Presencia y distribución medioambiental de metales pesados y metaloides en Alcalá de Henares, Madrid. Evaluación del riesgo para la población y biomonitorización de la población escolar
- Autores: Antonio Peña Fernández
- Directores de la Tesis: M. José González Muñoz (dir. tes.), Carmen Lobo Bedmar (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Eduardo de la Peña Torres (presid.), Carmen José Mateos Vega (secret.), Guillermo Repetto (voc.), Rocío Millán Gómez (voc.), María Dolores Fernández Rodríguez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
- español
Hoy en día, los metales y metaloides son imprescindibles para la economía de la mayoría de los países. Sin embargo, sus usos comerciales, industriales y domésticos, han provocado que estas sustancias se encuentren dispersas en el medio ambiente. Este hecho ha producido y produce una serie de impactos sobre el ecosistema: aire, agua, suelos, recursos naturales y población general.
Se acepta que el análisis de los niveles de contaminantes en el medioambiente no es suficiente, por si solo, para establecer de manera categórica el peligro que para la salud puede representar la exposición a estos. Es por eso que los monitores biológicos deben utilizarse para completar los estudios de evaluación del riesgo, ya que es una forma de estimar el grado de exposición a los contaminantes. En este sentido, el cabello es un importante indicador biológico del contenido de metales en el organismo.
Dada la trascendencia que tiene la calidad del medioambiente sobre nuestra salud, en los últimos años asistimos a un gran desarrollo legislativo, que, en términos generales, pretende proteger nuestros recursos, favoreciendo su uso sostenible y garantizando la reducción de la contaminación antropogénica. En respuesta, se han monitorizado diferentes elementos traza en suelos de parques públicos de Alcalá de Henares, Madrid (España), así como una zona industrial cercana al Campus Universitario de la Universidad de Alcalá (julio y diciembre de 2000, y julio de 2001). A partir de estos resultados se ha realizado una estimación del riesgo tóxico y cancerígeno para la población general, así como una biomonitorización del colectivo infantil (6 a 9 años) y adolescente (10 a 13 años).
Todas las muestras se han sometido a una digestión ácida, y se han determinado los niveles de Al, As, Be, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn, Ti, Tl, V y Zn, mediante la espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), y la espectrometría de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). Para la evaluación de riesgos, se ha seguido la metodología descrita por la US EPA.
El análisis de componentes principales y el estudio de correlación de Pearson, ha revelado que los metales se distribuyen en función de su fuente de emisión principal, natural, para el Al, As, Be, Cd, Cr, Mn, Tl y V, y antropogénica, para el Cd, Cu, Pb y Zn. Además, se ha observado un incremento de estas sustancias en los suelos entre julio de 2000 a 2001, que se podría atribuir a las características naturales propias de estas sustancias, que los hace ubicuos, persistentes y no biodegradables en esta matriz.
La presencia de los elementos traza monitorizados en julio de 2001, de manera general, no ha supuesto un incremento del riesgo no cancerígeno o tóxico para la población. De manera contraria, se ha determinado un exceso de riesgo para el As por ingestión, y para el Cr por inhalación, aunque este hecho se podría atribuir a que el nivel establecido para el As por la US EPA sería muy bajo, y a que se ha asumido que la concentración de Cr hexavalente es 1/6 del cromo total determinado.
Por otro lado, se ha encontrado que el contenido mineral del cabello estaría influido por el sexo y la edad, siendo más elevado a edades más tempranas, debido a la mayor sensibilidad a la contaminación descrita para este colectivo. Además, se ha observado que los niveles de estas sustancias han sido superiores en los cabellos de las chicas, hecho que se podría atribuir a posibles diferencias en el sistema endocrino entre sexos, modificaciones que aparecerían con la pubertad.
La consideración conjunta de los resultados obtenidos en este trabajo, ha revelado que el cabello podría ser un biomonitor útil para la evaluación de la exposición a metales y metaloides. Por ello, se podría indicar que la presencia de elementos traza en los suelos de Alcalá de Henares no ha sido una vía de exposición para la población estudiada. Sin embargo, sería recomendable una vigilancia constante de la presencia de estas sustancias, así como tomar medidas para reducir los niveles medioambientales de As y Cr encontrados.
- English
Nowadays, the metals and metalloids are essential for the economy of most of the countries. Nevertheless, their commercial, industrial and domestic use is the cause of the dispersion of these substances in the environment. That has been producing a series of impacts on the ecosystem and on the whole population.
It is accepted that the analysis of the levels of polluting agents in the environment is not suitable, by itself, to categorically establish the danger that they can represent for health. So, biological monitors must be used to complete the studies of evaluation of the risks since it permits to measure the degree of exhibition to the polluting agents. In this way the hair is an important biological indicator of the metal content in the organism. Given the importance that the quality of the environment plays in our health, a great legislative development has been carried out during the last years, which, on the whole, is trying to protect our resources, favoring their sustainable use and guaranteeing the reduction of anthropogenic pollution.
In response, different trace elements were monitored in soils of public parks of Alcala de Henares, Madrid (Spain), as well as in an industrial zone near to the University Campus of Alcala University, in July and December 2000, and July 2001. As a result, an estimation of the toxic and carcinogenic risk for the general population has been performed, but also a biomonitorization of children (6 to 9 years) and adolescent (10 to 13 years) population.
All the samples have been subjected to an acid digestion, and the levels of Al, As, Be, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn, Ti, Tl, V and Zn have been determined by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) and by inductively coupled optical emission spectrometry (ICP-OES). Concerning the risks evaluation, the methodology described by US EPA has been followed.
The Analysis of Principal Components and the study of the Correlation of Pearson have revealed that the metals are distributed according to their source of main emission, natural, for Al, As, Be, Cd, Cr, Mn, Tl and V, and antropogenic, for Cd, Cu, Pb and Zn. In addition, a increase of these elements in soils has been observed between July 2000 and July 2001, that it could be attributed to the natural features of these substances, that makes them ubiquitous, persistent and non-biodegradable in this matrix.
The presence of the trace elements monitored in July 2001, in general, has not meant an increase of the noncancerigenic or toxic risks for population. On the contrary, the As concentration taken by ingestion, and the Cr concentration taken by inhalation are above the established level considered by U.S. EPA, although it has been assumed that the concentration of Cr (VI) is 1/6 of the total Cr determined.
On the other hand, it has been observed that the mineral content in hair would be influenced by sex and age, being higher in earlier ages, due to the highest sensitivity to pollution described for this group. In addition, it was observed that levels of these substances have been higher in the hair of girls that could be attributed to differences in the system endocrine between sexes that would occur during the puberty.
All the considerations about the obtained results in this work, has revealed that the hair could be a useful biomonitor for the evaluation of the exposure to metals and metalloids. For that reason, it could be said that the presence of trace elements in the urban soils of Alcala de Henares has not been a way of exposure for the studied population. Nevertheless, a constant monitoring of the presence of these substances would be advisable, as well as taking measures to reduce the environmental levels of As and Cr found in the samples.
- español
