La evaluación de la exposición es una rama de la ciencia ambiental y de la higiene ocupacional que se centra en los procesos que tienen lugar en la interfaz entre el entorno que contiene el contaminante de interés y el organismo en cuestión. 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 abrumadora mayoría de las aplicaciones de la evaluación de la exposición se relacionan con 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. Lo ideal es que describa las fuentes, vías, rutas y las incertidumbres de la evaluación. Es una parte necesaria del análisis de riesgos y, por lo tanto, de la evaluación de riesgos . [ cita requerida ]
El análisis de la 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 (de 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 información de la toxicología , para determinar el riesgo de las sustancias liberadas al medio ambiente, para establecer normas de protección, en epidemiología , para distinguir entre grupos expuestos y grupos de control, y para proteger a los trabajadores de los riesgos laborales . [ cita requerida ]
El enfoque basado en receptores se utiliza en la ciencia de la exposición. Comienza observando 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, 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 la identificación de la fuente, es importante encontrar la forma más eficiente 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 sus exposiciones en lugar de regular una fuente de contaminantes. [4] El enfoque basado en receptores puede oponerse al enfoque basado en la fuente. Este enfoque comienza por analizar distintas fuentes de contaminantes, como industrias y centrales eléctricas. Luego, es importante averiguar si el contaminante de interés ha llegado a un receptor (normalmente, los seres humanos). Con este enfoque, es muy difícil demostrar que un contaminante de una fuente ha llegado a un objetivo. [ cita requerida ]
En este contexto, la exposición se define como el contacto entre un agente y un objetivo. El contacto tiene lugar en una superficie expuesta 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 comienzo y el final de la exposición. Tiene dimensiones de masa por tiempo dividido por volumen. Esta cantidad está relacionada con la dosis potencial de contaminante multiplicándola por la tasa de contacto relevante, como la frecuencia respiratoria , 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 producirse por cualquier vía. Las posibles vías de exposición son: inhalación , si el contaminante está presente en el aire; ingestión, a través de los alimentos, la bebida o el contacto con 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 vías, simultáneamente o en diferentes momentos. En muchos casos, la vía principal de exposición no es obvia y necesita ser investigada cuidadosamente. Por ejemplo, la exposición a 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 aerosolizadas durante una ducha. La proporción relativa de exposición a partir de estas diferentes vías no puede determinarse a priori . Por lo tanto, la ecuación en 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 vías se sumarían para la duración de la exposición, por ejemplo, por hora, por día o por año como
donde y es el tiempo inicial y z el tiempo final del último de la serie de períodos de tiempo transcurridos 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 método directo mide la exposición a los contaminantes mediante el control de las concentraciones de contaminantes que llegan a los encuestados. Las concentraciones de contaminantes se controlan directamente en la persona o dentro de ella a través del punto de contacto, el control biológico o los biomarcadores . [6] En el entorno laboral, se utilizan métodos de control de la exposición en el lugar de trabajo . [ cita requerida ]
El método del punto de contacto indica la concentración total que llega al huésped, mientras que el seguimiento biológico y el uso de biomarcadores infieren la dosis del contaminante mediante la determinación de la carga corporal. Los encuestados suelen registrar sus actividades diarias y ubicaciones durante la medición de los contaminantes para identificar las posibles fuentes, microambientes o actividades humanas que contribuyen a la exposición al contaminante. [6] Una ventaja del método 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 medición continua del contaminante que llega al objetivo a través de todas las rutas. [ cita requerida ]
El control biológico es otro método para medir la exposición [7] , que mide la cantidad de un contaminante presente en los tejidos o fluidos corporales (como la sangre o la orina). El control 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 específico e indicativo de una exposición al contaminante. Los biomarcadores de la evaluación de la exposición son una medida del contaminante u otra variable proporcionalmente relacionada en el cuerpo. [8]
El muestreo de aire mide el contaminante presente en el aire en unidades de concentración de ppmv (partes por millón en volumen), mg/m3 ( 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 mediante la integración de patrones de tiempo y actividad. NIOSH , OSHA , ISO y otros organismos publican métodos de muestreo de aire validados y semivalidados .
El muestreo de superficie o dérmico mide el contaminante presente en superficies que se pueden tocar o en la piel. Las concentraciones se expresan normalmente 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 exigencias al sujeto que se mide, y pueden no ser siempre factibles, especialmente para un estudio de exposición de la población. Algunos ejemplos de métodos directos incluyen el 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 método 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 método indirecto se centra en las concentraciones de contaminantes dentro de 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 transcurrido en cada microambiente o actividad, o multiplicando las concentraciones de contaminantes por la tasa de contacto con cada medio. [6] La ventaja es que el proceso es mínimamente invasivo para la población y está asociado con menores costos que el método directo. Una desventaja del método 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 realizadas durante el estudio, los datos de tiempo-actividad o las concentraciones de contaminantes medidas. Algunos ejemplos de métodos indirectos incluyen muestreos ambientales 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. [9]
En particular, cuando se trata de determinar la exposición de una población en lugar de la de individuos, los métodos indirectos pueden utilizar estadísticas relevantes sobre las actividades que pueden provocar una exposición. Estas estadísticas se denominan factores de exposición y , por lo general, se extraen de la literatura científica o de estadísticas gubernamentales. Por ejemplo, pueden proporcionar información como la cantidad de alimentos diferentes consumidos por poblaciones específicas, dividida por ubicación [10] o edad, frecuencia respiratoria, tiempo empleado en diferentes modos de desplazamiento, [10] ducharse o pasar la aspiradora, así como información sobre los tipos de residencia. Dicha información se puede combinar con concentraciones de contaminantes de estudios ad hoc o de redes de monitoreo para producir estimaciones de la exposición en la población de interés. Estas son especialmente útiles para establecer estándares de protección.
Los valores del factor de exposición se pueden utilizar para obtener un rango de estimaciones de exposición, como estimaciones promedio , máxima y máxima. Por ejemplo, para calcular la dosis diaria promedio a lo largo de la vida, se utilizaría 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 seres humanos, ya sea en términos de sus características (por ejemplo, el peso corporal) o comportamientos (por ejemplo, la cantidad de tiempo que pasan en un lugar específico, 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 de por vida, la variabilidad se refiere a la distribución y el rango de las 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 tratar de calcular la LADD.
El Manual de factores de exposición de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos [4] ofrece soluciones para hacer frente a la variabilidad y reducir la incertidumbre. Los puntos generales se resumen a continuación:
Los límites de exposición ocupacional se basan en los datos toxicológicos y epidemiológicos disponibles para proteger a casi todos los trabajadores a lo largo de su vida laboral. Las evaluaciones de exposición en entornos ocupacionales suelen ser realizadas por profesionales de la higiene ocupacional/industrial (OH/IH) que recopilan una "caracterización básica" que consiste en toda la información y los datos relevantes relacionados con los trabajadores, los agentes de interés, los materiales, el equipo y los controles de exposición disponibles. La evaluación de la exposición se inicia seleccionando el tiempo promedio del límite de exposición apropiado y la "estadística de decisión" para el agente. Por lo general, la estadística para decidir la exposición aceptable se elige como la mayoría (90%, 95% o 99%) de todas las exposiciones que están 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. Se pueden encontrar métodos para realizar evaluaciones de exposición ocupacional en el libro A Strategy for Assessing and Managing Occupational Exposures (Una estrategia para evaluar y gestionar las exposiciones ocupacionales ), publicado por AIHA . [11]
La evaluación de la exposición es un proceso continuo que se actualiza a medida que se dispone de nueva información y datos. [ cita requerida ]
Se sabe que en la estimación de la exposición humana a sustancias químicas ambientales se producen los siguientes errores sistémicos: [12]
