8.3: Toxicología Ambiental
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La toxicología ambiental es el estudio científico de los efectos en la salud asociados con la exposición a productos químicos y sistemas tóxicos que ocurren en los entornos naturales, laborales y de vida; el manejo de toxinas ambientales y toxicidad; y el desarrollo de protecciones para humanos, animales y plantas (Tabla a continuación).
La siguiente tabla enumera las 20 sustancias principales, por orden de prioridad, que se determina que representan la amenaza potencial más significativa para la salud humana.Esta lista prioritaria no es una lista de sustancias “más tóxicas”, sino más bien una priorización de sustancias en función de una combinación de su frecuencia, toxicidad y potencial de exposición humana en diversos sitios.
| RANKING 2013 |
NOMBRE |
|---|---|
| 1 | ARSÉNICO |
| 2 | PLOMO |
| 3 | MERCURIO |
| 4 | CLORURO DE VINILO |
| 5 | BIFENILOS POLICLORADOS |
| 6 | BENCENO |
| 7 | CADMIO |
| 8 | BENZO (A) PIRENO |
| 9 | HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS |
| 10 | BENZO (B) FLUORANTENO |
| 11 | CLOROFORMO |
| 12 | AROCLOR 1260 |
| 13 | DDT, P, P'- |
| 14 | AROCLOR 1254 |
| 15 | DIBENZO (A, H) ANTRACENO |
| 16 | TRICLOROETILENO |
| 17 | CROMO, HEXAVALENTE |
| 18 | DIELDRÍN |
| 19 | FÓSFORO, BLANCO |
| 20 | HEXACLOROBUTADIENO |
Rutas de Exposición a Químicos
Para causar problemas de salud, los químicos deben ingresar a tu cuerpo. Hay tres “rutas de exposición” principales, o formas en que un químico puede ingresar a su cuerpo.
- Respiración (inhalación): Respirar gases químicos, nieblas o polvos que están en el aire.
- Contacto con la piel o los ojos: Colocar sustancias químicas en la piel o en los ojos. Pueden dañar la piel, o ser absorbidos a través de la piel hacia el torrente sanguíneo.
- Deglución (ingestión): Esto puede suceder cuando los productos químicos se han derramado o depositado en alimentos, bebidas, cigarrillos, barbas o manos.
Una vez que los químicos han ingresado a tu cuerpo, algunos pueden entrar en tu torrente sanguíneo y llegar a órganos internos “diana”, como los pulmones, el hígado, los riñones o el sistema nervioso.
¿Qué formas toman los productos químicos?
Las sustancias químicas pueden tomar una variedad de formas. Pueden estar en forma de sólidos, líquidos, polvos, vapores, gases, fibras, nieblas y humos. La forma en que se encuentra una sustancia tiene mucho que ver con cómo entra en tu cuerpo y qué daño puede causar. Un químico también puede cambiar formas. Por ejemplo, los solventes líquidos pueden evaporarse y desprender vapores que puedes inhalar. A veces los químicos están en una forma que no se puede ver ni oler, por lo que no se pueden detectar.
Detectar algunas formas de sustancias químicas puede ser difícil. Los sólidos y líquidos son más fáciles de reconocer ya que se pueden ver. Los polvos y nieblas pueden o no ser visibles, dependiendo de su tamaño y concentración. Los humos, vapores y gases suelen ser invisibles.
¿Qué efectos en la salud pueden causar los químicos?
Un efecto agudo de un contaminante (El término “contaminante” significa sustancias peligrosas, contaminantes, contaminación y productos químicos) es aquel que ocurre rápidamente después de la exposición a una gran cantidad de esa sustancia. Un efecto crónico de un contaminante es el resultado de la exposición a pequeñas cantidades de una sustancia durante un largo período de tiempo. En tal caso, el efecto puede no ser inmediatamente obvio. Los efectos crónicos son difíciles de medir, ya que los efectos pueden no verse desde hace años. Se cree que la exposición a largo plazo al tabaquismo, la exposición a bajo nivel de radiación y el consumo moderado de alcohol producen efectos crónicos.
Durante siglos, los científicos han sabido que casi cualquier sustancia es tóxica en cantidades suficientes. Por ejemplo, los organismos vivos requieren pequeñas cantidades de selenio para su correcto funcionamiento, pero grandes cantidades pueden causar cáncer. El efecto de un determinado químico en un individuo depende de la dosis (cantidad) del químico. Esta relación a menudo se ilustra mediante una curva dosis-respuesta que muestra la relación entre la dosis y la respuesta del individuo. Se han determinado dosis letales en humanos para muchas sustancias a partir de información recopilada de registros de homicidios e intoxicaciones accidentales.
Gran parte de la información dosis-respuesta también proviene de pruebas en animales. Ratones, ratas, monos, hámsters, palomas y conejillos de indias se utilizan comúnmente para las pruebas de dosis-respuesta. Una población de animales de laboratorio se expone a dosis medidas bajo condiciones controladas y los efectos se anotan y analizan. Sin embargo, los ensayos con animales plantean numerosos problemas. Por ejemplo, las pruebas pueden ser dolorosas para los animales, y las especies no relacionadas pueden reaccionar de manera diferente a la misma toxina. Además, las muchas diferencias entre los animales de prueba y los humanos hacen que extrapolar los resultados de las pruebas a los humanos sea muy difícil. Una dosis que es letal para el 50 por ciento de una población de animales de prueba se llama la dosis letal -50 por ciento o LD-50. Se requiere la determinación del LD-50 para nuevos químicos sintéticos con el fin de dar una medida de su toxicidad. Una dosis que hace que el 50 por ciento de una población presente una respuesta significativa (por ejemplo, pérdida de cabello, retraso en el desarrollo) se conoce como la dosis efectiva -50 por ciento o ED-50. Algunas toxinas tienen una cantidad umbral por debajo de la cual no hay un efecto aparente sobre la población expuesta.
Algunos científicos creen que todas las toxinas deben mantenerse en un umbral de nivel cero debido a que sus efectos a niveles bajos no son bien conocidos. Eso es por el efecto de sinergia en el que una sustancia exacerba los efectos de otra. Por ejemplo, si fumar cigarrillos aumenta 20 veces las tasas de cáncer de pulmón y la exposición ocupacional al asbesto también aumenta 20 veces las tasas de cáncer de pulmón, entonces fumar y trabajar en una planta de asbesto puede aumentar las tasas de cáncer de pulmón hasta 400 veces.
Contaminantes Ambientales
La contaminación del aire, agua o suelo con sustancias potencialmente dañinas puede afectar a cualquier persona o comunidad. Los contaminantes (Tabla a continuación) suelen ser químicos que se encuentran en el ambiente en cantidades superiores a las que estarían ahí naturalmente. Podemos estar expuestos a estos contaminantes de una variedad de fuentes residenciales, comerciales e industriales. En ocasiones, los contaminantes ambientales dañinos ocurren biológicamente, como el moho o una floración de algas tóxicas.
| Contaminante | Definición |
|---|---|
| Carcinógeno | Agente que puede producir cáncer (crecimiento celular incontrolado), ya sea por sí mismo o en conjunto con otra sustancia. Los ejemplos incluyen formaldehído, amianto, radón, cloruro de vinilo y tabaco. |
| Carcinógeno sospechoso | Agente sospechoso de ser carcinógeno basado en la estructura química, estudios de investigación en animales o estudios de mutagenicidad. |
|
Carcinógeno animal confirmado con relevancia desconocida para humanos |
Agente cancerígeno en animales de experimentación a dosis relativamente altas, por vías de administración, en sitios o tipos histológicos, o por mecanismos que pueden no ser relevantes para la exposición del trabajador. Los estudios epidemiológicos disponibles no confirman un aumento del riesgo de cáncer en humanos expuestos. La evidencia disponible no sugiere que el agente sea probable que cause cáncer en humanos excepto bajo vías poco comunes o improbables o niveles de exposición. |
| Teratógeno |
Sustancia que puede causar defectos físicos en un embrión en desarrollo. Los ejemplos incluyen el alcohol y el humo del cigarrillo. |
| Mutágeno | Un material que induce cambios genéticos (mutaciones) en el ADN. Los ejemplos incluyen sustancias radiactivas, rayos X y radiación ultravioleta. |
| Neurotoxicante | Sustancia que puede provocar un efecto adverso sobre la química, estructura o función del sistema nervioso. Los ejemplos incluyen plomo y mercurio. |
|
Disruptor endocrino |
Una sustancia química que puede interferir con el sistema endocrino del cuerpo y producir efectos adversos en el desarrollo, reproductivos, neurológicos e inmunes tanto en humanos como en la vida silvestre. Se cree que una amplia gama de sustancias, tanto naturales como artificiales, causan trastornos endocrinos, incluyendo productos farmacéuticos, dioxinas y compuestos similares a las dioxinas, arsénico, bifenilos policlorados (PCB), DDT y otros pesticidas, y plastificantes como bisfenol A (BPA). Los disruptores endocrinos pueden encontrarse en muchos productos cotidianos, incluyendo botellas de plástico, latas metálicas para alimentos, detergentes, retardantes de llama, alimentos, juguetes, cosméticos y pesticidas. La investigación muestra que los disruptores endocrinos pueden representar el mayor riesgo durante el desarrollo prenatal y postnatal temprano cuando se están formando órganos y sistemas neuronales. |
Los siguientes son algunos contaminantes ambientales que pueden afectar la salud de una comunidad o de un individuo.
El arsénico es un elemento natural que normalmente está presente en todo nuestro entorno en el agua, el suelo, el polvo, el aire y los alimentos. Los niveles de arsénico pueden variar de un lugar a otro debido a la actividad agrícola e industrial, así como a los procesos geológicos naturales. El arsénico de la agricultura y la fundición tiende a unirse fuertemente al suelo y se espera que permanezca cerca de la superficie de la tierra durante cientos de años como fuente de exposición a largo plazo. La madera que ha sido tratada con arseniato de cobre cromado (CCA) se encuentra comúnmente en cubiertas y barandillas en hogares existentes y estructuras exteriores como equipos de juegos infantiles. Algunos acuíferos subterráneos se encuentran en roca o suelo que tiene naturalmente alto contenido de arsénico.
La mayor parte del arsénico ingresa al cuerpo a través de la ingestión de alimentos o agua. El arsénico en el agua potable es un problema en muchos países del mundo, entre ellos Bangladesh, Chile, China, Vietnam, Taiwán, India y Estados Unidos. El arsénico también se puede encontrar en los alimentos, incluyendo el arroz y algunos peces, donde está presente debido a la absorción del suelo y el agua. También puede ingresar al cuerpo respirando polvo que contiene arsénico, o a través de la piel, aunque esta no es una vía importante de exposición. Los investigadores están encontrando que el arsénico, incluso en niveles bajos, puede interferir con el sistema endocrino del cuerpo. En varios cultivos celulares y modelos animales, se ha encontrado que el arsénico actúa como un disruptor endocrino, lo que puede ser la base de muchos de sus efectos sobre la salud. El arsénico también es un carcinógeno humano conocido asociado con cáncer de piel, pulmón, vejiga, riñón e hígado.
Los bifenilos policlorados, comúnmente llamados PCB, son mezclas de hasta 209 compuestos clorados que no ocurren de forma natural. No tienen sabor ni olor. Los PCB son contaminantes orgánicos persistentes (COP) y disruptores endocrinos. La fabricación de PCB se detuvo en Estados Unidos en 1977 debido a la evidencia que construyen en el medio ambiente y pueden causar efectos nocivos para la salud. Pero, antes de 1977, los PCB se usaban como aislamiento, como plastificantes, y en recubrimientos superficiales, selladores, retardantes de fuego, pegamentos, tintas, pesticidas y papel de copia autocopiativo. Los PCB no se descomponen fácilmente en el ambiente y pueden permanecer allí por períodos muy largos de tiempo. Los estudios indican que los PCB están asociados con ciertos tipos de cáncer en humanos. Las mujeres que estuvieron expuestas a niveles relativamente altos de PCB en el lugar de trabajo o que comieron grandes cantidades de pescado contaminado con PCB tenían bebés que pesaban ligeramente menos que los bebés de mujeres que no tenían estas exposiciones.
El mercurio es un metal natural, un químico útil en algunos productos y un riesgo potencial para la salud. El mercurio existe en varias formas; los tipos a los que las personas suelen estar expuestas son el metilmercurio y el mercurio elemental. El mercurio elemental a temperatura ambiente es un líquido brillante de color blanco plateado, que puede producir un vapor inodoro dañino. El metilmercurio, un compuesto orgánico, puede acumularse en los cuerpos de peces depredadores de larga vida. Para mantener el mercurio fuera del pescado que comemos y del aire que respiramos, es importante llevar los productos que contienen mercurio a una instalación de desechos peligrosos para su eliminación. Los productos comunes que se venden hoy en día que contienen pequeñas cantidades de mercurio incluyen luces fluorescentes y baterías de botón.
Aunque los pescados y mariscos tienen muchos beneficios nutricionales, consumir grandes cantidades de pescado aumenta la exposición de una persona al mercurio. Las mujeres embarazadas que comen pescado alto en mercurio de forma regular corren el riesgo de dañar permanentemente sus fetos en desarrollo. Los niños nacidos de estas madres pueden presentar dificultades motoras, problemas sensoriales y déficits cognitivos. El siguiente póster (publicado por el Maine Center for Disease Control & Prevention) identifica las cantidades típicas (promedio) de mercurio en peces comerciales y capturados por el deporte de consumo común.
Figura\(\PageIndex{1}\): Póster Mercurio en Peces
El bisfenol A (BPA) es un químico producido en grandes cantidades para su uso principalmente en la producción de plásticos de policarbonato y resinas epoxi. Los plásticos de policarbonato tienen muchas aplicaciones, incluido el uso en algunos envases de alimentos y bebidas, por ejemplo, biberones para agua y bebés, discos compactos, equipos de seguridad resistentes a impactos y dispositivos médicos. Las resinas epoxi se utilizan como lacas para recubrir productos metálicos como latas de alimentos, tapas de botellas y tuberías de suministro de agua. Algunos selladores dentales y compuestos también pueden contribuir a la exposición al BPA. La principal fuente de exposición al BPA para la mayoría de las personas es a través de la dieta. El bisfenol A puede filtrarse en los alimentos desde los recubrimientos internos protectores de resina epoxi de los alimentos enlatados y de productos de consumo como vajillas de policarbonato, contenedores de almacenamiento de alimentos, botellas de agua y biberones. El grado en que el BPA lixivia de las botellas de policarbonato al líquido puede depender más de la temperatura del líquido o botella, que de la edad del recipiente. El BPA también se puede encontrar en la leche materna.
¿Qué puedo hacer para evitar la exposición al BPA?
Algunos estudios en animales sugieren que los bebés y niños pueden ser los más vulnerables a los efectos del BPA. Los padres y cuidadores, pueden tomar la decisión personal para reducir la exposición de sus bebés e hijos al BPA:
- No microondas recipientes de plástico de policarbonato para alimentos. El policarbonato es fuerte y duradero, pero con el tiempo puede descomponerse por el uso excesivo a altas temperaturas.
- Los recipientes de plástico tienen códigos de reciclaje en la parte inferior. Algunos, pero no todos, los plásticos que están marcados con los códigos de reciclaje 3 o 7 pueden estar hechos con BPA.
- Reduce tu consumo de alimentos enlatados.
- Cuando sea posible, opte por recipientes de vidrio, porcelana o acero inoxidable, particularmente para alimentos calientes o líquidos.
- Use biberones que estén libres de BPA.
Las dioxinas son una clase de contaminantes químicos que se forman durante procesos de combustión como la incineración de desechos, incendios forestales y quema de basura en el patio trasero, así como durante algunos procesos industriales como el blanqueo de pulpa de papel y la fabricación de herbicidas. Las concentraciones ambientales más altas de dioxina se encuentran generalmente en el suelo y los sedimentos, con niveles mucho más bajos en el aire y el agua. Estamos expuestos principalmente a las dioxinas al comer alimentos contaminados por estos químicos. Los estudios también han demostrado que los trabajadores químicos que están expuestos a altos niveles de dioxinas tienen un mayor riesgo de cáncer. Otros estudios muestran que las dioxinas pueden causar problemas reproductivos y de desarrollo, y un mayor riesgo de enfermedades cardíacas y diabetes.
Los ftalatos son un grupo de químicos utilizados para suavizar y aumentar la flexibilidad del plástico y el vinilo. El cloruro de polivinilo se hace más suave y flexible mediante la adición de ftalatos. Los ftalatos se utilizan en cientos de productos de consumo. Los ftalatos se utilizan en cosméticos y productos de cuidado personal, incluidos perfumes, aerosoles para el cabello, jabón, champú, esmalte de uñas y humectantes para la piel. Se utilizan en productos de consumo como juguetes flexibles de plástico y vinilo, cortinas de ducha, papel tapiz, minipersianas de vinilo, empaques de alimentos y envolturas de plástico. La exposición a niveles bajos de ftalatos puede provenir de comer alimentos envasados en plástico que contienen ftalatos o respirar polvo en habitaciones con minipersianas de vinilo, papel tapiz o pisos recientemente instalados que contienen ftalatos. Podemos estar expuestos a ftalatos bebiendo agua que contiene ftalatos. Se sospecha que los ftalatos son disruptores endocrinos.
El plomo es un metal que se encuentra de forma natural en las rocas y el suelo de la corteza terrestre. También se produce a partir de la quema de combustibles fósiles como carbón, petróleo, gasolina y gas natural; minería; y manufactura. El plomo no tiene sabor ni olor distintivos. El símbolo químico del plomo elemental es Pb. El plomo se utiliza para producir baterías, tuberías, techos, equipos electrónicos científicos, sistemas de rastreo militar, dispositivos médicos y productos para proteger los rayos X y la radiación nuclear. Se utiliza en esmaltes cerámicos y cristalería. Debido a problemas de salud, el plomo y los compuestos de plomo fueron prohibidos de la pintura doméstica en 1978; de la soldadura utilizada en tuberías de agua en 1986; de la gasolina en 1995; de la soldadura utilizada en latas de alimentos en 1996; y de papel de aluminio recubierto de estaño en botellas de vino en 1996. La Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos ha establecido un límite en la cantidad de plomo que se puede usar en la cerámica.
El plomo y los compuestos de plomo se enumeran como “razonablemente anticipados para ser cancerígenos humanos”. Puede afectar a casi todos los órganos y sistemas de tu cuerpo. Puede ser igualmente dañino si se respira o se ingiere. La parte del cuerpo más sensible a la exposición al plomo es el sistema nervioso central, especialmente en los niños, que son más vulnerables a la intoxicación por plomo que los adultos. Un niño que traga grandes cantidades de plomo puede desarrollar daño cerebral que puede causar convulsiones y la muerte; el niño también puede desarrollar anemia sanguínea, daño renal, cólicos y debilidad muscular. Los niveles bajos repetidos de exposición al plomo pueden alterar el crecimiento mental y físico normal de un niño y resultar en problemas de aprendizaje o de comportamiento. La exposición a altos niveles de plomo en mujeres embarazadas puede causar abortos espontáneos, nacimientos prematuros y bebés más pequeños. La exposición repetida o crónica puede hacer que el plomo se acumule en su cuerpo, lo que lleva a intoxicación por plomo.
El cloruro de polivinilo (PVC) es un plástico inodoro y sólido. Es más comúnmente blanco pero también puede ser incoloro o ámbar. También puede venir en forma de polvo blanco o pellets. El PVC está hecho de cloruro de vinilo. El PVC se hace más suave y flexible mediante la adición de ftalatos. El bisfenol A (BPA) también se utiliza para fabricar plásticos de PVC. El PVC contiene altos niveles de cloro. El PVC se utiliza para hacer tuberías, accesorios de tubería, conductos de tubería, pisos de vinilo y revestimiento de vinilo. Cuando se ablanda con ftalatos, el PVC se utiliza para fabricar algunos dispositivos médicos (incluyendo bolsas intravenosas (IV), bolsas de sangre, tubos de sangre y respiratorios) y productos de consumo (impermeables, juguetes, cortinas de ducha, muebles, respaldo de alfombra, bolsas de plástico y tarjetas de crédito). La mayor parte del cloruro de vinilo producido en Estados Unidos se utiliza para fabricar PVC.
La exposición al PVC a menudo incluye la exposición a ftalatos, que se utilizan para ablandar el PVC y pueden tener efectos adversos para la salud. Debido al alto contenido de cloro del PVC, las dioxinas se liberan durante la fabricación, la quema o el vertido de PVC. La exposición a las dioxinas puede causar problemas reproductivos, de desarrollo y otros problemas de salud, y al menos una dioxina se clasifica como carcinógena. Se sospecha que las dioxinas, ftalatos y BPA son disruptores endocrinos, que son sustancias químicas que pueden interferir con la producción o actividad de hormonas en el sistema endocrino humano.
El formaldehído es un gas o líquido incoloro e inflamable que tiene un olor acre y sofocante. Se trata de un compuesto orgánico volátil, que es un compuesto orgánico que fácilmente se convierte en vapor o gas. También se produce naturalmente en pequeñas cantidades inofensivas en el cuerpo humano. La forma principal en que podemos estar expuestos al formaldehído es respirando aire que lo contiene. Las liberaciones de formaldehído en el aire ocurren en industrias que utilizan o fabrican formaldehído, productos de madera (como tableros de partículas, madera contrachapada y muebles), gases de escape de automóviles, humo de cigarrillos, pinturas y barnices, alfombras y telas de prensa permanente. El esmalte de uñas y el acabado de piso aplicado comercialmente emiten formaldehído.
Figura\(\PageIndex{2}\): Se sabe que los productos para uñas contienen productos químicos tóxicos, como ftalato de dibutilo (DBP), tolueno y formaldehído.
En general, los ambientes interiores tienen concentraciones más altas que los ambientes exteriores, debido a que muchos materiales de construcción, productos de consumo y telas emiten formaldehído. Los niveles de formaldehído medidos en el aire interior oscilan entre 0.02—4 partes por millón (ppm). Los niveles de formaldehído en el aire exterior varían de 0.001 a 0.02 ppm en áreas urbanas.
Radiación
La radiación es energía que emiten los átomos y está a nuestro alrededor. Estamos expuestos a la radiación todos los días de fuentes naturales como el suelo, las rocas y el sol. También estamos expuestos a la radiación de fuentes artificiales como rayos X médicos y detectores de humo. Incluso estamos expuestos a bajos niveles de radiación en vuelos a campo traviesa, de ver televisión e incluso de algunos materiales de construcción. No se puede ver, oler o saborear la radiación. Algunos tipos de materiales radiactivos son más peligrosos que otros. Por lo que es importante manejar cuidadosamente la radiación y las sustancias radiactivas para proteger la salud y el medio ambiente.
El radón es un gas radiactivo incoloro e inodoro. Proviene de la descomposición natural del uranio o torio que se encuentra en casi todos los suelos. Por lo general, se mueve hacia arriba a través del suelo y entra en el hogar a través de grietas en pisos, paredes y cimientos. También se puede liberar de materiales de construcción o de agua de pozo. El radón se descompone rápidamente, desprendiendo partículas radiactivas. La exposición a largo plazo a estas partículas puede provocar cáncer de pulmón. El radón es la principal causa de cáncer de pulmón entre los no fumadores, según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, y la segunda causa principal detrás del tabaquismo.