Lección Nº 17 Evaluación Riesgo Responsabilidad

AGENTES AMBIENTALES UTP AREQUIPA

PROFESOR: ING. LUIS ENRIQUE DELGADO BARRIGA

LECCIN N 17: EVALUACIN DEL RIESGO AMBIENTAL

PERIODO: 2014-I

RIESGO probabilidad de que ocurra un evento

con consecuencias negativas (USEPA,

2001)

Evento exposicin a un peligro

Sustancia txica en al ambiente

aire agua suelo alimentos

Consecuencias negativas efecto

- Compuesto (toxicidad)

- Dosis

- Tiempo y frecuencia

Se expresa en trminos cuantitativos de probabilidad

Riesgo de morir por cualquier causa en un ao en Mxico

2000 435,000 muertes

97.5 millones de habitantes

Riesgo anual = 435,000/97,500,000 = 0.0045

1/10,000 = 0.45%

Exposicin

ACTIVIDAD

TIPO DE RIESGO

Fumar 1.4 cigarros Cncer, enfermedades

cardiovasculares Viajar 450 km en coche Accidente Volar 1,600 km en avin Accidente

Viajar 15 km en bicicleta

Accidente

Vivir dos meses de verano en Denver

Cncer por radiacin csmica

Vivir dos meses con un fumador

Cncer, enfermedades cardiovasculares

Comer 40 cucharadas de crema de cacahuate

Cncer de hgado por aflatoxinas

Comer 100 pedazos de

carne asada al carbn

Cncer por

benzo[a]pireno

Vivir 50 aos a 10 km de

un reactor nuclear

Accidente que libere

radiaciones

RIESGOS NO PREOCUPANTES (10-6)

EVALUACIN DE RIESGO A LA SALUD

Identificacin del

peligro

Evaluacin dosis-

respuesta

Evaluacin de la

exposicin

Caracterizacin del

riesgo

IDENTIFICACIN DEL PELIGRO

OBJETIVO: determinar el vnculo entre un peligro

(compuesto) y un efecto a la salud

EVIDENCIAS

1) Toxicolgicas: efectos en animales de

experimentacin

Muy tiles para evaluar efectos a

diferentes niveles de exposicin Limitaciones

- Diferencias en metabolismo y susceptibilidad

- Concentraciones elevadas (10-2, 10-3)

- Efectos dependen del nivel de exposicin, nmero y

separacin de aplicaciones y forma de exposicin

Modelos toxicocinticos con base fisiolgica (PBTK)

..1

2) Epidemiolgicas: efectos en poblaciones expuestas.

Buscan una relacin entre la

exposicin y los cambios en la salud

IDENTIFICACIN DEL PELIGRO ..2

Estudios de cohorte Estudios de casos y controles

tiempo

Exposicin

Salud

casos controles

expuestos

no expuestos

a b

c d


Estudios de casos y controles

Riesgo relativo: proporcin de riesgo de la poblacin

expuesta entre proporcin de la

poblacin no expuesta

a/(a+b)

c/(c+d)

Riesgo atribuible: valor atribuible a la exposicin

Rr =

a

a + b

c

c + d - Ra =

> 1 riesgo en exp.

= 0 no riesgo adicional

> = riesgo adicional


Limitaciones

Confusores variables que se relacionan con el compuesto

y con el efecto de forma independiente. Se

controlan estadsticamente

efecto

exposicin

confusor

Sesgos

- Clasificacin inadecuada de los individuos

- Muestra poco representativa

EVALUACIN DE LA EXPOSICIN

Exposicin: contacto con una sustancia a travs de las

barreras del cuerpo (piel, tracto respiratorio,

tracto gastrointestinal, mucosas)

OBJETIVO: estimar la magnitud, frecuencia, ruta,

va, duracin de la exposicin

Ruta: camino que sigue el compuesto en el ambiente desde

que se emite hasta que se pone en contacto con el

individuo (agua, aire, suelo, alimentos)

Va: mecanismo por el cual entra el compuesto al cuerpo

(inhalatoria, oral, drmica)

Exposicin = suma de todas las rutas y vas

..1

EVALUACIN DE LA EXPOSICIN ..2

DOSIS

potencial aplicada interna

Biolgicamente

efectiva


MAGNITUD

Concentracin, duracin y Frecuencia

- Crnica: 10 al 100% del tiempo de vida

- Subcrnica: < 10% del tiempo de vida

- Aguda: 1 da o menos


MEDICIN

Directa

Monitoreo ambiental monitores personales en aire

Monitoreo biolgico

Compuesto y metabolitos

(fluidos biolgicos)

Biomarcadroes

(cambios fisiolgicos,

bioqumicos, moleculares)

Indirecta estimacin con modelos matemticos

Concentraciones ambientales

(aire, agua, suelo, alimentos)

Patrones humanos

(inhalacin, ingestin

contacto drmico)

+


MEDICIN INDIRECTA

Factores de rutas de exposicin (FRE):

traducen una concentracin en una exposicin

diaria (mg/kg/dia) de por vida, considerando

informacin fisiolgica y patrones humanos. Son

estimaciones matemticas

Dosis diaria promedio (ADD):

toma como base la exposicin promedio de vida

ADD = dosis total

Peso corporal X tiempo promedio

Dosis total = concentracin x ingestin x frecuencia x duracin o

inhalacin

EVALUACIN DE LA EXPOSICIN

..6

Efectos carcinognicos

Exposicin estocstica a mayor exposicin mayor

probabilidad de efecto

(no afecta severidad)

Efectos no carcinognicos

Exposicin determinstica a mayor exposicin mayor

efecto

EVALUACIN DOSIS-RESPUESTA ..1

OBJETIVO: encontrar una relacin matemtica entre

la exposicin y el riesgo de desarrollar

una respuesta negativa a esa dosis

dosis

respuesta

Sin umbral - carcingenos

Efecto a dosis bajas con baja

probabilidad de respuesta

Mayor exposicin = mayor riesgo

(relacin lineal, extrapolacin)

Con umbral no carcingenos

Al pasar el umbral, a mayor

exposicin mayor respuesta

No

respuesta

dosis

respuesta

EVALUACIN DOSIS-RESPUESTA

COMPUESTOS NO CARCINOGNICOS

..2

dosis

Importante determinar un nivel seguro de exposicin para los

individuos ms sensibles (proteccin para toda la poblacin)

Proporcin de la

poblacin con

respuesta

NOAEL

LOAEL

LOAEL = Dosis ms baja que causa una respuesta observable

NOAEL = Dosis que no causa una respuesta observable


COMPUESTOS NO CARCINOGNICOS

..3

Estndares de Seguridad

Dosis de referencia (RfD)

Concentracin de referencia (RfC)

Ingesta diaria aceptable (ADI) OMS

Ingestiones tolerables (TIs) PISQ

EUA

EVALUACIN DOSIS-RESPUESTA ..4

Criterios para seleccin de estudios

- Caractersticas de los animales de experimentacin

- Dosis

- Efectos evaluados

- Calidad de los datos

Sexo ms sensible de la especie ms sensible para el

rgano ms sensible

Estudio crtico menor dosis con efectos adversos

Efecto crtico LOAEL ms bajo


INCERTIDUMBRE

COMPUESTOS NO CANCERGENOS

..4

Importante considerar la incertidumbre para establecer los umbrales

y estndares de seguridad

RfC o RfD = NOAEL

UFH x UFS x UFL x MF

EXTRAPOLACI N

FACTOR DE

INCERTIDUMBRE TPICO

RAZONAMIENTO

EVIDENCIA EMPRICA

Animal a humano

(UF H )

10

Sensibilidad diferente

entre especies

Diferencias metablicas

Humano ms sensible

- 6 veces que rata

- 4 veces que cobayo

- 12 veces que ratn

Promedio a

p oblacin sensible

(UF S )

10

Variabilidad en humano,

extremo ms sensible

Intervalo entre ms

sensibles y menos sensibles

< 10

LAEL a NOAEL ( UF L ) 10 NOAEL no encontrada Relacin LALE - NOAEL < 10 Subcr nico a cr nico

(UF C )

10 umbrales para exposicin

c r nica, pero estudios

con exposicin menor

Relaci n entre NOAEL

cr nica - subcr nica es < 10

Calidad de datos

(MF)

1 10 Evidencias insuficientes o controversiales

Juicio subjetivo de la

evidencia disponible


INCERTIDUMBRE


..5

Dosis de referencia

(Benchmark dose)

dosis

respuesta

Dosis

de

referencia

DE10

Eleccin de dosis

con cierta respuesta

(DE10)

Dosis de referencia

= nivel superior de

incertidumbre


INCERTIDUMBRE

COMPUESTOS CANCERGENOS

..6

Extrapoblacin de

Exposicin alta a baja Mecanismo del cncer

Modelo de

un contacto

Modelo

multicontacto

Modelo de

etapas mltiples

una sola interaccin

con ADN causa tumor

exposicin

probabilidad de dao

Relacin lineal

varias interaccin

con ADN causan tumor

Estimacin de

mxima

probabilidad

Transicin por

varios pasos

para generar tumor

Etapas mltiples

linearizadas

Factores de pendiente: - pendiente a dosis ambientales

- cambios en riesgo de cncer por cambios

en la dosis

- dependen de la va de exposicin

CARACTERIZACIN DEL RIESGO ..1

OBJETIVO: - integrar la informacin de la evaluacin

de la exposicin y los datos de la

dosis-respuesta

- discutir la naturaleza y alcance del

riesgo, las suposiciones, limitaciones e

incertidumbre

Preguntas gua:

- Cules son las incertidumbres al estimar los efectos a la

salud? cmo se deben calcular y presentar?

- Cules son las incertidumbres biolgicas? cul es su

origen? Cmo se van a estimar? qu efectos tienen en las

estimaciones cuantitativas?

- Qu evaluaciones de dosis-respuesta y exposicin deben ser

utilizadas?

- Qu grupos poblacionales deben ser los primeros en ser

protegidos y cules de ellos representan la expresin ms

significativa del riesgo a la salud?

CARACTERIZACIN DEL RIESGO


..2

Determinar si la exposicin cruza el umbral

Cociente de peligrosidad = Exposicin

RfC

< 1 riesgo aceptable

> 1 riesgo no aceptable

CARACTERIZACIN DEL RIESGO

COMPUESTOS CANCERGENOS

..2

Basada en factores de pendiente

Compuesto

Unidad de exposicin

Va (oral o inhalatoria)

Potencial

carcinognico

Riesgo adicional

Riesgo extra

Riesgo a la dosis

administrada mayor

que riesgo de fondo

(sin dosis)(= al de

Animales)

Riesgo de fondo = 0

Riesgo de vida = LADD x Factor de pendiente

EVALUACIN DE RIESGO AMBIENTAL

DEFINICIN: determinacin de la naturaleza y

probabilidad de que las actividades

antropognicas causen efectos indeseables

en animales, planta y ambiente

..1

EVALUACIN DE RIESGO AMBIENTAL ..2

Identifica: valores ambientales de inters

riesgos ms importantes

lagunas de informacin investigaciones

futuras

Riesgo ambiental = Exposicin Efecto + incertidumbre

Informacin incompleta

Transicin continua

Apoya: Toma de decisiones en manejo ambiental

EVALUACIN DE RIESGO AMBIENTAL ..3

Proceso interactivo

Definicin del

problema

Caracterizacin

de la

exposicin

Caracterizacin

de los efectos

ecolgicos Anlisis

Caracterizacin

del riesgo

USEPA, 1998

DEFINICIN DEL PROBLEMA

..1

Objetivo: - Examinar los factores causantes del

estrs ambiental y los efectos ecolgicos

- Caracterizar el ecosistema afectado

a) Descripcin del sitio caractersticas importantes

para estimar el riesgo

- Localizacin

- Topografa

- Hidrologa (drenaje)

- Clima

- reas vulnerables (especies en peligro)

- Efectos aparentes


..2

b) Seleccin de los parmetros o indicadores

Caractersticas de los ecosistemas (componentes)

donde se espera observar el efecto y que son

importantes para la sustentabilidad. Se pueden medir

o predecir

En especies - ind. Biolgicos (plantas secundarias)

En poblaciones tablas de vida (distribucin de

edades, variabilidad gentica, etc.)

En comunidades (abundancia, diversidad, sucesin

tamao, etc.)

En ecosistemas transporte y destino de energa

(estructura trpica)

transporte y destino de materia

(ciclos biogeoqumicos)


..3

c) Establecimiento del modelo conceptual

Resumen de la informacin

Hiptesis de trabajo

Cul es el peligro? Cules son los efectos?

Fuentes Factores Procesos Receptores

Diagrama de flujo


..4

d) Formulacin del plan de anlisis

Estrategia del estudio (Fases)

- Muestreo

- Anlisis qumico

- Anlisis de toxicidad

- Medicin de parmetros ambientales

- Anlisis de datos

- Modelacin

ANALISIS ..1

Objetivo: - Evaluar los datos toxicolgicos

- Establecer la relacin estresor-respuesta

- Calcular la exposicin

CARACTERIZACIN DE LA EXPOSICIN

Exposicin = Contacto

con estresor

Coincidir en

tiempo y espacio

Liberacin de

la fuente

Interaccin

con ecosistema

Exposicin

Modelos

mecansticos

Calidad de agua

Balance de masas

Simplificacin

(incertidumbre)

Datos cuantitativos

ANALISIS ..2

CARACTERIZACIN DE LOS EFECTOS

Naturaleza y magnitud en funcin de la exposicin

- Monitoreo

- Pruebas de toxicidad

en medio contaminado

- Pruebas de toxicidad

tradicionales (CE50-CL50)

Dosis-repuesta

(umbrales)

Incertidumbre en extrapolacin

- Espacio

- Tiempo

- Nivel de organizacin en ecosistema (ind. comunidad)

- Especies de laboratorio especies nativas


Objetivo: - Integrar la informacin de exposicin y

efectos, considerando la incertidumbre

- Evaluar el significado de los cambios

ecolgicos pronosticados

No hay modelo nico ideal Restricciones de tiempo,

Dinero y conocimiento

a) Modelos empricos

Cociente de

Peligrosidad

(equivalente en ERS)

Q = CAE/CTE

CAE Conc. estimada a una

exposicin ambiental

CTE Conc. Toxicolgicamente

efectiva


a) Modelos empricos

- No cambios en la concentracin en tiempo y espacio

- Efectos en laboratorio extraplales a campo

- til para clculo inicial

- No considerar cuantitativamente

< 0.1 efectos no adversos

0.1 10 posibles efectos adversos

> 10 probables efectos adversos

b) Modelos de proceso

- Compara la distribucin de la exposicin con la

distribucin de los efectos

- Probabilidad que la CAE y CTE tengan la misma

distribucin

- Reconoce la variabilidad espacio-temporal y de la

respuesta ecolgica (modelo ms real)


c) Modelos fsicos y experimentales

- Sistemas artificiales para medir respuesta al estrs

ecolgicos (microcosmos acuticos)

- No rplicas

- Muy costosos

- No extraplales a otros ecosistemas

Estimacin del riesgo

Naturaleza, magnitud y distribucin de los efectos

Cambio significativo

Capacidad de recuperacin

Redundancia de especies

Valor social del ecosistema

(sustentabilidad)


- Comparar contra cambios naturales (intrnsecos)

- Vulnerabilidad diferente bosque incendios naturales

selvas incendios provocados

- Cambio estadstico cambio significativo

decisin con pocos datos, poco claros

evidencias y experiencia

- Decisin por escala

espacial grandes reas

temporal largo plazo

reversibilidad no reversible

EVALUACIN DE RIESGO

A LA SALUD

EVALUACIN DE RIESGO

AMBIENTAL

- Presencia en el ambiente

- Concentraciones en el ambiente

- Factores que afectan destino y transporte

- Modelos de bioacumulacin

- Rutas de exposicin

Menos recursos e importancia

Mayor complejidad

EVALUACIN DEL RIESGO

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