el Coeficiente de Correlación de Pearson y las Correlaciones significativas con una Prueba de Significación 206

8 Contaminación Atmosférica e Hídrica en Argentina, Tomo III Bilateral. EDAD PESO FEMENINO (N=23) Universidad Tecnológica Nacional (2015) MASCULINO (N=45) FVC (l) FEV1 (l) FEV1/FVC FEF % FVC (l) FEV1 (l) FEV1/FVC FEF % r 0,018 0,008-0,303-0,250 0,297 * 0,243-0,220-0,057 p,936,972 0,170 0,262 0,048,108 0,146 0,711 r,569 **,425 * -0,341 0-,027 0,602 ** 0,633 ** 0,076 0,175 p,005,043 0,121 0,904 0,000 0,000 0,617 0,252 r,676 **,545 ** -0,337-0,171 0,597 ** 0,631 ** 0,015-0,023 TALLA p,000,007 0,126 0,448 0,000 0,000 0,924 0,883 Tabla 2: Análisis de correlación entre parámetros espirométricos y variables antropométricas individuales utilizando el coeficiente de correlación de Pearson. r: coeficiente de correlación de Pearson por parámetros espirométricos, con la edad, la talla y el peso p: parámetro estadístico asociado a la significancia de la prueba bilateral, (**) p < 0,01; (*) p < 0, Otros resultados Respecto a los valores de COVs, sólo se cuenta con referencias cualitativas por dificultades con el cromatógrafo al momento de analizar las muestras tomadas. En tal sentido, se encuentran predominancia de compuestos aromáticos (BTEX, típicos de procesos de combustión) y en menor medida de alcanos. Los datos relevados por las encuestas han sido insumo para el adecuado análisis de la respuesta espirométrica y su posterior comparación en términos estadísticos. Queda pendiente el análisis estadístico exhaustivo de los datos relevados que se realizará más adelante una vez relevada la totalidad de la población estudiantil de la escuela de referencia. Se debe profundizar en el análisis pero se puede concluir como se expresa en las filas peso y talla, que el desarrollo corporal se encuentra correlacionado directamente con el FEV1 y el FVC, con un nivel de confianza de p<0,01. El sentido específico de esta correlación es el objeto de futuros estudios. 4. CONCLUSIONES Este primer trabajo referido a los niveles de contaminantes del aire extramuros en Lomas de Zamora, es el inicio de un proyecto de investigación encarado desde el Área Ambiental de la Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Lomas de Zamora y que contiene dos tesis de doctorado y dos becas CIN. Participan del mismo además investigadores del CIMA (Universidad Nacional de La Plata) quienes aportan su experiencia previa en el tema y la metodología oportunamente desarrollada para estudios equivalentes en esa región, con el objetivo de realizar además un estudio comparativo como los realizados previamente con la región de Tandil y la de Bahía Blanca. Si bien no se alcanzado a la fecha a determinar cuantitativamente los niveles de COVs, los niveles de MP evidencian que la hipótesis del trabajo se cumple: el rol del tránsito en la contaminación del aire es muy relevante. Evidentemente completar la caracterización de los COVs permitirá corroborar esta hipótesis o abrirá nuevas preguntas. Para contar con una vinculación con efectos posibles es necesario completar los estudios Allende, Puliafito y Panigatti (Eds.)

9 Contaminación del Aire y Efectos Asociados Blanco et al. espirométricos para alcanzar una masa de datos con suficiente peso estadístico para poder lograr una adecuada caracterización de los mismos a nivel respiratorio. De manera concurrente, el análisis exhaustivo de las encuestas (completando también el relevamiento de todos los estudiantes de la escuela técnica de referencia) permitirá establecer otros posibles efectos. Una tarea pendiente es comenzar con la caracterización de zonas con fuerte presencia industrial, como es el caso del parque industrial de Almirante Brown, cercano de manera de reconocer los aportes específicos de este sector. Estos datos permiten obtener un mejor y más completo cuadro de situación de distintos sectores bonaerenses afectados por la contaminación del aire y corroborar las bondades de la metodología propuesta, metodología sencilla y accesible. 5. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen, en primer lugar, a la Universidad Nacional de Lomas de Zamora en general, y a la Facultad de Ingeniería en particular, por su asistencia en cargos, infraestructura y fondos que han sido decisivos para el desarrollo obtenido. También se agradece al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), y a la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires (CIC PBA), a quienes pertenecemos varios de los autores; y al Instituto de Desarrollo e Investigaciones Pediátricas (IDIP) del Hospital de Niños "Sor María Ludovica" de La Plata por su asesoramiento y colaboración. 6. REFERENCIAS [1] Organización Mundial de la Salud. Guías de calidad del aire de la OMS relativas al material particulado, el ozono, el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre. Actualización mundial WHO/SDE/ PHE/OEH/06.02 (2005). OEH_06.02_spa.pdf. [2] World Health Organization. Environmental Health Criteria 237. Principles for Evaluating Health Risks in Children Associated with Exposure to Chemicals. Published under UNEP-ILO-WHO, Geneva, (2006). [3] Gauderman WJ, Gilliland F, Vora H. Association between air pollution and lung function growth in southern California children. Results from a second cohort. Am J Respir Crit Care Med; 166:76-84, (2002). [4] Ostro B. Outdoor air pollution. Assessing the environmental burden of disease at national and local levels. Environmental Burden of Diseases Series No 5. World Health Organization. Protection of the Human Environment. Geneva, (2004). [5] Massolo L. Exposición a contaminantes atmosféricos y factores de riesgo asociados a la calidad de aire en La Plata y alrededores. Tesis doctoral, Ciencias Exactas, UNLP. (2004). [6] INDEC (National Institute of Statistic and Cense) Censo Nacional de Población, Hogares y Viviendas (2011). [7] Organización Internacional de Trabajo (OIT-ONU). Clasificación industrial internacional uniforme de todas las actividades económicas (CIIU). Tercera revisión. (2015)

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