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MODULO 2 : METODOLOGÍA ANÁLISIS DE RIESGOS PARA LA SALUD HUMANA

MODULO 2 : METODOLOGÍA ANÁLISIS DE RIESGOS PARA LA SALUD HUMANA. Elaboración del modelo conceptual emplazamiento. Análisis de la toxicidad Análisis de la exposición. Caracterización (cuantificación del riesgo) Realización de ejemplos prácticos. Análisis y reducción de incertidumbres.

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MODULO 2 : METODOLOGÍA ANÁLISIS DE RIESGOS PARA LA SALUD HUMANA

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  1. MODULO 2: METODOLOGÍA ANÁLISIS DE RIESGOS PARA LA SALUD HUMANA • Elaboración del modelo conceptual emplazamiento. • Análisis de la toxicidad • Análisis de la exposición. • Caracterización (cuantificación del riesgo) • Realización de ejemplos prácticos. • Análisis y reducción de incertidumbres.

  2. Análisis toxicidad Cuantificación riesgo (R) Análisis exposición METODOLOGÍA Análisis riesgos Etapas proceso ANÁLISIS de riesgos Elaboración Modelo Conceptual Definir “condiciones específicas objeto de análisis” ESCENARIO

  3. ELABORACIÓN DEL MODELO CONCEPTUAL DEL EMPLAZAMIENTO • Descripción de los escenarios (de uso/ exposición): • Potenciales receptores: niños / adultos • Potenciales medios de exposición • Potenciales vías de exposición • Delimitación de los contaminantes objeto de análisis. • Fase exploratoria: Comparación VIEs • Idéntico en la mayoría de países

  4. ELABORACIÓN DEL MODELO CONCEPTUAL DEL EMPLAZAMIENTO • Medios de exposición: • SUELO • POLVO • AGUA SUBTERRÁNEA • AGUAS SUPERFICIALES • “AGUA DE RED” • AIRE INTERIOR • AIRE EXTERIOR • VAPOR – DUCHA • ALIMENTOS: origen vegetal/ animal Vías de exposición: • INGESTIÓN • CONTACTO DÉRMICO • INHALACIÓN • INGESTIÓN ALIMENTOS

  5. EJERCICIO: Diagrama TRANSFERENCIAS entre medios de exposición SUELO (FASE SÓLIDA) GAS DEL SUELO AGUA SUELO “AGUA RED” ALIM. VEGETAL

  6. Modelo conceptual SALUD HUMANA AREA JUEGO INFANTIL SUELO / polvo AIRE exterior Ingestión de suelo Inhalación de polvo Contacto dérmico Inhalación de AIRE en el exterior POBLACIÓN INFANTIL

  7. Modelo conceptual SALUD HUMANA AIRE exterior /interior AGUA (superficial / subterránea/ otras? SUELO / polvo RESIDENCIAL CON HUERTA Riego Absorción radicular Ingestión suelo Inhalación polvo Contacto dérmico Inhalación de vapores en el exterior Inhalación de vapores en el interior VERDURAS, LEGUMBRES, HORTALIZAS, FRUTAS, ETC. “AGUA RED” (en el caso de NO suministro de agua potable) Ingestión de alimentos Ingestión de agua Contacto dérmico Inhalación de vapores ducha RESIDENTES ADULTOS Y NIÑOS

  8. Modelo conceptual SALUD HUMANA AIRE exterior /interior RESIDENCIAL CON JARDIN (propio / zona ajardinada ) “AGUA RED” (en el caso de no suministro de agua potable) SUELO/ polvo Ingestión de suelo Inhalación polvo Contacto dérmico Inhalación de vapores en el exterior Inhalación de vapores en el interior Ingestión de agua. Contacto dérmico Inhalación de vapores ducha RESIDENTES ADULTOS Y NIÑOS

  9. Modelo conceptual SALUD HUMANA AIRE exterior PARQUE / AREA RECREATIVA SUELO /polvo Ingestión de suelo Contacto dérmico Inhalación de polvo del suelo Inhalación de vapores en el exterior Inhalación de polvo del suelo Inhalación de vapores en el exterior POBLACIÓN ADULTA POBLACIÓN INFANTIL

  10. Modelo conceptual SALUD HUMANA AIRE exterior / interior USO INDUSTRIAL / COMERCIAL “AGUA RED” (en el caso de NO suministro de agua potable) SUELO /polvo Ingestión de suelo Inhalación polvo Contacto dérmico Inhalación de vapores en el exterior Inhalación de vapores en el interior Ingestión de agua. Contacto dérmico Inhalación de vapores ducha POBLACION ADULTA

  11. Modelo conceptual SALUD HUMANA AIRE exterior / interior ZONA DEPORTIVA (Polideportivo) “AGUA RED” (en el caso de contaminación suministro agua potable) SUELO /polvo Ingestión de suelo Contacto dérmico Inhalación de polvo del suelo Inhalación vapores en el exterior Inhalación vapores en el interior Ingestión de agua. Contacto dérmico ducha Inhalación de vapores ducha Ingestión agua durante baño recreativo Contacto dérmico durante baño recreativo POBLACIÓN ADULTA

  12. Modelo conceptual SALUD HUMANA SUELO / polvo AIRE exterior / interior AGUA (en el caso de NO suministro de agua potable) RESIDENCIAL CON HUERTA Y ANIMALES DE GRANJA Absorción radicular / deposición Ingestión por picoteo Ingestióndurante el pasto Ingestión de suelo Inhalación de polvo Contacto dérmico Inhalación de vapores exterior/interior Riego Productos de huerta Hierba Maíz “AGUA RED” (en el caso de NO suministro de agua potable) Ingestión Ingestión Ingestión GANADO OVINO CONEJOS GALLINAS Leche Huevos Carne Ingestión de agua Contacto dérmico Inhalación de vapores Ingestión Ingestión Queso Ingestión Ingestión RESIDENTES Adultos/niños

  13. Modelo conceptual SALUD HUMANA AIRE exterior SUELO AGUA SUPERFICIAL PASTO de ovino Absorción radicular Ingestión Ingestión VEGETACION Ingestión GANADO LANAR Ingestión durante el pasto QUESO LECHE CARNE Inhalación de polvo, Contacto dérmico Inhal vapores exterior Ingestión Ingestión POBLACIÓN PASTOR

  14. Modelo conceptual SALUD HUMANA AIRE exterior Area recreativa: ZONA DESCANSO CON COMIDA SUELO AGUAS SUPERFICIALES Inhalación de polvo del suelo Ingestión de suelo Contacto dérmico Inhalación de vapores en el exterior Ingestión de agua POBLACIÓN ADULTA E INFANTIL

  15. Modelo conceptual SALUD HUMANA AIRE exterior RECOGIDA DE FRUTOS DEL BOSQUE AGUAS SUPERFICIALES SUELO Absorción Radicular Absorción Radicular Ingestión de agua Setas Moras Inhalación de polvo del suelo Ingestión de suelo Contacto dérmico Inhalación de vapores en el exterior Ingestión de alimentos Ingestión alimentos POBLACIÓN ADULTA E INFANTIL

  16. Modelo conceptual SALUD HUMANA BAÑO RECREATIVO (EN UN RIO/LAGO) AIRE EXTERIOR SEDIMENTOS AGUA SUPERFICAL Ingestión agua Ingestión accidental durante baño Contacto dérmico Inhalación de vapores Ingestión sedimentos Contacto dérmico Inhalación de vapores exterior POBLACIÓN ADULTA E INFANTIL

  17. Modelo conceptual SALUD HUMANA SEDIMENTOS DE RIO AGUA SUPERFICIAL AIRE EXTERIOR SUELO Absorción radicular PESCA DEPORTIVA Contacto directo VEGETACION ACUATICA INVERTEBRADOS ACUATICOS Inhalación de polvo. Contacto dérmico Inhalación de vapores Ingestión Ingestión Contacto dérmico Inhalación de vapores PECES Contacto directo agua Ingestión de alimentos Ingestión de alimentos Ingestión de agua Contacto dérmico Inhalación de vapores en exterior consumidores PESCADOR

  18. ¿Cuál ES EL OBJETIVO DE ELABORAR EL MODELO CONCEPTUAL ? • Formulación / estructuración del objeto del análisis de riesgos: • Facilita comunicación con interlocutores: objetivos, enfoque, resultados, etc. • Define las necesidades de información (diseño muestreo / analítica fase detallada): • Caracterización potenciales medios de exposición • Caracterización potenciales vías de exposición (variables dependientes del emplazamiento) • Patrones actividad potenciales receptores (necesidad de entrevistas, encuestas, etc.)

  19. Análisis exposición • IDE: Ingesta diaria estimada (mg/kg día). Exposición normalizada para el tiempo y peso corporal • C: Concentración en el medio de exposición • TC: Tasa de contacto, cantidad de medio contaminado contactado por unidad de tiempo o suceso. • PC: Peso corporal • FE: Frecuencia de la exposición • DE: Duración de la exposición • TM: Tiempo promedio de exposición, periodo en el que se promedia la exposición • FC: Factores de corrección de unidades

  20. ANÁLISIS DE LA EXPOSICIÓN • Caracterización de la contaminación en los medios de exposición: • Selección de los estratos o puntos de exposición relevantes para las distintas vías de exposición. • Estimación de las concentraciones en los medios de exposición: Modelos de transporte y transferencia entre medios. • Determinación de las concentraciones de exposición (valor máximo, P95, media, etc.) • Estimación de la exposición para los distintos receptores: • Caracterización de los receptores y patrones de actividad. • Cuantificación de la exposición para las diferentes vías de exposición.

  21. Cuantificación de la contaminación en los medios de exposición CRITERIOS: • Preferible la caracterización de muestras reales al uso de modelos para su estimación. • Casos en que caracterización no es posible: escenarios de usos futuros, presencia estacional, etc. • Casos en los que no es recomendable la aplicación modelos: poco robustos, no aplicables a las condiciones del emplazamiento, etc.

  22. Cuantificación de la contaminación en los medios de exposición • Selección de los estratos o puntos de exposición relevantes para las distintas vías de exposición /movilización: • ING-SUELO: estratos superficiales (variable según uso). • DERM-SUELO: estratos superficiales (variable según uso). • INH-POLVO: estratos superficiales (0-5 cm) excepto en proyectos de excavación. • INH-VAPORES: muestreo gas del suelo justo por encima del nivel freático • ING/ DERM/- AGUA: según estudio hidrogeológico. • ING-ALIMENTOS: partes comestibles (en las condiciones en las que se consumen) • ABSORCIÓN RADICULAR ESPECIES HORTÍCOLAS: profundidad de laboreo de tierra (0-30 cm)

  23. Estimación de las concentraciones en los medios de exposición: Modelos de transporte y transferencia entre medios

  24. Estimación de las concentraciones en los medios de exposición Datos relativos al emplazamiento

  25. Modelos de transferencia/ transporte C_Agua – Concentración en agua del suelo (mg/l) C_Agua=C_Suelo*Dens/((Dens*Kd)+Micropor+(Macropor*H´)) • C_Gas_Suelo – Concentración del contaminante en el gas del suelo (g/m3). • C_Gas_Suelo=C_Agua*H´*(FC) • No aplicable en el caso de que la concentración en el suelo supere la concentración de saturación (Csat) y exista producto en fase libre. • En este caso la concentración en el gas del suelo se estimará como la concentración en fase gaseosa correspondiente a la concentración de saturación.

  26. C_Aire_ext- Concentración del contaminante en el aire exterior • C_Aire_ext=C_suelo*(FC)/VF • VF – Factor de volatilización suelo-aire (m3/Kg), alculado mediante la siguiente expresión (tomada de US-EPA (1996) y basada en el modelo desarrollado por Jury): • VF=(Q_C*(PI*DA*T)^(1/2))*FC_VF/(2*Dens*DA) • DA – Difusividad aparente del gas en el suelo (cm2/s), calculado mediante la siguiente expresión: • DA=(((Macropor^(10/3)*Di_Aire*H´)+(Micropor^(10/3)*Di_agua))/N^2)/ • ((Dens*Kd)+Micropor+(Macropor*H´)) • T – Tiempo de exposición :3,2 E 07 s • Q_C – Inversa del factor de concentración para dispersión en aire (g/m2·s por Kg/m3): Q_C=68.81 (US-EPA, 1991) • PI – 3,1416

  27. C_Aire_int - Concentración en el aire interior (g/m3) C_Aire_int=C_Gas_Suelo/DF_Gas Donde: DF_Gas – Factor de dilución gas suelo-aire interior DF_Gas=1000 (Valor conservador tomado de Schneider et al, 1997) • C_Vapor – Concentración en el vapor del cuarto de baño durante ducha (g/m3) • C_Vapor=C_Agua_Red*VF_Agua_Vapor*(Cons_agua_ducha*Dur_ducha/Vol_baño) • Donde: • Cons_Agua_Ducha – Consumo agua durante ducha: 10 l/min • VF_Agua_Vapor – Factor de volatilización agua-vapor (Andelman, 1990) • Para compuestos con H < 10 –5 atm·m3/mol: VF_Agua_Vapor= 0 l /m3 • Para compuestos con H > 10 –5 atm·m3/mol: VF_Agua_Vapor= 0,5 l /m3 • Vol_Baño – Volumen cuarto de baño: 15 m3 • Dur_ducha – Varía en función del receptor y escenario

  28. C_Alim veg – Concentración en alimento (mg/kg Peso Fresco): • C_Ver_Hoja=C_Suelo*BFC_Ver_Hoja • C_Ver_Resto=C_Suelo*BFC_Ver_Resto • C_Legumb=C_Suelo*BFC_Legumb • C_Patata=C_Suelo*BFC_Patata • C_Fruta=C_Suelo*BFC_Fruta • Datos empíricos • Cambra et al (1996) • US-EPA (1996) • Swedish Environmental Protection Agency (1996) • Modelo C-SOIL • Trapp et al (1998) • Amadori (1996) • Modelo de Briggs-Ryan (Briggs et al, 1983): • BCF-_Paérea=(10^((0,95*logKow)-2,05)+0,82)*0,784*(10^(-0,178*((logkow-1,78)^2)))*Dens/((Dens*Kd)+Micropor+(Macropor*H´)) • BCF_Raices=(10^((0,77*logKow)-1,52)+0,82)*Dens/((Dens*Kd)+Micropor+(Macropor*H´)

  29. Determinación de las concentraciones de exposición: • Delimitación de subáreas • Delimitación de estratos • Homogeneidad datos a tratar conjuntamente • Distribución de receptores (homogénea o no en el área) • Grado de conservadurismo en el análisis • Valor máximo • P95, P90 • media

  30. ANÁLISIS DE LA EXPOSICIÓN • Estimación de la exposición para los distintos receptores: • Caracterización de los receptores y patrones de actividad. • Cuantificación de la exposición para las diferentes vías de exposición.

  31. Vía INGESTIÓN DE SUELO • Cs: Concentración en el suelo (mg/Kg) • IR: Tasa de ingestión diaria de suelo (mg/día) 1-6 años IR=200mg/día 6-70 años IR=100mg/día (uso residencial) IR=50mg/día (uso industrial/comercial)

  32. Vía INHALACION DE POLVO EN EL EXTERIOR/INTERIOR • Cs: Concentración en el suelo (mg/Kg) • FCtam: Factores de corrección debido al efecto de enriquecimiento de la concentración de los contaminantes en las partículas finas FCtam=5 para metales FCtam=10 para compuestos orgánicos • PEF: Concentración de partículas en suspensión Zona de juego de niños no cubierta de vegetación: 1mg/m3 Zona industrial con transito de camiones y vertederos: 0,325 mg/m3 • FCCOV: Factor de corrección debido a la presencia de cubierta vegetal FCcov=0,5 con cubierta vegetal FCcov=1 sin cubierta vegetal • TR: Tasa respiratoria (m3/dia). Varía de acuerdo al tipo de actividad. Ej: Para población adulta Reposo:0,5m3/dia Act. ligera:0,6m3/día Act. moderada:2,1m3/día

  33. Vía INHALACION DE POLVO : PEF - EXTERIOR

  34. Vía CONTACTO DERMICO CON EL SUELO(EXTERIOR)/POLVO (INTERIOR) • Cs: Concentración en el suelo (mg/kg) • TCsuelo-piel: Tasa de adherencia suelo-piel (0,5 mg/cm2) • ABS: Tasa de absorción del compuesto a través de la piel(%) Modelo de Mckone H´<0,001 ABS=100% 0,001<H´<0,01 ABS=80% 0,01<H´<0,1 ABS=40% H´>0,1 ABS=3% • Scexp: Superficie corporal expuesta (US-EPA 1992).

  35. Vía INHALACION DE VAPOR EN EL EXTERIOR • Caire: Concentración en el aire (µg/m3) Caire=Cs/Vf, donde: Vf (factor de volatilización suelo-aire - Jury et al.,1983,1984) • TR: Tasa respiratoria (m3/día). Varía de acuerdo al tipo y duración de actividad. Ej: Para población adulta Reposo:0,5m3/dia Act. ligera:0,6m3/día Act. moderada:2,1m3/día

  36. Vía INHALACION DE VAPOR EN EL INTERIOR • Ca.int: Concentración en el aire interior (µg/m3). • TR: Tasa respiratoria (m3/día). Varía de acuerdo al tipo y duración de la actividad.

  37. Vía INGESTION DE ALIMENTOS • C alimento: Concentración en el alimento (mg/g alimento), medida ó calculada utilizando BCFs. • FRA cont.: Fracción de alimento consumido procedente del medio contaminado (%). • TING: Tasa de ingestión de alimentos (g/día). Datos de la encuesta de nutrición de la CAPV (Sanidad 1994).

  38. Vía INGESTION DE AGUA COMO BEBIDA • C agua: Concentración en agua (µg/l). Medida en muestras no filtradas • TINGagua: Tasa de ingestión de agua (l/día). • Varían en función del tipo de receptor: nniños 0,7 l/día y adultos 2 l/día (Valores US-EPA, 1989a).

  39. Vía CONTACTO DERMICO CON EL AGUA (DUCHA/BAÑO) • Cagua: Concentración en el agua (µg/l) • TCagua-piel: Tasa de adherencia agua-piel. Se calcula según US.EPA- Risk Assement Guidance for Superfund (RAGS). TCagua-piel=KpxTiempo del evento Tiempo= 15 minutos para ducha/baño Kp (cm/h) calculada en función del contaminante, para contaminantes inorgánicos existen valores empíricos. • ABS: Tasa de absorción del compuesto a través de la piel(%) Modelo de Mckone H´<0,001 ABS=100% 0,001<H´<0,01 ABS=80% 0,01<H´<0,1 ABS=40% H´>0,1 ABS=3% • Scexp: Superficie corporal expuesta (US-EPA 1992).

  40. Vía INGESTION ACCIDENTAL DE AGUA DURANTE EL BAÑO RECREATIVO • Cagua: Concentración en agua (µg/l). Basada en muestras no filtradas • TINGagua: Tasa de ingestión accidental de agua durante el baño(l/día). Se ha establecido en 50ml/h

  41. Vía CONTACTO DERMICO CON EL AGUA DURANTE EL BAÑO RECREATIVO • Cagua: Concentración en el agua (µg/l) • TCagua-piel: Tasa de adherencia agua-piel • ABS: Tasa de absorción del compuesto a través de la piel(%) Modelo de Mckone H´<0,001 ABS=100% 0,001<H´<0,01 ABS=80% 0,01<H´<0,1 ABS=40% H´>0,1 ABS=3% • Scexp: Superficie corporal expuesta (US-EPA 1992).

  42. Análisis TOXICIDAD Ref.Tox. (TDI, SF)

  43. ANÁLISIS TOXICIDAD • Objetivo • Derivación de los datos de toxicidad. Interpretación de dichos valores. • Toxicidad de los compuestos con efectos cancerígenos y no cancerígenos. • Bases de datos existentes: OMS, IRIS, otros

  44. Objetivo - ANALISIS DE LA TOXICIDAD • La identificación del peligro que supone cada contaminante para la población expuesta. • Caracterización de la naturaleza e intensidad de la evidencia de la relación causa efecto. • El establecimiento de los valores dosis-respuesta para cada uno de los binomios agente-población receptora. • Evaluación cuantitativa de la información toxicológica . • Derivación de unos valores numéricos, VALORES DE TOXICIDAD.

  45. Ref. toxicológicas-Tipos de efectos • COMPUESTOS NO CANCERÍGENOS: TDI y RfD. Cantidad de una sustancia, expresada en función del peso corporal que puede ser ingerida diariamente durante toda la vida sin que se espere que se produzcan efectos nocivos para la salud. • COMPUESTOS CON EFECTOS CANCERÍGENOS: SF (Slope Factor). Límite superior del intervalo de confianza de la estimación de la probabilidad de respuesta por unidad de exposición en un período de vida.

  46. ANALISIS DE LA TOXICIDAD Fuentes de información toxicológica : 1.- O.M.S. (Organización Mundial de la Salud): Se emplean los valores de referencia establecidos a través de la JECFA ("Joint FAO/WHO Expert Committe on Food Additives"). 2.- U.S.-E.P.A. (United States. Environmental Protection Agency): Bases de datos IRIS (Integrated Risk Information System). 3.- Otras fuentes de información.

  47. Algunas consideraciones: • PAHS: No existen referencias toxicológicas para todos los compuestos. Se establece la toxicidad de los diferentes compuestos respecto a la del benzo(a)pireno. • Hidrocarburos: Referencias toxicológicas establecidas para grupos de compuestos definidos en función del número de carbonos. (TPHGW, 1997)

  48. Cuantificación del riesgo Ref.Tox. (TDI, SF) R= IDE / Rf.Tox

  49. CARACTERIZACIÓN (CUANTIFICACIÓN) DEL RIESGO • Criterios aceptabilidad del riesgo. • Cuantificación del riesgo por exposición a compuestos no cancerígenos • Cuantificación del riesgo por exposición a compuestos cancerígenos • Cuantificación de la contribución de las diferentes vías de exposición al riesgo total estimado. Pautas para la gestión del riesgo. • Evaluación de las incertidumbres

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