La evaluación de la exposición es una rama de las ciencias ambientales y la higiene ocupacional que se centra en los procesos que tienen lugar en la interfaz entre el medio ambiente que contiene el contaminante de interés y el organismo considerado. Estos son los pasos finales en el camino hacia la liberación de un contaminante ambiental, a través del transporte hasta su efecto en un sistema biológico. Intenta medir qué cantidad de un contaminante puede ser absorbida por un organismo objetivo expuesto, en qué forma, a qué velocidad y qué cantidad de la cantidad absorbida está realmente disponible para producir un efecto biológico . Aunque los mismos conceptos generales se aplican a otros organismos, la inmensa mayoría de las aplicaciones de la evaluación de la exposición se refieren a la salud humana , lo que la convierte en una herramienta importante en la salud pública . [1]
La evaluación de la exposición es el proceso de estimar o medir la magnitud, frecuencia y duración de la exposición a un agente, junto con el número y las características de la población expuesta. Idealmente, describe las fuentes, los caminos, las rutas y las incertidumbres en la evaluación. Es una parte necesaria del análisis de riesgos y, por tanto, de la evaluación de riesgos . [ cita necesaria ]
El análisis de exposición es la ciencia que describe cómo un individuo o una población entra en contacto con un contaminante, incluida la cuantificación de la cantidad de contacto en el espacio y el tiempo. "Evaluación de la exposición" y "análisis de la exposición" se utilizan a menudo como sinónimos en muchos contextos prácticos. El riesgo es una función de la exposición y el peligro. Por ejemplo, incluso para una sustancia extremadamente tóxica (alto peligro), el riesgo de un resultado adverso es poco probable si las exposiciones son cercanas a cero. Por el contrario, una sustancia moderadamente tóxica puede presentar un riesgo sustancial si un individuo o una población está muy expuesta. [2] [3]
Las medidas cuantitativas de exposición se utilizan: en la evaluación de riesgos , junto con datos de toxicología , para determinar el riesgo de sustancias liberadas al medio ambiente, para establecer normas de protección, en epidemiología , para distinguir entre grupos expuestos y de control, y para proteger a los trabajadores de riesgos ocupacionales . .
El enfoque basado en receptores se utiliza en la ciencia de la exposición. Se comienza analizando los diferentes contaminantes y concentraciones que llegan a las personas. Un analista de exposición puede utilizar mediciones directas o indirectas para determinar si una persona ha estado en contacto con un contaminante específico o ha estado expuesta a un riesgo específico (por ejemplo, un accidente). Una vez que se ha demostrado que un contaminante llega a las personas, los analistas de exposición trabajan hacia atrás para determinar su fuente. Después de identificar la fuente, es importante descubrir la forma más eficaz de reducir los efectos adversos para la salud . [1] Si el contaminante llega a una persona, es muy difícil reducir los efectos adversos asociados. [4] Por lo tanto, es muy importante reducir la exposición para disminuir el riesgo de efectos adversos para la salud. Es muy importante utilizar enfoques tanto regulatorios como no regulatorios para disminuir la exposición de las personas a los contaminantes. [4] En muchos casos, es mejor cambiar las actividades de las personas para reducir su exposición en lugar de regular una fuente de contaminantes. [4] El enfoque basado en receptores puede oponerse al enfoque basado en fuentes. Este enfoque comienza analizando diferentes fuentes de contaminantes, como industrias y plantas de energía. Entonces, es importante averiguar si el contaminante de interés ha llegado a un receptor (normalmente humanos). Con este enfoque, es muy difícil demostrar que un contaminante de una fuente ha alcanzado un objetivo. [ cita necesaria ]
En este contexto, la exposición se define como el contacto entre un agente y un objetivo. El contacto tiene lugar en una superficie de exposición durante un período de exposición. Matemáticamente, la exposición se define como
donde E es la exposición, C ( t ) es una concentración que varía con el tiempo entre el inicio y el final de la exposición. Tiene dimensiones de masa por tiempo dividido por volumen. Esta cantidad se relaciona con la dosis potencial de contaminante multiplicándola por la tasa de contacto relevante, como la tasa de respiración , la tasa de ingesta de alimentos , etc. La tasa de contacto en sí misma puede ser una función del tiempo. [4]
El contacto entre un contaminante y un organismo puede ocurrir por cualquier ruta. Las posibles vías de exposición son: inhalación , si el contaminante está presente en el aire; ingestión, a través de la comida, la bebida o el comportamiento de llevarse las manos a la boca; y absorción dérmica, si el contaminante puede absorberse a través de la piel.
La exposición a un contaminante puede ocurrir y ocurre a través de múltiples rutas, simultáneamente o en diferentes momentos. En muchos casos, la ruta principal de exposición no es obvia y es necesario investigarla detenidamente. Por ejemplo, la exposición a los subproductos de la cloración del agua puede ocurrir obviamente al beber, pero también a través de la piel, al nadar o lavarse, e incluso a través de la inhalación de gotitas pulverizadas durante la ducha. La proporción relativa de exposición por estas diferentes rutas no puede determinarse a priori . Por lo tanto, la ecuación de la sección anterior es correcta en un sentido matemático estricto, pero es una simplificación excesiva de las exposiciones reales, que son la suma de las integrales de todas las actividades en todos los microambientes. Por ejemplo, la ecuación tendría que calcularse con la concentración específica de un compuesto en el aire de la habitación durante el intervalo de tiempo. De manera similar, la concentración en el aire ambiente se aplicaría al tiempo que la persona pasa al aire libre, mientras que se sumaría la concentración en los alimentos que ingiere la persona. Las integrales de concentración a través de todas las rutas se sumarían para la duración de la exposición, por ejemplo, cada hora, día o año, según corresponda.
donde y es el tiempo inicial y z el tiempo final del último de la serie de períodos de tiempo pasados en cada microambiente durante la duración de la exposición. [5]
Para cuantificar la exposición de individuos o poblaciones particulares se utilizan dos enfoques, basados principalmente en consideraciones prácticas:
El enfoque directo mide la exposición a los contaminantes mediante el seguimiento de las concentraciones de contaminantes que llegan a los encuestados. Las concentraciones de contaminantes se monitorean directamente sobre o dentro de la persona a través de puntos de contacto, monitoreo biológico o biomarcadores . [6] En el lugar de trabajo, se utilizan métodos de control de la exposición en el lugar de trabajo . [ cita necesaria ]
El enfoque del punto de contacto indica la concentración total que llega al huésped, mientras que el monitoreo biológico y el uso de biomarcadores infieren la dosis del contaminante a través de la determinación de la carga corporal. Los encuestados a menudo registran sus actividades y ubicaciones diarias durante la medición de los contaminantes para identificar las posibles fuentes, microambientes o actividades humanas que contribuyen a la exposición a los contaminantes. [6] Una ventaja del enfoque directo es que las exposiciones a través de múltiples medios (aire, suelo, agua, alimentos, etc.) se contabilizan mediante una técnica de estudio. Las desventajas incluyen la naturaleza invasiva de la recopilación de datos y los costos asociados. El punto de contacto es una medida continua del contaminante que llega al objetivo a través de todas las rutas. [ cita necesaria ]
El monitoreo biológico es otro enfoque para medir la exposición [7] mide la cantidad de un contaminante dentro de los tejidos o fluidos corporales (como sangre u orina). El monitoreo biológico mide la carga corporal de un contaminante, pero no la fuente de donde proviene. La sustancia medida puede ser el propio contaminante o un biomarcador que sea específico e indicativo de una exposición al contaminante. Los biomarcadores de evaluación de la exposición son una medida del contaminante u otra variable proporcionalmente relacionada en el cuerpo. [ cita necesaria ]
El muestreo de aire mide el contaminante en el aire como unidades de concentración de ppmv (partes por millón por volumen), mg/m 3 (miligramos por metro cúbico) u otra masa por unidad de volumen de aire. Los trabajadores o investigadores pueden usar muestreadores para estimar las concentraciones encontradas en la zona de respiración (personal) o las muestras recolectadas en áreas generales pueden usarse para estimar la exposición humana integrando patrones de tiempo y actividad. NIOSH , OSHA , ISO y otros organismos publican métodos de muestreo de aire validados y semivalidados .
Medidas de muestreo superficial o dérmico del contaminante en superficies táctiles o en la piel. Las concentraciones normalmente se informan en masa por unidad de superficie, como mg/100 cm 2 .
En general, los métodos directos tienden a ser más precisos pero más costosos en términos de recursos y demandas impuestas al sujeto que se mide y pueden no siempre ser factibles, especialmente para un estudio de exposición de la población. Ejemplos de métodos directos incluyen muestreo de aire a través de una bomba portátil personal, muestras de alimentos divididas , enjuagues de manos, muestras de aliento o muestras de sangre .
El enfoque indirecto mide las concentraciones de contaminantes en varios lugares o durante actividades humanas específicas para predecir las distribuciones de exposición dentro de una población. El enfoque indirecto se centra en las concentraciones de contaminantes dentro de los microambientes o actividades en lugar de las concentraciones que llegan directamente a los encuestados. Las concentraciones medidas se correlacionan con datos de patrones de actividad a gran escala, como la Encuesta Nacional de Patrones de Actividad Humana (NHAPS), para determinar la exposición prevista multiplicando las concentraciones de contaminantes por el tiempo pasado en cada microambiente o actividad multiplicando las concentraciones de contaminantes. b la tasa de contacto con cada medio. [6] La ventaja es que el proceso es mínimamente invasivo para la población y se asocia con costos más bajos que el enfoque directo. Una desventaja del enfoque indirecto es que los resultados se determinaron independientemente de cualquier exposición real, por lo que la distribución de la exposición está abierta a errores debido a cualquier inexactitud en las suposiciones hechas durante el estudio, los datos de tiempo-actividad o las concentraciones de contaminantes medidas. Ejemplos de métodos indirectos incluyen muestreo ambiental de agua, aire, polvo, suelo o productos de consumo junto con información como diarios de actividad/ubicación.
También se pueden utilizar modelos matemáticos de exposición para explorar situaciones hipotéticas de exposición. [8]
Especialmente cuando se determina la exposición de una población en lugar de la de individuos, los métodos indirectos a menudo pueden hacer uso de estadísticas relevantes sobre las actividades que pueden conducir a una exposición. Estas estadísticas se denominan factores de exposición . Generalmente se extraen de la literatura científica o de estadísticas gubernamentales. Por ejemplo, pueden proporcionar información como la cantidad de diferentes alimentos consumidos por poblaciones específicas, divididos por ubicación [9] o edad, frecuencia respiratoria, tiempo dedicado a diferentes modos de desplazamiento, [9] ducharse o pasar la aspiradora, así como información sobre tipos de residencias. Dicha información se puede combinar con concentraciones de contaminantes de estudios ad hoc o redes de monitoreo para producir estimaciones de la exposición en la población de interés. Estos son especialmente útiles para establecer estándares de protección.
Los valores del factor de exposición se pueden utilizar para obtener una variedad de estimaciones de exposición, como estimaciones promedio , de gama alta y límite. Por ejemplo, para calcular la dosis diaria promedio de por vida se usaría la siguiente ecuación:
Todas las variables de la ecuación anterior, con excepción de la concentración de contaminantes, se consideran factores de exposición. Cada uno de los factores de exposición involucra a los humanos, ya sea en términos de sus características (p. ej., peso corporal) o comportamientos (p. ej., cantidad de tiempo que pasan en un lugar específico, lo que afecta la duración de la exposición). Estas características y comportamientos pueden conllevar una gran variabilidad e incertidumbre . En el caso de la dosis diaria promedio a lo largo de la vida, la variabilidad se refiere a la distribución y el rango de LADD entre los individuos de la población. La incertidumbre, por otro lado, se refiere a la falta de conocimiento del analista de exposición sobre la desviación estándar, la media y la forma general al calcular LADD.
El Manual de factores de exposición de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. [4] proporciona soluciones para enfrentar la variabilidad y reducir la incertidumbre. Los puntos generales se resumen a continuación:
Los límites de exposición ocupacional se basan en datos toxicológicos y epidemiológicos disponibles para proteger a casi todos los trabajadores durante su vida laboral. Las evaluaciones de exposición en entornos ocupacionales las realizan con mayor frecuencia profesionales de higiene ocupacional/industrial (OH/IH) que recopilan una "caracterización básica" que consiste en toda la información y datos relevantes relacionados con los trabajadores, los agentes preocupantes, los materiales, los equipos y los controles de exposición disponibles. La evaluación de la exposición se inicia seleccionando el límite de exposición apropiado, el tiempo promedio y la "estadística de decisión" para el agente. Normalmente, la estadística para decidir la exposición aceptable se elige para que la mayoría (90%, 95% o 99%) de todas las exposiciones estén por debajo del límite de exposición ocupacional seleccionado. Para las evaluaciones de exposición retrospectivas realizadas en entornos ocupacionales, la "estadística de decisión" suele ser una tendencia central, como la media aritmética o la media geométrica o la mediana para cada trabajador o grupo de trabajadores. Los métodos para realizar evaluaciones de exposición ocupacional se pueden encontrar en "Una estrategia para evaluar y gestionar las exposiciones ocupacionales". [10]
La evaluación de la exposición es un proceso continuo que se actualiza a medida que se dispone de nueva información y datos. [ cita necesaria ]
En la estimación de la exposición humana a sustancias químicas ambientales, se sabe que ocurren los siguientes errores sistémicos: [11]
