PROYECTO CALIDAD DEL AIRE EN QUITO FUNDACIÓN NATURA MUNICIPIO METROPOLITANO DE QUITO Auspicio: COSUDE

INFORME FINAL DEL ESTUDIO

INCREMENTO DE ENFERMEDADES RESPIRATORIAS EN ESCOLARES DE QUITO POR CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA DE ORIGEN VEHICULAR

Octubre 2000 Quito - Ecuador

PROYECTO CALIDAD DEL AIRE EN QUITO Fundación Natura – Municipio Metropolitano de Quito

PRESENTACIÓN El Proyecto Calidad del Aire en Quito es ejecutado desde mediados de 1999 por una Unidad Técnica basada en la Fundación Natura, con la participación del Municipio del Distrito Metropolitano de Quito, gracias al auspicio y financiamiento de la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE). El Proyecto tiene como finalidad elevar la calidad de vida de los habitantes de Quito, sobre la base del mejoramiento de la calidad del aire. El objetivo general es mejorar la calidad del aire de Quito, a través de la prevención y control de la contaminación atmosférica de origen vehicular. La realización del presente estudio se dirige al cumplimiento del Objetivo 4 (Conocer el impacto de la contaminación del aire en la salud de los niños de Quito). Los resultados del estudio proveen información científica rigurosa, actualizada y de primera mano en relación con la real afectación de la contaminación del aire por emisiones vehiculares, sobre la salud respiratoria de uno de los grupos humanos de mayor riesgo: los niños y niñas escolares de la ciudad. Esta información constituye una herramienta útil para alcanzar el objetivo general del Proyecto, en la medida que contribuye a sensibilizar fundamentadamente a la opinión pública y los líderes sociales, sobre la urgente necesidad de prevenir y controlar la contaminación del aire por emisiones vehiculares, para reducir y evitar su impacto sobre la salud de la población. La investigación médica fue dirigida por el pediatra e investigador ecuatoriano Dr. Ramiro Estrella, con la participación de los médicos Dra. Bertha Estrella, Dr. Jorge Oviedo, Dra. Ximena Narváez, Dra. María Teresa Reyes y Dr. Miguel Gutiérrez, con la permanente asistencia del equipo del Proyecto. Este documento ha sido sometido a revisión y edición. Las opiniones de los investigadores no son necesariamente coincidentes con las del Proyecto Calidad del Aire, Fundación Natura, Municipio Metropolitano de Quito o COSUDE. Se prohíbe la publicación total o parcial de este documento sin autorización escrita previa por parte de Fundación Natura; el contenido puede ser citado libremente si se menciona la fuente.

VLADIMIR GONZÁLEZ A. Ingeniero Químico, M.S. Director Proyecto Calidad del Aire Información y contacto: [email protected] / [email protected]

Incremento de enfermedades respiratorias en escolares de Quito por contaminación atmosférica de origen vehicular

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AGRADECIMIENTO Queremos dejar constancia de nuestro especial agradecimiento a los niños y niñas, padres de familia, profesores y autoridades de las siguientes escuelas participantes en el estudio:

·

Escuela Municipal Experimental Mariscal Sucre

·

Escuela Fiscal Mixta Joaquín Gallegos Lara

·

Escuela Fiscal República de Costa Rica

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN......................................................................................................................................1 OBJETIVO GENERAL............................................................................................................................4 OBJETIVOS ESPECIFICOS....................................................................................................................4 MATERIALES Y MÉTODOS ..................................................................................................................4 BIOMARCADOR DE EXPOSICIÓN .................................................................................................................6 ANÁLISIS ESTADÍSTICO..............................................................................................................................6 RESULTADOS...........................................................................................................................................6 DISCUSION..............................................................................................................................................10 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................................14

Incremento de enfermedades respiratorias en escolares de Quito por contaminación atmosférica de origen vehicular

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INCREMENTO DE ENFERMEDADES RESPIRATORIAS EN ESCOLARES DE QUITO POR CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA DE ORIGEN VEHICULAR

INTRODUCCIÓN La contaminación del aire es un problema de salud pública en la mayoría de ciudades del mundo, por las enfermedades que produce y los costos económicos y sociales que de ella se derivan. Una evaluación del riesgo ambiental en Quito determinó que la contaminación del aire era el factor de mayor riesgo en la ciudad, sólo comparable con la contaminación de los alimentos por microorganismos; inclusive, sobrepasaba el peligro de la mala calidad del agua y la disposición inadecuada de los desechos sólidos (Arcia, 1993). El análisis económico de los costos de la contaminación del aire, revela que éstos, seleccionados por pérdidas laborales (días de trabajo perdidos) y problemas de salud (días de actividad respiratoria restringida, exceso de mortalidad) asociados específicamente con la contaminación del aire por exceso de partículas totales en suspensión, ascienden a cerca de 29 millones de dólares anuales (Southgate, 1996), y a 70 millones, por los efectos neurotóxicos del plomo en niños (Oviedo, 2000). Utilizando métodos similares de cálculo, otros especialistas han estimado que el costo anual de los impactos sobre la salud asociados a la contaminación del aire en Quito ascendería a 57 millones de dólares (Serôa da Motta, R. y F. E. Mendes, 1995, 1996, citados por R. Huber et al., 1998). El desarrollo urbano no planificado, la insuficiente e inadecuada red vial y la existencia de industrias contaminantes en zonas pobladas; así como el acelerado incremento del parque automotor, son los principales factores responsables de la creciente contaminación ambiental (Barrueto, 2000). El ser humano está expuesto en su ambiente a una amplia gama de contaminantes y a medida que aumenta la intensidad de actividades agrícolas e industriales y la magnitud del parque automotor, también se incrementan las posibilidades de exposición, particularmente en los países con falta de recursos, capacidad técnica, estabilidad política y voluntad de controlar la contaminación ambiental (McMichael, 1992). Distintos elementos del hábitat humano pueden ser fruto de contaminación: el agua, el suelo, los alimentos, la flora, la fauna, la atmósfera, etc. (Rico Méndez, 1993). En el contexto de la contaminación ambiental como un fenómeno global, la contaminación atmosférica es una de sus expresiones más preocupantes, tanto por su magnitud, cuanto por los efectos deletéreos que provoca sobre la salud y la vida. El aire es un elemento indispensable para la vida ya que el hombre intercambia aproximadamente 15 kg de aire al día, en comparación a 1.5 kg de alimentos y alrededor de 2.kg de agua. Distintas sustancias, sean sólidas, líquidas o gaseosas pueden contaminar al aire, entre éstas pueden señalarse el anhídrido sulfuroso, los óxidos de nitrógeno, el ozono, el monóxido de carbono, las partículas, los hidrocarburos, el polen, etc. Incremento de enfermedades respiratorias en escolares de Quito por contaminación atmosférica de origen vehicular

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El aire de las grandes ciudades puede contaminarse principalmente por residuos químicos industriales y los gases de escape de los automóviles. Si consideramos que en las ciudades el incremento del parque automotor es muy importante, llegando en ciertos casos, a duplicarse en los últimos decenios (McMichael, 1992), la situación se torna en extremo preocupante. Los contaminantes de mayor riesgo para el ambiente y la salud humana son: Óxidos de azufre, que han sido asociados con la disminución de los índices de flujo aéreo respiratorio y broncoconstricción (Rico Méndez, 1993). Los óxidos de nitrógeno, que provocan irritación del árbol bronquial, aumento de la resistencia pulmonar e incremento de la susceptibilidad a infecciones respiratorias (Monge D., 1992). El plomo, disperso en el ambiente y hasta hace poco (1998) componente normal de las gasolinas en Ecuador. Ocasiona trastornos neurológicos, afectando incluso la inteligencia de los niños (Lippmann, 1990; Needleman, 1991; Oviedo, 1994; Rusowsky, 2000), provocando anemia. El ozono, que en el área urbana es generado en reacciones fotoquímicas entre hidrocarburos y óxidos de nitrógeno. Causa también alteraciones respiratorias (Schwartz, 1994). Se ha demostrado disminución de la capacidad vital forzada y del volumen espiratorio en el primer segundo, con la consecuente disminución de la función pulmonar total (McMichael, 1992;Tiitanen, 1999). En el caso de las partículas aéreas, formadas mayoritariamente por material carbonáceo, partículas sulfatadas, humo del tabaco, emisiones de motores y calderas a diesel, alérgenos intra y extradomiciliarios, se considera de mayor importancia a las partículas pequeñas, menores de 10 micrones (PM 10) por su facilidad de alcanzar la zona alveolar y causar problemas respiratorios (Ostro, 1999; Brunekreef, 1993). El monóxido de carbono, que se une con la hemoglobina para formar carboxihemoglobina (COHB), alterando de esta manera la capacidad de la sangre de transportar oxígeno. En ausencia de exposición a monóxido de carbono, las concentraciones de carboxihemoglobina son de alrededor de 0.5%. Con valores mayores al 5%, se registran alteraciones de la función sensorial, de la atención y de la respuesta cerebral (OMS, 1979, Romieu, 1992). Con esas concentraciones también se ha reportado retardo del crecimiento fetal e incremento de la mortalidad por infarto cardíaco. Diversos estudios clínicos han reportado que los óxidos de azufre y nitrógeno, así como el ozono produjeron broncoconstricción en asmáticos, con disminución de la función pulmonar (Hoppe, 1995; Peters, 1999). En general, aunque los contaminantes pueden causar alteraciones multisistémicas, las afecciones atribuidas a los contaminantes del aire, son las relacionadas con el aparato respiratorio (Hryniewitz 1994), incluyendo incremento de episodios de tos productiva y de las infecciones respiratorias altas; así como, ataques asmáticos sintomáticos, pudiendo también producirse disminución de la función pulmonar. (Ko 1996). Incremento de enfermedades respiratorias en escolares de Quito por contaminación atmosférica de origen vehicular

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La contaminación por partículas aéreas, en niveles comúnmente encontrados en las ciudades de Estados Unidos, se asoció con mortalidad cardiovascular y cáncer de pulmón (Pope, 1995). Diversos reportes dan cuenta de la correlación entre partículas aéreas y ozono, y la admisión hospitalaria por enfermedades respiratorias (Schwartz, 1994; Salvaggio, 1994). Los efectos nocivos de la contaminación atmosférica en la salud de los niños se encuentran ampliamente demostrados, sobre todo en lo que hace referencia a los problemas respiratorios (Lewis, 1999; Peters, 1999). En los Estados Unidos, al igual que en el resto de países del mundo, la polución aérea es un problema grave, particularmente en áreas urbanas donde las emisiones automovilísticas son su fuente principal, y los niños expuestos han demostrado tener un incremento en las enfermedades respiratorias.(Landrigan, 1996). Los niños que viven en áreas expuestas a un intenso tráfico vehicular, presentan una asociación estadísticamente significativa entre la presencia de humo en los escapes de automóviles y el incremento de resfriados recurrentes y bronquitis crónica (Lercher, 1995). Una investigación en 800 niños alemanes, realizada entre 1985 y 1987, demuestra que la función pulmonar decrece conforme aumenta la polución aérea, especialmente aquella referida a partículas PM10 (Brunekreef, 1993). La disminución en los valores de capacidad vital forzada (FVC), volumen espiratorio forzado en un segundo y especialmente el pico de flujo espiratorio, asociada con presencia de tos u otros síntomas respiratorios, se encontró que tenía relación con los niveles de polución aérea en niños alemanes de 7 a 11 años de edad (Hoeck, 1999). En una investigación realizada en niños de 6 ciudades seleccionadas en Estados Unidos durante el período 1974 – 1979, se encontró asociación entre las tasas incrementadas de tos crónica y bronquitis, con las concentraciones de partículas y gases contaminantes atmosféricos (Dockery, 1989). Con estos datos, actualmente es posible realizar estimaciones para evaluar los efectos adversos potenciales de los contaminantes de origen vehicular para ozono, partículas, monóxido de carbono, plomo y para el riesgo carcinogénico del benceno (Romieu, 1992). En el Ecuador, se ha realizado estudios sobre el nivel de contaminación por plomo, en las ciudades de Quito, Guayaquil y Cuenca que, por ser las más pobladas del Ecuador, son las que cuentan con un elevado parque automotor y parque industrial (Oviedo, 2000). Sin embargo, no se puede descartar la existencia de problemas similares en las ciudades intermedias. En Quito, el problema es más preocupante, pues por su ubicación geográfica, en una altitud de 2828 metros, se incrementan los efectos deletéreos de la contaminación ambiental. Estudios del Departamento de Control de la Calidad del Aire (DCCA) del Municipio de Quito, establecieron que en 1989, se produjeron aproximadamente 137.000 toneladas de contaminantes, de los cuales el 82% provenía del parque automotor y el 18% de las industrias (Gómez, 1993). En 1994, las emisiones fueron del orden de las187.000 toneladas (Puga, citada en Metzger, 1996). Incremento de enfermedades respiratorias en escolares de Quito por contaminación atmosférica de origen vehicular

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Según el Departamento de Control de la Calidad del Aire (DCCA) del Municipio de Quito, el contaminante atmosférico mayor es el monóxido de carbono, que en 1989 constituyó el 76% de la carga contaminante y el 71%, en 1991 (Gómez, 1993). Las emisiones vehiculares son la fuente de todo el monóxido de carbono y de la mayor parte de los hidrocarburos (Jurado, 1999). Varios sectores de Quito tienen un alto flujo vehicular de tal manera que los niños que asisten a las escuelas de esas áreas están expuestos permanentemente a la contaminación por las emisiones vehiculares. Como es conocido, en condiciones normales los niños son las personas que más riesgo tienen de presentar problemas respiratorios sean infecciosos o alérgicos, y éstos pueden agravarse por la presencia de tóxicos ambientales. El efecto del plomo en los niños y el nivel presente en la sangre han sido investigados en Quito (Oviedo, 1995). Sin embargo, aún no se han hecho estudios acerca de los efectos de los otros contaminantes, especialmente en relación con la función pulmonar de los niños y su papel en el incremento de la patología respiratoria. El presente estudio relaciona la contaminación del aire con la incidencia de trastornos respiratorios en los escolares de Quito, que residen en zonas con diferente grado de contaminación de origen vehicular. OBJETIVO GENERAL Valorar el impacto de la contaminación ambiental en niños de 8 a 10 años, que acuden a escuelas ubicadas en zonas de distinto grado de flujo vehicular y determinar su relación en la frecuencia de enfermedades respiratorias agudas y los índices de ventilación pulmonar. OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Cuantificar el grado de contaminación a través de la determinación de las concentraciones de carboxihemoglobina en los niños escolares de zonas de distinto grado de flujo vehicular. 2. Determinar el impacto de la contaminación ambiental sobre la frecuencia de infecciones respiratorias agudas y sobre los índices de ventilación pulmonar, en niños escolares de zonas de mayor y menor contaminación ambiental. MATERIALES Y MÉTODOS Toda vez que la mayor significación en cuanto a la contaminación del aire en Quito corresponde a los contaminantes generados por las emisiones de los automotores, se sectorizó a Quito en base a la circulación vehicular.

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Los sectores que se definieron fueron: A. Sector urbano de mayor circulación vehicular: Centro histórico de Quito, B. Sector urbano de menor circulación vehicular: Barrio periférico de Quito, y, C. Sector rural de menor circulación vehicular. Parroquia de Nayón. Las escuelas seleccionadas, luego de un muestreo aleatorio propositivo fueron las siguientes: GRUPO A : Escuela Sucre, en el Centro Histórico de Quito. GRUPO B: Escuela Gallegos Lara, en Carcelén, barrio periférico al norte de Quito. GRUPO C: Escuela Costa Rica, en Nayón, parroquia al nororiente de Quito. Por asignación al azar se seleccionaron 320 niños en cada escuela. Ingresaron al estudio voluntariamente, los escolares de 8 a 10 años de edad que habitaban en el sector de cada una de las escuelas y cuyos padres habían enviado su consentimiento escrito. Se excluyeron del estudio niños que presentaron patología crónica o malformaciones de tipo congénito, niños en cuyos hogares se utilizaban cocinas de diesel o de leña, que existía un alto índice de personas fumadoras o cuyos padres o ellos mismos no aceptaron su participación en el proyecto. Al inicio del estudio se completó una historia clínica, orientada a buscar datos de enfermedades respiratorias ocurridos durante los últimos 6 meses y se efectuaron mediciones de peso y talla. El índice de hacinamiento se calculó dividiendo el número de personas que habitaban en la casa para el número total de cuartos. Mediante una encuesta se investigó el porcentaje de hogares en los cuales existían fumadores, es decir si alguna de las personas que habitaba en el domicilio tenía el hábito del tabaquismo. En cada niño se realizó una medición inicial del Flujo Espiratorio Máximo y luego 3 mediciones más, con un intervalo de 1 mes entre ellas. En una muestra de 100 niños de cada escuela, se determinaron el hematocrito y los niveles de carboxihemoglobina en sangre. Dos veces por semana, durante los 3 meses del estudio, se hizo una evaluación clínica estandarizada a todos los niños participantes. Esta evaluación fue realizada por un pediatra, a fin de registrar todos los signos y síntomas respiratorios que se presentaron en este período. Con estos datos dos pediatras establecieron los diagnósticos de infección respiratoria aguda alta (IRAA) o baja (IRAB) para cada evento. Incremento de enfermedades respiratorias en escolares de Quito por contaminación atmosférica de origen vehicular

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La determinación del peso se realizó en una balanza calibrada por el Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN). El registro se lo hizo en kilogramos y décimas de kilogramo. La talla se midió en un “tallímetro” de cinta métrica de vidrio, con el niño descalzo. El registro se hizo en centímetros. Para medir el flujo espiratorio máximo, se utilizaron Flujómetros (Espirómetro de capacidad máxima) marca TRU ZONE. Antes del inicio del estudio se realizaron reuniones informativas para los niños y sus padres en las cuales se les ofreció detalles sobre el estudio, sus riesgos y beneficios. Biomarcador de exposición La exposición de los niños a los contaminantes generados por los vehículos fue investigada mediante el nivel de carboxihemoglobina (COHB), que fue utilizada como un biomarcador de exposición, ya que la COHB es producida por el monóxido de carbono al reaccionar con la hemoglobina. Debe recordarse que el monóxido de carbono en su casi totalidad proviene de los automotores. Para la determinación de niveles de carboxihemoglobina se obtuvo una muestra de sangre mediante venopunción, en un tubo con anticoagulante. La sangre fue llevada inmediatamente al laboratorio para su dosificación espectrofotométrica. Análisis estadístico Los datos fueron analizados en un computador IBM compatible utilizando el programa EPI-Info versión 6.04. Se calcularon los promedios y desvío estándar de las variables, que fueron examinadas mediante ANOVA y las proporciones mediante X2. Las tasas de incidencia de las infecciones respiratorias altas (IRAA) y de las infecciones respiratorias bajas (IRAB), se definieron en cada grupo. Estas tasas fueron estimadas por 1000 semanas/niño (SN) de exposición, basadas en el número de semanas que cada niño había permanecido en el área durante el período de estudio. También se calcularon las tasas de riesgo relativo (RR) (tasa de incidencia del grupo de mayor contaminación / grupo de menor contaminación), 95% CI y tests de significación (X2). RESULTADOS Completaron el estudio un total de 906 niños, distribuidos en los tres grupos: GRUPO A:

311 niños

Escuela Sucre, ubicada en la zona de mayor contaminación vehicular. Incremento de enfermedades respiratorias en escolares de Quito por contaminación atmosférica de origen vehicular

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GRUPO B: 302 niños Escuela Gallegos Lara, ubicada en zona urbana de menor contaminación vehicular. GRUPO C:

293 niños.

Escuela Costa Rica de Nayón ubicada en zona rural de menor contaminación vehicular. Los datos de las características básicas de los tres grupos se presentan en la tabla 1. Tabla 1. LÍNEA DE BASE: CARACTERÍSTICAS DE LOS GRUPOS A, B y C GRUPO A

GRUPO B

n = 311

n = 302

GRUPO C P*

n = 293

p**

EDAD (años) media ± ds

8.3 ± 1.0

8.9 ± 0.8

0.10

8.4 ± 1.7

0.90

PESO (Kg) media ± ds

27.0 ± 5.9

27.5 ± 5.2

0.10

23.9 ± 5.5

0.00

TALLA (cm) media ± ds

128.5 ± 8.6

128.5 ± 7.6

0.90

120.4 ± 9.5

0.00

0.9 ± 0.4

1.2 ±. 7.0

0.00

1.9 ± 1.1

0.00

17.6%

30.5%

0.00

26.4%

0.40

43.7 ± 2.4

44.0 ± 2.4

0.10

42.6 ± 2.0

0.08

HACINAMIENTO media ± ds TABAQUISMO intradomiciliario HEMATOCRITO media ± ds * Comparación A y B ** Comparación A-C y B-C

No hubo diferencias significativas entre los niños de los grupos A y B con respecto a edad, peso, talla, hematocrito y hacinamiento, pero sí en cuanto a tabaquismo ya que en el grupo B hubo mas hogares con personas que fuman. Las características del grupo C, en comparación con los grupos A y B, no muestran diferencia en cuanto a edad, hematocrito y tabaquismo intradomiciliario; pero sí en peso, talla y hacinamiento. Los niveles del biomarcador carboxihemoglobina (COHB) pueden observarse en la tabla 2. Existe diferencia significativa entre los 3 grupos con un nivel de concentración mayor en el grupo del Centro Histórico y el más bajo en Nayón. El 92% de niños de la Escuela Sucre presentan valores de carboxihemoglobina superiores a lo normal (concentración >2.5 %) al igual que el 43% de los niños de la Escuela Gallegos Lara. En la Escuela Costa Rica sólo un niño presenta datos de contaminación por monóxido de carbono. Los valores máximos de Carboxihemoglobina encontrados en los estudiantes fueron de 6.14 en la Escuela Sucre, 8.5 en la Escuela Gallegos Lara y 3.8 en la Escuela Costa Rica. No se presentaron casos con niveles neurotóxicos en la escuela rural y sólo 5 (6%) en la de la zona urbano periférica. En cambio en el grupo central, 70 niños (66%) tuvieron concentraciones de COHB mayores de 5.

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Tabla 2. PROMEDIO Y NIVELES DE RIESGO DE CARBOXIHEMOGLOBINA (COHB) Número total de muestras

COHB media ± ds

Niños con valores de Niños con valores de (1) (2) COHB > de 2.5% COHB > de 5% #

%

#

%

Grupo A

106

5.09 ± 1.7 *

97

92

70

66

Grupo B

90

2.52 ± 1.2 *

39

43

5

6

Grupo C

99

0.70 ± 0.4 *

1

1

0

0

p < 0.05 1. NOAEL: Nivel sin efectos adversos observables 2. Nivel neurotóxico

Con el fin de documentar infecciones respiratorias, se realizaron observaciones clínicas con un total acumulativo de: 3698 semanas / niño (S/N), en el grupo A; 3556, en el grupo B; y, de 3370, en el grupo C. Los datos obtenidos se presentan en la Tabla 3. Tabla 3. INCIDENCIA DE IRA ALTA E IRA BAJA DURANTE UN PERIODO DE 3 MESES GRUPO A n = 311 CARBOXIHEMOGLOBINA (%) Promedio IRA ALTA (Tasa de incidencia) IRA BAJA (Tasa de incidencia)

GRUPO B p*

n = 302

GRUPO C p**

N = 293

p***

5.09