ABSTRACT Some metals present in residues coming from mining activities can damage DNA. A preliminary evaluation was carried out to determine the genotoxic effects on a resident population from a mining area in Xichú, Guanajuato, Mexico. Blood lead levels (BLL), and arsenic levels in urine (AsU), were measured as biomarkers of exposure. Hematological damage was evaluated trough hematocrit, hemoglobin and activity of enzyme delta-aminolevulinic dehydratase (δ-ALAD). DNA damage in blood cells was evaluated by comet assay. BLL (7.5 ± 1.2 and 7.9 ± 3.3 μg/dL) and AsU (25.2 ± 15.8 and 18.3 ± 18.4 μg/g creatinine) were found in children and adults, respectively. Of the children and adults, 100 and 91.7 %, respectively had levels of enzyme activity below 20 U/L erythrocytes. Regarding DNA damage, the children showed an Olive tail moment of 5.0 ± 1.6 and a tail length of 40.9 ± 4.9 μm, of similar magnitude than adults (4.6 ± 1.0 and 41.8 ± 5.9 μm, respectively). In conclusion, this preliminary study describes the health risk scenario of population near the mine, nevertheless, more studies are needed in the area.

RESUMEN Algunos metales presentes en residuos provenientes de actividades mineras pueden dañar al ADN. Se llevó a cabo una evaluación preliminar para determinar efectos genotóxicos en población residente de un área minera en Xichú, Guanajuato, México. Los niveles de plomo en sangre (PbS) y los niveles de Arsénico en orina (AsO) fueron medidos como biomarcadores de exposición. El daño hematológico se evaluó por medio del hematocrito, la hemoglobina y la actividad de la enzima acido delta-aminolevulínico dehidrasa (δ-ALAD). El daño al ADN fue evaluado a través del ensayo cometa. Niveles de PbS (7.5 ± 1.2 y 7.9 ± 3.3 μg/dL) y AsO (25.2 ± 15.8 y 18.3 ± 18.4 μg/g creatinina) fueron encontrados en niños y adultos, respectivamente. De éstos, el 100 % de los niños y el 91.7 % de los adultos tuvieron niveles de actividad de la enzima menor que 20 U/L eritrocitos. Respecto al daño en el ADN, los niños mostraron un momento de cola (5.0 ± 1.6) y una longitud de cola (40.9 ± 4.9 μm) de similar magnitud que los adultos (4.6 ± 1.0 y 41.8 ± 5.9 μm). En conclusión, este estudio preliminar describe el escenario de riesgo en salud de la población cercana a la mina; sin embargo, se necesitan más estudios en el área.

Abstract The objective of this work was to assess the blood lead level in paired samples of pottery-glaze workers to confirm the LeadCare® II System (LCS) reliability using this device in the general population, and quantify this metal in cooked food in lead-glazed containers. The blood lead measurement in pottery-glaze workers was carried out by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GFAAS) and the LCS. this last method was also used in the general population. The food lead level was quantified through GFAAS. The paired data showed a significant correlation (r = 0.976, p < 0.001), a mean difference of 3.3 µg/dL with limits of agreement between - 2.4 to 9 and an intraclass correlation coefficient of 0.928. These results indicate a good concordance between both methods. The blood lead median of 32.0 µg/dL and interquartile range (IQR) of 16.1 was higher in the pottery-glaze workers than in the general population (children = 5.4 µg/dL, IQR = 5.9 and adults = 8.3 µg/dL, IQR = 2.7). Lead in food exceeded the maximum level considered in the Codex alimentarius. Pottery persists as a potential risk in the Tlaxcala State population.

Resumen El objetivo de este trabajo fue evaluar el nivel de plomo sanguíneo en muestras pareadas de alfareros para confirmar la confiabilidad del sistema LeadCare II (SLC) empleando este dispositivo en la población general, y cuantificar este metal en alimentos cocinados en recipientes de barro vidriado. La medición de plomo en sangre de los alfareros, se realizó por espectrometría de absorción atómica con horno de grafito (EAAHG) y el SLC, este último método fue utilizado también en la población general. El nivel de plomo en alimentos fue cuantificado por EAAHG. Los datos pareados mostraron una correlación significativa (r = 0.976, p < 0.001), una diferencia media de 3.3 µg/dL con límites de concordancia de -2.4 a 9 y un coeficiente de correlación intraclase de 0.928; esos resultados indican concordancia entre los métodos. La mediana de plomo sanguíneo de 32.0 µg/dL y el rango intercuartílico (RIC) de 16.1 fue superior en los alfareros que en la población general (niños = 5.4 µg/dL, RIC = 5.9 y adultos = 8.3 µg/dL, RIC = 2.7). La concentración de plomo en el alimento superó el nivel máximo que contempla el Codex alimentarius. La alfarería persiste como un riesgo potencial en la población Tlaxcalteca.

The concentration of dissolved oxygen (DO) in the Zahaupan River has decreased over the years due to pollution. The objective of the present work is to identify how DO is related to rainfall and temperature. Measurements of DO were taken at two points (MP1 and MP2) in the river. The Mann-Whitney test was used to compare concentrations at the measurement points and the measurements obtained during the dry and rainy seasons. A relationship was found between DO and the temperature of the river. DO was higher at MP1 (upstream) than at MP2 and significant differences were found between both. Before and during the rainy season, DO values had atypical trends while after the rainy period they were comparable to those reported by the literature. Significant relationships were found between variances and average DO and accumulated rainfall. DO values during the rainy season were higher than those during the dry period and significantly different. It is concluded that DO is related to temperature and that rainfall positively affects DO concentrations in the river.

La concentración de oxígeno disuelto (OD) en el río Zahuapan ha disminuido a través de los años debido a la contaminación. El objetivo de este trabajo es conocer la relación del OD con la precipitación pluvial y temperatura. Se realizaron mediciones de OD en dos puntos (PM1 y PM2) del río. Se utilizó la prueba de Mann-Whitney para comparar las concentraciones entre los puntos de medición y entre las de la temporada de sequía con las de lluvia. Se encontró relación entre el OD y la temperatura de la corriente. El OD fue mayor en PM1 (corriente arriba), comparado con PM2 y entre ambos hubo diferencias significativas. Antes y en la temporada de lluvia, los valores de OD tuvieron tendencias atípicas; después de las lluvias, las tendencias fueron comparables con las reportadas en la literatura. Se obtuvieron relaciones significativas entre las varianzas y promedios del OD con la lluvia acumulada. Los valores de OD de la temporada de lluvias fueron mayores y significativamente diferentes comparadas con las de sequía. Se concluye que el OD está relacionado con la temperatura y que las precipitaciones pluviales afectaron de manera positiva la concentración de OD en el río.

El queroseno afecta de manera negativa la actividad biológica del suelo, así como el crecimiento y desarrollo de las plantas. Para analizar lo anterior, se evaluó este contaminante en avena (Avena sativa), cebada (Hordeum vulgare), pasto (Chloris gayana) y trigo (Triticum aestivum), en las poblaciones microbianas de la rizósfera y el rizoplano, así como el porcentaje de degradación del contaminante en suelo rizosférico. Se empleó un diseño experimental completamente al azar con un arreglo factorial 2 x 4, con 8 tratamientos y 5 repeticiones en cada uno. Los factores fueron dosis de queroseno (0 y 2000 mg.kg-1) y especie de planta. A los 56 días de haber establecido el experimento, el suelo contaminado redujo de manera significativa (p≤0,05) el área foliar, la materia seca total y el volumen radical de las 4 gramíneas, con respecto a las establecidas en el suelo sin contaminar. En el suelo contaminado se incrementaron las poblaciones de bacterias tota-les en el rizoplano y la rizósfera de las plantas; mientras que las que emplearon el hidrocarburo como fuente de carbono se incrementaron en el rizoplano. La colonización micorrízica fue del 28,8 al 15,7% y al contaminar el suelo se redujo del 11,4 al 5%; sin embargo, el hongo endomicorrízico realizó sus funciones aun con la presencia del hidrocarburo en el suelo. La rizósfera de avena permitió una degradación de queroseno del 84,4%, mientras que la de pasto sólo del 39,6%. Es conveniente ampliar los estu-dios rizosféricos con otro contaminante orgánico para determinar la efectividad de la rizósfera de avena y evaluar si el hidrocarburo se acumula en sus tejidos.

Kerosene biodegradation in the grasses’ rizosphere under greenhouse conditions. Kerosene affects in a negative way the soil biological activity, also the growth and development of the plant. To examine the aforesaid, this contaminant was evaluated in oats plants (Avena sativa), barley (Hordeum vulgare), grass (Chloris gayana) and wheat (Triticum aestivum), in the microbial populations of the rizosphere and rhizoplane. Also determined was the contaminant’s degradation percentage in the rizospheric soil of the different grasses. A completely at random experimental design with a 2x4 factorial arrangement, was used, with 8 treatments and 5 repetitions each. The factors were kerosene doses (0 and 2000 mg.kg -1) and plant species. At 56 days after establishment of the experiment, the contaminated soil reduced significantly (p≤0.05), the foliar area, the total dry matter and the root volume of the 4 grasses, compared to those established in soil without contamination. In the contaminated soil the total microbial populations in the rhizoplane and the plant rizosphere increased; while those that used the hydrocarbon as carbon source increased in the rhizoplane. The mycorrhizal colonization went from 28.8 to 15.7%, and when the soil was contaminated it was reduced from 11.4 to 5%; however, the endomycorrizal fungus performed its functions even with the hydrocarbon present in the soil. The oats rizosphere allowed a kerosene degradation of 84.4%, while that of the grass only 39.6%. It is convenient to expand the rizospheric studies with another organic contaminant, to determine the oats’ rizospheric effectiveness and to evaluate if the hydrocarbon is accumulated in its tissues.

OBJECTIVE: To assess the exposure to lead in children living in various types of contaminated sites. MATERIALS AND METHODS: The study was conducted from June 2008 to December 2009 at four sites in Mexico: Avalos metallurgical, Chihuahua; Morales metallurgical, San Luis Potosí (SLP); Trinidad pottery area, Tlaxcala and Cedral mine site, SLP. These sites contain different sources of lead. The metal levels were quantified in outdoor dust and in peripheral blood of children. RESULTS: Lead dust concentrations exceed the National Guidelines for residential soils (400 mg/kg) in a range of values for the four sites from 62 to 5 187 mg/kg. Regarding biological monitoring, the studied children showed maximum lead blood levels of 22 µg/dL in Cedral, 31 µg/dL in Morales, 32 µg/dL in Avalos, and 52 µg/dL in Trinidad. It is important to mention that in all the studied sites, a significative positive correlation was found between blood lead levels and the lead concentrations in dust. CONCLUSION: These sites are an example of the health risks related to lead exposure in Mexico; therefore, there is an urgent need for a national public health program aimed at reducing lead exposure in vulnerable populations.

OBJETIVO: Determinar el grado de la exposición infantil al plomo en diversos tipos de sitios contaminados. MATERIAL Y MÉTODOS: El estudio se realizó de junio 2008 a diciembre 2009 en cuatro sitios de México: metalúrgica de Ávalos, Chihuahua.; metalúrgica de Morales, San Luis Potosí (SLP); zona alfarera en La Trinidad, Tlaxcala, y sitio minero en Cedral, SLP. Se cuantificó plomo en polvo y se realizó un biomonitoreo humano en niños de la comunidad. RESULTADOS: Los valores obtenidos de plomo en polvo exterior superaron el límite establecido de 400 mg/kg para suelos residenciales en un intervalo de valores para los cuatro sitios de 62 a 5 187 mg/kg. En cuanto al monitoreo biológico, todas las poblaciones presentaron valores extremos, desde los 22 µg/dL en Cedral, 31 µg/dL en Morales, y 32 µg/dL en Ávalos, hasta los 52 µg/dL en La Trinidad. Es importante señalar que encontramos una correlación positiva y significativa entre los valores de plomo en polvo y plomo en sangre en todos los sitios de estudio (p<0.001). CONCLUSIÓN: Estos sitios son un ejemplo de los riesgos en salud relacionados con la exposición a plomo en México; por consiguiente, se requiere de un programa nacional de salud pública dirigido a reducir la exposición a este metal en poblaciones vulnerables.

OBJECTIVE: To assess the exposure to lead in children living in various types of contaminated sites. MATERIALS AND METHODS: The study was conducted from June 2008 to December 2009 at four sites in Mexico: Avalos metallurgical, Chihuahua; Morales metallurgical, San Luis Potosí (SLP); Trinidad pottery area, Tlaxcala and Cedral mine site, SLP. These sites contain different sources of lead. The metal levels were quantified in outdoor dust and in peripheral blood of children. RESULTS: Lead dust concentrations exceed the National Guidelines for residential soils (400 mg/kg) in a range of values for the four sites from 62 to 5 187 mg/kg. Regarding biological monitoring, the studied children showed maximum lead blood levels of 22 µg/dL in Cedral, 31 µg/dL in Morales, 32 µg/dL in Avalos, and 52 µg/dL in Trinidad. It is important to mention that in all the studied sites, a significative positive correlation was found between blood lead levels and the lead concentrations in dust. CONCLUSION: These sites are an example of the health risks related to lead exposure in Mexico; therefore, there is an urgent need for a national public health program aimed at reducing lead exposure in vulnerable populations.

OBJETIVO: Determinar el grado de la exposición infantil al plomo en diversos tipos de sitios contaminados. MATERIAL Y MÉTODOS: El estudio se realizó de junio 2008 a diciembre 2009 en cuatro sitios de México: metalúrgica de Ávalos, Chihuahua.; metalúrgica de Morales, San Luis Potosí (SLP); zona alfarera en La Trinidad, Tlaxcala, y sitio minero en Cedral, SLP. Se cuantificó plomo en polvo y se realizó un biomonitoreo humano en niños de la comunidad. RESULTADOS: Los valores obtenidos de plomo en polvo exterior superaron el límite establecido de 400 mg/kg para suelos residenciales en un intervalo de valores para los cuatro sitios de 62 a 5 187 mg/kg. En cuanto al monitoreo biológico, todas las poblaciones presentaron valores extremos, desde los 22 µg/dL en Cedral, 31 µg/dL en Morales, y 32 µg/dL en Ávalos, hasta los 52 µg/dL en La Trinidad. Es importante señalar que encontramos una correlación positiva y significativa entre los valores de plomo en polvo y plomo en sangre en todos los sitios de estudio (p<0.001). CONCLUSIÓN: Estos sitios son un ejemplo de los riesgos en salud relacionados con la exposición a plomo en México; por consiguiente, se requiere de un programa nacional de salud pública dirigido a reducir la exposición a este metal en poblaciones vulnerables.

After 120 days of growth under experimental greenhouse conditions, effect of soil cadmium concentration on some agronomic variables and three growth and development indicators -photosynthetic pigments, root nodule appearance, and nodulation index- of the broad bean (Vicia faba) was evaluated; also, the Cd content in soil, root, stem, leaf, and pod were determined. A single-factor experimental design with four replications was used. The cadmium concentration this study started was of the soil, 4.1 mg/kg; then 20 and 40 mg/kg of Cd were added to the soil. The results indicate that agronomic variables showed no statistically significant differences with the controls (p<0.05). Chlorophylls a and b were significantly higher. The color of the root nodules of the plant became dark and this effect intensified with increasing concentration of cadmium in soil; there was a significant relationship between the nodulation index and the cadmium concentration (p<0.01). On the other hand, the root was the organ that absorbed more cadmium, followed by leaf, stem, and pod. As a whole plant, broad bean absorbed cadmium in the range of 8.6 to 65.2 mg/kg, concentrations toxic to humans. From the above, it is possible to set criteria for assessing the effect of Cd on broad bean because the ability to tolerate and absorb this metal is specific to each plant species. Lastly, these biological responses are excellent indicators of toxicity in plants exposed to cadmium and a tool for environmental monitoring.

Después de 120 días de cultivo en condiciones de invernadero, se evaluó el efecto de diferentes concentraciones de cadmio sobre algunas variables agronómicas y tres indicadores del crecimiento y desarrollo de la planta de haba (Vicia faba): pigmentos fotosintéticos, aspecto de los nódulos radicales e índice de nodulación; asimismo, se determinó la concentración del metal en suelo, raíz, tallo, hoja y vaina. En un diseño experimental de tipo unifactorial con cuatro repeticiones, la concentración de Cd con la que se comenzó fue la propia del suelo, 4.1 mg/kg, a la cual se le añadieron 20 y 40 mg/kg de Cd. Los resultados indican que las variables agronómicas evaluadas no presentaron diferencias estadísticamente significativas con el testigo (p<0.05). La concentración de las clorofilas a y b fue significativamente mayor. Los nódulos se tornaron oscuros, efecto que se incrementó al aumentar la concentración de Cd. De igual modo, se observó una relación notable entre el índice de nodulación y la concentración de Cd (p<0.01). Por otra parte, la raíz fue el órgano que absorbió más Cd, seguida de la hoja, el tallo y la vaina. Como planta completa, V. faba absorbió cantidades de Cd entre 8.6 y 65.2 mg/kg, concentraciones tóxicas para el ser humano. Lo anterior permite establecer criterios para evaluar el efecto del Cd en V. faba, ya que la capacidad de tolerar y absorber este metal es específica de cada especie vegetal. Así mismo, estas respuestas biológicas son excelentes indicadores de toxicidad en plantas expuestas a Cd y una herramienta para el monitoreo ambiental.

Environmental indicators in the Zahuapan-Atoyac hydrological system (ZA:HS) in Tlaxcala, Mexico, a region impacted by wastewater discharges from urban, agricultural and industrial sources, were assessed. Samples were collected in the spring 2008 dry season. Sixteen sampling stations were selected, stretching from the source of the Zahuapan River, including three samples from the Atoyac River, to its exit point from the state of Tlaxcala. Arsenic, lead, pH and temperature were measured in the water samples; in the sediments, the following were measured: arsenic, lead, texture, organic matter content, total organic carbon, pH and electrical conductivity according to NMX-AA-051-SCFI-2001, Goyberg-Rein and Vázquez, 2003 and NOM-021-SEMARNAT-2000. The results showed that the arsenic concentrations ranged from 0.06 to 0.87 mgL-1 in water and from 1.3 to 127 mg·kg-1 in sediment, whereas lead levels reached up to 1.05 mgL-1 in water from a place called El Ojito and 89.5 mgL-1 in sediment from the Apizaco station. These levels exceeded the national and international levels set for drinking water and protection of aquatic life. The results suggest an anthropogenic contribution at some stations that adds to natural pollution.

Se evaluaron indicadores ambientales en el sistema hidrológico Zahuapan-Atoyac (SH:ZA), en Tlaxcala, México. Una región impactada por descargas de aguas residuales de origen urbano, agrícola e industrial. Las muestras fueron colectadas en la primavera del año 2008, época de estiaje. Se seleccionaron 16 estaciones de muestreo; abarcando desde el nacimiento del río Zahuapan, incluyendo tres muestras del río Atoyac, hasta su salida del estado de Tlaxcala. En las muestras de agua se midieron arsénico, plomo, pH y temperatura, en sedimentos; arsénico, plomo, textura, contenido de materia orgánica, carbono orgánico total, pH y conductividad eléctrica de acuerdo con NMX-AA-051-SCFI-2001, Goyberg-Reín y Vázquez, 2003 y la NOM-021-SEMARNAT-2000. Los resultados mostraron que el intervalo de concentraciones de arsénico osciló de 0.06 a 0.87 mgL-1 en agua y de 1.3 a 127 mg·kg-1 en sedimento. Mientras que el plomo alcanzó niveles hasta de 1.05 mgL-1 en agua del sitio denominado El Ojito y 89.5 mg·kg-1 en sedimento de la estación Apizaco. Estos niveles superaron las normas nacionales e internacionales establecidas para agua de consumo humano y protección de la vida acuática. Los resultados sugieren un aporte antropogénico en algunas estaciones que se suma a la contaminación de origen natural.

A greenhouse experiment was established to determine the concentration of lead (Pb) in soil, root and aerial part of broad bean and oats. The bioconcentration and translocation factors in the two species were calculated, and 50, 100 and 150 mg·Pb·kg-1 of soil, including a control, were tested. Plants were collected 60 days after sowing and plant height (PH), root volume (RV) and total dry biomass (TDB) were measured, as well as Pb content in soil, root and aerial part. The quantification of Pb was performed by atomic absorption spectrophotometry. The soil cultivated with broad bean presented 28.48 % PbEDTA. The PH, RV and TDB variables were not drastically affected by the Pb concentrations tested. The broad bean and oat plants absorbed a total of 55 mg·kg-1 and 45.3 mg·kg-1, respectively, which are considered toxic concentrations for cultivated plants. The results can serve as a base to expand knowledge of Pb content absorbed and translocated in broad bean and oat plants, as the ability to tolerate and absorb Pb is specific to the species, including the variety of plant.

Un experimento en invernadero se estableció para determinar la concentración de plomo (Pb) en suelo, raíz y parte aérea de haba y avena; se calculó el factor de bioconcentración y traslocación en las dos especies. Se probaron 50, 100 y 150 mg·Pb·kg-1 de suelo, incluyendo un control. Las plantas se colectaron a los 60 días después de la siembra y se midieron altura de planta (AP), volumen radical (VR) y biomasa seca total (BST), además del contenido de Pb en suelo, raíz y parte aérea. La cuantificación de Pb se realizó por espectrofotometría de absorción atómica. El suelo cultivado con haba presentó un 28.48 % de PbEDTA. Las variables AP, VR y BST no fueron afectadas de manera drástica por las concentraciones de Pb probadas. Las plantas de haba y avena absorbieron un total de 55 mg·kg-1 y 45.3 mg·kg-1, respectivamente, las cuales se consideran tóxicas para plantas cultivadas. Los resultados pueden servir de base para ampliar el conocimiento del contenido de Pb absorbido y traslocado en plantas de haba y avena, ya que la capacidad de tolerar y absorber Pb es específica de la especie, inclusive de la variedad de planta.