CARACTERIZACIN MICROBIOLGICA DEL MATERIAL PARTICULADO COMO FACTOR DE
CARACTERIZACIÓN MICROBIOLÓGICA DEL MATERIAL PARTICULADO COMO FACTOR DE RIESGO SOBRE LA SALUD EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA LUIS CAMILO BLANCO BECERRA INGENIERO AMBIENTAL Y SANITARIO
CONTENIDO 1. ANTECEDENTES 2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 3. METODOLOGÍA 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 5. CONCLUSIONES 6. RECOMENDACIONES
ANTECEDENTES MATERIAL PARTICULADO: Son las partículas sólidas o líquidas del aire, se incluyen. contaminantes primarios como el polvo y hollín y contaminantes secundarios como partículas líquidas producidas por la condensación de vapores (aerosoles). Diferentes estudios epidemiológicos han relacionado las afecciones respiratorias (I. R. A) con el Material Particulado (PM 10 y PM 2. 5), debido a que por su tamaño pueden ingresar hasta las vías respiratorias inferiores. Ubicación localidad Puente Aranda Concentraciones de PM 10 en la localidad Meteorología de la zona Morbilidad Estudios epidemiológicos
BOGOTÁ D. C. LOCALIZACIÓN SUBA USAQUEN Área: 1724 Hectáreas 41 % uso industrial ENGATIVA N AEROPUERTO E W 46 % uso residencial FONTIBON BARRIOS U. S CHAPINERO 13 % sin urbanizar. TEUSAQU ILLO Población: 360. 908 habitantes 25 % niños menores de 14 años KENNEDY PUENTE ARANDA BOSA SANTAFE MARTIRES CANDELARIA ANTONIO NARIÑO 10 % ancianos TUNJUELITO RAFAEL URIBE Vías importantes: CIUDAD BOLIVAR SAN CRISTOBAL Al Norte Av. de la Américas Al Sureste Av. Ciudad de Quito y Autopista Sur Al Oeste Av. 68 USME
CONCENTRACIÓN DE PM 10 Las estaciones Merck, Cazuca y Fontibón excedieron la norma establecida por el DAMA para 24 horas en cuanto a PM 10, 431 veces durante el año 2000. En el transcurso de los años siguientes se ha conservado una tendencia en cuanto a la excedencia de la norma diaria (170 μg/m 3) en estas estaciones, sumado a que en cada informe mensual se señala que la estación Merck S. A supera siempre el 50 % de la misma.
ESTACIONES MONITOREO CALIDAD DEL AIRE LOCALIDAD PUENTE ARANDA
CONDICIONES METEOROLÓGICAS Dirección del viento: • SE-S (centro occidente). • W-NW (sur occidente). Velocidad viento baja en horas de la mañana y alta en horas de la tarde. Temperatura de 14 °C en promedio para la localidad.
MORBILIDAD PUENTE ARANDA La morbilidad provocada por IRA, ocupa el primer lugar con un 29% de las consultas externas en menores de un año, con un 2. 1% clasificadas como bronquitis, enfisema y asma, igual posición ocupa en el grupo de 1 a 4 años con un 25, 2% de consultas por IRA y un 2. 9% de neumonías (Unidad Primaria de Atención Puente Aranda 1996).
ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS Pontificia Universidad Javeriana 1999 Univesidad del Bosque 1997 La concentración de PM 10 promedio en la zona es alta 98, 96 μg/m 3, incumpliendo la norma de la OMS y la EPA de 50 μg/m 3 para un año, con un máximo de 150 μg/m 3 para 24 horas una vez al año. La alta concentración de PM 10 en la zona, es un vehículo facilitador, para que se presenten problemas respiratorios por bajas concentraciones de NO 2 y SO 2. . Las concentraciones de PM 10, superan el valor máximo anual y diario permitido en la legislación internacional, lo cual demuestra que los efectos en los niños residentes en el sector pueden ser atribuidos al incumplimiento de dichos valores. Un incremento de 10 μg/m 3 en la concentración de PM 10 produce un aumento de por lo menos el 8% en el número de consultas por enfermedad respiratoria en los niños menores de 14 años.
OBJETIVOS GENERAL Determinar la composición microbiológica del material particulado en la localidad de Puente Aranda. ESPECÍFICOS Identificar las diferentes fuentes, tanto fijas como móviles, que generan emisiones de material particulado en la localidad de Puente Aranda. Identificar las condiciones meteorológicas presentes en la localidad y sus alrededores, que puedan brindar información sobre el comportamiento del material particulado en la zona de estudio. Analizar si existe relación entre material particulado y microorganismos. Establecer el factor de riesgo por la presencia de microorganismos dentro del material particulado, en cuanto a la prevalencia de enfermedades respiratorias en los grupos más susceptibles dentro de la comunidad de Puente Aranda.
EVOLUCIÓN DE LA MORBILIDAD, BOGOTÁ D. C. 1986 -1999 Fuente: Secretaria de Salud 2000
METODOLOGÍA SELECCIÓN DE LOS PUNTOS DE MUESTREO Merck CADE Variables registradas Color Kids Métodos toma muestras Concentración PM 10 (µg/m 3) Febrero 18, 19 Febrero 20, 21 Impactación Directa Velocidad del viento (m/s) Marzo 4, 5, 18, 19 Marzo 6, 7, 20, 21 Impactación Directa, MAS-100 Mañana 8 -10 a. m Dirección del viento (°) Abril 8, 9, 30 Abril 10, 11, 28, 29 MAS-100 Tarde 2 -6 p. m Temperatura (°C) Mayo 2, 12 Mayo 14 MAS-100 Filtros Medios de Cultivo Formato I Turbidez Sangre Chocolate Val Stoltemberg Mc. Conkey Tinción de Gram Saboraud Montaje Hongos Morfología macroscópica Zielh Neelsen Medios Selectivos L-Jensen Pruebas Bioquímicas Formato II
PUNTO DE MUESTREO MERCK S. A Estación de calidad del aire. Altura de la estación (20 m cota terreno) y distribución de industrias circundantes. Facilidad de toma de muestras microbiológicas en la estación. Cercania a vías de alto flujo vehicular. Estación DAMAIRE MERCK S. A
PUNTO DE MUESTREO COLOR KIDS LTDA. Zona exclusivamente residencial. Lugar más alto dentro de su zona de influencia. Evaluación de condiciones de turbulencia. Cercania a el punto Merck S. A
UBICACIÓN DE LOS PUNTOS DE MUESTREO N E W S COLOR KIDS MERCK S. A
SELECCIÓN DE LOS MESES, DÍAS Y HORAS DE MUESTREO Concentraciones PM 10 estación Merck S. A 2001 -2002 Fuente: DAMA 2003 Meses: Hora: Enero – Abril 8: 00 – 10: 00 a. m Septiembre – Diciembre 2: 00 – 4: 00 p. m Meses selecionados: Febrero 18 – Mayo 14 6 Semanas (24 días) 9: 00 – 12: 00 p. m Velocidad del viento
MÉTODOS PARA LA TOMA DE MUESTRAS MICROBIOLÓGICAS • Impactación Directa: Recolección de partículas por choque con los medios de cultivo. • Succión: Equipo MAS- 100, Anemómetro incorporado para compensación volumétrica automática. Caudal de 100 litros por minuto, cumpliendo con las exigencias impuestas por directivas internacionales. La velocidad de los microorganismos sobre la superficie de agar es de 11 metros por segundo; esta velocidad garantiza la recolección de todas las partículas de tamaño superior a 1 m. 1000 litros , 10 minutos.
RESULTADOS Y ANÁLISIS Primera y segunda semanas de muestreo. Tercera y cuarta semanas de muestreo. Quinta y sexta semanas de muestreo. Frecuencia de aparición e incidencia de los microorganismos encontrados.
ANÁLISIS DE RESULTADOS PRIMERA Y SEGUNDA SEMANA DE MUESTREO Concentraciones horarias de PM 10: Mañana: 171 – 402 μg/m 3 Tarde: Máximo de 163 μg/m 3 Febrero 21 se excede la norma diaria. 194 μg/m 3 Velocidad: 0. 5 a 2. 6 m/s en horas de la mañana Máximo de 6. 4 m/s en horas de la tarde Temperatura: Mayor en horas de la tarde en comparación con horas matutinas. Dirección del viento: Predominancia hacia el sector sur occidente (SW–NW), con aporte centro occidente (SE-SW).
ANÁLISIS DE RESULTADOS PRIMERA Y SEGUNDA SEMANA DE MUESTREO Impactación Directa. Mayor desarrollo de colonias en horas de la tarde. Relación inversa entre partícula y microorganismos. Mayor desarrollo de colonias en el punto Color Kids en comparación con Merck S. A.
NÚMERO DE COLONIAS EN LOS MEDIOS DE CULTIVO PRIMERA Y SEGUNDA SEMANA DE MUESTREO Fuente: el autor 2003
ANÁLISIS DE RESULTADOS PRIMERA Y SEGUNDA SEMANA DE MUESTREO ICARO MUNDO AVENTURA KENNEDY
CONCENTRACIONES DE PM 10 DIARIAS DURANTE LOS DÍAS DE MUESTREO PUNTO MERCK S. A
VELOCIDAD PROMEDIO DEL VIENTO DURANTE LOS DÍAS DE MUESTREO PUNTO MERCK S. A
ANÁLISIS DE RESULTADOS TERCERA Y CUARTA SEMANA DE MUESTREO Concentraciones horarias de PM 10: Mañana: 99 – 204 μg/m 3 Tarde: Máximo de 105 μg/m 3 Velocidad: 0. 8 a 1. 8 m/s en horas de la mañana Máximo de 5. 4 m/s en horas de la tarde Temperatura: Mayor en horas de la tarde en comparación con horas matutinas. Dirección del viento: Se ubicó entre los sectores sur occidente (SW–NW) y centro occidente (SESW).
ANÁLISIS DE RESULTADOS TERCERA Y CUARTA SEMANA DE MUESTREO MAS-100. Mayor desarrollo de colonias en horas de la mañana. Relación directa entre partícula y microorganismos. Mayor desarrollo de colonias en el punto Color Kids en comparación con Merck S. A. Identificación de E. coli en Color Kids.
ANÁLISIS DE RESULTADOS TERCERA Y CUARTA SEMANA DE MUESTREO Fuente: el autor 2003
ANÁLISIS DE RESULTADOS TERCERA Y CUARTA SEMANA DE MUESTREO ZONA COMPRENDIDA ENTRE LAS COMPONENTES E – SE (COLOR KIDS) Torre Colpatria
ANÁLISIS DE RESULTADOS QUINTA Y SEXTA SEMANA DE MUESTREO Concentraciones horarias de PM 10: Mañana: 67 – 140 μg/m 3 Tarde: Máximo de 78 μg/m 3 En Abril 29 se excede la norma diaria. 167 μg/m 3 Velocidad: 3. 4 a 5 m/s en horas de la mañana Máximo de 6. 6 m/s en horas de la tarde Temperatura: Mayor en horas de la tarde en comparación con horas matutinas. Dirección del viento: Predominancia hacia el sector centro occidente (ESW).
ANÁLISIS DE RESULTADOS QUINTA Y SEXTA SEMANA DE MUESTREO MAS-100. Relación directa partícula y microorganismos. entre Mayor desarrollo de colonias de Gram Negativos en Color Kids. Día 29 de Abril punto Color Kids: Dirección sur occidente Mañana: Concentración horaria 395 μg/m 3, velocidad de 1. 2 m/s. Tarde: Concentración horaria 163 μg/m 3, velocidad de 2. 5 m/s. En todos los agares se presentó una marca en la superficie de los medios de cultivo, debida a la succión del equipo MAS-100, observando el desarrollo de colonias a partir de algunos puntos del agar.
ANÁLISIS DE RESULTADOS QUINTA Y SEXTA SEMANA DE MUESTREO Presencia de partículas en los filtros de celulosa (29 de Abril). TURBIDEZ EN LOS FILTROS DE CELULOSA UTILIZADOS CON EL EQUIPO MAS-100 Fuente: el autor 2003
ANÁLISIS DE RESULTADOS QUINTA Y SEXTA SEMANA DE MUESTREO ZONA COMPRENDIDA ENTRE LAS COMPONENTES SE – SW (COLOR KIDS) Cerro localidad San Cristóbal
FRECUENCIA DE APARICIÓN E INCIDENCIA DE LOS MICROORGANISMOS ENCONTRADOS Bacilos Gram Negativos Bacilos Gram Positivos Cocos Gram positivos Hongos y levaduras
BACILOS GRAM NEGATIVOS * Microorganismo con comportamiento bioquímico similar a Shigella P. aeruginosa K pneumonia E. coli
BACILOS GRAM POSITIVOS Fuente: el autor y Universidad del Estado de Pennsylvania 2003 B. Gram Positivos B. cereus Corynebacterium
COCOS GRAM POSITIVOS Fuente: el autor y Universidad del Estado de Pennsylvania 2003 Staphylococcus aureus Streptococccus
HONGOS Y LEVADURAS Candida Rhodoturula A. niger Aspergillus
HONGOS Y LEVADURAS Trichoderma Botrytis Fuente: el autor y Universidad del Estado de Pennsylvania 2003 Penicillium Alternaria
CONCLUSIONES Las industrias localizadas dentro de la localidad de Puente Aranda son contribuyentes importantes de emisiones para las concentraciones de PM 10 medidas en el sector, sin embargo aunque generan un impacto en la zona, no son la fuente principal del contaminante de estudio, ya que la componente del viento que se deriva del sector sur-occidente, sumada a un aporte centrooccidente y las bajas velocidades presentes en horas de la mañana, para el primer trimestre del año, dan como resultado concentraciones horarias de PM 10 altas, que al ser promediadas, pueden acercarse al valor de la norma diaria o exceder la misma. Los vientos presentes en horas de la tarde, para el primer trimestre del año, permiten la dilución y dispersión de PM 10 en la zona de estudio, lo que limita los episodios de máxima concentración a horas de la mañana y en ocasiones a horas nocturnas, donde la disminución de la temperatura y las condiciones de estabilidad atmosférica son determinantes para la ocurrencia de este fenómeno, tal y como lo demuestra la información suministrada por el DAMA en años anteriores (2000 a 2002).
CONCLUSIONES Las concentraciones de PM 10 y las condiciones meteorológicas durante los meses de muestreo en cuanto a precipitación, temperatura, dirección y velocidad del viento de la estación Merck S. A, fueron similares a las presentes durante los años 2000 a 2002 en su primer semestre, lo cual conlleva a que los resultados obtendidos puedan ser comparativos con estos años, en los cuales la morbilidad por I. R. A en Puente Aranda fue alta. Mediante los muestreos realizados se pudo comprobar la relación partícula microorganismo, hecho que se corroboró el día 29 de Abril, en el que los agares y filtros de celulosa, presentaron en su superficie, una marca debida a las partículas que fueron succionadas por el equipo MAS-100, lo cual fue ratificado por análisis de turbidez en los filtros y en donde a partir de las huellas dejadas en los medios de cultivo, se observó un desarrollo de microorganismos.
CONCLUSIONES Aunque no se identificó Haemophilus influenzae y Streptococcus pneumoniae que son los causales más importantes de I. R. A según estudios realizados por el I. N. S, los microorganismos encontrados en los muestreos en general, se consideran patógenos oportunistas, que dependiendo de las circunstancias ambientales y del huésped, son capaces de generar problemas respiratorios o afectar la población en diversos aspectos de salúd pública. Estos resultados son significativos, teniendo en cuenta que no se han realizado estudios al respecto. En el punto de muestreo Color Kids se encontró un mayor desarrollo de Bacilos Gram ( -) en comparación con el punto Merck, donde se destaca la aparición exclusiva de E. coli en el punto Color Kids; este hecho se sustenta en la humedad relativa presente en el lugar de muestreo. Se observó un mayor desarrollo de microorganismos en los medios de cultivo empleados en el punto Color Kids, independientemente de la utilización del principio de impactación directa o el equipo MAS-100.
CONCLUSIONES La gran diversidad de hongos identificados con antecedentes de patogenicidad según trabajos realizados por la Universidad del Estado de Pennsylvania, puede justificar parte de los casos de alergias incluidos dentro de las IRAs, donde la partícula al rasgar, irritar y saturar los epitelios, facilitan que el hongo pueda encontrar las condiciones necesarias para la creación de un cuadro alérgico, sin olvidar el estado de salud del huésped. En general el factor de riesgo al que se encuentra expuesta la población, especialmente los niños y ancianos, es alta, ya que factores como las altas concentraciones de PM 10 que tienen como origen las fuentes fijas y móviles de la localidad y sus alrededores, sumadas a la prevalencia de un gran porcentaje de microorganismos considerados como patógenos oportunistas, brinda las condiciones óptimas para la ocurrencia de I. R. A en la localidad.
RECOMENDACIONES Continuar por parte del DAMA con el seguimiento a las industrias que son fuente de emisión dentro de la localidad, pero al mismo tiempo evaluar las condiciones de los sectores que con sus vientos contribuyen a las concentraciones de PM 10 registradas en la estación de calidad del aire Merck, para de esta manera crear estrategias que disminuyan el valor del contaminante, no solo trayendo un benéfico a la localidad de Puente Aranda, sino a las zonas sur y centro occidente de la ciudad, de donde se derivan los vientos que inciden en el área de estudio. La identificación de la especie con características bioquímicas similares a Shigella, presenta una gran relevancia dentro de aspectos de salúd pública, razón por la cual su tipificación con técnicas más exactas permitiría prevenir un problema que en el futuro seria de grandes proporciones.
RECOMENDACIONES Ya que se encontró una gran frecuencia de aparición de diferentes hongos considerados como patógenos oportunistas, que generan cuadros alérgicos en los huéspedes, es importante realizar estudios epidemiológicos que puedan llegar a comprobar la causalidad de cuadros de alergias y asma en la comunidad, con la presencia de los géneros de hongos identificados. La identificación de bacterias no esporoformadoras dentro de las muestras de aire, tales como E. coli, muestra un cambio en cuanto a los medios de transporte de algunos microorganismos, que obtienen condiciones que les permiten sobrevivir un mayor lapso de tiempo y a su vez poder generar problemas en la comunidad, por lo tanto evaluar su transporte por medio de aerosoles seria un aporte muy importante para prevenir posibles impactos en el ambiente.
RECOMENDACIONES Contemplar dentro estudios posteriores la evaluación de la variable meteorológica humedad relativa, la cual incide de una manera directa dentro del transporte de bacterias no esporoforadoras en forma de aerosoles. Realizar el estudio microbiológico del material particulado durante los meses de Septiembre a Diciembre, meses en los cuales las concentraciones de PM 10 alcanzan valores altos, para así comparar la carga microbiana presente durante este periodo, con la obtenida en el presente estudio. La identificación de Bacilo cereus y Clostridium spp (Bacilos Gram positivos), los cuales no presentan incidencia dentro de problemas respiratorios, si exhibe importancia dentro de las intoxicaciones alimentarías, razón por la cual deben ser contemplados en trabajos posteriores.
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