TOXICOLOGÍA

Riesgo sanitario por pesticidas organoclorados en aguas de una laguna pampeana argentina

Health risk by organochlorine pesticides in waters of an Argentine pampean shallow lake

Fabio Peluso¹ *, Fabián Grosman² **, José González Castelain³ *

1. Doctor en Ingeniería Sanitaria y Ambiental
2. Licenciado en Biología. Magister Scientiae en Gestión Ambiental.
3. Licenciado en Biología

* Instituto de Hidrología de Llanuras (UNCPBA, CIC, MA). CC 44, CP B7300, Azul, prov. de Buenos Aires, Argentina.
** Instituto Multidisciplinario sobre Ecosistemas y Desarrollo Sustentable (FCV, UNCPBA)

Resumen

En la laguna El Carpincho (Junín, provincia de Buenos Aires, Argentina) se determinaron agroquímicos organoclorados, por lo que podrían existir efectos negativos para la salud en sus usuarios. El objetivo del trabajo fue estimar el riesgo sanitario (ARS) por los pesticidas hallados durante el baño recreativo. El ARS se basó en el modelo USEPA probabilístico para riesgo agregado y acumulativo a los pesticidas a y δ Hexaclorociclohexano (HCH), Endosulfán y Endosulfán sulfato. El ARS se estimó tanto para efectos no carcinogenéticos como carcinogenéticos, considerando la ingesta accidental de agua y el contacto dérmico. El individuo expuesto asumido fue un pescador deportivo que toma un baño en la laguna de una hora por día. Su tipología (frecuencia de excursiones, duración y experiencia) se justificó en resultados previos referidos a aspectos sociales de la pesquería allí instalada. El riesgo agregado y acumulativo para los efectos no carcinogenéticos y carcinogenéticos fue de 3,19E^-05 y 1,76E^-08 (5 y 3 órdenes de magnitud menores al nivel de peligrosidad para cada tipo de efecto), siendo los isómeros de HCH los principales contribuyentes en ambos casos. El uso de la laguna para baño no representaría un riesgo atendible para las condiciones de exposición consideradas.

Palabras clave: Análisis de riesgo sanitario; Pesticidas organoclorados; Calidad de las aguas recreativas; Lagunas pampeanas

Summary

Organochlorine pesticides were detected in El Carpincho shallow lake (Junín, Buenos Aires province, Argentina), and they could have negative effects on its users' health. The object of this study was to assess the human health risk (HR) associated with these pesticides during recreational bathing. The probabilistic HR assessment was based on aggregate and cumulative USEPA models and applied to a and δ HCH, Endosulfan and Endosulfan sulphate pesticides. The cancer and noncancer risks were estimated for accidental drinking and dermal contact. The exposure considered was one hour a day^-1 by a sport fisherman. The fisherman characteristics (annual fish trip frequency, event length, experience) were based on previous studies on social aspects of local anglers. The aggregate and cumulative noncancer and cancer risks were 3.19E^-05 and 1.76E^-08 (5 and 3 orders of magnitude lower than the level of hazard for each type of effect). Isomers of HCH were the major contributors in both cases. The recreational use of this shallow lake would not represent an adverse health risk considering the assumed conditions of exposure.

Keywords: Health risk analysis; Organochlorine pesticides; Recreational waters quality; Pampean shallow lakes

Introducción

La actividad recreativa con contacto directo en aguas naturales no tiene una regulación específica en la provincia de Buenos Aires, Argentina. Los análisis de riesgo sanitario (ARS) son herramientas de gestión que permiten establecer si las sustancias químicas presentes en un medio representan una amenaza para la salud de las personas (1). Entonces, la aplicación de estas herramientas puede suplir ese vacío legal (2), hasta tanto se establezca la norma.
La pesca deportiva en lagunas pampeanas es una actividad que moviliza gente durante todo el año; en invierno se focaliza en la pesca del pejerrey (Odontesthes bonariensis) y en verano está dirigida a la tararira (Hoplias malabaricus), bagre (Rhamdia quelen) y carpa (Cyprinus carpio) (3), estimando 1.125.000 pescadores deportivos sólo en la provincia de Buenos Aires (4). En la laguna El Carpincho, cercana a la ciudad de Junín (87.000 habitantes), se practica la pesca deportiva en forma intensa. Los 8.613 pescadores deportivos juninenses realizan 193.203 excursiones de las cuales 135.242 se concretan entre esta laguna y otra cercana (Laguna de Gómez) (5). La cercanía entre el cuerpo de agua y la ciudad identifica a las pesquerías suburbanas, donde la probabilidad de efectivizar una excursión de pesca es mayor (6).
La laguna El Carpincho, de 440 hectáreas, se sitúa en la cabecera o cuenca superior del Río Salado, en una región de uso agrícola intensivo con predominio actual de cultivo de soja. Dado que relevamientos de calidad del agua determinaron la presencia de agroquímicos (7), es necesario analizar la posibilidad que pudieran ocurrir efectos sanitarios en los pescadores y/o en sus acompañantes que eventualmente se bañaran durante la temporada estival. Ante la falta de un cuerpo normativo con niveles máximos permisibles para esas y otras sustancias en aguas con uso recreativo con contacto directo, el presente trabajo tiene por objeto estimar probabilísticamente el riesgo sanitario por los agroquímicos hallados de realizarse baño recreativo en aguas de esta laguna sobre la base de la información disponible para la gestión del recurso.

Materiales y Métodos

MODELO DE ANÁLISIS DE RIESGO SANITARIO (ARS)

En este estudio, por referirse al baño en una laguna, la exposición se basa únicamente en la ingesta accidental de agua y en el contacto dérmico, ya que la inhalación de sustancias que puedan generar vapores se considera irrelevante.
La estimación del ARS por esas dos rutas de exposición se realizó utilizando los modelos de USEPA. Según ellos el riesgo es una función de la toxicidad de la sustancia peligrosa y la magnitud de la exposición a la misma, siendo esta última una medida de la "calidad y cantidad" del contacto entre la sustancia y el organismo expuesto (8) (9).
La exposición crónica o subcrónica a una sustancia peligrosa por la ruta de ingesta accidental se calculó por la ecuación 1 y la ruta de contacto dérmico por la ecuación 2. Cada variable, salvo la concentración de la sustancia, fue tratada probabilísticamente.

Siendo:
ADDI = dosis diaria promedio por ingesta (en mg kg^-1 d^-1)
C = concentración de la sustancia peligrosa en el agua (en mg L^-1)
Ir = tasa de ingesta diaria del agua (en L d^-1)
EF = frecuencia de la exposición (en d a^-1)
ED = duración de la exposición (en a)
Bw = peso corporal de la persona expuesta (en kg)
AT = factores de corrección por tiempo promedio (ED * 365 días para sustancias no carcinogenéticas; duración estadística de la vida humana (70) * 365 días para sustancias carcinogenéticas)
ADDC = dosis diaria promedio por contacto directo (en mg kg^-1 d^-1)
SA = extensión de la superficie de contacto entre la piel y el agua (en cm²)
Kp= coeficiente de permeabilidad dérmica de la sustancia (en cm h^-1)
ET = duración diaria del evento de exposición (en h d^-1)
AT1 = factor de corrección de unidades de superficie y volumen (10.000 cm² m^-2 * 0.001 L cm^-3)

El cálculo del riesgo por sustancia de efectos tóxicos no carcinogenéticos (ENC) por ruta de exposición se realizó por el cociente del valor de ADD con una dosis referencial específica para esa ruta, siendo el valor por debajo del cual no existen efectos toxicológicos sobre el individuo expuesto. Se usó como dosis umbral a la Dosis de Referencia (RfD) (8). El nivel de riesgo para las sustancias no carcinogenéticas se cuantificó estimando la excedencia de la dosis diaria promedio respecto de la dosis de referencia por sustancia según la ruta de exposición a partir del cociente de riesgo R (8). Si el valor de R excede la unidad, se considera que existe un nivel de riesgo atendible.
Para el caso de cálculo del riesgo para las sustancias de efectos tóxicos carcinogenéticos (EC), la exposición se estimó también en base al ADD de cada ruta de exposición, aunque la duración de la exposición considerada en el factor de corrección AT fue de 70 años. El cálculo del riesgo se efectuó a partir del producto de ADD por un valor referencial toxicológico, denominado Factor de Pendiente SF (10), también particular según la ruta de exposición. Esta metodología, en realidad, calcula el exceso de riesgo individual por cáncer asumiendo una relación lineal entre las concentraciones de exposición y los efectos carcinogenéticos, método por defecto utilizados por USEPA (10) (11).
En Argentina, el valor aceptado como riesgo individual máximo por exposición a sustancias carcinogenéticas en agua de bebida es de 10E^-5, el equivalente a un nuevo caso de cáncer asimilable a esa causa por cada 100.000 habitantes. Este límite está establecido en las normas locales de calidad de agua para consumo humano (12) (13). No hay referencias sobre límites aceptados para sustancias no carcinogenéticas.
El riesgo agregado (exposición simultánea a la misma sustancia peligrosa por diferentes vías de contacto) y acumulativo (exposición simultánea a diferentes sustancias) (14), se realizó empleando un modelo aditivo conformando un Índice de Riesgo, utilizado por USEPA para evaluaciones ARS de prospección inicial (8)(15)(16).

OBTENCIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL MODELO

1) Concentración de las sustancias peligrosas en el agua

Los agroquímicos presentes según estudios previos son a y δ Hexaclorociclohexano (HCH), Endosulfán y Endosulfán sulfato (7). En la Tabla I se presentan las sustancias con su código de identificación (CAS) y su concentración en mg L^-1 junto a la técnica analítica empleada para su determinación así como su límite de detección.

Tabla I. Sustancias relevadas en aguas de la laguna El Carpincho, con su código identificatorio (CAS), su concentración (Conc.), y la técnica empleada para su determinación con su límite de detección.

El relevamiento consistió en una muestra de agua obtenida en diciembre de 2007 por mezcla de un conjunto de submuestras subsuperficiales de diferentes puntos de la laguna asumiendo a través de ello la representatividad de las concentraciones para todo el cuerpo de agua. Las submuestras fueron colectadas según técnica estándares para las determinaciones analíticas a realizar (botellas de vidrio color ámbar con tapón interno de teflón) y fueron refrigeradas (4-8 ºC) hasta el momento del análisis. Este se llevó a cabo en un laboratorio privado habilitado por la autoridad de aplicación en materia ambiental de la provincia de Buenos Aires (Reg. 017 Res. 640/02 del Organismo Provincial para el Desarrollo Sostenible, ex Secretaría de Política Ambiental).

2) Tasa de ingesta, frecuencia y duración de la exposición recreativa

Se consideró como individuo expuesto a un pescador que durante la actividad pesquera en época estival, decidiera realizar un baño recreativo en las aguas de la laguna. La tasa de ingesta accidental considerada es de 0,05 L h^-1 (8) (17), y la duración del evento diario de exposición es de una hora.
La frecuencia de la exposición deriva de estudios sociológicos de la pesquería en esa laguna (5), donde se determinaron las tasas anuales de concurrencia. Las frecuencias anuales halladas se prorratearon a la duración del verano (3 meses), quedando las probabilidades de los distintos estratos tal como presenta la Tabla II.

Tabla II. Probabilidad (P) de niveles de frecuencias anuales prorrateadas (FAP) al período estival de visitas con fines de pesca deportiva a la laguna El Carpincho, obtenidas de Grosman y Benito (5).

La duración de la exposición se obtuvo de Grosman y Benito (5), a partir del cómputo de la cantidad de años de experiencia en la actividad pesquera deportiva en el sitio. Con el conjunto de valores surgidos de la encuesta (5) se estudió el tipo de curva de distribución de frecuencias de mejor ajuste con el software Crystal Ball (18) resultando la de tipo Gama, con los siguientes parámetros descriptivos (en años):

Valor mínimo: 1
Valor máximo: 55
Locación: 4,4
Alfa: 3,11
Beta: 9,12

3) Peso, superficie corporal y coeficientes de permeabilidad dérmica.

Los valores del peso corporal fueron derivados a partir del estudio de De Girolami et al., (19) sobre índice de masa corporal (IMC), extrayéndose el peso de IMC correspondiente al estrato de edad de 60 a 75 años. Posteriormente, utilizando el peso y la talla para ese rango de edad, se estimó la superficie corporal aplicando la fórmula de DuBois y DuBois (20), tal como muestra la ecuación 3. Los parámetros de ambas distribuciones se brindan en la Tabla III.

Donde:
SC: superficie corporal (en m²)
H: altura (en cm)
P: peso (en kg)

Tabla III. Parámetros de la distribución de probabilidades (Dist. P.) del peso (en kg) y la superficie corporal (Sup., en m²). Media: media aritmética; DE.: desvío estándar.

Dado que se asume que el bañista tendría un contacto completo con el agua, el valor de SC es el que se utiliza en reemplazo de SA de la ecuación 2.
Los Coeficientes de Permeabilidad Dérmica (Kp) se estimaron según USEPA (21) (22), aplicando la ecuación basada en el peso molecular (Mw) y en el coeficiente de partición octanol-agua (Kow), tal como muestra la ecuación 4. En la Tabla IV se aprecian los Kp junto con los Mw y los Kow para las cuatro sustancias halladas en El Carpincho.

Tabla IV. Constantes de permeabilidad de las sustancias (Kp, en cm h^-1), estimadas a partir de sus pesos moleculares (MW, en g mol^-1) y el logaritmo de sus coeficientes de partición octanol-agua (Logkow, adimensional).

CÁLCULO DEL NIVEL DE RIESGO Y USO DEL VALOR DE REFERENCIA TOXICOLÓGICO

El riesgo se calculó individualmente, por sustancia y por vía de contacto, y posteriormente, para todas las sustancias por ambas vías, aplicando un modelo aditivo tal como corresponde a un ARS de tipo acumulativo (16). El cálculo se realizó probabilísticamente con el software Crystal Ball 7.1 (18), aplicando Monte Carlo para 5.000 iteraciones (23) en base a los tipos de distribución de probabilidades de cada variable. En la Tabla V se presentan los referenciales toxicológicos tanto para los efectos no carcinogenéticos (RfDs) como para los carcinogenéticos (SFs), por ingesta oral y por contacto directo. De las distribuciones probabilísticas de valores de riesgo en cada caso, se extrajeron como estadísticos representativos los valores mínimo y máximo, la media aritmética, el desvío estándar y el percentilo 95.

Tabla V. Referenciales toxicológicos de las sustancias (en mg L^-1 d^-1) según las rutas de contacto (ingestión y contacto dérmico) para los efectos no carcinogenéticos (RfD) y carcinogenéticos (SF). Para estas últimas se menciona su estatus clasificatorio en base a su carcinogenicidad (Clas. Car.).

Resultados

Los resultados probabilísticos obtenidos del ARS por efectos no carcinogenéticos (ENC) y carcinogenéticos (EC) debidos a la ingesta accidental y al contacto dérmico de cada agroquímico durante la actividad recreativa en el escenario establecido, se presentan en las Tablas VI y VII, respectivamente. En las mismas se consigna también el riesgo acumulativo.

Tabla VI. Riesgo por efectos no carcinogenético (RNC) y carcinogenético (RC) por ingesta accidental, por sustancia y acumulativo (Acum.).

Tabla VII. Riesgo por efecto no carcinogenético (RNC) y carcinogenético (RC) por contacto directo, por sustancia y acumulativo (Acum.).

De los resultados puede apreciarse que, ni siquiera en los valores máximos de las distribuciones probabilísticas, existe riesgo sanitario que supere los valores limitantes para RNC (límite = 1) o RC (límite = 10^-5). Esto ocurre para ambas vías de contacto y asumiendo la peor condición, es decir, considerando la exposición conjunta a las cuatro sustancias simultáneamente. Comparando ambas vías, se aprecia que el contacto directo ofrece valores de riesgo mayores que los de ingesta (12 y 10 veces comparando los valores máximos de los riesgos para ENC y EC, respectivamente). La sustancia que en mayor grado contribuye al riesgo es el a-HCH ya que para ENC y EC aporta el 56,95% y 87,02% del valor conjunto para ambas vías de contacto, considerando los valores máximos.
Los resultados probabilísticos del ARS por los ENC y los EC debidos a las dos vías de exposición tomadas de manera agregada por agroquímico y también acumulativa, es decir, para las dos vías y todos los agroquímicos, se presentan en la Tabla VIII. Tampoco en este caso ni para los ENC ni para los EC se superan sus respectivos límites. En el caso de los ENC, el valor máximo del riesgo por las cuatro sustancias en conjunto y ambas vías de contacto simultáneas, es 5 órdenes de magnitud inferior al límite (exactamente, 26.954 veces menor). Y en el caso de los EC, el riesgo es 3 órdenes de magnitud inferior al límite (347 veces menor).

Tabla VIII. Riesgo agregado para efectos no carcinogenético (RNCAg) y carcinogenético (RCAg), por sustancia y acumulativo (Acum.).

Discusión

Se suele relacionar causalmente la mala calidad de las aguas recreacionales con la posibilidad de contraer enfermedades, sobre todo gastrointestinales, pulmonares, sobre órganos de los sentidos (ojos, oídos) y piel (26). Entre ellas, las gastrointestinales (vómitos, diarreas, náuseas) son las que epidemiológicamente resultaron más estudiadas con relación a la calidad del agua (en particular, a su composición bacteriológica). A partir de ello, se suelen utilizar como indicadores ciertos recuentos bacteriológicos (27-30). En Argentina, la calidad del agua de los ambientes acuáticos superficiales de los que se hace uso recreativo con contacto directo (natación, por ejemplo) es evaluada por los Niveles Guía Nacionales para Calidad de Agua Ambiente para Recreación Humana, de la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación (13). En el mismo sólo se establecen parámetros microbiológicos como límites.
Cuando se detectan sustancias químicas peligrosas en el agua, la gestión suele confrontar las concentraciones relevadas con Niveles Guía (NG) para el agua de consumo humano, pudiendo utilizarse los Niveles Guía Nacionales para Calidad de Agua Ambiente para Fuente de provisión de agua para consumo humano (13), o en el Código Alimentario Argentino (31) (32). Para el caso concreto de las lagunas bonaerenses también se podría recurrir a la Ley 11820 de la Provincia de Buenos Aires (33).
Este proceder, sin embargo, adolece de inconvenientes que se subsanan con la aplicación de los ARS.
Tal como se discute en Peluso et al., (2) los ARS poseen ventajas operativas sobre los niveles máximos permisibles como herramientas de gestión. Entre ellas, se menciona que, a diferencia de los NG, estas metodologías hacen un estudio más exhaustivo y realista de todo el proceso de exposición, pudiendo diferenciar entre rutas (digestiva, respiratoria, dérmica) y escenarios (recreativo, residencial, laboral), dando lugar a los ARS agregados y acumulativos, tal como se realizó en este trabajo. Si se apela únicamente a los NG, la pregunta sobre si la presencia de esos agroquímicos puede generar afecciones a la salud de utilizarse la laguna para baño recreativo, permanecería sin respuesta.
Este estudio posee un único muestreo, por ello los datos representan apenas una "fotografía instantánea" del estado de calidad de las aguas. Por lo tanto no se debe considerar que este trabajo intenta una caracterización exhaustiva de la misma. El aporte del mismo radica en poner a prueba las bondades y potencialidades de un método de evaluación frente a la única información de base disponible para la gestión del recurso.
La Provincia de Buenos Aires no cuenta con una tabla de NG que regule la balneabilidad de los cuerpos de agua naturales. El presente trabajo muestra que, ante la falta de otra herramienta para el control de la calidad físico química del agua para uso recreativo con contacto directo, los ARS podrían actuar como una posible estrategia de gestión sustituta.

Conclusiones

El riesgo agregado (debido a la ingesta y al contacto dérmico simultáneamente) y acumulativo (exposición a a y δ HCH, endosulfán y endosulfán sulfato conjuntamente), considerando tanto los efectos no carcinogenéticos como los carcinogenéticos, fue de 5 y 3 órdenes de magnitud menores al nivel de peligrosidad límite para cada tipo de efecto (1 y 10E^-05, respectivamente). Por lo tanto, el uso de la laguna para baño no representaría un riesgo atendible para las concentraciones de los pesticidas presentes y los escenarios de exposición considerados en el ARS.
Del conjunto de las cuatro sustancias, los isómeros HCH son los principales contribuyentes para ambos tipos de efectos. Comparando ambas vías de exposición, el contacto directo ofrece valores de riesgo 10 veces mayores que los de ingesta accidental.
Los ARS resultan herramientas de gestión sustitutas en el marco de la carencia de un cuerpo normativo lo suficientemente abarcativo que contemple los niveles guía de las sustancias que potencialmente pueden encontrarse en aguas sujetas a uso recreativo.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo se financió parcialmente con fondos del CONICET, Proyecto PIP 5877, Monitoreo de contaminantes organoclorados en lagunas bonaerenses: Evaluación del impacto sobre la ictiofauna. Implicancias y perspectivas de Aplicación. Director: Maggese, M. C., 2005.

CORRESPONDENCIA

DR. FABIO PELUSO
Instituto de Hidrología de Llanuras
CC 44 7300 AZUL, provincia de Buenos Aires
Telefax: 02281-432666
E-mail: fpeluso@faa.unicen.edu.ar

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Aceptado para su publicación el 15 de mayo de 2009