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Guía de Ozono para Profesionales de la Salud

INTRODUCCIÓN

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El ozono (O3) se ha vuelto uno de los contaminantes mas importantes como resultado del incremento de población, actividades industriales, y el uso de automóviles. El ozono es actualmente el principal problema de la contaminación del aire en los Estados unidos. Los efectos adversos a la salud han sido estudiados desde 1952. El Ozono ejerce efectos adversos en salud pública, especialmente en los que viven en ciudades industrializadas. La Agencia de Protección al medio Ambiente de los Estados unidos (EPA por sus siglas en Inglés), ha clasificado al ozono como un contaminante crítico. EPA ha establecido Estándars de Calidad de Aire del Ambiente Nacional (NAAQS por sus en Inglés) de 0.075 ppm promediadas por ocho horas. Para lograr este estándar, el promedio de tres años de las concentraciones de ozono medias de ocho horas máximas diarias cuarto-más altas medidas en cada monitor dentro de un área encima no debe exceder cada año 0.075 PPM (el 27 de mayo de 2008 eficaz). Sin embargo, recientes estudios epidemiológicos han demostrado que niveles menores que 0.12 ppm en una hora y niveles menores a 0.08 ppm en ocho horas producen efectos adversos en la población en general.

DEFINICIÓN

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El ozono es un gas incoloro, irritante y altamente reactivo considerado como como contaminante secundario (No es emitido al aire directamente). Está compuestó de tres átomos de oxígeno. Es el principal componente del smog, el cual es producido primariamente por emisiones de automóviles, predominantemente en áreas urbanas. Diferente a la capa estratosférica de ozono, la cual se situa a 10 km sobre la superficie de la tierra, el ozono contaminante se encuentra en la tropósfera y es formada por reacciones fotoquímicas impulsadas por la acción de luz ultravioleta en los contaminantes precursores de óxidos de nitrógeno (Nox), y compuestos orgánicos volátiles (VOCs por sus siglas en Inglés). Las concentraciones de ozono en las áreas urbanas suben en la mañana, alcanzan su máximo al atardecer, y decaen al anochecer. Los niveles mas altos de ozono, así también como su frecuencia de repetición refleja su dependencia total en las condiciones del tiempo y ocurre más frecuentemente cuando una inversión atmosférica atrapa a los contaminantes cerca del suelo.

BIOREACTIVIDAD

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Varios procesos patofisiológicos pulmonarios resultan de exposición al ozono. Como un potente oxidante, el ozono es extremadamente irritante para el sistema respiratorio. Es capaz de reaccionar con una variedad de biomoléculas extracelulares e intracelulares y produce cambios perjudiciales que pueden ser medidos por alteraciones en función pulmonar. Además, el ozono es menos soluble que otros gases irritantes. Puede penetrar más eficazmente a través del árbol traqueobronquial a regiones pulmonares del sistema respiratorio, induciendo lesiones en células residentes del pulmón causando un flujo de células inflamatorias (5,15).

Exposiciones a menos de 0.08 ppm son suficientes para inducr alteraciones en actividad enzimática e iniciar una reacción inflamatoria en el pulmón induciendo incrementos significantes en neutrofilos, proteína, prostaglandina E2, interlukina-6, dehidrogenasa lactosa y antitripsin (5). Estas enzimas y mediadores están usualmente asociados con edema celular y en suficientes concentraciones de ozono,muerte celular. 

EFECTOS DEL OZNO EN LA SALUD

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Los efectos del ozono en la salud humana han sido estudiados por más de 30 años. El sistema respiratorio es el principal blanco de este contaminante oxidante. Las respuestas del tracto respiratorio inducidas por el ozono incluyen reducción en función del pulmón, empeoramiento de enfermedades respiratorias pre-existentes (como asma), incremento en admisiones diarias al hospital y visitas al departamento de emergencias por causas respiratorias y mortalidad excesiva. El grado de empeoramiento de efectos producidos por el ozono depende de varios factores incluyendo concentración y duración de exposición, características del clima, sensibilidad individual, enfermedades respiratorias pre-existentes y estatus socioeconómicos (1, 15, 16, 17).

La actividad física y la sensibilidad individual son factores paa determinar los efectos adversos del ozono en la salud. Cuatro grupos de personas son particularmente sensibles al ozono cuando son activos al aire libre: niños, adultos sanos haciendo ejercicios al aire libre, gente con enfermedades respiratorias pre-existentes y los ancianos. Los niños y adultos sanos son más sensibles al ozono cuando realizan sus actividades al aire libre porque la actividad física causa que las personas respiren más rápido y más profundo, permitiendo penetración más profunda de ozono en los pulmones resultando en lesiones. Además, los niños tienen un alto riesgo de exposición a ozono porque pasan largos períodos de tiempo al aire libre envueltos en actividades enérgicas.

Otro factor que incermenta los efectos adversos del ozono es el estatus socioeconómico. Es menos probable que gente de bajos ingresos cuenten con unidades de aire acondicionado y por lo tanto es más probable que mantengan las ventanas abiertas durante los meses de verano cuando los niveles de ozono son más altos. Las diferencias entre las áreas de residencias, también están relacionados a el estatus socioeconómicos, pueden afectar las probabilidades de ser expuesto a concentraciones de ciertos contaminantes en el aire, en sus niveles mas altos.

El tiempo también juega un papel muy importante en la relación entre la contaminación con ozono y la salud. Las condiciones metereológicas influyen los procesos químicos y físicos envueltos en la formación de ozono. En un estudio conducido en Bélgica durante el verano, se asumió que la temperatura ambiente combinada con altas concentraciones de ozono fueron las causas en el importante exceso de mortandad (9). En otro estudio conducido en Nueva Jersey se observó una relación marcada entre las concentraciones de ozono en el verano y las visitas al departamento de emergencia por causas de asma (8).

Dos de los factores más importantes son las concentraciones de ozono y la exposición. Numerosos estudios epidemiológicos muestran la relación entre efectos en la salud y niveles específicos de ozono. La EPA ha obtenido información sobre los efectos en la salud a través de investigaciones, estudios comparando estadísticas de salud y niveles de ozono en las comunidades y estudios controlados de voluntarios humanos.

La EPA ha desarrollado el Indice de la Calidad del Aire (AQI por sus siglas en Inglés) para reportar los niveles de ozono y otros contaminantes y sus efectos en salud humana. La escala AQI ha sido dividida en diferentes categorías las cuales fluctuan de 0 a 300. Cada categoría corresponde a un impacto diferente en la salud (Tabla 1). El NAAQS para ozono son de 0.12 ppm promediados en una hora y 0.075 ppm promediados en ocho horas.

Table1. Índice De la Calidad Del Aire De Epa

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Valores AQI Descripción de la Calidad del Aire Problemas para la Salud
0.0 a 0.059 0 a 50 Buena Probablemente ninguno
0.060 a 0.075 51 a 100 Moderada Usualmente los individuos sensibles pueden experimentar efectos respiratorios debido al prolongado esfuerzo al aire libre especialmente cuando es extraordinariamente sensitivo al ozono.
0.076 a 0.095 101 a 150 No saludable para grupos sensitivos Miembros de grupos sensibles pueden experimentar síntomas respiratorios (tos, dolor, cuando se respira profundamente).
0.096 a 0.115 151 a 200 Insalubre Miembros de grupos sensibles tienen más posibilidades de experimentar síntomas respiratorios (tos y dolor agravados), y se reducción de la función de los pulmones.
0.116 (8-h) a 0.404 (1-h) 201 a 300 Muy Insalubre Miembros de grupos sensible experimentan síntomas respiratorios severos y respiración débil.

0.116 (8-h) a 0.404 (1-h) ppm (MUY INSALUBRE)

En concentraciones de 0.125 a 0.404 ppm, gente sensible experimenta severos síntomas respiratorios y dificultad para respirar.

Estudios recientes en humanos expuestos a estas concentraciones de ozono han demostrado función pulmonar debilitada al hacer ejercico pesado (7). Otro estudio conducido en la Ciudad de México muestra que exposiciones de 0.170 a 0.250 ppm 1-h, incrementa la aparición de síntomas respiratorios tales como tos, flemas, dificultad para respirar y reduce PEFRS entre los niños con asma leve(2). Además, exposición a ozono de 0.30 ppm 1-h induce inflamación en los pasajes bajos de aire. Esto es manifestado por el flujo de PMN medido por el lavado broncoalveolar (3). También, en esta concentración con ejercicio continuo, FEV1 disminuye.

0.096 a 0.115 ppm (INSALUBRE)

EXPOSICION DE UNA HORA. En un estudio conducido en Atlanta se encontró que cuando el nivel máximo de ozono 1-h era igual o excedía 0.110 ppm, el número de visitas de emergncia al hospital por asma o enfermedad reactiva de las vías respiratorias incrementó en niños. Durante esta exposición, muchos niños y adultos desarrollaron progresivamente dolor interno al respirar profundo, tos, y reducción vital de capacidad y FEV1 (1).

EXPOSICION DE 8 HORAS. Se observa reducción en la función del pulmón con exposiciones de 0.12 ppm de 6-8 horas con ejercicio moderado, manifestado por disminución en FEV1. (4,5).

0.076 A 0.0954 (INSALUBRE PARA GRUPOS SENSITIVOS)

EXPOSICION DE UNA HORA. Gente sensible, niños y adultos activos y gente con enfermedades respiratorias bajo esfuerzo mayor al aire libre, pueden experimentar síntomas respiratorios tales como tos o dolor cuando se respira profundamente, y reducción de función del pulmón. Otros estudios han asociado concentraciones de ozono de 0.100 ppm con el incremento de admisiones al hospital por problemas respiratorios en los ancianos (12).

EXPOSICION DE OCHO HORAS. De acuerdo con AQI, gente sensitiva, niños y adultos activos, y gente con enefermedades respiratorias bajo esfuerzo mayor prolongado al aire libre, pueden experimentar síntomas respiratorios tales como tos o dolor cuando se respira profundamente, función del pulmón reducida, la cual puede causar malestar al respirar.

En una serie de estudios conducidos en los Estados Unidos (1,3,6) se demostró que con una concentración de ozono de 0.09 ppm, el número de visitas al hospital por causa de asma incrmentó y la sensibilidad al ozono de gente que realizaba ejercicios moderados incrementó. También, concentraciones de ozono de 0.100 ppm induce el flujo neutrofílico en las vías respiratorias resultando en inflamación y disminución en volumen forzado expiratorio (FEV1) y PEFR en gente asmática (niños y adultos).

0.060 a 0.075 ppm (MODERADA)

EXPOSICION DE UNA HORA. En esta escala específica, basado en los estándars AQI, no se espera que haya efectos en la salud. Sin embargo, en un estudio de 154 niños en las edades de 10-12 en Tennessee, ozono en concentraciones de 0.078 ppm fue asociado con disminución en FEV1 y FEF25-75 (5), y con 0.082 ppm y se observó un incremento en visitas al hospital relacionadas con asma.

EXPOSICION DE OCHO HORAS. Personas sensibles pueden experimentar efectos respiratorias debido a exposiciones prolongadas a ozno al hacer esfuerzos al aire libre. Además, tres estudios, (1,6,8) han demostradoque concentraciones de 0.080 ppm de ozono producen efectos adversos en salud humana como disminución de PEFR en niños asmáticos (6), disminución en FEV1 en hombres saludables que hacen ejercicio intermitentmente (5,7) e incremento en las visitas al hospital por asma (1,8)

0.00 a 0.059 ppm (BUENA)

De acuerdo con NAAQS y AQI, a niveles de 0.00 a 0.64 no se esperan efectos a la salud y la calidad del aire es considerada "BUENA". Sin embargo, estudios recientes han demostrado que en estas concentraciones el ozono puede ejercer efectos adversos en la salud.

EXPOSICION DE UNA HORA. En un estudio conducido en Birsbane, Auatralia por Simpson et al. se demostró una asociación entre concentraciones de ozono de 0.030 ppm y mortalidad diaria en los ancianos (11). En un estudio en México, la relación entre exposición a ozono y niños asmáticos (5-13 años de edad) y asma leve fué evaluada. Exposición a 0.050 ppm incrementó la existencia de síntomas respiratorios como tos, flemas y dificultad al respirar y PEFRs reducidos. Un estudio diferente sugiere que en concentraciones de 0.065 ppm el ozono incrementa síntomas respiratorios en niños asmáticos. (5).

EXPOSICION DE OCHO HORAS. No hay información disponible.

EXPOSICION DE 24 HORAS. Sartor y co-autores (1994) analizaron bajos niveles de ozono y mortandad en Bélgica. Este estudio demostró una relación entre ozono a 0.050 ppm, altas temperaturas, y el número diario de muertes (9). Se observó un incremento en la muerte de ancianos en concentraciones de ozono de 0.034 ppm por 24-h (9,11). Schwartz utilizó registros de Medicare de los años 1986-1989 para estudiar la asociación entre concentraciones de ozono y las admisiones al hospital entre los ancianos. En este estudio, se observó un relación significante entre concentración de 0.050 ppm de ozono y admisiones al hospital por neumonía. (12).

CONCLUSIONES

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Las respuestas serias de la zona respiratoria son inducidas por el ozono, tal como reducción en la función de pulmón, provocación de la enfermedad respiratoria de preexistencia (tal como asma), aumentos en las visitas diarias del departamento de la admisión y de la emergencia de hospital para las causas respiratorias, y exceso de mortalidad. Los efectos nocivos producidos por el ozono en el sistema respiratorio dependen de factores tales como sensibilidad individual (niños, adultos sanos que hacen ejercicio al aire libre, gente con enfermedad respiratoria preexistent y ancianos), estatus, las características del clima, y concentración y duración socioeconómicos de la exposición (1.15, 16, 17).

EPA ha establecido los estándares de calidad ambiente nacionales del aire (NAAQS) de 0.075 PPM hechos un promedio concluído 8 horas. Para lograr este estándar, el promedio de tres años de las concentraciones de ozono medias de ocho horas máximas diarias cuarto-más altas medidas en cada monitor dentro de un área encima no debe exceder cada año 0.075 PPM (el 27 de mayo de 2008 eficaz). El índice de la calidad del aire (AQI) señala los niveles del ozono y de otros agentes contaminadores, y sus efectos sobre salud humana. Según el AQI, el NAAQS y los estudios epidemiológicos recientes, la concentración del ozono a partir de la 0.075 a 0.404 PPM en 1-h o la exposición 8-h, la lata en grupos sensibles produce efectos de salud adversos incluyendo decrementos de la función de pulmón, la provocación de la enfermedad respiratoria de preexistencia, aumentos en admisiones de hospital diarias y mortalidad prematura. Esa gente puede experimentar síntomas respiratorios tales como toser, dolor al tomar una respiración profunda, y reducción en la función de pulmón, que puede causar malestar de respiración. Estos síntomas se empeoran cuando la concentración del ozono aumenta. Otros efectos menos severos tales como función de pulmón disminuida y funcionamiento atlético disminuido se han observado en este rango del ozono en individuos sanos.

Según el AQI, los efectos de salud adversos no esperan en 0.0 a 0.059 exposiciones del ozono 1-h y 8-h. Sin embargo, los estudios epidemiológicos han proporcionado a la información que el efecto nocivo del ozono se puede observar con la exposición a las concentraciones bajas del ozono concluído de una hora, a 8-hours y a 24-hours (2.4.9.10.11.12.13). Estos efectos nocivos influencian a los grupos sensibles más. Además, un número de estudios han mostrado que la existencia de otros agentes contaminadores y condiciones atmosféricas puede empeorar los efectos de salud adversos considerados con la exposición baja del ozono.

REFERENCIAS

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Gielen, M.H., et al. Acute effects of summer air pollution on respiratory health of asthmatic children. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 155: 2105-2108, 1997.

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Sartor, F., et al. Temperature, ambient ozone levels, and mortality during summer, 1994, in Belgium. Environmental Research. 70: 105-113, 1995.

Simpson, R.W., et al. Association between outdoor air pollution and daily mortality in Brisbane, Australia. Archives of Environmental Health. 52:6 Nov/Dec 442-454, 1997.

Gerard, H. et al. Effects of ambient particulate matter and ozone on daily mortality in Rotterdam, the Netherlands. Archives of Environmental Health. 52: 6 455-463, 1997.

Schwartz, J. PM10, ozone and hospital admissions for the elderly in Minneapolis-St. Paul, Minnesota. 49:5 366-374, 1994.

www.epa.gov/airnow (environmental Protection Agency).

Contenido de la página

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Maria A. Fierro, M.D., Mary Kay O'Rourke, Ph.D., and Jefferey L. Burgess, M.D., M.P.H.
The University of Arizona, College of Public Health
 

 
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