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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Int. Contam. Ambient. 23 (4) 169-175, 2007
EVALUACIÓN DEL RIESGO POR CONTAMINANTES CRITERIO Y FORMALDEHÍDO EN LA
CIUDAD DE MÉXICO
José Agustín GARCÍA-REYNOSO, Michel GRUTTER y Daniel CINTORA-JUÁREZ
Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM, Ciudad Universitaria Coyoacán 04510, D.F. México
(Recibido septiembre 2006, aceptado septiembre 2007)
Palabras clave: riesgo ambiental, Ciudad de México, formaldehído, contaminación atmosférica
RESUMEN
Se elaboró un estudio de riesgo ambiental para la Ciudad de México sobre conta-
minantes criterio (O
3
, NO
2
, SO
2
y PM
10
) y formaldehído (HCHO). La metodología
utiliza en el caso de efectos no cancerígenos el índice de peligrosidad (IP), para el
caso de efectos cancerígenos la probabilidad de cáncer en el tiempo de vida (R) y la
pérdida de esperanza de vida (PEV). Estos estimados cuantitativos pueden aplicarse a
otras ciudades, y tienen la capacidad de indicar que contaminantes pueden afectar a la
salud a partir de las concentraciones medidas. Se encontró que el formaldehído es un
compuesto importante en la degradación de la calidad del aire para la zona de estudio,
teniendo un índice de peligrosidad de 3.4 en exposición crónica para la población con
una probabilidad de riesgo de cáncer de 61.2
×
10
-
6
y una pérdida de esperanza de vida
de 67 días. Por otra parte, el ozono representa el contaminante más infuyente en el
caso de exposición aguda ya que llega a tener un índice de peligrosidad mayor a 1
para algunas horas del día.
Key words: environmental risk, México City, formaldehyde, atmospheric pollution
ABSTRACT
An environmental risk assessment study for Mexico City on criteria pollutants (O
3
,
NO
2
, SO
2
and PM
10
) and formaldehyde (HCHO) is presented. The methodology for
non-carcinogenic effects is based on the Hazard Index and for carcinogenic effects is
based on the life cancer probability and life loss expectancy (LLE). These quantitative
estimates, which can be applied in other cities, have the capability to indicate which
pollutants can affect health based on measured concentrations. It was found that form-
aldehyde is an important compound in the air quality degradation. Its Hazard Index is
3.4 for chronic exposure, a life cancer probability of 61.2
×
10
-
6
and 67 days of lost of
liFe expectancy. On the other hand ozone represents the most infuential pollutant For
acute exposure reaching a Hazard Index larger than 1 for some hours of the day.
J.A. García-Reynoso
et al.
170
INTRODUCCIÓN
La exposición prolongada a los contaminantes
atmosféricos puede ser causa de varias afectaciones
a la salud desde
irritación hasta la muerte (Chen
et
al.
2007 y Theophanides
et al.
2007). En particular
esta exposición es importante en grandes zonas urba-
nas como la Ciudad de México, donde el 58.6 % de
los días se presentan concentraciones mayores a los
límites establecidos (SMA 2007). Las concentracio-
nes de contaminantes atmosféricos son debidas a las
actividades de transporte, de la industria y domésticas
que generan 20,686 ton/año de partículas menores a
10 micrómetros (PM
10
), 6,646 ton/año de bióxido de
azufre (SO
2
) 179,996 ton/año de óxidos de nitrógeno
(NO
X
) y 532,168 ton/año de compuestos orgánicos
volátiles (IE 2004, SMA), se requiere estimar los
efectos que éstos están ejerciendo en la población.
Los contaminantes criterio medidos en la Ciudad de
México considerados en este estudio son ozono (O
3
),
bióxido de nitrógeno (NO
2
), monóxido de carbono
(CO), bióxido de azufre (SO
2
) y partículas (PM
10
). En
este trabajo se presenta un estudio donde se evalúa el
riesgo por la exposición a estos contaminantes y al
formaldehído (HCHO) en la Ciudad de México.
Los contaminantes criterio son sustancias que se
liberan en grandes cantidades de gran variedad de
fuentes y presentan un riesgo a la salud y bienestar
humano en grandes regiones. El bióxido de azufre,
el bióxido de nitrógeno, el monóxido de carbono,
material particulado y ozono son los contaminantes
criterio. Los efectos que causan estos contaminantes
principalmente son agudos y no cancerígenos. De los
efectos agudos, se ha identiFcado que el incremento
en la concentración ambiental de partículas (PM
10
)
y ozono se encuentran relacionadas a un incremento
en la tasa de mortalidad prematura (O’Neill
et al
.
2004a, b, De Pablo
et al.
2006, Filleul
et al
. 2006,
Ritz
et al.
2006, Zhang
et al.
2006).
El formaldehído (HCHO) es un compuesto
reactivo considerado como tóxico atmosférico que
posee efectos agudos (irritación) y crónicos (cáncer)
a la salud y que se encuentra tanto en áreas rurales
como urbanas (Satsumabayashi
et al.
1995, Granby
et al
. 1997, Müller 1997, Viskari
et al.
2000). El
formaldehído, que es uno de los compuestos del
humo del tabaco, se puede producir por reacciones
de compuestos primarios (Finlayson-Pitts and Pitts
1986) pero también es emitido directamente por ve-
hículos (Herdon
et al.
2005) y por algunos procesos
industriales (Carlier
et al
. 1986). Durante las mañanas
en la Ciudad de México el formaldehído atmosférico
proviene principalmente de fuentes primarias (como
los vehículos) mientras que a mediodía, la producción
fotoquímica es la más importante (García
et al
. 2006).
Se han realizado estudios donde se han medido las
concentraciones ambientales de formaldehído en la
Ciudad de México (Báez
et al.
2002, 2003, Grutter
et al
. 2003, 2005), así como las concentraciones
en interiores de ediFcaciones (Báez
et al.
2004).
Se ha encontrado que este compuesto es uno de
los carbonilos más abundantes en la atmósfera. De
igual forma se han realizado estudios de riesgo por
exposición al HCHO en el interior de vehículos en el
área metropolitana de la Ciudad de México (Shiohara
et al.
2005).
En este trabajo se identiFcan las horas del día
en las cuales se tiene una mayor afectación por los
contaminantes ambientales. Así mismo, se identiFcan
los compuestos que más contribuyen al riesgo am-
biental en la región, y se estiman algunos parámetros
relevantes a partir de las concentraciones como son
el índice de riesgo, la pérdida de esperanza de vida
y la probabilidad de cáncer en el tiempo de vida que
sirven como medida del riesgo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los datos utilizados fueron medidos por el Centro
de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM (CCA) y
por la Red Automática de Monitoreo Ambiental del
Gobierno del Distrito Federal (RAMA). En el CCA
se empleó la espectrometría en infrarrojo (FTIR). El
sitio de monitoreo se ubica sobre la azotea del centro
de salud “Luis E. Ruiz” y se encuentra 20 m al sur de
la estación de monitoreo Merced de la RAMA. Esta
estación está ubicada a menos de 2 km al este-sur-este
(ESE) del centro de la Ciudad de México. Los alre-
dedores comprenden áreas urbanas, principalmente
habitacional y comercial con escuelas de educación
básica, canchas deportivas y parques con vegetación
de temporal. Se ubica sobre la avenida Congreso de la
Unión que presenta circulación de autos particulares,
microbuses, autobuses, camionetas y camiones de
carga, traileres y motocicletas.
El espectrómetro FTIR que midió las concen-
traciones en trayectoria abierta se colocó sobre el
4° piso de la escuela secundaria que se encuentra a
un costado de la estación Merced de la RAMA. El
telescopio receptor fue instalado sobre la azotea del
hospital Balbuena, logrando de esta manera un paso
óptico de 426 m de distancia entre los telescopios.
De esta manera, el haz atraviesa horizontalmente de
poniente a oriente a unos 20 m sobre la superFcie
(para más detalles ver Grutter 2003 y 2005). El mo-
RIESGO POR CONTAMINANTES CRITERIO Y FORMALDEHÍDO
171
tivo por la elección de este sitio para la evaluación
de riesgo ambiental fue la disponibilidad de datos
simultáneos del FTIR y de la estación de la RAMA.
El período considerado corresponde a la estación de
secas-caliente que comprende los meses de febrero
a mayo de 2002.
La
fgura 1
muestra los datos empleados en este es-
tudio para los contaminantes criterio y HCHO. La infor-
mación de NO
2
, SO
2
y PM
10
fue obtenida de la RAMA
mientras que el O
3
, CO y el HCHO fueron medidos con
el espectrómetro FTIR en trayectoria abierta.
Las concentraciones ambientales durante el pe-
ríodo del estudio se promediaron para generar las
concentraciones de contaminantes horarias que se
presentan en la
fgura 2
.
La metodología utilizada para realizar la evaluación
de riesgo es la propuesta por Gratt (1996), en la que se
emplearon los siguientes estimados cuantitativos: el
“índice de peligrosidad” (IP), la probabilidad de cáncer
en el tiempo de vida (R) y la pérdida de esperanza de
vida (PEV). El índice de peligrosidad se emplea para
efectos no cancerígenos mientras que los otros estima-
dos cuantitativos incluyen efectos cancerígenos.
El índice de peligrosidad puede evaluarse tanto
para una exposición crónica como para una exposi-
ción aguda. Este índice se calcula como la relación
de la concentración promedio de cada contaminante
entre una concentración de referencia,
[ ]
[
]
ref
med
IP
χ
χ
=
donde [
χ
]
med
es la concentración medida del con-
taminante a analizar y
χ
ref
es la concentración de
referencia, ya sea para exposición crónica O aguda.
La exposición crónica se considera cuando se tienen
períodos de exposición mayores a tres meses y la
aguda para exposiciones de una hasta 24 horas. Un
valor inferior a la unidad indica que no hay efectos
en la salud.
La probabilidad de cáncer en el tiempo de vida (R)
es el incremento en la probabilidad de un individuo
de contraer cáncer debido a la exposición adicional
de la sustancia en estudio, que en este caso es el
formaldehído. La concentración de una sustancia en
el aire, en términos de masa por unidad de volumen,
se pueden convertir en la probabilidad de riesgo de
cáncer mediante el uso del factor de conversión
lla-
mado “factor de riesgo unitario” (FRU),
450
300
150
0
450
600
400
200
0
600
450
300
150
0
45
30
15
0
30
1/21
2/11
3/4
3/25
4/15
5/6
5/27
CO
HCHO
O
3
NO
2
SO
2
PM
10
20
0
10
300
150
0
μ
g/m
3
Fig. 1.
Concentraciones ambientales de los contaminantes usados para el estudio. Los datos de
NO
2
, SO
2
y PM
10
provienen de la RAMA. O
3
, CO y HCHO fueron medidos por un espec-
trómetro FTIR en trayectoria abierta. Las líneas verticales indican el inicio de cada mes
J.A. García-Reynoso
et al.
172
χ
=
FRU
R
(1)
dónde R es el riesgo potencial de cáncer y
χ
es la
concentración ambiental del compuesto peligroso.
El factor de riesgo unitario para el formaldehído de
6
×
10
-6
[R / (μg/m
3
)] usado en este estudio, proviene
de la Ofcina de Evaluación de Riesgo a la Salud de
California (OEHHA).
La pérdida de esperanza de vida (PEV)
se puede
calcular empleando las tasas de mortalidad (mi) en
función de la edad. Así se tiene una relación empí-
rica (Gratt, 1996) para calcularla a partir del riesgo
que es:
año
/
10
R
para
días)
(en
R
10
1
.
1
PEV
3
6
-
<
×
×
=
(2)
Las concentraciones de referencia empleadas
para los cálculos de IP se obtuvieron igualmente de
la OEHHA y se presentan en el
cuadro I
.
La estimación del riesgo potencial a la salud se
calcula como la suma de los índices de peligrosidad
de los contaminantes,
=
i
IP
Rs
(3)
Rs =
riesgo potencial a la salud
Rs<1 indica que no existe riesgo aparente a la salud
por exposición aguda
Rs>1 indica que existe riesgo a la salud por exposi-
ción aguda
A partir de los datos medidos se obtuvieron las
concentraciones promedio y las concentraciones
horarias promedio de todo el período.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la
cuadro II
se presentan los resultados de las
concentraciones promedio, el índice de peligrosidad
y el riesgo potencial a la salud a partir de las concen-
traciones promedio de todo el período de muestreo
Fig. 2.
Concentraciones promedio horarias para los contaminantes criterio y formaldehído.
Las barras verticales muestran valores de
± σ
-2
0
2
4
6
8
10
12 14
16 18
20 22 24
-2
0
2
4
6
8
10
12 14
16 18
20 22 24
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
2,000
4,000
6,000
CO
-2
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22
24
NO
2
0
50
100
150
200
0
50
100
150
200
250
30
0
O
3
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
30
60
90
120
150
SO
2
0
20
40
60
80
100
120
140
16
0
Horas
Horas
PM
10
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
5
10
15
20
25
30
HCHO
μ
g/m
3
μ
g/m
3
μ
g/m
3
μ
g/m
3
μ
g/m
3
μ
g/m
3
CUADRO I.
CONCENTRACIONES DE REFERENCIA UTI-
LIZADAS PARA EL CÁLCULO DEL ÍNDICE
DE PELIGROSIDAD (OEHHA, 2005)
Compuesto químico
Inhalación
Crónica (μg/m
3
)
Aguda (μg/m
3
)
Ozono O
3
1.8
×
10
2
1.8
×
10
2
Formaldehído HCHO
0.3
×
10
1
1.9
×
10
2
Bióxido de Azufre SO
2
6.6
×
10
2
6.6
×
10
2
PM
10
5
×
10
1
1.2
×
10
2
Monóxido de carbono CO
2.3
×
10
4
--
Bióxido de nitrógeno NO
2
4.7
×
10
2
4.7
×
10
2
RIESGO POR CONTAMINANTES CRITERIO Y FORMALDEHÍDO
173
(27 de enero a 29 mayo). Para el HCHO se obtuvo
de las mediciones una concentración media de 9.4
µ
g/m
3
que es mayor a la concentración de referencia
de 3
µ
g/m
3
.
Esto da un índice de peligrosidad de 3.40
lo cual indica que este compuesto puede producir
afectaciones a la salud. El HCHO contribuye con el
63% al riesgo potencial a la salud. A éste le siguen
las partículas (PM
10
) con el 21 % y los gases criterio,
de los cuales el ozono posee la contribución mayor
con el 8%, mientras que por sus bajas ocurrencias, el
que menos contribuye es el SO
2
con un 1 %. El riesgo
potencial para estos contaminantes tiene el valor de
5.42 que corresponde a la suma de los índices de pe-
ligrosidad de los contaminantes evaluados. Este valor
se calcula para ser usado con fnes de comparación
con otros lugares o períodos de tiempo diferentes
donde se realice este mismo tipo de evaluación.
Se observa que el formaldehído ambiental posee
la mayor contribución al riesgo potencial a la salud,
lo cual
indica que este compuesto es importante y
se podría considerar en la evaluación de la calidad
del aire en la Ciudad de México como otro conta-
minante criterio. En ciudades como la de Oregon,
el formaldehído sólo representa el 14 % del riesgo
total, siendo el tetracloruro de carbono y el 1,3-bu-
tadieno los compuestos tóxicos que más contribuyen
en esa ciudad.
La probabilidad de cáncer en el tiempo de vida se
calcula para el formaldehído a partir de la concentra-
ción a una exposición crónica, obteniéndose el valor
de
56.4
×
10
-
6
y a partir de este, se puede estimar la
pérdida de esperanza de vida que se estima en 62 días.
Las evaluaciones de riesgo en
la ciudad de Oregon
(Tamand y Neumann 2004) tienen valores de riesgo
de 34.3
×
10
-
6
. Este dato fue calculado con un factor
unitario de riesgo no actualizado como el utilizado
en este estudio. Calculando el riesgo con el valor
actualizado se obtiene un valor de 16
×
10
-
6
lo cual
indica que la Ciudad de México se tienen valores de
riesgo de más de tres veces el valor de los obtenidos
en Oregon.
Para poner en perspectiva esta pérdida de espe-
ranza de vida, se tienen que los accidentes en Estados
Unidos de América, tanto laborales como domésti-
cos, tienen una pérdida de esperanza de vida de 60
y 74 días, respectivamente (Gratt 1996). Lo anterior
indica que la pérdida de esperanza de vida para el
Formaldehído es signifcativa.
Los niveles de referencia para riesgo que se utilizan
en estudios ambientales indican que no se debe ex-
ceder de un caso por millón (1
×
10
-
6
) y en los lugares
de trabajo no debe ser mayor
a 1
×
10
-
4
. Debido a la
naturaleza conservadora de la revisión del análisis de
riesgos a la salud, niveles menores son muy indicati-
vos de no tener un impacto potencial. Los riesgos sig-
nifcativamente mayores que los niveles establecidos
o de referencia pueden presentar una preocupación
potencial a la salud que justifca una evaluación del
riesgo más detallada, como es el caso del formalde-
hído ambiental calculado para este estudio.
Estos valores de riesgo consideran que el indivi-
duo se encuentra expuesto durante 70 años 24 horas
al día a la concentración ambiental de 9.4
µ
g/m
3
. Sin
embargo esta estimación puede estar subestimada
ya que la exposición a la que se encuentra un indi-
viduo depende de las concentraciones presentes en
los diferentes microambientes en los cuales realiza
sus actividades diarias. En estudios en México
(Baez
et al.
2004) y en Taiwan (Wu
et al.
2003)
las concentraciones ambientales de formaldehído
CUADRO II.
CONCENTRACIONES PROMEDIO PARA
EL PERÍODO ENERO MAYO DE 2002
EN
LA ESTACIÓN
LA MERCED, LOS ÍNDICES
DE PELIGROSIDAD CORRESPONDIEN-
TES Y PORCENTAJE DE CONTRIBUCIÓN
AL RIESGO POTENCIAL A LA SALUD.
(CONCENTRACIÓN DE REFERENCIA DE
OEHHA)
Contaminante
Conc. (μg/m
3
)
IP
Porcentaje (%)
Ozono
84.1
0.47
9
NO
2
166.9
0.36
7
SO
2
46.6
0.07
1
PM
10
57.9
1.16
22
HCHO
9.4
3.1
60
Fig. 3
. Índice de peligrosidad agudo para contaminantes crite-
rio y HCHO horario. La línea continua representa el la
suma de los IP de los contaminantes. Valores mayores
de uno indican que se sobrepasa la concentración de
referencia
0
3
6
9
12
15
18
21
24
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
IP agudo
Hora del día
Σ
IP
O
3
NO
2
SO
2
CO
HCHO
J.A. García-Reynoso
et al.
174
alcanzan valores de 221
µ
g/m
3
y 135
µ
g/m
3
en el
interior de ofcinas y 40
µ
g/m
3
durante el uso del
transporte público en Mexico (Shiohara
et al.
2002).
Lo anterior muestra que la concentracion media a
la cual se encuentra un individuo en la ciudad de
México puede ser mayor a la considerada en este
trabajo.
En la
fgura 2
se muestra el promedio horario de
las concentraciones ambientales de los contaminantes
criterio y del Formaldehído. De esta fgura se puede
observar
que el CO, contaminante primario, posee
un máximo durante las primeras horas de la mañana
(entre 7:00 y 8:00), mientras que el O
3
(contaminante
secundario) posee su máximo a las 13:00 h.
Empleando los promedios horarios y las concen-
traciones de referencia de los contaminantes para
exposición aguda (
Cuadro I
) se estimó para cada
hora el índice de peligrosidad
(IP) con la fnalidad
de evaluar de forma horaria este índice y con ello
identifcar las horas donde se tienen las concentra
-
ciones menos favorables para estar en el exterior.
Los resultados se presentan en la
fgura 3
. Se puede
observar que el único compuesto que rebasa el nivel
de 1 es el ozono desde las 12:00 hasta pasadas las
14:00 h. Por otra parte, el riesgo potencial a la salud
(que es la suma de los índices de peligrosidad indi-
viduales) posee valores mayores a 1 desde las 7:00
a las 19:00 h.
A partir de estos estimados cuantitativos de riesgo
se puede observar que las horas menos favorables
para hacer ejercicio son de las 7:00 a las 19:00 h
para la región de estudio, que podría ser considerada
como representativa de la zona centro de la Ciudad
de México.
CONCLUSIONES
Se realizó un estudio de riesgo ambiental a los
contaminantes criterio y formaldehído en la zona
centro de la Ciudad de México. Los estimados cuan-
titativos empleados para evaluar el riesgo ambiental
que
se presentan pueden aplicarse a otras zonas de
la ciudad para poder hacer comparaciones tanto en
distribución espacial como en diferentes períodos
de tiempo.
Se observó que el formaldehído contribuye de
forma importante en el riesgo a la salud en la zona
por lo cual puede ser considerado como otro conta-
minante criterio para evaluar la calidad del aire. En
el estudio se obtuvo que la probabilidad de cáncer
en el tiempo de vida es de más de 61 casos por
millón de habitantes y es 3 veces mayor que en la
ciudad de Oregon, lo cual indica que se requieren
estudios más detallados sobre las afectaciones de
este compuesto a la salud y al ambiente. Adicio-
nalmente, la exposición crónica al formaldehído
ambiental podría inducir una pérdida de esperanza
de vida de 67 días según la
metodología usada para
la
evaluación.
Para el caso de las exposiciones agudas, el ozono
es el compuesto que posee la mayor contribución al
riesgo potencial a la salud ya que sobrepasa el valor
de 1 de las 12:00 a 14:00. Sin embargo, al emplearse
el IP de los otros contaminantes, se observa que la
calidad del aire es poco favorable a la salud de las
7:00 a las 19:00 h.
Los resultados muestran que el formaldehído es
un compuesto importante en la calidad del aire en
la Ciudad de México que debe considerarse para
futuras evaluaciones y en las medidas de control
ambiental.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos al CONACyT
quien fnanció parte
de este estudio mediante el proyecto J33620-T y a la
Secretaría del Medio Ambiente del Distrito Federal
que proporcionó los datos de la Red de Monitoreo
Automático (RAMA) de la estación Merced.
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