Análisis del riesgo de exposición a metales traza en polvo, suelos y material particulado en escuelas de Quintero-Puchuncaví

Abstract

Las comunas de Quintero y Puchuncaví, conocidas como "Zonas de Sacrificio" debido a la intensa actividad industrial del Complejo Industrial Ventanas (CIV), enfrentan preocupaciones por el impacto ambiental y en la salud de la población. Esto ha motivado estudios para entender la dinámica de los contaminantes y su efecto en la salud humana y el entorno. Este estudio tiene como objetivo evaluar el impacto de la contaminación mediante estimaciones de riesgo para la salud, y su impacto en el ambiente con el factor de enriquecimiento (EF) y el índice de geoacumulación (Igeo), y explorar las relaciones entre la composición de los elementos en las distintas muestras. Se seleccionaron seis elementos traza (As, Cd, Cr, Cu, Ni y Pb), conocidos por su impacto en la salud, para ser analizados en muestras de polvo intradomiciliario, suelo superficial y material particulado sedimentable (MPS). Las muestras fueron recolectadas en escuelas de ambas comunas, con el fin de evaluar el riesgo para un grupo de riesgo, los menores de edad. En aspectos de salud, este estudio busca evaluar el impacto de la actividad industrial, estimando el riesgo para patologías no cancerígenas y cancerígenas. Además, se pretende ofrecer recomendaciones para mitigar la exposición a los contaminantes en las escuelas. Para este estudio, se organizó la participación voluntaria de diversas escuelas en ambas comunas, que fueron visitadas en dos períodos: invierno (época fría) y verano (época cálida). Durante ambas campañas, se recolectaron muestras de polvo (con espátulas plásticas) y de MPS (con un muestreador pasivo), mientras que las muestras de suelo se tomaron solo en invierno (utilizando espátulas plásticas). Todas las muestras fueron sometidas a digestión ácida y luego analizadas mediante Espectrometría de Masa con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS) para determinar cuantitativamente las concentraciones de los ET por muestra. Las concentraciones mostraron tendencias estacionales, observándose en general valores más altos en las muestras de verano, con máximos en las escuelas E5 y E6 (Pucalan y Los Maquis, respectivamente). En las muestras de suelo, tomadas en un número reducido de escuelas, los máximos se encontraron en las escuelas E2 y E3 (La Chocota y La Greda, respectivamente), más cercanas al CIV. De todos los elementos estudiados, el Cu presentó las concentraciones más altas en las muestras de MP, suelo y polvo, mientras que el Cd tuvo las concentraciones más bajas en todas las muestras. Los índices Igeo y EF mostraron tendencias similares entre sí. Para las muestras de MP, suelo y polvo, los elementos más preocupantes fueron el Cu y el Cd, con valores extremadamente altos (5 ≤ Igeo y 40 < EF). En general, el impacto de los elementos aumentó de la siguiente manera: Cr < As < Ni < Pb < Cu < Cd. El análisis de riesgo para la salud indicó que las muestras de MP y polvo, los cocientes de riesgo (HQ) presentaron un potencial riesgo no cancerígeno asociado al Cu. Las muestras de suelo no mostraron riesgo no cancerígeno para ninguno de los elementos. En cuanto al riesgo cancerígeno, solo se identificaron escenarios de riesgo en las muestras de MP tomadas durante el período cálido, específicamente para As y Ni. En las muestras de polvo y suelo, los índices indicaron un riesgo cancerígeno poco probable, aunque los valores máximos correspondieron también a As y Ni. Los índices de riesgo (HI) indicaron riesgo cancerígeno asociado a MP y en algunas escuelas para polvo intradomiciliario. De forma similar para riesgo cancerígeno, se indicó probable riesgo para Ni y As, y sólo para el MP se obtuvo un probable riesgo cancerígeno al considerar todos los ET estudiados. De las rutas de exposición evaluadas, la mayor preocupación fue la ingestión, seguida de la exposición dérmica y, por último, la inhalación. Los índices muestran un alto impacto antropogénico, especialmente en las muestras de MP, con altas concentraciones de Cd y Cu. Las concentraciones elevadas en las escuelas del sector de la Cordillera de la Costa (E5 y E6) indican que, a pesar de su baja densidad poblacional, deberían ser incluidas en el área de impacto del CIV. El impacto de la contaminación en los tres tipos de muestras es considerable, ya que el polvo y el MP están relacionados en su composición por los ET estudiados, y el MP y el suelo también se relacionan, lo que indica que el suelo influye indirectamente en la deposición y formación de polvo de interiores y, por ende, también en su composición. Simultáneamente, los altos índices de riesgo no cancerígeno para Cu, junto con los índices Igeo y EF, evidencian el impacto sostenido que la fundición Ventanas dejó en ambas comunas. En cuanto al índice cancerígeno, se resalta la necesidad de abordar los actuales procesos industriales, ya que se obtuvieron valores de riesgo (especialmente en el sector de la Cordillera de la Costa) para As y Ni, asociados a procesos de minería, fundiciones y quema de combustibles fósiles y carbón, reflejo de la intensa actividad ligada a termoeléctricas y la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP). En este contexto, se sugiere que los estudios relacionados al CIV amplíen su área de análisis para incluir sectores menos poblados, como las comunidades de Pucalan y Los Maquis. El impacto sostenido de estas industrias ha sido extenso y, aunque algunas grandes fuentes, como la fundición de cobre Codelco Ventanas, han cesado operaciones, el impacto sigue siendo considerable y representa un riesgo potencial para la zona en general.