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Presentación Tesis. Cuantificación grado de toxicidad, mutagenicidad y riesgo de cáncer de HAPs en MP2.5 en los pólígonos de restricción de la ciudad de Valdivia, 2014.

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Fran Klerman

on 28 October 2015

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Transcript of Presentación Tesis. Cuantificación grado de toxicidad, mutagenicidad y riesgo de cáncer de HAPs en MP2.5 en los pólígonos de restricción de la ciudad de Valdivia, 2014.

Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias
Escuela de Química y Farmacia
"CUANTIFICACIÓN DEL GRADO DE TOXICIDAD, MUTAGENICIDAD Y RIESGO DE CÁNCER ASOCIADO A HIDROCARBUROS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS EN EL MATERIAL PARTICULADO FINO (MP ) EN LOS POLÍGONOS DE RESTRICCIÓN EN EL USO DE LEÑA EN LA CIUDAD DE VALDIVIA, 2014"
2.5
Francisca Daniela Klerman Sagredo
Prof. Patrocinante: Dr. Claudio Bravo L.
Valdivia, 30 de octubre de 2015
Planteamiento del problema
Hipótesis de trabajo
El grado de toxicidad y mutagenicidad de los HAPs de MP2.5 outdoor, en los diferentes polígonos de restricción en el uso de leña de la ciudad de Valdivia, contrastan entre sí y entre los valores de referencia de la estación de monitoreo de la ciudad.
Tomar muestras de material particulado fino MP2.5 con muestreadores portátiles de bajo volumen en los distintos polígonos de restricción.
Objetivo General
Calcular el grado de toxicidad y mutagenicidad de HAPs presentes en las muestras outdoor de MP2.5 y estimar el riesgo de generar cáncer en la población en los polígonos de restricción en el uso de leña establecidos en la ciudad de Valdivia.
Calcular las concentraciones de MP2.5 en muestras outdoor de los distintos polígonos de restricción de la ciudad de Valdivia en el año 2014.
Considerar si el uso de polígonos de restricción en el uso de leña ayuda a disminuir los niveles de contaminación atmosférica.
Comparar las concentraciones de MP2.5 en muestras outdoor de los distintos polígonos con las concentraciones arrojadas en la estación de monitoreo de calidad del aire ubicado en el Parque Krahmer.
Determinar las concentraciones por sobre los límites establecidos para MP2.5 en los diferentes polígonos de restricción.
Cuantificar y caracterizar HAPs en las muestras outdoor.
Establecer relaciones entre HAPs y MP2.5
El año 2014 se decretó a la ciudad de Valdivia como zona saturada por material particulado, lo que hace necesario evaluar la concentración de MP2.5 en los diferentes polígonos de restricción en el uso de leña, cuantificar los compuestos riesgosos para salud, y estimar el grado de toxicidad, mutagenicidad y riesgo de cáncer al que están expuestos los distintos sectores de la población.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio
Análisis gravimétrico de los filtros previo a la toma de muestras
Recolección de MP2.5 en filtros a través de un muestreador portátil de bajo volumen
Microbalanza analítica
Filtro limpio
Filtro limpio y masado
Muestreador portátil de bajo volumen (5L/min)
+
=
Exterior de un domicilio dentro del polígono
Filtro con muestra de MP2.5
Análisis gravimétrico de los filtros con muestra de MP2.5
Filtro con muestra de MP2.5
Microbalanza analítica
Extracción de los analitos
Extracción de los analitos con:
1. DCM:HEX (1:1)
2. DCM:Acetona (1:1)
Asistida con ultrasonido
Extracción fue traspasada a un matraz balón a través de papel filtro con Na2SO4 anhidro
1° concentración de la solución de analitos en rotavapor
2° concentración de la solución de analitos con N2 (g)
Determinación y cuantificación de los analitos
Estándar interno: HAPs deuterados
Separación mediante GC-MS modalidad SIM
Materiales y métodos
Análisis de datos
Cromatograma:
Integrar el área bajo la curva de los peak
RESULTADOS
INTRODUCCIÓN
CONCLUSIONES
Contaminación del aire
Desastres por contaminación del aire

Valle de Meuse River, Belgica, 1930
Episodio de 5 días aprox.
6 mil personas enfermas
60 muertes prematuras
Donora, Pensilvania, 1948
Episodio de 6 días aprox.
17 muertes prematuras
Londres,
Inglaterra, 1952
"Niebla de la muerte"
Episodio de 5 días aprox.
Serios problemas de salud
3000 muertes prematuras
Laboratorio de Química Orgánica y Forénsica Ambiental
Material Particulado
Clasificación del Material Particulado
Fuentes de Material Particulado
Antropogénica
Naturales
Material Particulado y Sistema respiratorio
Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (HAPs)
Naturales
Antropogénicas
Benzo(a)Pireno
Clase 1
5 y 6 anillos
Peso molecular
Volatilidad
Carcinógenico
Mutagénico
Genotóxico
Metabolismo del Benzo(a)Pireno
Teratogénico
Exposición a MP2.5 y HAPs
Efectos agudos
Efectos crónicos
Cáncer
Norma Primaria de Calidad del Aire que regula las concentraciones de Material Particulado en Chile
** DS N°20/2013. Norma de Calidad Primaria para Material Particulado MP10.
* DS N°12/2011. Norma Primaria de Calidad Ambiental para Material Particulado fino respirable MP2.5.
VALDIVIA
Zona Saturada
(DS N°17/2014): por MP10 y MP2.5, cuya fuente principal de emisiones es la combustión de leña para calefacción domiciliaria.
Niveles para episodios de alerta, preemergencia y emergencia ambiental
Período:

1/junio/2014 a 31/agosto/2014
DS N°12/2011 y DS N°20/2013
Valdivia:
16 polígonos rotativos en restricción de leña domiciliaria
Gases contaminantes
Material particulado
Plan de Descontaminación (MMA)
Plan de Alerta Sanitaria Ambiental
(MINSAL)
Restricción de uso de leña para calefacción residencial a través de polígonos
Paralización de fuentes fijas con grandes emisiones
Informar a la población de los riesgos para la salud restringiendo actividades deportivas al aire libre
Programa de fiscalización
1
2
4
3
Alerta, preemergencia y emergencia
Concentraciones de MP2.5
Concentraciones MP2.5 en días de restricción y días posteriores
Concentraciones de HAPs
R = 0.69
R = 0.98
R = 0.74
R = 0.87
R = 0.98
R = 0.28
R = 0.80
R = 0.59
2
2
2
2
2
2
2
2
Concentraciones promedio de MP2.5
Toxicidad y Mutagenicidad equivalente a Benzo(a)pireno
(BaP-TEQ y BaP-MEQ)
BaP-TEQ y BaP-MEQ
Riesgo unitario de desarrollo de cáncer
OMS:
riesgo de desarrollo de cáncer al pulmón por HAPs durante toda la vida (70 años) es 8.7 casos por cada 100 mil personas con una exposición por inhalación crónica de 1 ng/m de BaP.
3
* Personas de cada 10 mil habitantes que pueden generar cáncer o mutación
Riesgo estimado de desarrollar cáncer en una población
Existe una relación directa entre MP2.5 y HAPs en la mayoría de los polígonos, lo que indica una fuerte dependencia de las variables, generando un aumento o disminución de manera similar entre ellas.
Los HAPs presentan un comportamiento relativamente similar en la mayoría de los polígonos, destacándose la abundancia de los HAPs cancerígenos de mayor peso molecular, asociados predominantemente a la fase particulada.
BaP contribuyó con más del 50% para la estimación de índices de toxicidad y mutagenicidad, seguido de DahA para cáncer y de BbFA e IP para mutagénesis.
Las concentraciones de MP2.5 outdoor presentan notables diferencias al compararlas entre polígonos y con la estación de monitoreo Krahmer, demostrando que las concentraciones arrojadas en los distintos polígonos son independientes entre sí, considerando los diferentes factores que pudiesen afectar la concentración de material particulado en el ambiente.
Agradecimientos
Proyecto FONDECYT 1130136

Laboratorio de Química Orgánica y Forénsica Ambiental

Ministerio del Medio Ambiente

SEREMI de Salud de Los Rios
Concentraciones promedio HAPs
Baja volatilidad

Solubles en disolventes orgánicos

Insolubles en agua
P1 - Isla Teja
P2 - Centro
P6 - El Bosque
P7 - Angachilla
P9 - Krahmer
P14 - Independencia, El Laurel
P15 - Collico
P16 - Las Animas
Polígonos establecidos al año 2015
(24 horas)
* Días de restricción
P9 (B)
P14 (D)
P16 (B)
Objetivos Específicos
P9
P14
P15
P16
P6
P1
P2
P7
P9
P15
P16
P6
P1
P2
P7
Superación
valor normado
(50 ug/m )
9
8
1
0
3
0
0
2
P9
P15
P16
P6
P1
P2
P7
Características de los polígonos
ANEXOS
Muestreador portátil de bajo volumen
Cromatógrafo de Gases acoplado a Espectrómetro de Masas
Consecuencias del MP2.5
P9
P14
P15
P16
P6
P1
P2
P7
BaP>50%
DahA = 22 A 36% (TEQ)
BbFA = 12 A 23% (MEQ)
IP = 10 A 16% (MEQ)
En base a la toxicidad, mutagenicidad y riesgo de cáncer:
Se confirma la hipótesis, debido a que el grado de toxicidad y mutagenicidad de los HAPs es similar dentro de cada polígono, pero contrasta notablemente con los otros sectores y con el sector Krahmer establecido como referente.
El riesgo unitario de generar cáncer en la población es notablemente mayor en el P14 y menor en P16 y P15. El riesgo unitario de generar alguna mutación es mayor en el P14 y menor en P16 y P2.
La estimación de generar cualquier tipo de cáncer mostró ser insignificante a largo plazo, si se someten a los mismos niveles de BaP, excepto el P9 y P14 que mostraron un posible riesgo. Además, las concentraciones de MP2.5 y BaP están proporcionalmente relacionadas en la mayoría de los casos.
En base a Material particulado:
En base a Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos:
El valor normado de 50 μg/m para MP2.5 fue sobrepasada 23 veces el periodo muestreado outdoor considerando todos los polígonos estudiados, y superada 26 veces en la estación de monitoreo Parque Krahmer el mismo periodo de muestreo. Con esto se asume que existe una mala calidad del aire a nivel de ciudad.
3
El uso de polígonos de restricción en el uso de leña domiciliaria generó una notable disminución de las concentraciones de MP2.5 al día siguiente, considerando las concentraciones arrojadas por la estación Krahmer. Esto se dio de forma contraria en los polígonos coincidentes en los días de restricción.
Disfunción endotelial

Alteración en la coagulación

Activación leucocitaria

Cambios en la concentración
de oxígeno
Resultado de procesos pirolíticos y de combustión incompleta de materia orgánica.
Dependen de:
- Tiempo de exposición
- Concentración
- Vía de exposición
Preemergencia y emergencia
Cálculo de la concentración de HAPs
B = 2 - 9 - 14 - 16
D = 3 - 5 - 7 - 14
P14
= 23
Compuestos con 2 o más anillos aromáticos fusionados
3
Línea de
transferencia
Inyector
Autosampler
Portaviales
CG
(Columna capilar)
MS
(Detector)
26
veces en estación
de monitoreo
Parque Krahmer
Superación de la Norma:
P14
R = 0.78
2
R = 0.14
2
R = 0.76
2
R = 0.78
2
R = 1
2
R = 0.01
2
R = 0.62
2
R = 0.77
2
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