DIOXINAS y FURANOS. Dioxinas y furanos

Transcripción

1 DIOXINAS y FURANOS Las dioxinas y furanos, son compuestos químicos organoclorados (con diferentes grados de cloración) que aparecen en procesos de incineración de deshechos con compuestos aromáticos. Desde mediados de los años 60 se estudian estos productos químicos, que constituyen dos grupos: los policlorodibenceno-p-dioxinas (PCDD, dioxinas) y los policlorodibenzofuranos (PCDF, furanos). La fórmula química de estos compuestos, es: Dioxinas Furanos

2 DIOXINAS y FURANOS Dioxinas Furanos

3 Propiedades quimico-físicas de DIOXINAS y FURANOS Son sólidos cristalinos, PF = 100 a 286ºC Estables térmicamente, hasta 750ºC Inertes químicamente, susceptibles fotoquímicamente Aparecen en mezclas de varios isómeros y derivados No son biodegradables, persistentes en el medio Liposolubles y por tanto bioacumulables Se adsorben a la superficie de partículas Algunos congéneres son muy tóxicos Dioxinas Furanos

4 Fuentes de DIOXINAS y FURANOS La presencia en el medio de estos compuestos NO se debe a su utilización directa: 1.-Han sido fabricados y utilizados formando parte de plaguicidas (2,4-D y 2,4,5-T), blanqueadores, y otros productos químicos industriales. 2.-Se forman en combustiones donde están presentes compuestos químicos aromáticos y cloro. 3.-Otras fuentes son el tráfico rodado y los procesos industriales: las incineradoras de residuos y procesos industriales térmicos. PVC

5 De 1940 a 1960 Fabricado por: Dow, Monsanto, Diamon Sh Co, Hercules Inc, Uniroyal Inc, Nutrition Co & Thompson COMPOSICIÓN: herbicidas y diesel Herbicidas: 2,4-D y 2,3,5-T 2,4-D: dicloro,fenoxi-acético 2,3,5-T: tricloro,fenoxi-acético Contaminación: DIOXINAS y FURANOS TCDD: tetracl,dibenzo-dioxina TCDF: tetra-cl,dibenzo-furano

6 En 1947 los británicos usaron herbicidas en Africa En 1970 E.E.U.U. usa A.N. como deforestador en el conflicto de Vietnam. En Vietnam se utilizaron PURPLE, GREEN, PINK, WHITE BLUE, SUPER-ORANGE Todas contenían 2,4-D y/o 2,4,5-T y DIQUAT, MONURON, DIURON, etc Herbicidas organoclorados: 2,4-D y 2,3,5-T Contaminados con poli-cl-dioxinas y FURANOS - En Vietnam se dispersaron 72 x 10 6 L sobre 1.5 x 10 6 Ha - Se destruyeron el 14 % de los bosques - Las Dioxinas están inmersas en las cadenas alimentarias - Es necesario recuperar las tierras - Atención médica para personas - Graves defectos congénitos en hijos de expuestos (50 000) - Leucemia linfocitaria crónica en militares - Algunos síntomas se repitieron en la 1º guerra del Golfo - Estudios muy censurados en USA.

7 ACCIDENTES con DIOXINAS Cloracné en plantas industriales de Cl-fenoles y herbicidas Se detectó 2,3,7,8-TCDD en herbicidas Intoxicación alimento avial contaminado con Cl 5 -fenol USA Malformaciones y abortos en Vietnam Aceite de arroz (PCBs en calefactor) Yusho y Taiwan Escape de 2,4,5-T, afecto a personas Seveso PCDFs y PCDDs por incineradoras (PCBs) Holanda Cl 6 -benceno y PCBs en aceite Sevilla FORMACIÓN DE DIOXINAS La producción industrial de compuestos organoclorados aromáticos conlleva la formación de dioxinas y furanos. Numerosos plaguicidas: insecticidas y herbicidas son organoclorados aromáticos. También numerosos disolventes orgánicos y productos de uso industrial. DDT Los organoclorados aromáticos * Se forman a elevadas temperaturas * Son muy estables químicamente * Son persistentes en el medio ambiente

8 Incineración n y formación de DIOXINAS y FURANOS Las dioxinas y furanos se forman por reacción entre compuestos fenólicos producidos por la combustión incompleta de la lignina presente en los derivados de la madera (Papel, cartón, etc.) y el ácido clohídrico, producido principalmente en la combustión de plásticos que contienen cloro, como el PVC. Hay dioxinas en el combustible que no se destruyen en la incineración Se forman por reacción de precursores con moléculas de Cl 2 Después de la combustión por catálisis sobre la superficie de las cenizas Un estudio sobre las fuentes de generación de dioxinas (Holanda,1993) demuestra que las cantidades originadas en las plantas incineradoras (382 g I-TEQ/por año ) es 54 veces más que las procedentes del tráfico (7 g I-TEQ/por año).

9 LOS BIFENILOS POLICLORADOS (PCBs ( PCBs) son compuestos con múltiples aplicaciones industriales Degradación térmica de PCB (penta-cl-bifenilo) Cuando se incineran productos industriales con PCBs se forman PoliCl-DIBENZO-FURANOS o PCD-DIOXINAS

10 Problemas medio-ambientales de DIOXINAS y FURANOS La introducción de contaminantes en las zonas próximas a las plantas incineradoras puede llegar a convertir en incultivables las tierras de cultivo afectadas. Sabemos que los contaminantes entran en las plantas por las hojas y raíces: zanahorias, coles, lechugas y patatas. La dispersión de las dioxinas las convierte en tan ubicuas que incluso se presentan en los fangos de las depuradoras, utilizados en la agricultura. Se incrementa así el riesgo de exposición de las personas a través de la cadena alimentaria mediante la ingestión de carne de animales que hayan pastado en campos abonados con estos fangos. Entre los peces, las carpas, truchas y el bacalao. Entre las aves, las águilas, los gorriones, los patos, los cuervos marinos, el halcón peregrino, los faisanes y las gallinas, en las cuales se ha observado mortalidad embrionaria, alteraciones del hígado y edema de pericardio.

11 Problemas medio-ambientales de DIOXINAS y FURANOS Se han realizado estudios también en mamíferos marinos, como las focas y los delfines. El Instituto Químico de Sarría y la fundación CRAM han estudiado delfines listados que habían quedado varados en diferentes puntos de la costa a lo largo de 1999: "las concentraciones de dioxinas obtenidas son muy elevadas, se alcanzan niveles de 169 picogramos por gramo de grasa en alguno de los animales analizados". En todo caso, los niveles detectados en mamíferos marinos de otros mares indican que los delfines mediterráneos analizados sufren concentraciones mucho más altas. Se han detectado también dioxinas en mamíferos terrestres como los zorros, y los más importantes, por ser de consumo humano, las vacas, las ovejas y los cerdos.

12 Ingestión n de DIOXINAS y FURANOS En 1994, la OMS admitía una ingesta máxima diaria de 10 pg/kg/día, mientras que la USEPA establecía el límite permitido en pg/kg/día, 1700 veces inferior. ALIMENTO CONTENIDO El agua 0,1% Inhalación 4,2% La fruta 1,4% 0,02 picogramos/gr. de dioxinas Otros vegetales 2,8% 0,02 picogramos/gr. de dioxinas Los huevos 3,3% 1 picogramo/gr. de dioxinas Productos cárnicos 6 32% 0,5 0,7 picogramos/gr. de dioxinas Productos lácteos 16-39% 0,6 0,8 picogramos/gr. de dioxinas Pescado 11 63% 10 picogramos/gr. de dioxinas Son datos aproximados, puesto que la ingesta puede ser muy variable

13 Ingestión n de DIOXINAS y FURANOS Los efectos negativos de estos compuestos han llevado a establecer, según la UE, que la ingesta tolerable de dioxinas es de siete picogramos semanales por kilo de peso corporal 7 pg / Kg / semana El informe del Scientific Committee on Food de la UE (noviembre de 2000), concluye: "una considerable proporción de la población europea excede esta ingesta tolerable semanal de dioxinas... la ingesta tolerable no es una "frontera de toxicidad", sino una "estimación de un nivel seguro de ingesta". La ingesta diaria de dioxinas en Europa se estima entre 0,4 y 1,5 picogramos por kilo. Si se considera también la contribución de los PCB que se están ingiriendo, el efecto de este aporte tóxico podría multiplicarse por cuatro. Es decir, parte de la población está consumiendo hasta cinco veces más de lo tolerable.

14 Características toxicológicas de DIOXINAS y FURANOS De estos 210 compuestos, 17 son tóxicos, pero el grado de toxicidad de alguno de ellos es tan elevado que los sitúan entre los venenos más peligrosos creados por el hombre. La dioxina 2,3,7,8-TCDD (tetraclorodibenzoparadioxina) es veces más tóxica que el cianuro, y puede provocar la muerte de una persona de 70 Kg. con una dosis de 70 nanogramos. (1 nanogramo o 1-9 gr./kg de peso corporal).

15 TEF y TEQ para DIOXINAS y FURANOS TEF = factor de equivalencia tóxica para un compuesto puro El isómero de referencia es 2,3,7,8-TCDD, con un factor TEF = 1 Para las mezclas el factor es aditivo y se llama TEQ TEQ = cantidad equivalente de toxicidad TEQ = TEF x [ ] de cada componente puro o isómero La suma de todos los TEQ de los componentes de la mezcla = TEQ total El factor TEF para cualquier compuesto puro o isómero y el factor TEQ para mezclas de compuestos, es la cantidad de 2,3,7,8-TCDD necesaria para producir la misma toxicidad. A mayor TEQ, mayor toxicidad.

16 DIOXINAS y otros compuestos aromáticos POLINUCLEARES que actúan an como ligandos del RECEPTOR AhR TetraCl-DIBENZO- DIOXINA PentaCl-BIFENILO TetraCl-DIBENZO FURANO Metil-COLANTRENO Benzo α-pireno Β-Nafto-FLAVONA - Son muy estables químicamente - Se forman en procesos industriales a elevadas temperaturas - Tienen estructura coplanar cuando no están sustituidos en orto. - Los compuestos coplanares son los de mayor actividad biológica. Son INDUCTORES de las enzimas OXIDASAS DE FUNCIÓN MIXTA dependientes del Cit P450 (CYP1A1) que son muy activas en la transformación metabólica de Xenobióticos.