ABSTRACT Mining wastes and soils from Cedral, San Luis Potosí, Mexico, were studied to assess mercury (Hg) pollution in areas of historical silver (Ag) amalgamation and in areas where amalgamation mining wastes were recently reprocessed for Hg and Ag recovery. The total, soluble and bioaccessible Hg concentrations from eight mining waste and nine soil cores were determined at varying depths, which fluctuated from the surface up to 1.0 m depth. The total Hg concentrations in the mining wastes samples ranged from 8 to 548 mg/kg. The total Hg concentrations in the soil samples were lower (1 to 116 mg/kg) than those in the mining wastes. Eighty percent of the soil samples exceeded the maximum permissible limit for residential soils according to the Mexican regulations, demonstrating the impacts of the amalgamation process in Cedral. The soluble Hg concentrations were low, from 0.009 to 0.32 mg/kg in the mining wastes, and from 0.003 to 0.02 mg/kg in soils. The latter represents 0.007 % to 0.54 % and < 0.03 % of total Hg, from mining wastes and soils, respectively, indicating low aqueous Hg transport during rainfall events. The bioaccessible Hg concentrations in the mining waste samples (0.1 to 60 mg/kg) and soil samples (0.1 to 17 mg/kg), suggested that humans could be exposed to this toxic element through the accidental ingestion of mining wastes and soil particles. Although the total Hg concentrations in the mining wastes decreased after reprocessing, the soluble and bioaccessible Hg concentrations increased.

RESUMEN Se estudiaron residuos mineros y suelos de Cedral, San Luis Potosí, México, para evaluar la contaminación por mercurio (Hg) en áreas de amalgamación histórica de plata (Ag) y de reprocesamiento reciente de residuos de amalgamación para la recuperación de Hg y Ag. Se obtuvieron ocho perfiles de hasta 1 m de profundidad de depósitos de residuos mineros y nueve de suelo, de los cuales se recolectaron muestras a diferentes profundidades para la determinación de concentraciones totales, solubles y bioaccesibles de Hg. Las concentraciones totales de Hg en residuos mineros variaron entre 8 y 548 mg/kg, mientras que en suelos las concentraciones se presentaron en un rango de entre 1 y 116 mg/kg. Se encontró que el 80 % de las muestras de suelo analizadas superaron el límite máximo permisible de Hg para suelo de uso residencial establecido en la normatividad mexicana, lo que demuestra el severo impacto de la amalgamación y del reprocesamiento de jales de amalgamación en Cedral. Con relación a las concentraciones solubles de Hg, en las muestras de residuos se obtuvieron de 0.009 a 0.32 mg/kg y de 0.003 a 0.02 mg/kg para suelos, lo que representa de 0.007 % a 0.54 % y < 0.03 % del total de Hg contenido en residuos mineros y suelos, respectivamente. Esto indica un bajo potencial de transporte de especies solubles de Hg durante eventos de lluvia. Finalmente, las concentraciones de Hg bioaccesible obtenidas en el estudio (0.1 a 60 mg/kg en residuos, 0.1 a 17 mg/kg en suelos), sugieren una exposición de la población humana a este elemento tóxico a través de la ingestión accidental de partículas de residuos mineros y de suelo. Además, quedó evidenciado que el reprocesamiento de residuos de amalgamación disminuyó las concentraciones totales de Hg, pero incrementó las concentraciones solubles y bioaccesibles de Hg.

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.

A risk communication program (RC) focused on children exposed to Pb and As in the mining area of Villa de la Paz-Matehuala, was designed, implemented and evaluated. The RC program was designed and applied to 142 children (5 to 12 years) of the mining area. The evaluation was done by using drawings, questionnaires and biological monitoring of lead in blood (PbB) and urinary arsenic (AsU). The drawings and questionnaires applied to the children and their parents showed learning and change in perception of risk and behavior with regard to contamination. There was a statistical significant decrease in the levels of PbB in most children (p < 0.001), but not in levels of AsU. The program partially reduced Pb exposure change and the people's perception to contamination was changed. This work establishes basis for using this kind of programs in contaminated sites.

Se diseñó, implementó y evaluó un programa de comunicación de riesgos (CR) para disminuir la exposición infantil a plomo y arsénico en la zona minera de Villa de la Paz-Matehuala. Se diseñó el programa y se aplicó a 142 niños (5 a 12 años de edad) de la zona. La evaluación se realizó mediante análisis de dibujos, cuestionarios y monitoreo biológico para determinar los niveles de plomo en sangre (PbS) y arsénico en orina (AsO). Los dibujos y cuestionarios aplicados a los niños y padres de familia indicaron un aprendizaje, cambio en la percepción de riesgos y en conductas relacionadas con la contaminación. Los niveles de PbS en la mayoría de los niños disminuyeron (p < 0.0001), no así los niveles de AsO. Se logró disminuir la exposición al Pb y cambió la percepción hacia la contaminación de la zona. El presente trabajo establece las bases para el uso de este tipo de programas en sitios contaminados.

A metallurgical industry in San Luis Potosí city, México, has contaminated the zone by lead (Pb) and arsenic (As). Since 1989 were reported by our group high concentrations of Pb in blood (PbB) and As in urine (AsU) in the local children. In present work, a Risk Communication Program (RCP) was generated to inform the children about the environmental risks of the site where they live, and to change conducts to diminish the exposure to Pb and As. We worked with 170 children (5 to 7 years) of the zone. The RCP was applied and the evaluation was realized by means of analysis of drawings, questionnaires and biological monitoring. In drawings of the children appeared toxic elements such as Pb, contaminated soil, cigarettes, among others. In the questionnaires applied to the children and family parents it was possible to estimate a change in the knowledge and in some conducts with regard to the pollutants, their effects and their exposure. There was not a decrease in the levels of PbB and in the levels of AsU. These were due probably because the principal route of exposure is not only the soil that had been contemplated previously.

Una industria metalúrgica en la ciudad de San Luis Potosí, México ha contaminado el sitio con plomo (Pb) y arsénico (As) principalmente. Desde 1989 se han reportado por nuestro grupo altas concentraciones de Pb en sangre (PbS) y As en orina (AsO) en los niños del lugar. En el presente estudio se generó un Programa de Comunicación Riesgos (PCR) para informar a los niños sobre los riesgos ambientales del sitio donde viven y que cambiaran conductas para disminuir la exposición al Pb y al As. Se trabajó con 170 niños (5 a 7 años) de la zona. Se aplicó el PCR y se realizó la evaluación mediante análisis de dibujos, cuestionarios y monitoreo biológico. En los dibujos de los niños se encontraron elementos tóxicos tales como el Pb, la tierra contaminada, entre otros. En los cuestionarios aplicados a los niños y a los padres de familia se pudo apreciar un cambio en los conocimientos y en algunas conductas respecto a los contaminantes, sus efectos y su exposición. No se encontró una disminución en los niveles de PbS ni de AsO. Esto quizás porque la principal ruta de exposición no es únicamente el suelo, como se había contemplado anteriormente.

A metallurgical industry in San Luis Potosí city, México, has contaminated the zone by lead (Pb) and arsenic (As). Since 1989 were reported by our group high concentrations of Pb in blood (PbB) and As in urine (AsU) in the local children. In present work, a Risk Communication Program (RCP) was generated to inform the children about the environmental risks of the site where they live, and to change conducts to diminish the exposure to Pb and As. We worked with 170 children (5 to 7 years) of the zone. The RCP was applied and the evaluation was realized by means of analysis of drawings, questionnaires and biological monitoring. In drawings of the children appeared toxic elements such as Pb, contaminated soil, cigarettes, among others. In the questionnaires applied to the children and family parents it was possible to estimate a change in the knowledge and in some conducts with regard to the pollutants, their effects and their exposure. There was not a decrease in the levels of PbB and in the levels of AsU. These were due probably because the principal route of exposure is not only the soil that had been contemplated previously.

Una industria metalúrgica en la ciudad de San Luis Potosí, México ha contaminado el sitio con plomo (Pb) y arsénico (As) principalmente. Desde 1989 se han reportado por nuestro grupo altas concentraciones de Pb en sangre (PbS) y As en orina (AsO) en los niños del lugar. En el presente estudio se generó un Programa de Comunicación Riesgos (PCR) para informar a los niños sobre los riesgos ambientales del sitio donde viven y que cambiaran conductas para disminuir la exposición al Pb y al As. Se trabajó con 170 niños (5 a 7 años) de la zona. Se aplicó el PCR y se realizó la evaluación mediante análisis de dibujos, cuestionarios y monitoreo biológico. En los dibujos de los niños se encontraron elementos tóxicos tales como el Pb, la tierra contaminada, entre otros. En los cuestionarios aplicados a los niños y a los padres de familia se pudo apreciar un cambio en los conocimientos y en algunas conductas respecto a los contaminantes, sus efectos y su exposición. No se encontró una disminución en los niveles de PbS ni de AsO. Esto quizás porque la principal ruta de exposición no es únicamente el suelo, como se había contemplado anteriormente.

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.

Recent evidence suggests that fluoride (F) and arsenic (As) may adversely affect intelligence quotient (IQ) scores. We explore the association between exposure to F and As in drinking water and intelligence in children. Three rural communities in Mexico with contrasting levels of F and As in drinking water were studied: Moctezuma (F 0.8±1.4mg/L; As 5.8±1.3µg/L); Salitral (F 5.3±0.9mg/L; As 169±0.9µg/L) and 5 de Febrero (F 9.4±0.9mg/L; As 194±1.3µg/L). The final study sample consisted of 132 children from 6 to 10 years old. After controlling for confounders, an inverse association was observed between F in urine and Performance, Verbal, and Full IQ scores (beta values = -13, -15.6, -16.9, respectively). Similar results were observed for F in drinking water (beta values = -6.7, -11.2, -10.2, respectively) and As in drinking water (beta values= -4.30, -6.40, -6.15, respectively). The p-values for all cases were < 0.001. A significant association was observed between As in urine and Full IQ scores (beta = -5.72, p = 0.003). These data suggest that children exposed to either F or As have increased risks of reduced IQ scores.

Estudios recientes sugieren que el flúor (F) y el arsénico (As) pueden tener efectos adversos sobre el coeficiente intelectual (CI). En este estudio exploramos la asociación entre el F y el As y la inteligencia en niños expuestos a estas sustancias a través del agua. Tres comunidades rurales de México con diferentes niveles de F y As fueron estudiadas: Moctezuma (F 0,8±1,4mg/L; As 5,8±1,3µg/L); Salitral (F 5,3±0,9mg/L; As 169±0,9µg/L) y 5 de Febrero (F 9,4±0,9mg/L; As 194±1,3µg/L). La muestra final fue de 132 niños de 6 a 10 años de edad. Después de controlar por confusores, se obtuvieron asociaciones inversas entre F en orina y las puntuaciones de los CI (Desempeño, Verbal y Total) (valores beta = -13, -15,6, -16,9, respectivamente) p < 0,001 en todos los casos. Resultados similares se obtuvieron con F en agua (valores beta = -6,7, -11,2, -10,2, respectivamente) y con As en agua (valores beta = -4,30, -6,40, -6,15, respectivamente). En todos los casos p < 0,001. Para As en orina, se obtuvo una asociación inversa con las puntuaciones del CI total (beta= -5,72; p = 0,003). Estos datos sugieren que los niños expuestos al F o al As tienen mayor riesgo de tener disminución en las puntuaciones del CI.

Recent evidence suggests that fluoride (F) and arsenic (As) may adversely affect intelligence quotient (IQ) scores. We explore the association between exposure to F and As in drinking water and intelligence in children. Three rural communities in Mexico with contrasting levels of F and As in drinking water were studied: Moctezuma (F 0.8±1.4mg/L; As 5.8±1.3µg/L); Salitral (F 5.3±0.9mg/L; As 169±0.9µg/L) and 5 de Febrero (F 9.4±0.9mg/L; As 194±1.3µg/L). The final study sample consisted of 132 children from 6 to 10 years old. After controlling for confounders, an inverse association was observed between F in urine and Performance, Verbal, and Full IQ scores (beta values = -13, -15.6, -16.9, respectively). Similar results were observed for F in drinking water (beta values = -6.7, -11.2, -10.2, respectively) and As in drinking water (beta values= -4.30, -6.40, -6.15, respectively). The p-values for all cases were < 0.001. A significant association was observed between As in urine and Full IQ scores (beta = -5.72, p = 0.003). These data suggest that children exposed to either F or As have increased risks of reduced IQ scores.

Estudios recientes sugieren que el flúor (F) y el arsénico (As) pueden tener efectos adversos sobre el coeficiente intelectual (CI). En este estudio exploramos la asociación entre el F y el As y la inteligencia en niños expuestos a estas sustancias a través del agua. Tres comunidades rurales de México con diferentes niveles de F y As fueron estudiadas: Moctezuma (F 0,8±1,4mg/L; As 5,8±1,3µg/L); Salitral (F 5,3±0,9mg/L; As 169±0,9µg/L) y 5 de Febrero (F 9,4±0,9mg/L; As 194±1,3µg/L). La muestra final fue de 132 niños de 6 a 10 años de edad. Después de controlar por confusores, se obtuvieron asociaciones inversas entre F en orina y las puntuaciones de los CI (Desempeño, Verbal y Total) (valores beta = -13, -15,6, -16,9, respectivamente) p < 0,001 en todos los casos. Resultados similares se obtuvieron con F en agua (valores beta = -6,7, -11,2, -10,2, respectivamente) y con As en agua (valores beta = -4,30, -6,40, -6,15, respectivamente). En todos los casos p < 0,001. Para As en orina, se obtuvo una asociación inversa con las puntuaciones del CI total (beta= -5,72; p = 0,003). Estos datos sugieren que los niños expuestos al F o al As tienen mayor riesgo de tener disminución en las puntuaciones del CI.

Objective. Considering the health risk associated with mining areas, in this work a methodology for the health assessment of this kind of hazardous sites is proposed. Material and methods. The methodology includes a toxicological assessment, an environmental monitoring of metals, and the exposure assessment of the high risk population. The scheme was evaluated in the mining area of Villa de la Paz, San Luis Potosi, Mexico. The toxicological studies were done in rats treated with mining waste, biomarkers of effect for liver and central nervous tissue were analyzed. Metals levels in surface soil, household dust and water were studied. Finally, urinary arsenic was quantified in children. Results. Neurotoxicity and hepatotoxicity of the mining waste were shown in rats. Then, arsenic and lead levels were analized in surface soil, household dust, and water. In all three media, exposure points, heavily contaminated with both metals, were localized. Finally, high levels of urinary arsenic were found in children living in the vicinity of the mine. Conclusions. Taking into account all these results, the Mexican authorities concluded that a high health risk is present in Villa de la Paz, and a remediation program is in progress.

Objetivo. En este trabajo se propone un esquema de tres fases para evaluar el riesgo en salud en las zonas mineras. La validación del esquema se efectuó en una zona de San Luis Potosí, México. Material y métodos. El monitoreo incluyó análisis de metales en suelo superficial, polvo residencial y agua de pozos. La biodisponibilidad se midió como el nivel de arsénico urinario en niños de las áreas contaminadas. La evaluación toxicológica consistió en análisis de la hepatotoxicidad (niveles de aspartato transaminasa) y neurotoxicidad (niveles de dopamina y de sus metabolitos) en ratas tratadas con residuos mineros. Resultados. Se encontró contaminación por arsénico y plomo en suelo y polvo. La biodisponibilidad fue positiva: 71% de los niños analizados tuvieron niveles urinarios de arsénico por arriba del valor normal. Los estudios de toxicidad mostraron daño hepático y alteraciones neuroquímicas en las ratas tratadas con el residuo. Conclusiones. El método fue útil para demostrar el riesgo en salud y para que las autoridades decidieran instrumentar un programa de restauración en la zona.