Los contaminantes orgánicos persistentes ( COP ), a veces conocidos como " productos químicos permanentes ", son compuestos orgánicos resistentes a la degradación ambiental a través de procesos químicos , biológicos y fotolíticos . [1] Debido a su persistencia, los COP se bioacumulan con posibles impactos adversos en la salud humana y el medio ambiente . El efecto de los COP en la salud humana y ambiental fue discutido, con la intención de eliminar o restringir severamente su producción, por la comunidad internacional en elConvenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes en 2001.
Muchos COP se utilizan actualmente o se utilizaron en el pasado como plaguicidas , disolventes , productos farmacéuticos y productos químicos industriales. [1] Aunque algunos COP surgen de forma natural (por ejemplo, de los volcanes), la mayoría son artificiales. [2]
Consecuencias de la persistencia
Los COP suelen ser compuestos orgánicos halogenados (véanse las listas a continuación) y, como tales, exhiben una alta solubilidad en lípidos . Por esta razón, se bioacumulan en los tejidos grasos . Los compuestos halogenados también exhiben una gran estabilidad que refleja la no reactividad de los enlaces C-Cl hacia la hidrólisis y la degradación fotolítica . La estabilidad y lipofilicidad de los compuestos orgánicos a menudo se correlaciona con su contenido de halógeno, por lo que los compuestos orgánicos polihalogenados son de particular interés. Ejercen sus efectos negativos sobre el medio ambiente a través de dos procesos, el transporte de largo alcance, que les permite viajar lejos de su origen, y la bioacumulación, que reconcentra estos compuestos químicos a niveles potencialmente peligrosos. [3] Los compuestos que constituyen los COP también se clasifican como PBT ( P ersistentes, B ioaccumulative y T óxica) o TOMPs ( T óxica O ORGÁNICOS M icro P Contaminantes). [ cita requerida ]
Transporte de largo alcance
Los COP ingresan a la fase gaseosa bajo ciertas temperaturas ambientales y se volatilizan desde el suelo , la vegetación y las masas de agua hacia la atmósfera , resistiendo las reacciones de descomposición en el aire, para viajar largas distancias antes de volver a depositarse. [4] Esto da como resultado la acumulación de COP en áreas alejadas de donde se utilizaron o emitieron, específicamente en entornos donde nunca se han introducido COP, como la Antártida y el círculo polar ártico . [5] Los COP pueden estar presentes como vapores en la atmósfera o unidos a la superficie de partículas sólidas ( aerosoles ). Un factor determinante para el transporte a larga distancia es la fracción de COP que se adsorbe en aerosoles. En forma adsorbida, a diferencia de la fase gaseosa, está protegida contra la fotooxidación, es decir, la fotólisis directa y la oxidación por radicales OH u ozono. [6] [7]
Los COP tienen baja solubilidad en agua pero son fácilmente capturados por partículas sólidas y son solubles en fluidos orgánicos ( aceites , grasas y combustibles líquidos ). Los COP no se degradan fácilmente en el medio ambiente debido a su estabilidad y bajas tasas de descomposición . Debido a esta capacidad de transporte de largo alcance, la contaminación ambiental por COP es extensa, incluso en áreas donde nunca se han utilizado COP, y permanecerá en estos ambientes años después de implementadas las restricciones debido a su resistencia a la degradación. [8] [9]
Bioacumulacion
La bioacumulación de COP se asocia típicamente con la alta solubilidad en lípidos de los compuestos y la capacidad de acumularse en los tejidos grasos de los organismos vivos durante largos períodos de tiempo. [8] [10] Los productos químicos persistentes tienden a tener concentraciones más altas y se eliminan más lentamente. La acumulación dietética o bioacumulación es otra característica distintiva de los COP, ya que a medida que los COP ascienden en la cadena alimentaria, su concentración aumenta a medida que se procesan y metabolizan en ciertos tejidos de organismos. La capacidad natural de los productos químicos ingeridos de concentrados en el tracto gastrointestinal de los animales , junto con la naturaleza hidrófoba y mal metabolizada de los COP, hace que dichos compuestos sean altamente susceptibles a la bioacumulación . [11] Así, los COP no solo persisten en el medio ambiente, sino que también cuando son absorbidos por los animales se bioacumulan, aumentando su concentración y toxicidad en el medio ambiente. [4] [12] La bioacumulación y el transporte a larga distancia son la razón por la que los COP pueden acumularse en organismos como las ballenas, incluso en áreas remotas como la Antártida. [13]
Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes
El Convenio de Estocolmo fue adoptado y puesto en práctica por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) el 22 de mayo de 2001. El PNUMA decidió que la regulación de los COP debía abordarse globalmente en el futuro. La declaración de propósito del acuerdo es "proteger la salud humana y el medio ambiente de los contaminantes orgánicos persistentes". A partir de 2014, hay 179 países que cumplen con la convención de Estocolmo. La convención y sus participantes han reconocido la potencial toxicidad humana y ambiental de los COP. Reconocen que los COP tienen el potencial de ser transportados a largas distancias y de bioacumulación y biomagnificación. La convención busca estudiar y luego juzgar si una serie de productos químicos que se han desarrollado con los avances de la tecnología y la ciencia se pueden clasificar como COP o no. La reunión inicial en 2001 hizo una lista preliminar, denominada la "docena sucia", de productos químicos que están clasificados como COP. En 2014, los Estados Unidos de América firmaron el Convenio de Estocolmo pero no lo ratificaron. Hay un puñado de otros países que no han ratificado la convención, pero la mayoría de los países del mundo la han ratificado. [14]
Compuestos incluidos en la lista del Convenio de Estocolmo
En mayo de 1995, el Consejo de Administración del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente investigó los COP. [15] Inicialmente, la Convención reconoció solo doce COP por sus efectos adversos en la salud humana y el medio ambiente, prohibió a nivel mundial estos compuestos particularmente dañinos y tóxicos y exigió a sus partes que tomaran medidas para eliminar o reducir la liberación de COP en el medio ambiente. . [2] [16] [17]
- Aldrin , un insecticida que se usa en el suelo para matar termitas , saltamontes , gusanos de la raíz del maíz occidental y otros, también se sabe que mata aves, peces y humanos. Los seres humanos están expuestos principalmente al aldrin a través de productos lácteos y carnes de animales.
- Se sabe que el clordano , un insecticida utilizado para controlar las termitas y en una variedad de cultivos agrícolas, es letal en varias especies de aves, incluidos los ánades reales, la codorniz blanca y el camarón rosado; es una sustancia química que permanece en el suelo con una vida media reportadade un año. Se ha postulado que el clordano afecta el sistema inmunológico humano y está clasificado como posible carcinógeno humano. Se cree que la contaminación del aire por clordano es la ruta principal de exposición humana.
- Dieldrin , un pesticida que se usa para controlar las termitas, plagas textiles, enfermedades transmitidas por insectos e insectos que viven en suelos agrícolas. En el suelo y los insectos, el aldrín se puede oxidar, lo que resulta en una rápida conversión en dieldrín. La vida media del dieldrín es de aproximadamente cinco años. La dieldrina es altamente tóxica para los peces y otros animales acuáticos, particularmente las ranas, cuyos embriones pueden desarrollar deformidades en la columna después de la exposición a niveles bajos. La dieldrina se ha relacionado con la enfermedad de Parkinson , el cáncer de mama y se clasifica como inmunotóxica, neurotóxica y con capacidad de alteración endocrina. Se han encontrado residuos de dieldrina en el aire, el agua, el suelo, los peces, las aves y los mamíferos. La exposición humana al dieldrín se deriva principalmente de los alimentos.
- Endrina , un insecticida que se rocía sobre las hojas de los cultivos y se usa para controlar los roedores. Los animales pueden metabolizar la endrina, por lo que la acumulación de tejido graso no es un problema; sin embargo, la sustancia química tiene una vida media prolongada en el suelo de hasta 12 años. La endrina es muy tóxica para los animales acuáticos y los seres humanos como neurotoxina. La exposición humana se produce principalmente a través de los alimentos.
- El heptacloro , un pesticida que se usa principalmente para matar insectos del suelo y termitas, junto con insectos del algodón, saltamontes, otras plagas de cultivos y mosquitos portadores de malaria. El heptacloro, incluso en dosis muy bajas, se ha asociado con la disminución de varias poblaciones de aves silvestres: gansos canadienses y cernícalos americanos . En las pruebas de laboratorio se ha demostrado que el heptacloro en dosis altas es letal, con cambios de comportamiento adversos y un éxito reproductivo reducido en dosis bajas, y está clasificado como un posible carcinógeno humano. La exposición humana se debe principalmente a los alimentos.
- El hexaclorobenceno (HCB ) se introdujo por primera vez en 1945-1959 para tratar semillas porque puede matar hongos en cultivos alimentarios. El consumo de semillas tratadas con HCB se asocia con lesiones cutáneas fotosensibles, cólicos , debilitamiento y un trastorno metabólico llamado porfiria turcica, que puede ser letal. Las madres que transmiten HCB a sus bebés a través de la placenta y la leche materna tuvieron un éxito reproductivo limitado, incluida la muerte infantil. La exposición humana proviene principalmente de los alimentos.
- Mirex , un insecticida utilizado contra hormigas y termitas o como retardante de llama en plásticos, caucho y artículos eléctricos. El mirex es uno de los pesticidas más estables y persistentes, con una vida media de hasta 10 años. El mirex es tóxico para varias especies de plantas, peces y crustáceos , con una capacidad cancerígena sugerida en humanos. Los seres humanos están expuestos principalmente a través de la carne de animales, el pescado y la caza silvestre.
- Toxafeno , un insecticida que se usa en algodón, cereales, granos, frutas, nueces y verduras, así como para el control de garrapatas y ácaros en el ganado. El uso generalizado del toxafeno en los EE. UU. Y la persistencia química, con una vida media de hasta 12 años en el suelo, da como resultado toxafeno residual en el medio ambiente. El toxafeno es altamente tóxico para los peces, induce una pérdida de peso dramática y reduce la viabilidad del huevo. La exposición humana se debe principalmente a los alimentos. Si bien la toxicidad humana a la exposición directa al toxafeno es baja, el compuesto está clasificado como un posible carcinógeno humano.
- Bifenilos policlorados (PCB), utilizados como fluidos de intercambio de calor , en transformadores eléctricos y condensadores , y como aditivos en pintura, papel autocopiativo y plásticos. La persistencia varía con el grado de halogenación , una vida media estimada de 10 años. Los PCB son tóxicos para los peces en dosis altas y se asocian con fallas en el desove en dosis bajas. La exposición humana se produce a través de los alimentos y se asocia con insuficiencia reproductiva e inmunosupresión. Los efectos inmediatos de la exposición a PCB incluyen pigmentación de uñas y membranas mucosas e hinchazón de los párpados, junto con fatiga, náuseas y vómitos. Los efectos son transgeneracionales , ya que la sustancia química puede persistir en el cuerpo de una madre hasta por 7 años, lo que resulta en retrasos en el desarrollo y problemas de comportamiento en sus hijos. La contaminación de los alimentos ha provocado una exposición a los PCB a gran escala.
- El diclorodifeniltricloroetano (DDT) es probablemente el POP más infame. Fue ampliamente utilizado como insecticida durante la Segunda Guerra Mundial para proteger contra la malaria y el tifus. Después de la guerra, el DDT se utilizó como insecticida agrícola. En 1962, la bióloga estadounidense Rachel Carson publicó Silent Spring , describiendo el impacto de la fumigación con DDT en el medio ambiente y la salud humana de Estados Unidos. La persistencia del DDT en el suelo hasta 10 a 15 años después de la aplicación ha dado lugar a residuos de DDT generalizados y persistentes en todo el mundo, incluido el Ártico, a pesar de que ha sido prohibido o estrictamente restringido en la mayor parte del mundo. El DDT es tóxico para muchos organismos, incluidas las aves, donde es perjudicial para la reproducción debido al adelgazamiento de la cáscara del huevo. El DDT se puede detectar en alimentos de todo el mundo y el DDT transmitido por los alimentos sigue siendo la mayor fuente de exposición humana. Los efectos agudos a corto plazo del DDT en los seres humanos son limitados; sin embargo, la exposición a largo plazo se ha asociado con efectos crónicos en la salud, incluido un mayor riesgo de cáncer y diabetes, reducción del éxito reproductivo y enfermedades neurológicas.
- Las dioxinas son subproductos no intencionales de procesos de alta temperatura, como la combustión incompleta y la producción de pesticidas. Las dioxinas se emiten típicamente por la quema de desechos hospitalarios, desechos municipales y desechos peligrosos , junto con las emisiones de automóviles, turba, carbón y madera. Las dioxinas se han asociado con varios efectos adversos en humanos, incluidos trastornos inmunitarios y enzimáticos, cloracné , y se clasifican como posibles carcinógenos humanos. En estudios de laboratorio de los efectos de las dioxinas, se han asociado con las sustancias un aumento de los defectos de nacimiento y mortinatos, y la exposición letal. Los alimentos, especialmente los animales, son la principal fuente de exposición humana a las dioxinas. Las dioxinas estaban presentes en el Agente Naranja , que fue utilizado por Estados Unidos en la guerra química contra Vietnam y causó devastadores efectos multigeneracionales tanto en civiles vietnamitas como estadounidenses.
- Los dibenzofuranos policlorados son subproductos de procesos de alta temperatura, como la combustión incompletadespués de la incineración de desechos o en los automóviles, la producción de pesticidas y la producción de bifenilos policlorados . Estructuralmente similares a las dioxinas, los dos compuestos comparten efectos tóxicos. Los furanos persisten en el medio ambiente y se clasifican como posibles carcinógenos humanos. La exposición humana a los furanos se debe principalmente a los alimentos, en particular a los productos animales.
Nuevos COP en la lista del Convenio de Estocolmo
Desde 2001, esta lista se ha ampliado para incluir algunos hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), retardadores de llama bromados y otros compuestos. Las adiciones a la lista inicial del Convenio de Estocolmo de 2001 son los siguientes COP: [18] [19]
- La clordecona , un compuesto orgánico clorado sintético, se utiliza principalmente como plaguicida agrícola, relacionado con el DDT y el Mirex. La clordecona es tóxica para los organismos acuáticos y está clasificada como posible carcinógeno humano. Muchos países han prohibido la venta y el uso de clordecona, o tienen la intención de eliminar gradualmente las existencias y los desechos.
- El α-hexaclorociclohexano (α-HCH) y el β-hexaclorociclohexano (β-HCH) son insecticidas y subproductos de la producción de lindano . Existen grandes reservas de isómeros de HCH en el medio ambiente. El α-HCH y el β-HCH son muy persistentes en el agua de las regiones más frías. El α-HCH y el β-HCH se han relacionado con la enfermedad de Parkinson y Alzheimer . [ cita requerida ]
- El éter de hexabromodifenilo (hexaBDE) y el éter de heptabromodifenilo (heptaBDE) son componentes principales del éter de octabromodifenilo comercial (octaBDE). El octaBDE comercial es muy persistente en el medio ambiente, cuya única vía de degradación es la desbromación y la producción de éteres de bromodifenilo , que pueden aumentar la toxicidad.
- Lindano (γ-hexaclorociclohexano), plaguicida utilizado como insecticida de amplio espectro para el tratamiento de semillas, suelo, hojas, árboles y madera, y contra ectoparásitos en animales y seres humanos (piojos y sarna). El lindano se bioconcentra rápidamente . Es inmunotóxico , neurotóxico , cancerígeno , relacionado con daño hepático y renal, así como con efectos adversos sobre la reproducción y el desarrollo en animales de laboratorio y organismos acuáticos. La producción de lindano produce involuntariamente otros dos COP, el α-HCH y el β-HCH. [ cita requerida ]
- El pentaclorobenceno (PeCB) es un pesticida y un subproducto no intencional. El PeCB también se ha utilizado en productos con PCB, portadores de colorantes, como fungicida, retardante de llama e intermedio químico. El PeCB es moderadamente tóxico para los seres humanos, mientras que es muy tóxico para los organismos acuáticos.
- El éter de tetrabromodifenilo (tetraBDE) y el éter de pentabromodifenilo (pentaBDE) son productos químicos industriales y los componentes principales del éter de pentabromodifenilo comercial (pentaBDE). Se ha detectado pentaBDE en humanos en todas las regiones del mundo.
- El ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS) y sus sales se utilizan en la producción de fluoropolímeros. El PFOS y los compuestos relacionados son extremadamente persistentes, bioacumulables y biomagnificantes . No se han establecido los efectos negativos de los niveles traza de PFOS.
- Los endosulfán son insecticidas para controlar plagas en cultivos como café, algodón, arroz y sorgo y soja, moscas tsé-tsé, ectoparásitos del ganado. Se utilizan como conservante de la madera . La convención de Estocolmo de 2011 prohibió el uso y la fabricación de endosulfán a nivel mundial, aunque muchos países ya habían prohibido o introducido la eliminación gradual del producto químico cuando se anunció la prohibición. Tóxico para los seres humanos y los organismos acuáticos y terrestres, vinculado a trastornos físicos congénitos, retraso mental y muerte. Los efectos negativos para la salud del endosulfán se relacionan principalmente con su capacidad de alteración endocrina que actúa como antiandrógeno .
- El hexabromociclododecano (HBCD) es un retardante de llama bromado que se utiliza principalmente en el aislamiento térmico en la industria de la construcción. El HBCD es persistente, tóxico y ecotóxico , con propiedades bioacumulativas y de transporte a largo plazo.
Efectos en la salud
La exposición a COP puede causar defectos de desarrollo, enfermedades crónicas y la muerte. Algunos son carcinógenos según IARC , posiblemente incluido el cáncer de mama . [1] Muchos COP son capaces de alterar el sistema endocrino dentro del sistema reproductivo , el sistema nervioso central o el sistema inmunológico . Las personas y los animales están expuestos a los COP principalmente a través de su dieta, ocupacionalmente o mientras crecen en el útero. [1] Para los seres humanos no expuestos a COP por medios accidentales u ocupacionales, más del 90% de la exposición proviene de alimentos de origen animal debido a la bioacumulación en los tejidos grasos y la bioacumulación a través de la cadena alimentaria. En general, los niveles séricos de POP aumentan con la edad y tienden a ser más altos en las mujeres que en los hombres. [10]
Los estudios han investigado la correlación entre la exposición a niveles bajos de COP y diversas enfermedades. Para evaluar el riesgo de enfermedad debido a los COP en un lugar en particular, las agencias gubernamentales pueden producir una evaluación del riesgo para la salud humana que tenga en cuenta la biodisponibilidad de los contaminantes y sus relaciones dosis-respuesta . [20]
Alteración endocrina
Se sabe que la mayoría de los COP interrumpen el funcionamiento normal del sistema endocrino. La exposición de bajo nivel a los COP durante los períodos críticos de desarrollo del feto, el recién nacido y el niño puede tener un efecto duradero a lo largo de su vida. Un estudio de 2002 [21] resume los datos sobre la alteración endocrina y las complicaciones de salud derivadas de la exposición a los COP durante las etapas críticas del desarrollo en la vida útil de un organismo. El estudio tuvo como objetivo responder a la pregunta de si la exposición crónica y de bajo nivel a los COP puede tener un impacto en la salud del sistema endocrino y el desarrollo de organismos de diferentes especies. El estudio encontró que la exposición a los COP durante un período crítico de desarrollo puede producir cambios permanentes en la ruta de desarrollo de los organismos. La exposición a los COP durante períodos de desarrollo no críticos puede no dar lugar a enfermedades detectables ni complicaciones de salud más adelante en su vida. En la vida silvestre, los períodos de desarrollo críticos son en el útero , en el ovo y durante los períodos reproductivos. En los seres humanos, el período de desarrollo crítico es durante el desarrollo fetal . [21]
Sistema reproductivo
El mismo estudio de 2002 [21] con pruebas de un vínculo entre los COP y la alteración endocrina también relacionó la exposición a bajas dosis de COP con los efectos sobre la salud reproductiva . El estudio indicó que la exposición a COP puede provocar efectos negativos para la salud, especialmente en el sistema reproductivo masculino , como disminución de la calidad y cantidad de espermatozoides , alteración de la proporción de sexos y inicio temprano de la pubertad . Para las mujeres expuestas a COP, se han informado alteraciones de los tejidos reproductivos y del embarazo , así como endometriosis . [2]
Aumento de peso gestacional y circunferencia de la cabeza del recién nacido
Un estudio griego a partir de 2014 investigó la relación entre el aumento de peso materno durante el embarazo, su PCB nivel -Exposición y el nivel de PCB en sus hijos recién nacidos, su peso al nacer , edad gestacional , y la circunferencia de la cabeza. Cuanto menor era el peso al nacer y la circunferencia de la cabeza de los lactantes, los niveles de POP durante el desarrollo prenatal habían sido más altos , pero solo si las madres tenían un aumento de peso excesivo o inadecuado durante el embarazo. No se encontró correlación entre la exposición a COP y la edad gestacional. [22] Un estudio de casos y controles de 2013 realizado en 2009 en madres indias y sus hijos mostró que la exposición prenatal a dos tipos de plaguicidas organoclorados ( HCH , DDT y DDE ) afectó el crecimiento del feto , redujo el peso al nacer, la longitud, la circunferencia de la cabeza y circunferencia del torax. [23] [24]
Efectos aditivos y sinérgicos
La evaluación de los efectos de los COP en la salud es un gran desafío en el entorno del laboratorio. Por ejemplo, para los organismos expuestos a una mezcla de COP, se supone que los efectos son aditivos . [25] En principio, las mezclas de COP pueden producir efectos sinérgicos . Con efectos sinérgicos, la toxicidad de cada compuesto aumenta (o disminuye) por la presencia de otros compuestos en la mezcla. Cuando se combinan, los efectos pueden superar con creces los efectos aditivos aproximados de la mezcla de compuestos de COP. [3]
En áreas urbanas y ambientes interiores
Tradicionalmente se pensaba que la exposición humana a los COP se producía principalmente a través de los alimentos ; sin embargo, los patrones de contaminación interior que caracterizan a ciertos COP han desafiado esta noción. Estudios recientes sobre el polvo y el aire en interiores han implicado a los ambientes interiores como una fuente importante de exposición humana por inhalación e ingestión. [26] Además, la contaminación significativa por COP en interiores debe ser una vía importante de exposición humana a COP, teniendo en cuenta la tendencia moderna de pasar una mayor proporción de la vida en interiores. Varios estudios han demostrado que los niveles de COP en interiores (aire y polvo) superan las concentraciones de COP en exteriores (aire y suelo). [25]
Control y remoción en el medio ambiente
Los estudios actuales destinados a minimizar los COP en el medio ambiente están investigando su comportamiento en reacciones de oxidación fotocatalítica . Los COP que se encuentran principalmente en los seres humanos y en los medios acuáticos son los principales sujetos de estos experimentos. En estas reacciones se han identificado productos de degradación aromáticos y alifáticos . La degradación fotoquímica es insignificante en comparación con la degradación fotocatalítica. [2] Un método de eliminación de COP del medio marino que se ha explorado es la adsorción. Ocurre cuando un soluto absorbible entra en contacto con un sólido con una estructura de superficie porosa. Esta técnica fue investigada por Mohamed Nageeb Rashed de la Universidad de Asuán, Egipto. [27] Los esfuerzos actuales se centran más en prohibir el uso y la producción de COP en todo el mundo que en la eliminación de COP. [10]
Ver también
- Protocolo de Aarhus sobre contaminantes orgánicos persistentes
- Centro de Derecho Ambiental Internacional (CIEL)
- Red internacional de eliminación de COP (IPEN)
- Primavera silenciosa
- Contaminante farmacéutico persistente ambiental EPPP
- Bifenilo policlorado (PCB)
- Sustancias persistentes, bioacumulativas y tóxicas (PBT)
- Disruptores endocrinos
- Tetraetilo
- Triclocarbán
- Triclosán
- Ácido perfluorooctanoico
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enlaces externos
- Contaminantes orgánicos persistentes de la Organización Mundial de la Salud: impacto en la salud infantil
- Pops.int , Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes
- Recursos sobre contaminantes orgánicos persistentes (COP)
- Monarpop.at , monitoreo de POP en la región alpina (Europa)