¿Cuándo y dónde nos encontramos más expuestos a la contaminación atmosfèrica? La necesidad de la evaluación de la exposición personal

Tradicionalmente, la exposición de la población a los contaminantes atmosféricos se ha evaluado en base a los datos obtenidos de las estaciones de monitoreo de la calidad del aire situadas alrededor de todo el país (en Cataluña tenemos las de la XPVCA, http://dtes.gencat.cat/icqa), que proporcionan datos de una gran variedad de contaminantes, pero en pocos puntos de una ciudad o región.

No obstante, según la definición de Ott (1982), la exposición humana es el “evento cuando una persona entra en contacto con un contaminante de una determinada concentración durante un determinado periodo de tiempo”. Por tanto, para una medida precisa de la exposición personal, se tienen que tener en cuenta los diferentes espacios donde se pasa el tiempo (Ashmore and Dimitroulopoulou, 2009). De hecho, es en ambientes interiores donde pasamos la mayor parte de nuestro tiempo (aproximadamente un 90% (Shweizer et al., 2006), dependiendo de la ocupación, la edad, el género y el estatus) y por esta razón, las medidas directas de exposición personal son las más representativas de la exposición de una persona (Jantunen et al., 2002).

Para las medidas personales, los individuos deben de cargar con ellos todo el día uno o más instrumentos o dosímetros que nos permitirán determinar la exposición real de esta persona a uno o varios contaminantes. Estos instrumentos deben ser pequeños, ligeros y funcionar con baterías (en el caso que necesiten electricidad). Hoy en día, con la miniaturización de los instrumentos de monitoreo de contaminantes atmosféricos, hay muchas opciones disponibles.

  • Muestreadores pasivos / dosímetros. Los dosímetros son muy simples de utilizar, muy ligeros y no necesitan energía para operar, ya que generalmente se basan en reacciones químicas. Son adecuados para contaminantes gaseosos, ya que reaccionan con el absorbente (específico para el contaminante objetivo) presente en el dosímetro y permite su cuantificación. El principal inconveniente es que se deben exponer durante períodos largos (generalmente mayores a dos semanas). Un ejemplo de un dosímetro para medir la exposición a NO2 (contaminante gaseoso) es el dosímetro pasivo Ogawa (Figura 1).

Figura 1. Dosímetro Ogawa para NO2. Fuente: http://ogawausa.com/passive-sampler/

  • Muestras en filtros. El material particulado (PM, por sus siglas en inglés, partículas en suspensión en el aire) puede ser recogido en filtros utilizando un impactador y una bomba de succión. Los filtros necesitan ser pesados antes y después del muestreo para determinar la concentración de PM. Además, estos filtros pueden ser analizados para obtener las concentraciones de sus componentes químicos. Similarmente a los dosímetros, la resolución temporal de esta metodología es baja, y los filtros necesitan ser expuestos un mínimo de 24h para obtener suficiente masa de partículas acumuladas en el filtro. Un ejemplo seria el Personal Cascade Impactor (PCIS), que se debe conectar a una bomba de succión (Figura 2). La Figura 2 muestra los filtros después del muestreo con el PCIS. 

Figura 2. Un voluntario llevando un PCIS conectado a una bomba SKC. Fuente: http://skcinc.com/catalog/pdf/instructions/1616.pdf 

Figura 3. Filtros después del muestreo con el PCIS. Fuente: archivo propio. 

  • Monitores miniaturizados / Sensores. La miniaturización de los monitores de contaminantes atmosféricos permite obtener información de un contaminante en particular a una alta resolución temporal. Estos instrumentos miden de forma continua la concentración de un contaminante y guardan la información en una memoria interna. Por tanto, la principal ventaja es que tienen una alta resolución temporal (el instrumento da información cada pocos minutos o segundos). Necesitan baterías para funcionar y deben ser suficientemente ligeros para no suponer una carga a la persona que los lleva. Como ejemplos, el MicroAeth AE51 mide concentraciones de Black Carbcon (BC, un contaminante particulado que se emite durante procesos de combustión, como los que tienen lugar en los motores diésel) y el DiSCmini mide concentración en número de partículas ultrafinas (en el caso del DiSCmini, aquellas con un diámetro inferior a 700nm).

Figura 4. DiSCmini© y MicroAeth© AE51. Fuente: http://www.matter-aerosol.ch y https://aethlabs.com.

Estos monitores y dosímetros deben de situarse y muestrear cerca de la nariz, con tal de obtener medidas precisas de la persona que está respirando. 

Tal y como se ha dicho antes, algunos instrumentos permiten obtener información sobre la concentración del contaminante a una alta resolución temporal, mientras que otras metodologías necesitan un período de tiempo más largo. El primero (alta resolución temporal) permite la identificación de los microambientes que contribuyen de forma más importante a la exposición personal. 

En un estudio llevado a cabo en Barcleona (Rivas et al., 2015; dentro del Proyecto BREATHE, www.creal.cat/projectebreathe), 45 niños y niñas de entre 7-9 años de 25 escuelas diferentes fueron seleccionados para llevar a cabo un monitoreo personal. Estos niños llevaron un MicroAeth AE51, un GPS, un acelerómetro y un teléfono móvil (con función de GPS y acelerómetro) dentro de una riñonera (Figura 5) durante 48h. Además, se les pidió que rellenaran un diario de tiempo-actividad, por tal de identificar las principales actividades y en qué microambientes fueron llevadas a cabo. Con esta información, el tiempo de los alumnos se clasificó como tiempo pasado en la escuela, en el patio de la escuela, en casa, de viaje (casa-escuela, etc) y “otros” (este último incluye microambientes como bibliotecas, piscinas, campos de fútbol, etc.). 

Figura 5. Cuarenta y ocho niños/as llevaron un MicroAEth AE51, un GPS, un acelerómetro y un teléfono móvil dentro de una riñonera durante 48h. 

Los resultados de este experimento mostraron que las concentraciones más altas de BC (que proviene principalmente del tráfico en los ambientes urbanos) fueron observados durante el tiempo de viaje (media geométrica (GM)= 2.0 µg/m3), ya que es cuando los niños/as están más cerca de la fuente de emisión. Por otro lado, las concentraciones más bajas se encontraron en casa (GM= 0.9 µg/m3). Esto se explica porque la mayor parte del tiempo pasado en casa corresponde a la noche, que es cuando las concentraciones de BC son más bajas. Las concentraciones  encontradas en la escuela fueron de 1.2 µg/m3 cuando se encontraban dentro de la escuela y 1.0 µg/m3 cuando se encontraron en el patio de la escuela. 

Figura 6. Porcentaje medio de exposición y tiempo que los niños/as recibieron/pasaron ne un día. 

Según el tiempo pasado en cada microambiente, podemos determinar la exposición al BC que se ha recibido en cada uno de ellos. En la Figura 6 podemos observar como, todo y tener la menor concentración media de BC, los niños/as recibieron el 50% de su exposición diaria a BC durante su tiempo en casa. Esto se debe al largo período de tiempo pasado en casa (58% del tiempo). Por lo que se refiere a las escuelas, los alumnos pasaron un 31% de su día entre semana en la escuela, donde reciben el 33% de su exposición al BC (26% dentro de clase y 7% en el patio). En global, en los ambientes interiores (es decir, casa y clase) suman el 82% del tiempo y el 76% de la exposición. Por tanto, los niños/as recibieron unas ¾ partes de su exposición a BC dentro de los ambientes interiores. No obstante, la ratio de exposición más alta en cuanto al tiempo pasado en esa actividad corresponde al tiempo del viaje. Esta actividad fue la responsable del 12% de la exposición diaria a BC mientras que solo corresponde al 6% del tiempo. Esto es debido a las altas concentraciones a las que las personas estamos expuestas durante el transporte, dado la alta cercanía de las fuentes de emisión. 

Se necesitan políticas de reducción de las concentraciones de BC en toda el área urbana. Però, todo y que el tiempo pasado (y por tanto la exposición) en casa es más alta, políticas que aborden reducción de las emisiones de BC al lado de las escuelas (con la limitación del tráfico en las calles de alrededor, por ejemplo) beneficiarían a un gran número de niños (que son, en parte, una de las poblaciones más vulnerables) dado la gran cantidad de tiempo que pasen en esta localización compartida, la escuela.

REFERENCIAS

Ashmore, M.R., Dimitroulopoulou, C., 2009. Personal exposure of children to air pollution. Atmos. Environ. 43, 128–141. doi:10.1016/j.atmosenv.2008.09.024

Jantunen, M., Hänninen, O., Koistinen, K., Hashim, J.H., 2002. Fine PM measurements: personal and indoor air monitoring. Chemosphere 49, 993–1007.

Ott, W.R., 1982. Concepts of human exposure to air pollution. Environ. Int. 7, 179–196. doi:10.1016/0160-4120(82)90104-0

Rivas, I., Donaire-Gonzalez, D., Bouso, L., Esnaola, M., Pandolfi, M., de Castro, M., Viana, M., Àlvarez-Pedrerol, M., Nieuwenhuijsen, M., Alastuey, A., Sunyer, J., Querol, X. Spatio-temporally resolved Black Carbon concentration, schoolchildren’s exposure and dose in Barcelona. Indoor Air, in press, 2015. doi: 10.1111/ina.12214.

Schweizer, C., Edwards, R.D., Bayer-Oglesby, L., Gauderman, W.J., Ilacqua, V., Juhani Jantunen, M., Lai, H.K., Nieuwenhuijsen, M., Künzli, N., 2006. Indoor time–microenvironment-activity patterns in seven regions of Europe. J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol. 17, 170–181. doi:10.1038/sj.jes.7500490

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