Caderno Lab. Xeolóxico de LaxeCoruña. 2004. Vol. 29, pp. 215-235

Comparación de los límites legales decontaminantes para suelos con los valoresobtenidos en análisis de riesgo de sueloscontaminados aplicados a una área minera

abandonada del Norte de Portugal

Legal limits analysis of contaminants in soilscompared with the results obtained in riskassessment in an abandoned mining area of

northern Portugal

VEGA y de la FUENTE, A.1

Abstract

This study is a development of the most advanced methodology presently usedto assess the risk associated to the exposure of contaminated soils. It also showsthe models that are most used to determine the contamination doses accordinglydifferent ways of exposure, and the data that was used for each case. Finally, themethodology previously developed was applied using a stochastic approach toa set of data that was obtained in the surroundings of an old gold mine tailingsdam located in northern Portugal, establishing links between the results of thestudy and the limits values of the law.

Keywords: contaminated soils, geostatistic, environmental geotechnics,abandoned gold mine, N Portugal

(1) Departamento de Engenharia Geotécnica, Instituto Superior de Engenharia do Porto. Rua Dr. AntónioBernardino de Almeida, Nº 431, 4200-072 Porto. Portugal (alf@isep.ipp.pt)

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1. INTRODUCCIÓN

Existen en el mundo miles de hectáreasde suelos contaminados con diferentes resi-duos sólidos y líquidos conteniendo meta-les, substancias radiactivas, gasolinas,disolventes, aceites usados y otros compues-tos orgánicos e inorgánicos. El peligro de lapotencial contaminación de líneas de agua yaguas subterráneas, así como sus efectos enla biota, peces y otra vida salvaje han sidoinvestigados con cierta frecuencia en losúltimos años; en cambio, los potencialespeligros asociados a locales con suelos conta-minados han sido poco estudiados. A pesarde la preocupación de las diferentes admi-nistraciones públicas y de las poblaciones engeneral por la existencia de zonas residen-ciales en las proximidades de locales conta-minados, existen pocos estudios epidemio-lógicos que muestren los efectos perniciososde estos lugares para la salud. Teniendo enconsideración que existe un gran número delugares con presencia de agentes contami-nantes, se hace necesaria una aproximacióncientíficamente válida y generalizable paraevaluar el riesgo sobre la salud de las pobla-ciones y el medio ambiente.

Las legislaciones europeas más avanza-das en términos de política ambiental ape-nas incorporan limitaciones referentes a lasconcentraciones de unos pocos compuestos,lo que confirma que las consecuencias deri-vadas de la exposición a un suelo contamina-do están todavía poco estudiadas. Por otrolado, los efectos de los diferentes agentescontaminantes son poco conocidos en lamayoría de los casos. Los mecanismos por loscuales los agentes químicos pueden produ-cir efectos tóxicos y/o cancerígenos, las dosisque provocan por primera vez esos efectos ylas interacciones entre los agentes, que los

potencian o amortiguan, son todavía desco-nocidos para la mayor parte de las substan-cias. Cómo y porqué los diferentes órganosasimilan y liberan productos químicos, dequé manera modifican su comportamientofuncional en presencia de un determinadocompuesto son cuestiones que están lejos deser respondidas; por no hablar de los proce-sos cancerígenos, de los cuales, y a pesar delgrande esfuerzo de investigación realizadohasta ahora, tenemos mucho que aprender.La metodología del análisis del riesgo para lasalud resultante de la exposición a sueloscontaminados que se expone a continua-ción, es la utilizada por la EPA(‘Environmental Protection Agency’) y estásiendo adoptada por la mayoría de los orga-nismos nacionales e internacionales envuel-tos en este tipo de estudios.

El presente estudio resume y presenta lametodología actualmente más utilizada parala determinación del riesgo asociado a laexposición a suelos contaminados. Tambiénmuestra los modelos utilizados para deter-minar las dosis administradas según las di-ferentes vías de exposición, así como losdatos utilizados en los mismos. Por último,se aplica la metodología expuesta, utilizan-do un abordaje estocástico, al caso real de losterrenos afectados por la antigua escombrerade una mina del norte de Portugal, compa-rando los resultados obtenidos con los valo-res impuestos por la legislación.

2. CONCEPTOS GENERALES DEECOTOXICOLOGÍA

El término ecotoxicología fue utilizadopor primera vez por Truhaunt en 1969,como una generalización de la toxicología(i.e., ciencia que estudia los efectos de losvenenos en los organismos individuales) a

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los efectos de los poluentes en los ecosistemas.Puede ser definida como la ciencia que prevélos efectos de los agentes tóxicos potencialesen los ecosistemas naturales. Las sociedadeshumanas y sus capacidades tecnologías de-ben ser consideradas como parte de los siste-mas naturales, y por tanto, forman parte delámbito de estudio de la ecotoxicología.

Existe a nivel mundial en determinadosmedios una gran confusión en la terminolo-gía que se aplica a los productos y residuosque de alguna manera son nocivos para elHombre y su medio ambiente. De estaforma se usan indiscriminadamente los tér-minos perjudiciales, peligrosos, o tóxicospara calificar los residuos. Un residuo peli-groso es un tipo de riesgo sobre animales yplantas que no prejuzga sus características(toxicidad, inflamabilidad, corrosividad,etc.), mientras que el término tóxico provie-ne de la palabra griega ‘toxicon’ o veneno delas setas, y sus efectos son función de unaconcentración. La EPA separa los residuospeligrosos de los radiactivos e infecciosos, ylos clasifica en cuatro grupos: corrosivos,inflamables, reactivos y tóxicos.

2.1. Farmacocinética

La serie de etapas que comienzan con laliberación de una substancia y que terminaen el contacto con el cuerpo humano sedenomina trayectoria o camino de exposi-ción. La manera en que dicha substanciaentra en el cuerpo se conoce como vía deexposición o de entrada .Existen tres vías deexposición: Inhalación (tracto respiratorio),Ingestión (tracto digestivo) y contacto dér-mico (piel y ojos). A excepción de las subs-tancias corrosivas, la mayoría de los agentescontaminantes no causan efectos perjudicia-les en el punto de entrada en el cuerpo. Por

el contrario, una exposición da inicio a unproceso bastante tortuoso de modo que losprocesos metabólicos del cuerpo humanoactúen para absorber, distribuir, almacenar,transformar y eliminar una determinadasubstancia. Para producirse un efecto tóxi-co, el agente químico o sus subproductosbio-transformados deben alcanzar el localcrítico de acción de un órgano objetivo, conuna concentración suficientemente alta ydurante un intervalo de tiempo suficiente.

La cantidad de un determinado agentetóxico a la cual el cuerpo es expuesto sedenomina dosis administrada. Aunque esteparámetro es importante, la cantidad desubstancia tóxica absorbida por el cuerpo yla cantidad que alcanza al órgano objetivoson de mayor importancia en los estudiostoxicológicos, a la primera se le denominadosis de entrada o de admisión, y a la segun-da, dosis objetivo o efectiva. Cuando alcan-zan el flujo sanguíneo, los agentes tóxicospueden moverse a través de todo el cuerpo.Como consecuencia de la afinidad por variostejidos, muchas substancias pueden acumu-larse en lugares distintos del órgano objeti-vo para ser liberados a lo largo de un periodomayor o menor de tiempo. Este fenómeno sedenomina acumulación. Una vez alcanzadoel órgano objetivo, además de la acumula-ción, pueden ocurrir varios procesos: bio-transformación, eliminación, o formaciónde un complejo químico-receptor.

2.2. Relaciones dosis-respuesta

La ciencia de la toxicología se basa en elprincipio de que existe una relación directaentre una reacción tóxica (o respuesta) y lacantidad de agente recibido (dosis). Se pue-de aceptar que existe casi siempre una dosisdebajo de la cual no existe respuesta o ésta no

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puede ser medida con la tecnología actual.Una segunda hipótesis es que, una vez que sealcanza un máximo, cualquier aumento dela dosis no provocará un aumento de larespuesta. Como es evidente, la mayor omenor severidad de un efecto tóxico, sea cualsea su naturaleza, no sólo depende de ladosis, sino también de la susceptibilidad delindividuo expuesto. Cuando la incidencia (ofrecuencia) de la toxicidad entre individuosde una población especificada según un de-terminado punto de vista (e.g., la propor-ción de animales con tumores, proporciónde muertes,…) es registrada en función deuna dosis, dicha relación se denomina rela-ción dosis-respuesta. La mayoría de estascurvas presentan la típica forma no lineal deuna S. Los parámetros más utilizados paradefinir estas curvas son la concentración odosis que provoca un 50 % del efecto que seestá midiendo, y la inclinación de la rectatangente que pasa por el punto medio. Nor-malmente se utiliza como punto medio ladosis letal media LD50 (mg/kg),que se defi-ne como la dosis que causa la muerte a 50%de los organismos examinados, u otros índi-ces análogos.

Actualmente también son utilizadosotros parámetros para describir las concen-traciones de contaminantes que provocanefectos mínimos o inexistentes. Los máscomunes son:

o NOEL: Nivel de efectos no observa-bles. Se estima como una dosis;

o NOAEL: Nivel de efectos adversos noobservables;

o LOEL: Nivel de efectos mínimos ob-servables. Es el nivel mínimo de exposiciónpara el cual existen incrementos estadísticao biológicamente significativos en frecuen-cia o severidad, de un determinado efecto

cuando se compara la población expuestacon su respectivo grupo de control;

o LOAEL: Nivel de efectos mínimosadversos observables.

2.3. Tipos de efectos

Los contaminantes considerados en esteestudio pueden clasificarse, según sus efec-tos, en dos grandes grupos: No canceríge-nos e cancerígenos. El análisis que se hace encada caso es substancialmente diferente.

2.3.1. No cancerígenos

Incluye todas las repuestas toxicológicasdiferentes a la inducción de la formación detumores. El análisis de la toxicidad de unasubstancia química no cancerígena se basaen el concepto de umbral. Esto significa quepara una determinado efecto diferente deuna mutación o un cáncer, la relación dosisrespuesta está generalmente caracterizadapor un valor mínimo de la dosis debajo delcual no puede ser observado ningún efecto anivel celular, subcelular o molecular.

El valor de umbral para una substanciatóxica no puede ser identificado con preci-sión. En la práctica, el análisis se realiza conbase en experiencias con animales, donde seinvestiga la dosis más alta que no causaefectos.

C . I——W(NOEL, NOAEL , LOEL, LOAEL) =

NOEL, NOAEL, LOEL, LOAL enmg/(kg.día)

C: Concentración en mg/l por unidad demasa o volumen de medio contaminado(aire, agua o comida )

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I: Toma en unidades de masa o volumende medio contaminado por día

W: Peso de un adulto para calcular a relaciónde la dosis entre especies (ver cuadro 1)

Normalmente estos valores son ajusta-dos con factores de seguridad arbitrarios

para tener en cuenta diversos factores queintroducen incertidumbres, tales como comola variación en la sensibilidad de las especiesanimales y la humana, la disponibilidad dedatos relativos a periodos de corto o medioplazo.

Cuadro 1 . Valores normalizados para adultos.

Especies Sexo Vida Peso Comida Agua Aire(anos) (kg) (g/día) (ml/día) (l/min)

Humanos M 72 75 1500 2000 7.5F 79 60 1500 2000 6

Ratones M 2.5 0.03 3.6 5 0.03F 2.5 0.025 3.25 5 0.03

Ratas M 2.5 0.5 20 25 0.1F 2.5 0.35 17.5 20 0.1

Hámster M 2 0.125 11.5 15 0.06F 2 0.11 11.5 15 0.06

Los toxicólogos, en vez de estable-cer un valor umbral, usan el términoToma Diaria Aceptable (ADI), para repre-sentar la cantidad de una determinadasubstancia que puede ser tomada sin produ-cir efectos adversos para la salud. La EPAutiliza actualmente las denominada Dosisde Referencia (RfD), que representan elmismo concepto de una manera másrestrictiva que las anteriores. Evidentemen-te, las ADI o las RfD toman valores menoresque los valores umbrales teóricos, una vezque son aplicados varios factores de seguri-dad.

2.3.2. Cancerígenos

En grandes rasgos, el cáncer está caracte-rizado por tumores que pueden dividirse en

malignos o benignos. La diferencia entreambos es que los primeros invaden las es-tructuras envolventes y/o se propagan(metástasis) a lugares lejos del puntoinicial, mientras que con los segundos talcosa no sucede. El proceso multipasoque va desde la exposición inicial a unagente cancerígeno y el desenvolvimientoclaro de un tumor maligno se denominacarcinogénesis. En los humanos, el procesode inducción por radiación o agentes quími-cos lleva entre 10 y 40 años de media depen-diendo de la naturaleza del agente cancerí-geno y de otros factores, tales como la heren-cia genética. Los compuestos son clasifica-dos según su carcinogenicidad en los dife-rentes países utilizando el mismo tipo decriterios. La clasificación de la EPA(1987) es:

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o Grupo A: Cancerígeno humano. Losdatos requieren significado estadístico en laasociación entre la exposición al agente y laformación de tumores malignos o la amena-za de benignos.

o Grupo B: Probable cancerígeno hu-mano. Se subdivide en:

• B1 - Evidencia humana limitada decáncer para los humanos

• B2 - Incluye agentes químicos conevidencias animales suficientes, mas inade-cuadas con humanos

o Grupo C: Posible cancerígeno huma-no. Datos epidemiológicos inadecuados, ylos animales solamente demuestran eviden-cias limitadas

o Grupo D: No clasificables como can-cerígenos para los humanos. Datos disponi-bles o insuficientes.

o Grupo E: Evidencia de no carcinoge-nicidad para los humanos.

La aproximación a las relaciones dosis-respuesta de las substancias cancerígenas serealiza de manera diferente que para las nocancerígenas. Cuando se analiza el riesgo decontraer cáncer durante la vida de una per-sona, existe un consenso bastante amplio enque la carcinogénesis evoluciona de unamanera que es posible, aunque remotamen-te, que la exposición a una molécula indivi-dual de un agente cancerígeno genotóxicopueda provocar una de las posibles mutacio-nes necesarias para comenzar un cáncer.Dicho de otra manera, los genotóxicos, deforma general, no presenta valor de umbral,y por tanto las curvas dosis-respuesta sonasintóticas en el origen. Una vez que noexiste este valor, no existe nivel de seguri-dad, sólo “niveles aceptables”. La mayoríade las instituciones de salud pública marcancomo objetivo aceptable un incremento enel riesgo de cáncer de 10-6 (0.0001 % de

aumento). El cálculo del riesgo de cáncerimplica el uso del Factor Potencial Cancerí-geno (SF o CPS), que no es otra cosa que lapendiente de la curva dosis-respuesta a muybajas exposiciones.

3. ANÁLISIS DE RIESGO

Puede definirse el riesgo ambiental comola caracterización de los potenciales efectosadversos para la salud resultantes de la expo-sición de los seres humanos a los peligrosambientales. Cuando el daño resultantepuede ser medido, el riesgo puede ser calcu-lado da siguiente forma: Riesgo = Probabi-lidad x Severidad de la consecuencia. Fre-cuentemente, la consecuencia indeseable noes cuantificable, y en este caso, el riesgo sedefine simplemente como la probabilidadde ocurrencia de daño. Es importante dis-tinguir entre riesgo de fondo, incremental ytotal: el riesgo de fondo es aquel al que todala población está expuesta en la ausencia dela fuente de riesgo concreta que está siendoestudiada.

3.1. Metodología para el análisis deriesgo

La evaluación cuantitativa del riesgodescribe un proceso de utilización de princi-pios científicos para calcular estimativascuantificadas del mismo. La aproximaciónmás universalmente aceptada consta decuatro etapas:

a) Identificación de los agentes: Cuálesson los agentes químicos importantes;

b) Evaluación de la exposición: Dóndevan los agentes químicos, quién puede serexpuesto y cómo;

c) Evaluación de la toxicidad: Determi-nar los índices numéricos de toxicidad paracalcular el riesgo;

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d) Caracterización del riesgo: Estimarla magnitud del riesgo y la validez de laestimativa.

3.2. Identificación de los agentes

En esta etapa se examina los datos detodos los contaminantes detectados en ellocal y los consolida para seleccionar aque-llos que acarrean la mayor parte del riesgopresente en ese local. El análisis del riesgorequiere una clara comprensión y conoci-miento de cuáles son los compuestos quími-cos que están presentes, sus concentracionesy distribución espacial, y como puedenmoverse en el ambiente donde están, hastalos potenciales receptores.

La primera selección puede realizarsecon el siguiente esquema:

1. Clasificación de los datos de los con-taminantes por cada medio, en cancerígenosy no cancerígenos.

2. Determinación para cada agente quí-mico detectado de la distribución de suconcentración, por cada vía de exposición.

3. Identificación de las dosis de referen-cia para los no cancerígenos y de los factorespotenciales para los cancerígenos y por cadavía de exposición.

4. Se determinan los índices de toxici-dad para cada agente químico.

• Para los no cancerígenos se utiliza lasiguiente expresión: TS = Cmáx / RfD

TS - Índice de toxicidad; Cmáx - Concen-tración máxima.

• Mientras que para los cancerígenosla expresión es: TS = SF • Cmáx

5. Para cada vía de exposición, se orde-nan los compuestos según sus índices detoxicidad.

6. Para cada vía de exposición, se selec-cionan los agente químicos que supongancerca del 99 % del total.

El grado de toxicidad indica cuáles sonlos compuestos que presentan los mayorespeligros, exclusivamente con base en la con-centración máxima y en la toxicidad. Noobstante, otros aspectos deben ser tenidos encuenta en la evaluación de una situaciónespecífica:

- Concentración media- Frecuencia de la detección- Movilidad- Persistencia en el medio ambiente- TratabilidadTeniendo en consideración estos facto-

res, se pueden realizar otras selecciones. Unade ellas puede ser ejecutada con base en lasdenominadas concentraciones básicas de ries-go (RBC). Representan las concentracionesde diferentes contaminantes presentes en elagua potable, aire y tejidos de peces quecorresponden a un índice de peligrosidadsistemático de 1, o a un riesgo de cáncer de10-6, ambos con límites de confianza supe-riores a 95%. Los modelos aquí expuestosson los que propone la EPA.

Para la ingestión de suelo comercial /industrial:

• Cancerígenos:

• No cancerígenos:

Para la ingestión de suelo residencial:

• Cancerígenos:

• No cancerígenos:

Los valores de los parámetros utilizadospara el cálculo aparecen en el cuadro 2.

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Cuadro 2. Parámetros de cálculo para las RBC (Fuente: EPA, 1995).

3.3. Evaluación de la exposición

En su realización, se deben delimitar lasfuentes y la distribución espacial de loscontaminantes. Se debe también analizar losmecanismos de liberación de los contami-nantes y cómo pueden moverse en direccióna un potencial receptor. Por último, se debedar especial atención a la identificaciónde la población normal y sensible y a laestimativa de las exposiciones a corto y largoplazo. La cadena de acontecimientos queterminan en una exposición se denominatrayectoria ambiental. Consta de los siguien-tes elementos:

- Fuente (p.e. lago)- Mecanismo de liberación química

(p.e. lixiviación)- Mecanismos de transporte (p.e. flujo

de agua subterránea)

- Mecanismos de transferencia (p.e. ab-sorción)

- Mecanismos de transformación (p.e.biodegradación)

- Punto de exposición (p.e. pozo residen-cial)

- Receptores (p.e. consumidores da aguado pozo)

- Vías de exposición (p.e. ingestión)

La caracterización de las poblacionespotencialmente expuestas debe incluir esta-dísticas sobre el número de personas actualy futuro, grupos de especial preocupación,como niños, embarazadas, personas de edady enfermos. Para caracterizar de una manerageneral la fracción de la población que pue-de ser expuesta se recurre a escenarios tipo,entre los que pueden ser considerados como

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Inhalación

más importantes, los escenarios residenciale industrial. Una vez conocidas las concen-traciones en los diferentes puntos de exposi-ción, incluyendo todas las posibles trayecto-rias, se calculan las dosis recibidas de losdiferentes agentes químicos según las tresposibles vías de exposición ya mencionadas.Los modelos aquí señalados son los utiliza-dos por la EPA y sirven de base para la casitotalidad de los estudios existentes en estecampo.

Contacto Dérmico

AD - Dosis absorbida (mg/kg/día); CS - Concentración enel suelo (mg/kg de solo); CF - Factor de conversión (10-6 mg/kg); SA - Área media superficial del cuerpo (cm2/acontecimento);BF - Fracción del área de piel expuesta (%); DF - Adherenciadel polvo (mg/cm2); ABS - Factor de absorción por la piel (%);SM - Efecto de la matriz del suelo (%); EF - Frecuencia de la

ID - Dosis inhalada (mg/kg/día); CA - Concentración depolvo en la atmósfera (kg suelo/m3 aire); CR - Volumen de aireinspirado (m3/día); RR - Fracción de retención; ABS - Factorde absorción por la sangre (%); BIO - Biodisponibilidadrelativa = RR•ABS

Ingestión

IND - Dosis ingerida (mg/kg/día); IS - Ingestión desuelo (mg suelo/día); FC - Fracción de suelo ingerido contami-nado (%)

Los valores utilizados en este estudio,aparecen en los cuadros 3 y 4.

Cuadro 3. Datos generales aplicables a los modelos (Fuente: EPA, 1995).

Cuadro 4. Datos generales aplicables a los modelos (Fuente: EPA, 1995).

exposición (acontecimentos/año); ED - Duración de la exposi-ción (años); P - Peso (kg); T - Periodo anual a considerar(días/año); t - Periodo de ponderación (años)

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3.4. Evaluación de la toxicidad

Existen pocos datos a nivel mundial parala determinación de la toxicidad de los po-tenciales agentes contaminantes. La únicabase de datos con un volumen de informa-ción suficiente es la norteamericana IRIS(‘Integrated Risk Information System’) per-teneciente a la EPA. Basándose en esta infor-mación, la EPA publica unas tablas quecontienen dosis de referencia y factores po-tenciales cancerígenos de un gran número

de compuestos químicos. Estos datos no cons-tituyen ningún reglamento o guía, pero enlos últimos años han llegado a ser considera-dos como una especie de norma. Los datosdel cuadro 5 representan las dosis de referen-cia y factores cancerígenos para la ingestión/contacto dérmico e inhalación para algunosmetales. Los valores que no aparecen en lastablas, por lo general, no están disponiblesbien por no haber sido investigados, o bienpor que los estudios que se conocen no sonsuficientemente representativos.

Cuadro 5. Dosis de referencia y factores de potencial cancerígeno (Fuente: EPA, 1996)

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3.5. Caracterización del riesgo

En primer lugar, se calculan los riesgosestimados de los agentes cancerígenos y nocancerígenos para los receptores en todos losescenarios considerados. En una segundafase, se ejecuta la interpretación de los resul-tados de forma que se pueda aplicar a losprocesos de toma de decisión.

El riesgo cancerígeno será calculado se-gún la expresión:

Riesgo = CDI • CSF

CDI - Toma diaria crónica (mg/kg/día); CSF - Factor poten-cial cancerígeno o factor de pendiente cancerígeno (kg•día/ mg)

El riesgo no cancerígeno, es habitual-mente caracterizado por el índice de peli-grosidad: HI = CDI / RfD

Cuando existen varios contaminantesactuando simultáneamente, en general seutilizan modelos aditivos simples, aunquesiempre que sea posible, es mejor usar estosmodelos aplicados a cada órgano objetivo(e.g., agentes hepáticos, pulmonares). Pare-ce claro que el riesgo así calculado, introdu-

ce un cierto conservadurismo, puesto quefue proyectado para ser hiperprotector de lasalud.

4. COMPARACIÓN ENTRE DATOS“REALES” Y DATOS “LEGALES”

En este capítulo se va a aplicar la meto-dología expuesta utilizando datos obtenidosa partir dos campañas de muestreo en la zonaenvolvente a una antigua escombrera de unamina de oro en el Norte de Portugal. Se vaa realizar un abordaje estocástico del proce-so, una vez que desde el punto de vistacientífico es más correcto.

4.1. Identificación de los agentes

Fueron analizadas las muestras de suelopara determinar la concentración en las mis-mas de 16 metales, elaborándose despuésuna tabla con la información estadística(cuadro 6). Las concentraciones se expresan enppm. A continuación, los contaminantes seclasifican en base a su toxicidad para cada víade exposición, distinguiendo entre tóxicos(cuadro 7 y 8) y cancerígenos (cuadro 9 y 10).

Cuadro 6. Datos estadísticos de los metales muestreados.

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Cuadro 8. Clasificación de los contaminantes por índice de toxicidad (Inhalación).

RfDI: Dosis de referencia de Inhalación

Cuadro 7. Clasificación de los contaminantes por índice de toxicidad (ingestión y contacto dérmico).

[Cmáx: Concentración máxima, RfDO: Dosis de referencia oral, TS: Índice de toxicidad]

INGESTIÓN + CONTACTO DÉRMICO

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Cuadro 9. Clasificación de los contaminantes cancerígenos por índice de toxicidad (ingestióny contacto dérmico).

Cuadro 10. Clasificación de los contaminantes cancerígenos por índice de toxicidad (inhalación).SF: Factor Potencial Cancerígeno

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Una vez clasificados, se seleccionan sola-mente los contaminantes que supongan un99% del riesgo total. Las casillas vacías enlas tablas (cuadros 9 y 10) no significan, enla mayoría de los casos, que los compuestoscorrespondientes no sean peligrosos, sinoque en la actualidad, no existe informa-ción toxicológica sobre ellos. Esta es la prin-cipal limitación de toda la metodología,puesto que, la aparición de nuevos datossobre un contaminante hasta ese momentono contemplado puede cambiar todas o par-

te de las conclusiones obtenidas por esteproceso.

4.3. Caracterización del riesgo

Con el objeto de simplificar, se hanintegrado las siguientes etapas del proceso.Los datos estadísticos obtenidos para loscontaminantes considerados como respon-sables de los posibles efectos adversos pa-ra la salud son tratados para definir susfunciones de distribución aproximadas (cua-dro 11).

Se desarrollaron rutinas de cálculo paralos diferentes modelos para obtener, siguien-do el método de Monte Carlo, el riesgoasociado a los diferentes metales considera-dos como peligrosos. El número deiteraciones empleado en la modelización fuede 10000, considerado como suficiente. El

escenario tipo elegido fue el de suelo con usoresidencial, una vez que es el más exigente.Los datos utilizados en los modelos, algunoscon carácter determinístico debido a la prác-tica inexistencia de información en este cam-po (cuadro 12).

Cuadro 11. Distribución de los metales considerados como peligrosos utilizadas en los modelos

Distribución

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Cuadro 12. Valores utilizados en los modelos.

Los resultados obtenidos a partir de losmodelos para las diferentes dosis ya expues-tos, expresados en forma de histogramas deriesgo, aparecen a continuación (fig. 1 y 2).En primer lugar, para la ingestión, se puedeobservar que se alcanzan valores de riesgomáximos muy superiores a 1, que sería ellímite aceptable, lo que implicaría una in-tervención en el local en cuestión. Se indicael 95 porcentil en cada caso.

Como también se puede apreciar, el ries-go cancerígeno toma valores superiores a 10-

6, que es el valor límite permisible. Paracalcular el riesgo total para la ingestión biende agentes tóxicos, bien de cancerígenos sepueden utilizar modelos aditivos, que su-marían los riesgos calculados para cada conta-

minante individual. De esta forma se obten-drían dos histogramas que representarían ladistribución de los valores de riesgo paracada tipo de contaminantes. Analizando losdatos obtenidos para la ingestión, se puedeapreciar que los valores tomados por el ries-go para los dos tipos de contaminantes,sobrepasan largamente los valores conside-rados como permitidos o aceptables, por loque deberían ser tomadas las providenciasnecesarias en relación a estos terrenos. Lametodología utilizada para la ingestión es lamisma que se utilizaría para el contactodérmico y para la inhalación, utilizando losmodelos descritos. De esta forma se obten-drían otros histogramas de riesgo, que re-presentarían las distribuciones del mismopara las otras dos vías de entrada.

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Figura 1. Histogramas As, Pb y Mn tóxico con datos reales.

Figura 2. Histogramas As y Be cancerígeno con datos reales

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4.4. Aplicación de la metodología adatos “legales”

A continuación se va a comparar losresultados obtenidos por las simulaciones deingestión de contaminantes con los valoresque se obtendrían a partir de los límitesimpuestos por algunas legislaciones avanza-das en este campo. Para ello, sería suficientecorrer los programas de simulación de losmodelos, substituyendo los valores de lasconcentraciones reales con los que las legis-laciones indican. Este proceso presenta al-gunos problemas: los límites impuestos porlos diferentes estados muestran un carácterdeterminístico, y no estocástico, caso de losdatos iniciales, que presentan la forma deuna distribución, y por tanto, los resultadosno serían comparables. La forma de solucio-

nar este problema fue intentar convertir undato puntual (el límite legal) en una distri-bución. En primer lugar se decidió mante-ner la forma de la distribución inicial, eneste caso, y para todos los agentes químicosestudiados, la lognormal. La segunda hipó-tesis tomada en cuenta fue la de mantener lamisma relación media / varianza de la distri-bución de los datos reales en la distribuciónconstruida, de forma a hacer coincidir elvalor límite impuesto por la legislación conel 95 percentil de la distribución así calcu-lada. Con estas hipótesis fueron calculadaslas nuevas medias y varianzas, que constitu-yen los parámetros de las nuevas distribu-ciones, una por cada contaminante, que dealguna forma representa cada uno de losvalores límite. Los valores obtenidos se re-presentan en el cuadro 13.

Cuadro 13. Distribuciones obtenidas a partir de los límites legales.

Estas distribuciones fueron utilizadaspara calcular el riesgo asociado a la ingestiónde suelo contaminado. Fueron utilizadas lasmismas rutinas de cálculo que en el caso

real, de forma a obtener los resultados simu-lados. Los siguientes histogramas represen-tan los resultados obtenidos (fig. 3).

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Los resultados obtenidos para la inges-tión de estos contaminantes cuya distribu-ción fue aproximada a partir de los dados dela legislación ya no presentan valores deseguridad adecuados para las poblaciones.El riesgo asociado a los valores “legales” escerca de 10 veces superior al que es supuesto(10-6). En este caso, aparentemente los valo-

res legales no cumplen los presupuestos paralos que son calculados. Inclusive, analizandopara el límite de riesgo de 10-5, los valores noofrecen resultados que garanticen un riesgoaceptable para las poblaciones. En resumen,y con todas las resalvas ya mencionadas,aparentemente parece que los valores limi-

Como se puede observar, os resultados dela simulación resultan muy inferiores alvalor de riesgo aceptable, 1, lo que implicaunos valores límites muy protectores, y portanto aunque adecuados desde un punto devista sanitario, con coeficientes de seguri-dad demasiado elevados. En resumen, lasdiferentes legislaciones son demasiado pro-

tectoras en relación a estos elementos tóxi-cos, lo que es discutible desde un punto devista técnico, pero que sin duda, tranquili-zador para las poblaciones. En el caso de loscontaminantes cancerígenos, los resul-tados obtenidos fueron los discriminados enla fig. 4.

Figura 3. Histogramas As y Pb tóxico con datos “legales”

Figura 4. Histogramas As y Be cancerígeno con datos “legales”.

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tes aplicados por las leyes son altos para loscompuestos cancerígenos.

Como autocrítica a la metodología adop-tada, se debe tener en cuenta en primerlugar, que las distribuciones inferidas a par-tir del límite legal parten de una hipótesisque puede introducir algún error cuya co-rrección es imposible de verificar (la cons-tancia del coeficiente de variación), y ensegundo, el abordaje utilizado para los com-puestos cancerígenos es claramente y de unmodo intrínseco probabilístico y ligeramentediferente del utilizado para agentes tóxicos;como se refirió; los factores potenciales can-cerígenos, se estima en el percentil de 95%y esta restricción no fue totalmente contem-plada; aunque la distribución tenga sidoconcebida de forma a que el valor del limitelegal ocupase precisamente esa situación,como quedo establecido.

5. CONCLUSIONES

La metodología mostrada, si bien es laúnica que existe y es utilizada y recomenda-da por los países que realizan estudios en estaárea, presentan algunos problemas de fiabi-lidad. El principal y más importante incon-veniente de esta metodología es la depen-dencia absoluta de todo el método a laselección adecuada de las substancias conta-minantes que deben ser muestreadas. Comoya se observó, la ausencia de algún contami-nante en la etapa de selección, puede provo-car errores en la atribución de los índices detoxicidad a los diferentes agentes así comoen sus porcentajes de importancia. Estodesvirtuaría completamente todo el análisissiguiente. Este hecho es todavía más gravecuando intentamos determinar el riesgo deuna zona en que se han podido realizarvertidos industriales incontrolados, y por

tanto, de la que se desconoce casi totalmentelos contaminantes presentes.

Por otra parte, los valores comparados delas simulaciones para los datos obtenidos enel local, y los estimados a partir de lasconcentraciones máximas permitidas porlas leyes ofrecen, a pesar de las limitacionesreferidas, resultados interesantes:

El primero de ellos es que las legislacio-nes son muy protectoras para los valorespermitidos de contaminantes tóxicos en lossuelos. Evidentemente, los efectos tóxicosson más fácilmente observables, y se produ-cen normalmente a corto o medio plazo, porlo que la presión popular en materia le-gislativa para este tipo de substancias esgrande. Patologías asociadas a elementostóxicos, ya sea en personas o fauna son titularde prensa, una vez que la opinión públicaestá muy sensibilizada para este tipo desituaciones.

El segundo resultado que se obtiene deeste estudio, es que la legislación no es tanestricta en el caso de substancias canceríge-nas. Incluso puede ser considerada comoinsuficiente si aplicáramos los supuestos yareferidos. Es evidente que los efectos cance-rígenos sobre las poblaciones no son tanfácilmente observables y salvo exposicionesmasivas, no se producen a corto plazo, y sí amedio y largo plazo. Debido al plazo, estambién más difícil asociar los efectos can-cerígenos a un determinado local un vez quelas poblaciones expuestas pueden sentir losefectos de una exposición muchos años des-pués y a mucha distancia y atribuirlas a otroorigen. En consecuencia, los diferentes go-biernos deben hacer estudios más profundospara marcar los límites de las concentracio-nes de los diferentes contaminantes de for-ma a garantizar la seguridad de las poblacio-nes.

CAD. LAB. XEOL. LAXE 29 (2004)234 Vega y de la Fuente

Tenemos que tener en consideración tam-bién, y especialmente en el caso de las subs-tancias cancerígenas que el análisis fue rea-lizado para los contaminantes de forma ais-lada, sin contemplar sus posibles interaccio-nes, que probablemente agravarían el pro-blema.

AGRADECIMIENTOS

La realización de este artículo no hubierasido posible sin la colaboración e discusióndel Professor Eng. A. Fiúza (Faculdade deEngenharia da Universidade do Porto, Por-tugal), y por sua acogida en su laboratório deinvestigación.

Recibido: 30-5-2004Aceptado: 25-7-2004

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