Traducido del inglés al español - www.onlinedoctranslator.com 9 Contaminantes orgánicos 9.1 INTRODUCCIÓN En la Sección 4.3 vimos que las sustancias orgánicas consisten en una variedad de compuestos formados por carbono, oxígeno, hidrógeno y pequeñas cantidades de nitrógeno, fósforo, azufre, cloro y varios otros elementos. Los enlaces químicos entre los átomos de carbono y entre estos átomos y el hidrógeno u otros elementos se establecen mediante enlaces covalentes, lo que implica que un átomo de carbono comparte uno o más electrones con sus átomos vecinos. En el caso de un electrón compartido, se produce un enlace sencillo, indicado por una sola línea (por ejemplo, etano: CH3 - CH3). Si dos átomos comparten dos electrones, se forma un doble enlace (por ejemplo, eteno: CH2 = CH2) y, lógicamente, se forma un triple enlace cuando dos átomos comparten tres electrones (por ejemplo, etino: CH ≡ CH). Por tanto, una cadena de moléculas de carbono puede tener enlaces simples, dobles o triples en cualquier ubicación arbitraria dentro de la cadena. Si una cadena con dos o más sustituyentes (es decir, átomos o grupos distintos de hidrógeno) consta de cuatro o más átomos de carbono, los átomos que forman una sustancia se pueden estructurar espacialmente de más de una manera, dando como resultado el llamadoisómeros. Obviamente, si las moléculas de materia orgánica constan de muchos átomos de carbono, pueden producirse múltiples ramas de cadenas cortas o largas. Aunque los isómeros se forman a partir de los mismos elementos, sus propiedades físico-químicas (por ejemplo, punto de fusión, presión de vapor, solubilidad acuosa y reactividad química) pueden diferir sustancialmente. En lugar de cadenas, los átomos de carbono también pueden formar estructuras de anillo que a veces tienen dobles enlaces. Dichos anillos suelen estar compuestos predominantemente por átomos de carbono, pero también pueden contener elementos distintos del carbono, como oxígeno o nitrógeno. Las moléculas orgánicas y sus isómeros se nombran de acuerdo con la nomenclatura sistemática que se ha resumido brevemente en el recuadro 9.I, que también ofrece algunos ejemplos de la estructura de moléculas e isómeros orgánicos. Se pueden encontrar más detalles sobre la nomenclatura en cualquier libro de texto de química orgánica. Aparte del enfoque estrictamente estructural adoptado en esta nomenclatura, los productos químicos orgánicos se clasifican comúnmente en función de su origen (por ejemplo, productos del petróleo) o uso (por ejemplo, plaguicidas (insecticidas, herbicidas, fungicidas), plastificantes, disolventes) o algunos de sus agentes físicos. propiedades químicas (p. ej. compuestos orgánicos volátiles (COV), contaminantes orgánicos persistentes (COP) o halógenos orgánicos absorbibles (AOX)). La última clasificación a menudo refleja el procedimiento analítico aplicado para determinar los compuestos. La mayoría de las sustancias orgánicas son contaminantes potenciales cuando ingresan a las aguas subterráneas o superficiales, ya que pueden causar un agotamiento del oxígeno disuelto. Sin embargo, algunos compuestos orgánicos son directamente tóxicos, por lo que pueden causar efectos nocivos directos sobre los organismos vivos y los ecosistemas. Estos compuestos orgánicos incluyen petróleo y sus derivados, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) e hidrocarburos clorados. Los posibles efectos de los contaminantes orgánicos en la salud humana incluyen cáncer, alergias, alteración del sistema inmunológico, daño al sistema nervioso y trastornos reproductivos. La mayoría de los compuestos orgánicos contaminantes son hechos por el hombre y producidos industrialmente, aunque varios de estos químicos también se producen de forma natural, producidos por síntesis bioquímica, descomposición incompleta de materia orgánica, erupciones volcánicas, incendios forestales o rayos. 158 Contaminación del suelo y del agua Recuadro 9.I Nomenclatura de compuestos orgánicos El nombre de la raíz de un compuesto orgánico indica el número de átomos de carbono en la cadena continua más larga de átomos de carbono que contiene el grupo funcional (met-, eth-, prop-, but-, pent-, hex-, hept, oct-, non - dec- para 1 a 10 carbonos, respectivamente). Un prefijo y / o sufijo indica la familia a la que pertenece el compuesto. El apellido se basa en los grupos funcionales; por ejemplo, el sufijo -ane se refiere a enlaces de carbono sencillos, - ene a enlaces dobles de carbono, -ino a enlaces triples de carbono, -anol a un grupo alcohol o hidroxilo (-OH), y -anona a un grupo óxido (= O). Los grupos funcionales que constan de átomos de nitrógeno o halógenos se indican con un prefijo (p. Ej., Nitro- (-NO2), cloro- (-Cl), flúor (-F)). Si un grupo funcional aparece más de una vez, el número se indica mediante el nombre griego del número (di-, tri-, tetra-, penta-, etc.). La posición de un grupo funcional se indica mediante un prefijo con el número apropiado como identificador de posición. La numeración de la cadena principal se realiza en la dirección que da el número más bajo al primer punto de ramificación. Se dan ejemplos en la Figura 9.Ia. CH3 tetracloroeteno Cl2CCCl 2 CH3 C=O CH3 CH3 Cl Cl Cl Cl CH3 2-propanona (acetona) (CH)3 CO 2 C=O 0 CH3 CH3 1-cloro-2,2-dimetilpropano CH3 (CH)3 CCH Cl2 3 C CH2 Cl Cl CH3 1-fluoro-4-etilpentano Figura 9.Ia CH3 CH 3CH CH (Cl) CH 3 2 CH3 CH CH3 CH2 CH2 CH2 CH Cl CH2 CH2 CH3 Cl F F 6642 2-clorobutano (cloruro de butilo) Ejemplos de moléculas orgánicas simples de cadena abierta. Los compuestos se simbolizan con tres diferentes convenciones. Las estructuras de anillo están precedidas por ciclo-, por ejemplo en diclorociclohexano. La figura 9.Ib muestra algunos ejemplos de estructuras de anillo. La estructura del anillo de ciclohexa-1,3,5-trieno (C6H6) es un caso especial y comúnmente se llama benceno. Los anillos de benceno son extremadamente estables y esta cualidad se conoce como aromaticidad. En consecuencia, los compuestos que incluyen estructuras de anillo de benceno se denominanaromático. Las estructuras de anillo hexagonales, en las que un carbono se reemplaza por nitrógeno (como en la quinolina; consulte la Figura 9.Ib), o las estructuras de anillo pentagonales en las que uno o más carbonos se reemplazan por un grupo NH, azufre u oxígeno (como en el furano) son también aromático. Los hidrocarburos que no son aromáticos (cadenas abiertas y sus isómeros cíclicos) se denominan alifático. 159 Contaminantes orgánicos HC 2 CH2 CH2 Cl Cl CH o CH Cl Cl CH HC HC CH 1,2-diclorociclohexano HC CH CH o HC CH furano o o norte benceno O O ciclohexeno o CH o naftalina norte quinolina 6642 HC 2 CH3 metil benceno (tolueno) bifenilo antraceno benzo [a] pireno Figura 9.Ib Ejemplos de moléculas orgánicas cíclicas. Debido a la simetría del anillo plano, solo hay tres isómeros para cualquier benceno disustituido en particular: los identificados como 1,2; 1,3; y 1,4. Sin embargo, otro sistema comúnmente adoptado usa los prefijos orto- u o- para el isómero 1,2; meta o m para el isómero 1,3; y para-, op- para el isómero 1,4. H H Cl Cl cis-1,2-diclorociclohexano H Cl Cl H trans-1,2-diclorociclohexano 6642 Los prefijos cis y trans describen la posición relativa de dos sustituyentes en relación con un enlace de carbono doble (o triple) o el plano del anillo. El término cis se usa si los dos sustituyentes están ubicados en el mismo lado del doble enlace o plano y el término trans se usa si están en lados opuestos (ver Figura 9.Ic). Figura 9.Ic Isómeros cis y trans del 1,2-diclorociclohexano. En sistemas de anillo con más de dos sustituyentes, son posibles más isómeros. Por ejemplo, la Figura 9.Id muestra tres posibles isómeros de 1,2,3,4,5,6-hexaclorociclohexano (HCH). El isómero γ se conoce como insecticida lindano. Tenga en cuenta que, como el lindano, muchos compuestos orgánicos tienen otro nombre "trivial", que se utiliza con más frecuencia que el nombre sistemático. Figura 9.Id Isómeros de 1,2,3,4,5,6-hexaclorociclohexano. 160 Contaminación del suelo y del agua de compuestos orgánicos incluyen combustible, pesticidas, plastificantes, tensioactivos, disolventes, pigmentos o refrigerantes. Pueden causar contaminación ambiental al ingresar al ambiente como resultado de procesos industriales, uso y aplicaciones de productos, derrames y fugas, combustión de combustible, vertido o incineración de desechos orgánicos o desechos contaminados con compuestos orgánicos y aplicación de pesticidas. La dispersión y persistencia de compuestos orgánicos en el medio ambiente están controladas principalmente por sus propiedades físico-químicas. Los contaminantes orgánicos pueden ocurrir en las fases sólida, líquida y gaseosa. Algunos compuestos orgánicos se evaporan rápida y completamente y permanecen en fase gaseosa cuando se exponen a la atmósfera a temperaturas y presiones ambientales normales. Estos compuestos, en su mayoría líquidos, a menudo se denominan compuestos orgánicos volátiles (COV). Los COV incluyen hidrocarburos puros (por ejemplo, benceno, tolueno), hidrocarburos parcialmente oxidados (por ejemplo, acetona) y compuestos orgánicos que contienen cloro, azufre o nitrógeno (por ejemplo, cloruro de metileno, metilcloroformo).Compuestos orgánicos semivolátiles (SVOC) comprenden otro conjunto de compuestos orgánicos, que se evaporan lenta y parcialmente cuando se exponen a la atmósfera. Algunos grupos de compuestos orgánicos, por ejemplo, carbohidratos, alcoholes y ácidos orgánicos, contienen grupos funcionales polares que permiten la formación de enlaces de hidrógeno (por ejemplo, hidroxilos). En consecuencia, son hidrófilos y solubles en agua. Los compuestos orgánicos más polares, particularmente los que contienen oxígeno y nitrógeno, tienden a ser más solubles en agua que los compuestos orgánicos menos polares. Sin embargo, la mayoría de los contaminantes orgánicos no son polares y son hidrófobos. La incapacidad para formar enlaces de hidrógeno impide que el agua solubilice estos compuestos y se mezcle con ellos, por lo que quedan excluidos de la fase acuosa. Los compuestos orgánicos hidrófobos líquidos, como el petróleo y el benceno, a menudo se denominanlíquidos en fase no acuosa (NAPL). Dadas estructuras similares de las moléculas orgánicas, los compuestos con pesos moleculares más altos son generalmente más hidrófobos y menos volátiles. Los compuestos orgánicos hidrófobos tienden a aparecer tanto adheridos a superficies sólidas como en gotas líquidas. Interactúan fuertemente con la materia orgánica asociada a la fase sólida. Para describir la afinidad de un compuesto orgánico por el agua y la materia orgánica, el coeficiente de partición octanol-aguaKAy se utiliza habitualmente (consulte la Sección 2.5.3). El comportamiento de los NAPL inmiscibles en el subsuelo depende de su densidad. Los compuestos con densidades menores que la fase acuosa flotarán sobre la franja capilar si está presente una cantidad suficiente del compuesto. Los NAPL se denominanlíquidos ligeros en fase no acuosa (LNAPL). Líquidos densos en fase no acuosa (DNAPL) tienen densidades mayores que la fase acuosa y se hundirán hasta que se alcance una barrera impermeable. Este comportamiento de flujo de los NAPL se discutirá con más detalle en la Sección 11.4. La persistencia de compuestos orgánicos en el medio ambiente está controlada en gran medida por su tasa de degradación, que es promovida por microorganismos (biodegradación) o luz (degradación fotoquímica). Los productos químicos orgánicos se distribuyen en un continuo, desde los muy reactivos hasta los extremadamente persistentes. Este último, denominadocontaminantes orgánicos persistentes (COP), se degradan muy lentamente, con vidas medias ambientales largas que van desde dos polillas hasta varias décadas en el agua, el suelo y los sedimentos. Los COP incluyen productos químicos antropogénicos como plaguicidas (por ejemplo, DDT, dieldrín, aldrín y hexaclorobenceno) y productos químicos industriales (por ejemplo, PCB, dioxinas y furanos). En general, los COP son hidrófobos y, debido a que persisten en el medio ambiente durante períodos prolongados, son propensos a la bioacumulación a medida que se transfieren a través de la cadena alimentaria. Además, la mayoría de los COP son semivolátiles y, por lo tanto, tienden a transportarse a largas distancias en la atmósfera y a depositarse a largas distancias. Esto ha resultado en una contaminación ubicua del medio ambiente mundial por COP; se encuentran incluso en regiones remotas donde nunca se han utilizado o producido (por ejemplo, el Ártico y la Antártida). Muchos compuestos orgánicos se encuentran solo en concentraciones muy pequeñas en el suelo y el agua, pero incluso a estos niveles bajos pueden causar efectos ecotoxicológicos graves. Por tanto, estos compuestos Contaminantes orgánicos 161 a menudo se hace referencia a ellos específicamente con el término genérico microcontaminantes orgánicos. Aunque este término está mal definido, se usa ampliamente en la literatura ambiental. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que no cubre todos los compuestos orgánicos contaminantes: por ejemplo, algunos compuestos orgánicos, como los componentes del petróleo o el tricloroeteno (TCE), pueden aparecer en grandes cantidades en el suelo o las aguas subterráneas cerca de liberaciones masivas y localizadas. Las siguientes secciones cubren las fuentes, el uso, el comportamiento ambiental y los posibles efectos tóxicos de una selección de clases de contaminantes orgánicos ambientalmente relevantes. Dada la gran cantidad de compuestos orgánicos contaminantes, es imposible, y quizás incluso indeseable, abarcarlos todos en este texto. Para obtener más información sobre toxicología y química orgánica ambiental, consulte Schwarzenbachet al. (1993), Alloway y Ayres (1997), Fawell y Hunt (1988) o Hayes y Laws (1991). Para obtener más información sobre sustancias individuales o grupos de sustancias, consulte los perfiles toxicológicos detallados emitidos por la Agencia de Estados Unidos para el Registro de Sustancias Tóxicas y Enfermedades (ATSDR, 2006). Gran parte de la información proporcionada en la siguiente sección se ha extraído de estos perfiles toxicológicos. También se hace referencia a otras fuentes de información, si las hay, en los lugares apropiados. 9.2 PETRÓLEO Y DERIVADOS El petróleo o el petróleo crudo es un líquido inflamable espeso, de color marrón oscuro formado por la descomposición anaeróbica de la materia orgánica en condiciones de aumento de temperatura y presión en las rocas sedimentarias encerradas. La materia orgánica se descompone en petróleo líquido y gas natural. Tanto el líquido como el gas tienden a migrar desde la roca fuente (generalmente esquisto) a través de rocas porosas y rocas permeables (generalmente arenisca), hasta que encuentran capas impermeables, debajo de las cuales tienden a acumularse. El petróleo crudo consiste en una mezcla compleja de muchos compuestos químicos diferentes que van desde compuestos ligeros y muy volátiles como el pentano y el benceno, hasta compuestos pesados como los betunes y los asfaltenos. Contiene principalmente hidrocarburos (es decir, compuestos orgánicos formados únicamente por carbono e hidrógeno) de la serie de los alcanos, que normalmente constituyen alrededor del 95 por ciento del petróleo crudo. Estos componentes alifáticos son apenas solubles en agua. El petróleo crudo también incluye impurezas tales como hidrocarburos aromáticos monocíclicos y policíclicos. La parte restante está compuesta por pequeñas cantidades de oxígeno, nitrógeno y azufre, y trazas de otros elementos, como metales pesados. El petróleo se extrae de los yacimientos mediante perforación y bombeo, después de lo cual se refina mediante destilación. Los productos incluyen queroseno, benceno, gasolina, cera de parafina, asfalto, etc. Los cuatro hidrocarburos más ligeros metano (CH4), etano (C2H6), propano (C3H8) y butano (C4H10) son todos los gases utilizados como combustible. Las cadenas de alcanos con cinco a siete carbonos son todas ligeras y volátiles y se utilizan como disolventes y líquidos de limpieza en seco. Las cadenas de alcanos con seis a doce carbonos se mezclan y se utilizan para la gasolina. El queroseno se compone de cadenas en el rango de 10 a 15 carbonos, seguidas por el combustible diesel (10 a 20 carbonos) y fuelóleos más pesados, como los utilizados en motores de barcos. Todos estos compuestos de petróleo son líquidos a temperatura ambiente y son menos densos que el agua. Debido a que el aceite no se mezcla con el agua, pertenece al grupo de LNAPL. Las cadenas de alcanos con más de 20 carbonos (cera de parafina, alquitrán y betún asfáltico, respectivamente) son sólidas. La contaminación ambiental por petróleo y productos derivados del petróleo puede ocurrir durante la extracción, refinamiento, transporte, almacenamiento y uso. Los derrames y las fugas son las principales causas de la contaminación por petróleo del suelo, las aguas subterráneas y las aguas superficiales, y representan una amenaza para la calidad del suelo y el agua, la vida vegetal y animal y la salud humana. Las trazas de aceite en el agua pueden afectar sustancialmente el olor y el sabor y pueden hacer que el agua no sea apta para su uso como agua potable. En suelos arenosos, es posible que ya se produzcan efectos fitotoxicológicos a concentraciones de 0,5 mg kg.-1 (Scheffer y Schachtschabel, 1989). Los posibles peligros también están relacionados con las impurezas del petróleo y sus derivados, como el benceno (consulte la Sección 9.3) y los HAP (consulte la Sección 9.4), o los aditivos para 162 Contaminación del suelo y del agua productos del petróleo, como MTBE (metil terciario-butil éter) que ha reemplazado al plomo como aditivo de la gasolina. En los seres humanos, la ingestión de aceite mineral, el principal subproducto de la destilación del petróleo para producir gasolina, puede obstaculizar la absorción de vitamina A. Los aceites minerales utilizados como lubricantes para los trabajadores del metal se han asociado con un mayor riesgo de cáncer de piel ocupacional (Irwinet al., 1997). Debido a la amplia variedad de componentes del petróleo y los productos derivados del petróleo, que varían en densidad, movilidad, degradabilidad y toxicidad, la composición de cada aceite o producto de petróleo individual debe tenerse en cuenta para determinar el impacto ambiental del aceite en pregunta. El destino ambiental del petróleo derramado está controlado por una variedad de procesos naturales que reducen la cantidad y la toxicidad del petróleo en el suelo o el agua y, en consecuencia, mitigan la gravedad de un derrame de petróleo. Estos procesos incluyen evaporación, emulsificación, oxidación, adsorción y biodegradación (EPA, 1999a). La evaporación ocurre cuando las sustancias más ligeras dentro de la mezcla de aceite se volatilizan. Este proceso deja un residuo que consiste en los componentes de aceite más pesados, que pueden sufrir una mayor erosión. Algunos de estos componentes son más densos que el agua, por lo que, en aguas superficiales, pueden hundirse hasta el fondo. Los productos refinados más ligeros a base de petróleo, como el queroseno y la gasolina, pueden volatilizarse completamente en varias horas, lo que reduce los efectos tóxicos para el medio ambiente. La tasa de volatilización aumenta al aumentar la velocidad del viento. En el agua superficial, este efecto se ve favorecido aún más por las olas y las corrientes. La acción de las ondas también provoca la emulsificación, es decir, la formación de emulsiones de agua en aceite. La absorción de agua en el aceite puede aumentar el volumen de una capa de aceite flotante hasta cuatro veces. Los aceites pesados y muy viscosos tienden a absorber agua más lentamente que los aceites ligeros más líquidos. La formación de emulsiones reduce la velocidad de otros procesos de intemperismo, lo que hace que las emulsiones de agua en aceite sean manchas de aceite muy persistentes. La oxidación del aceite conduce a la formación de compuestos solubles en agua o alquitrán persistente. La oxidación es promovida por la luz solar, pero en comparación con otros procesos de meteorización, su efecto general sobre la disipación es pequeño. Incluso bajo la luz solar intensa, el aceite se oxida de manera relativamente muy lenta: generalmente menos del 0.1 por ciento por día (ITOPF, 2006). Las manchas gruesas pueden oxidarse solo parcialmente, lo que da como resultado la formación de bolas de alquitrán. Estas esferas densas, pegajosas y negras pueden acumularse en el lecho de sedimentos de lagos o arroyos de movimiento lento y pueden persistir en el medio ambiente durante mucho tiempo. En sedimentos y suelos, el aceite es particularmente adsorbido por materia orgánica. A medida que aumenta la capacidad de los sedimentos para ligar el aceite con el aumento del contenido de materia orgánica, la fitotoxicidad del aceite es menor en los suelos orgánicos que en los suelos con bajo contenido de materia orgánica. La biodegradación ocurre cuando los microorganismos se alimentan de aceite. La tasa de biodegradación del aceite es óptima en condiciones cálidas con suficiente suministro de oxígeno y nutrientes (particularmente nitrógeno y fósforo). En sedimentos y suelos, el aceite es particularmente adsorbido por materia orgánica. A medida que aumenta la capacidad de los sedimentos para ligar el aceite con el aumento del contenido de materia orgánica, la fitotoxicidad del aceite es menor en los suelos orgánicos que en los suelos con bajo contenido de materia orgánica. La biodegradación ocurre cuando los microorganismos se alimentan de aceite. La tasa de biodegradación del aceite es óptima en condiciones cálidas con suficiente suministro de oxígeno y nutrientes (particularmente nitrógeno y fósforo). En sedimentos y suelos, el aceite es particularmente adsorbido por materia orgánica. A medida que aumenta la capacidad de los sedimentos para ligar el aceite con el aumento del contenido de materia orgánica, la fitotoxicidad del aceite es menor en los suelos orgánicos que en los suelos con bajo contenido de materia orgánica. La biodegradación ocurre cuando los microorganismos se alimentan de aceite. La tasa de biodegradación del aceite es óptima en condiciones cálidas con suficiente suministro de oxígeno y nutrientes (particularmente nitrógeno y fósforo). 9.3 HIDROCARBUROS AROMÁTICOS MONOCÍCLICOS Los hidrocarburos aromáticos monocíclicos son compuestos que consisten únicamente en carbono e hidrógeno y que contienen un anillo de benceno. Los hidrocarburos aromáticos monocíclicos más comunes son el benceno, el tolueno, el etilbenceno y los tres isómeros del xileno (o dimetilbenceno): ortoxileno, metaxileno y paraxileno (véase el recuadro 9.I), todos ellos transparentes, incoloros, líquidos no corrosivos, volátiles con olor dulce. Estos compuestos se denominan colectivamente por el acrónimo BTEX. Los BTEX pueden constituir un porcentaje significativo de productos derivados del petróleo: alrededor del 18 por ciento en peso en una mezcla de gasolina estándar. El benceno se utiliza en la producción de materiales sintéticos y productos de consumo, como caucho sintético, plásticos, nailon, insecticidas y pinturas. El tolueno se utiliza como disolvente para pinturas, revestimientos, colas, aceites y resinas. El etilbenceno puede estar presente en productos de consumo como pinturas, tintas, plásticos y pesticidas, y como aditivo en la gasolina y el combustible de aviación. El xileno se utiliza como disolvente en las industrias de la impresión, el caucho y el cuero. También se utiliza como agente de limpieza y diluyente de pintura. Contaminantes orgánicos 163 Los BTEX se encuentran entre los componentes más peligrosos de la gasolina y los disolventes. Excepto por los peligros a corto plazo de los derrames concentrados, los compuestos BTEX se han asociado con mayor frecuencia con riesgos para la salud humana que con riesgos para plantas y animales. Esto se debe en parte al hecho de que las plantas y los animales absorben compuestos BTEX en cantidades muy pequeñas y los BTEX tienden a volatilizarse con relativa rapidez en la atmósfera en lugar de persistir en las aguas superficiales y los suelos. Sin embargo, los compuestos BTEX pueden representar una amenaza para la calidad del agua potable cuando se acumulan en el agua subterránea. Los peligros a corto plazo de BTEX incluyen una potencial toxicidad aguda para la vida acuática en aguas superficiales y posibles peligros por inhalación. Las exposiciones agudas a altos niveles de BTEX pueden causar irritación de la piel, ojos y tracto respiratorio y depresión del sistema nervioso central. Los peligros potenciales a largo plazo de los compuestos BTEX incluyen la inhalación crónica y la contaminación de las aguas subterráneas. La exposición prolongada a los BTEX puede provocar cambios en el hígado y efectos adversos en los riñones, el corazón, los pulmones y el sistema nervioso central. El benceno es el más peligroso y cancerígeno para los seres humanos. Sus efectos crónicos abarcan la destrucción de la médula ósea, lo que lleva a una reducción de los glóbulos rojos y blancos. Se ha descubierto que los trabajadores expuestos a altos niveles de benceno en entornos laborales tienen una mayor incidencia de leucemia. El tolueno también puede afectar negativamente a la reproducción. El benceno es el más peligroso y cancerígeno para los seres humanos. Sus efectos crónicos abarcan la destrucción de la médula ósea, lo que lleva a una reducción de los glóbulos rojos y blancos. Se ha descubierto que los trabajadores expuestos a altos niveles de benceno en entornos laborales tienen una mayor incidencia de leucemia. El tolueno también puede afectar negativamente a la reproducción. El benceno es el más peligroso y cancerígeno para los seres humanos. Sus efectos crónicos abarcan la destrucción de la médula ósea, lo que lleva a una reducción de los glóbulos rojos y blancos. Se ha descubierto que los trabajadores expuestos a altos niveles de benceno en entornos laborales tienen una mayor incidencia de leucemia. El tolueno también puede afectar negativamente a la reproducción. El acrónimo BTEX sugiere que el benceno, el tolueno, el etilbenceno y los xilenos a menudo se encuentran juntos en sitios contaminados. La principal fuente de contaminación por BTEX son las fugas de gasolina de los tanques de almacenamiento subterráneos defectuosos. Otras fuentes de contaminación por BTEX son las emisiones de grandes instalaciones a granel, los derrames superficiales y las fugas en las tuberías. Una vez liberados al medio ambiente, los BTEX son susceptibles de volatilización, disolución, adsorción y biodegradación. Aunque los BTEX pueden comportarse como un LNAPL, lo que significa que la mayor parte del BTEX flota en el agua, también puede disolverse en agua. En comparación con los otros componentes de la gasolina, como los componentes alifáticos, los BTEX son muy solubles en agua. Los BTEX pueden ser adsorbidos por la materia orgánica del suelo, pero no se absorben en las partículas del suelo con tanta fuerza como los componentes alifáticos.et al., 1998). Al igual que la descomposición de los otros componentes del aceite mineral, la tasa de biodegradación depende de la temperatura y el suministro de oxígeno y nutrientes. El tolueno y, hasta cierto punto, el xileno también pueden biodegradarse en condiciones anaeróbicas (Edwardset al., 1992). 9.4 HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son una clase de más de 100 moléculas orgánicas diferentes y muy estables que se componen únicamente de carbono e hidrógeno y contienen dos o más anillos de benceno conectados (ver ejemplos en la Figura 9.Ib). Estas moléculas se forman durante la combustión incompleta de carbón, petróleo y gas, basura u otras sustancias orgánicas como el tabaco o la carne asada. Los HAP se encuentran en el alquitrán de hulla, el petróleo crudo, la creosota y el alquitrán para techos. Algunos PAH se fabrican y se utilizan en medicamentos o para fabricar tintes, plásticos y pesticidas. Los HAP puros suelen existir como sólidos incoloros, blancos o de color amarillo verdoso pálido. Los HAP se dividen habitualmente en dos grupos, según sus propiedades físicas y químicas: HAP de bajo peso molecular, que contienen tres o menos anillos aromáticos, y HAP de alto peso molecular, que contiene más de tres anillos aromáticos. La mayoría de los HAP son semivolátiles y la volatilidad generalmente aumenta con la disminución del peso molecular. Los HAP que contienen 6 o más anillos de benceno son apenas volátiles. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Ha definido un subconjunto de 16 HAP que son los más importantes desde una perspectiva ambiental. Estos 16 HAP incluyen (el número entre paréntesis indica el número de anillos de benceno, pero tenga en cuenta que los HAP también pueden contener anillos adicionales que no sean de benceno): acenafteno (2), acenaftaleno (2), antraceno (6), benz [a] antraceno. (4), benzo [b] fluoranteno (4), benzo [k] fluoranteno 164 Contaminación del suelo y del agua (4), benzo [ghi] perileno (6), benzo [a] pireno (5), criseno (4), dibenz [ah] antraceno (5), fluoranteno (3), flúor (2), indeno [1.2. 3-cd] pireno (5), naftaleno (2), fenantreno (3) y pireno (4). Los PAH ingresan a la atmósfera principalmente como liberaciones de volcanes, incendios forestales y de turba, combustión de combustibles fósiles, producción de coque y asfalto, incineración de desechos y fundición de aluminio. En el aire, los HAP se encuentran principalmente adheridos a partículas de polvo de menos de 1 a 2 µm. Durante un período de días a semanas, los HAP pueden descomponerse al reaccionar con la luz solar y otras sustancias químicas en el aire. También se eliminan de la atmósfera por deposición, como resultado de lo cual llegan a la superficie de la Tierra. Los HAP de peso molecular más ligero se pueden revolatilizar y redistribuir antes de volver a depositarlos. Aunque los niveles de PAH en el aire, el suelo y el agua aumentan particularmente en las regiones urbanizadas, los PAH son omnipresentes en el medio ambiente, incluso en áreas remotas, debido al transporte atmosférico de largo alcance. Además de la deposición atmosférica, El contenido de HAP de las plantas y animales terrestres puede ser sustancialmente mayor que el contenido de HAP del suelo en el que viven, aunque el contenido de HAP en las plantas terrestres suele ser independiente del del suelo porque los compuestos de HAP son poco solubles y están poco disponibles en el suelo ( ATSDR, 2006). Una fuente importante de HAP en las plantas es la acumulación de HAP en el aire en las hojas de las plantas; La absorción de HAP por las plantas a través del sistema radicular suele ser insignificante. El proceso de acumulación se ve afectado por una variedad de factores. Aumenta con la disminución de la temperatura ambiente y con el aumento de la superficie foliar y la concentración de lípidos en los tejidos de las plantas. Los HAP volátiles con un peso molecular más bajo están sujetos principalmente a deposición gaseosa seca, mientras que los HAP no volátiles se acumulan principalmente en la superficie de las plantas en forma de partículas secas (Bakker, 2000). Los HAP volátiles ingresan a las plantas principalmente a través de la difusión gaseosa a través de estomas abiertos, aunque la absorción por la superficie cerosa de la hoja representa una parte del total de HAP en los tejidos. La superficie cerosa de las hojas intercepta HAP tanto gaseosos como ligados a partículas. Debido a su capacidad para interceptar HAP de la atmósfera, se ha utilizado una amplia gama de especies de plantas, incluidos líquenes, musgos, algas y árboles para evaluar la acumulación ambiental de HAP (p. Ej., Franzaringet al., 1992; Wegeneret al., 1992). Los musgos son filtros particularmente eficaces debido a su gran superficie, su capacidad para absorber grandes moléculas orgánicas y su capacidad para obtener agua y nutrientes del aire. La contaminación del agua superficial por PAH puede ocurrir a través de la escorrentía de las superficies del suelo contaminado (particularmente la escorrentía urbana) y las descargas directas de las plantas industriales y de tratamiento de aguas residuales. En general, la mayoría de los HAP no son muy móviles en el suelo y el agua, debido a sus solubilidades relativamente bajas y su fuerte afinidad por la materia orgánica en partículas. Como consecuencia, los HAP tienden a dividirse en sedimentos y suelos. Los niveles de PAH suelen ser mucho más altos en los sedimentos que en las aguas superficiales, es decir, en el rango de µg kg.-1 (ppb) en lugar de ng kg-1 (ppt). Los PAH son potencialmente peligrosos para las plantas debido a la toxicidad fotoaumentada en presencia de ultravioleta (UV) u otros tipos de radiación solar (Irwin et al., 1997). Los HAP son buenos fotosensibilizadores y forman radicales de oxígeno en estado singlete o excitados biológicamente dañinos. Sus efectos tóxicos incluyen clorosis, inhibición de la fotosíntesis y disminución de la acumulación de biomasa. La contaminación del suelo por PAH también puede inhibir el crecimiento de las raíces. La toxicidad de los HAP en los ambientes acuáticos se asocia principalmente con los compuestos más solubles, en particular los compuestos de dos anillos, como los naftalenos, y algunos HAP más pesados que afectan a los macrófitos acuáticos, los invertebrados acuáticos bentónicos (es decir, los invertebrados que viven en el lecho de un cuerpo de agua), y pescado. Como consecuencia, los animales acuáticos en el agua tendrán una aptitud individual disminuida y no podrán desarrollarse con éxito a través de sus etapas de vida y reproducirse de manera efectiva. Sin embargo, algunos compuestos de PAH parecen estimular la reproducción, lo que sugiere que tienen una acción similar al estrógeno. Los microorganismos pueden degradar los HAP en el suelo o el agua después de un período de semanas a meses, aunque algunos HAP son resistentes a la descomposición. Los microorganismos degradan los HAP de bajo peso molecular más fácilmente que los de alto peso molecular. Contaminantes orgánicos 165 peso PAH. Los HAP no sustituidos también se degradarán más rápido que los HAP sustituidos con alquilo (Lundstedtet al., 2003). Con respecto a los seres humanos, los HAP se asocian generalmente con riesgos crónicos, que a menudo son el resultado de la exposición a mezclas complejas de compuestos aromáticos más que a niveles bajos de un solo compuesto. Los efectos tóxicos incluyen aductos de ADN y cáncer. En general, los HAP más pesados (4, 5 y 6 anillos) tienen un mayor potencial carcinogénico que los HAP más ligeros (2 y 3 anillos) (ATSDR, 2006). La exposición humana a los HAP se produce principalmente a través de la inhalación de aire contaminado en el entorno de trabajo y al aire libre, y la ingestión de carnes asadas o carbonizadas o agua contaminada, leche de vaca u otros alimentos (por ejemplo, cereales, verduras, frutas). 9.5 HIDROCARBUROS CLORADOS Los hidrocarburos clorados, también conocidos como organoclorados, son hidrocarburos con uno o más sustituyentes de cloro. Estos compuestos pueden consistir tanto en estructuras alifáticas como aromáticas, e incluyen una amplia gama de compuestos. El enlace carbono-cloro es fuerte y hace que los organoclorados sean muy estables. Debido a esta propiedad, muchos compuestos de hidrocarburos clorados se han sintetizado y utilizado ampliamente en aplicaciones agrícolas e industriales. En particular, el uso de organoclorados como plaguicidas ha provocado una contaminación generalizada de los sistemas acuáticos y del suelo. Los hidrocarburos clorados que son pesticidas incluyen DDT, aldrín, dieldrín, heptacloro, clordano, lindano, endrín y hexacloruro. Las estructuras químicas de estos compuestos se muestran en la Figura 9.1. Debido a que los organoclorados son muy estables, estas moléculas tienden a persistir en el medio ambiente durante mucho tiempo y se biomagnifican en la cadena alimentaria. Los compuestos de hidrocarburos clorados son muy tóxicos para los peces e invertebrados, así como para cualquier otro animal que pueda alimentarse de ellos. La LC50 de 96 horas para animales probados varía de 1 a 60 µg l-1, dependiendo de la especie. Para tener en cuenta su gran potencial de bioacumulación y biomagnificación, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Ha estipulado que la cantidad de compuestos de hidrocarburos clorados permitidos en el agua no debe exceder los 0,001 µg l-1. Sin embargo, incluso en dosis crónicas bajas, estos compuestos tienen el potencial de causar problemas, incluida la alteración hormonal que conduce a un éxito reproductivo reducido y daño al sistema nervioso central. En los seres humanos, también pueden causar daño hepático y renal. Debido a su persistencia, tendencia a la bioacumulación y toxicidad para especies no objetivo, la mayoría de los usos de plaguicidas de hidrocarburos clorados se han eliminado gradualmente en los países desarrollados. 9.5.1 Hidrocarburos clorados alifáticos Los productos químicos más utilizados de la clase de hidrocarburos clorados alifáticos consisten en 1 o 2 carbonos con uno o más sustituyentes de cloro. Los ejemplos incluyen diclorometano Figura 9.1 Ejemplos de algunos plaguicidas organoclorados. 166 Contaminación del suelo y del agua (cloruro de metileno), triclorometano (cloroformo), tetraclorometano (tetracloruro de carbono o tetra), 1,2-dicloroetano (dicloruro de etileno), 1,1,1-tricloroetano (metilcloroformo), 1,1,1,2,2, 2hexacloroetano (percloroetano), cloroeteno (cloruro de vinilo), 1,2,2-tricloroeteno (TCE o tri), 1,1,2,2tetracloroeteno (percloroetileno, PCE o per). Estos compuestos se utilizan como disolventes orgánicos en las industrias del metal y electrónica y como líquidos de limpieza en seco en lavanderías. Son líquidos orgánicos no inflamables, incoloros, muy volátiles y de olor dulce. En presencia de luz ultravioleta o un exceso de calor, se descomponen para formar el gas venenoso fosgeno (COCl2). Sus vidas medias en el aire son del orden de unos pocos días a una semana. En el agua superficial, las vidas medias varían de días a semanas. En el suelo y el agua subterránea se descomponen mucho más lentamente debido a la tasa de evaporación mucho más lenta. Todos los productos químicos enumerados anteriormente son más densos que el agua y, dado que su solubilidad en agua es limitada, se comportan como DNAPL cuando se derraman en cantidades sustanciales. Grandes concentraciones de los compuestos enumerados anteriormente pueden causar narcosis, irritación pulmonar y daño al hígado y riñones. El tetraclorometano es uno de los hidrocarburos clorados más tóxicos. Puede absorberse a través de la piel; la exposición a pequeñas cantidades puede causar daño severo al hígado y al riñón. Se ha demostrado que el cloroformo, el dicloruro de etileno, el percloroetileno y el tricloroeteno causan cáncer de hígado en ratas y ratones y es razonablemente probable que también sean carcinógenos para los seres humanos. El metilcloroformo es menos tóxico que otros hidrocarburos clorados en concentraciones bajas, pero puede ser letal cuando se inhala en concentraciones altas (ATSDR, 2006). 9.5.2 Hexaclorociclohexano (HCH) El isómero más común del hexaclorociclohexano (HCH) es el γ-HCH (también conocido como lindano; consulte la Figura 9.Ib). El lindano es una sustancia sólida blanca que puede volatilizarse como un vapor incoloro con un olor ligeramente a humedad. El lindano solía usarse como insecticida en cultivos de frutas y hortalizas y cultivos forestales. Su uso se eliminó gradualmente en los países desarrollados a fines de la década de 1970, pero todavía es un insecticida de uso generalizado en los países del Tercer Mundo. Los otros isómeros del HCH no tienen la propiedad de insecticida. Durante la producción de lindano, estos isómeros se separan y almacenan. El HCH ingresa al medio ambiente debido a la aplicación o las liberaciones de las instalaciones de producción de lindano. En el aire, el HCH puede estar presente en forma de vapor o adherido a partículas de polvo. El lindano puede persistir en el aire hasta por 3 meses y puede transportarse a grandes distancias en la atmósfera. En suelo, sedimentos y agua, los microorganismos descomponen el HCH en sustancias menos dañinas. Los isómeros de HCH se degradan rápidamente en el agua; el lindano no permanece en el agua más de 30 días. La degradación del HCH en el suelo es mucho más lenta, especialmente en condiciones aeróbicas (Herbst y Van Esch, 1991). En condiciones anaeróbicas, la degradación puede proceder considerablemente más rápido. Habitualmente predomina el isómero β, porque es el más estable de los isómeros. El HCH en el suelo se fija predominantemente por materia orgánica en los 35 cm superiores del suelo. la degradación puede proceder considerablemente más rápido. Habitualmente predomina el isómero β, porque es el más estable de los isómeros. El HCH en el suelo se fija predominantemente por materia orgánica en los 35 cm superiores del suelo. la degradación puede proceder considerablemente más rápido. Habitualmente predomina el isómero β, porque es el más estable de los isómeros. El HCH en el suelo se fija predominantemente por materia orgánica en los 35 cm superiores del suelo. Las plantas pueden absorber cantidades considerables de HCH del suelo; la concentración de HCH en el tejido vegetal generalmente se correlaciona positivamente con la concentración de HCH en el suelo. Las relaciones varían con las especies de plantas y el tipo de suelo. En las diversas partes de la planta, las concentraciones de HCH son más altas en las raíces y brotes que en los tallos, hojas y frutos (Herbst y Van Esch, 1991). El valor de LD50 en ratas es de 90 mg kg-1 y el valor de LC50 en la trucha arco iris es de 0.06 mg kg-1 (Alloway y Ayres, 1997). Los efectos sobre la salud humana de una alta exposición al lindano incluyen debilidad muscular, mareos y náuseas. Los animales que fueron alimentados con altos niveles de HCH mostraron convulsiones y algunos se pusieron en coma. A niveles moderados, se ha observado una disminución de la capacidad de reproducción, trastornos de resistencia y efectos en el hígado y los riñones. Se ha observado cáncer de hígado en roedores de laboratorio que ingirieron HCH durante un período prolongado y es razonable prever que el HCH sea un carcinógeno para los seres humanos (ATSDR, 2006). Contaminantes orgánicos 167 9.5.3 Hexaclorobenceno (HCB) Hexaclorobenceno (HCB: C6Cl6) consiste en un anillo de benceno con 6 grupos de cloro unidos y se presenta como un sólido cristalino blanco. El HCB es artificial y no se encuentra de forma natural en el medio ambiente. Se forma como un subproducto durante la fabricación de otros productos químicos. También se pueden formar pequeñas cantidades durante la incineración de residuos urbanos. El HCB solía usarse ampliamente como fungicida para proteger las semillas de cebollas y sorgo, trigo y otros granos. También se utilizó para fabricar fuegos artificiales, municiones y caucho sintético. No se ha utilizado comercialmente en los países desarrollados desde la década de 1970. El HCB es muy persistente y puede permanecer en el medio ambiente durante mucho tiempo. Su vida media en el suelo y el agua superficial es de 3 a 6 años. El HCB es apenas soluble en agua y se une fuertemente a la materia orgánica. Por esta razón, las plantas absorben HCB solo en cantidades muy pequeñas. Los estudios en animales muestran que la ingesta prolongada de HCB puede dañar el hígado, la glándula tiroides, el sistema nervioso, los huesos, los riñones, la sangre y el sistema inmunológico (ATSDR, 2006). El HCB está clasificado como probable carcinógeno humano. 9.5.4 Diclorodifenil tricloroetano (DDT) El diclorodifenil tricloroetano (DDT: ver Figura 9.1) es un sólido blanco cristalino sin olor, que no se encuentra naturalmente en el medio ambiente. Es un pesticida organoclorado desarrollado durante la Segunda Guerra Mundial para controlar insectos para la agricultura y ayudar en la eliminación de insectos conocidos por propagar enfermedades como la malaria. Fue prohibido en los países desarrollados en 1972, pero todavía se usa en los países del Tercer Mundo. Aunque no se utiliza desde hace mucho tiempo, todavía está presente en el entorno de los países desarrollados debido a su persistencia. El uso ilegal de existencias antiguas y el transporte atmosférico a larga distancia desde países en los que todavía se utiliza DDT también contribuye a la ubicuidad de esta sustancia química en el medio ambiente. Las preparaciones comerciales de DDT están contaminadas por productos químicos similares al DDT, a saber, DDD (diclorodifenildicloroetano) y DDE (diclorodifenildicloroetileno). La DDD también se utilizó para matar plagas, pero este uso también ha sido prohibido. DDE no tiene uso comercial. En el aire, el DDT se degrada con relativa rapidez bajo la influencia de la luz ultravioleta. La vida media del DDT es de aproximadamente 2 días. En suelos y sedimentos, el DDT se une fuertemente a la fracción orgánica y no se disuelve fácilmente en agua. La biodegradación del DDT por microorganismos en el suelo avanza lentamente y la vida media del DDT en el suelo varía de 5 a 8 años, dependiendo del tipo de suelo (OMS, 1989). Los microorganismos descomponen el DDT en DDE y DDD. El DDT se acumula en tejidos vegetales y partes grasas de peces, aves y mamíferos y tiene un alto potencial de biomagnificación en la cadena alimentaria. El DDT es un disruptor hormonal que actúa de manera similar al estrógeno y se une a los receptores de estrógeno de la célula. Esto da como resultado un éxito reproductivo deficiente en muchos de los organismos superiores que viven en el medio acuático. También afecta al sistema nervioso. En exposición aguda,-1. El DDT también es altamente tóxico para los peces: las LC50 de 96 horas reportadas oscilan entre 1,5 y 56 µg l-1 (OMS, 1989). La sensibilidad de las aves al DDT varía mucho. Las aves rapaces son especialmente sensibles, ya que el DDT y sus metabolitos son responsables del adelgazamiento de las cáscaras de los huevos y del consiguiente aumento de la rotura de los huevos (Alloway y Ayres, 1997). En humanos y mamíferos, el DDT, DDE o DDD ingresa al cuerpo principalmente a través de la ingestión de alimentos contaminados. Los estudios en animales alimentados con DDT han demostrado que el DDT puede causar cáncer de hígado, pero los estudios en trabajadores expuestos al DDT no han mostrado una mayor incidencia de cáncer (ATSDR, 2006). No obstante, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Clasifica tanto al DDT como a sus productos de degradación DDE y DDD como probables carcinógenos humanos. 168 Contaminación del suelo y del agua 9.5.5 Bifenilos policlorados (PCB) Bifenilos policlorados (PCB; C12H10- (x + y)Cl(x + y); cf. La Figura 9.Ib) son mezclas de hasta 209 compuestos clorados sintéticos individuales. Son líquidos aceitosos o sólidos que son de incoloros a amarillo claro y no tienen olor. Algunos PCB pueden existir como vapor en el aire. La presión de vapor y la solubilidad en agua de los PCB disminuyen al aumentar el grado de cloración. Los PCB tienen una estabilidad química muy alta, baja inflamabilidad, baja conductividad eléctrica y buenas propiedades conductoras de calor. Por esta razón, los PCB se utilizaron ampliamente como refrigerantes y lubricantes en transformadores y condensadores, intercambiadores de calor y sistemas hidráulicos. También se utilizan como disolventes de plásticos y decapantes de pintura. Muchas mezclas comerciales de PCB se conocen con el nombre comercial Aroclor. La producción de PCB en todo el mundo casi había cesado en 1977. Sin embargo, todavía se encuentran en equipos viejos y la destrucción de estos residuos sigue siendo un problema. Los PCB ingresan al medio ambiente a través de fugas e incendios en aparatos que contienen PCB, fugas de vertederos y descargas de efluentes de aguas residuales. Los PCB son muy persistentes en el medio ambiente; los PCB más clorados son más persistentes que los menos clorados. Los PCB pueden ser degradados por microorganismos o fotoquímicamente bajo la influencia de la luz ultravioleta. Pueden viajar largas distancias a través de la atmósfera y depositarse en áreas alejadas de donde fueron liberadas. En el agua, los PCB están fuertemente unidos a partículas orgánicas y sedimentos del fondo. Solo una pequeña cantidad de PCB puede permanecer disuelta. En el suelo, los PCB se fijan fuertemente a la materia orgánica y a los minerales arcillosos. Debido a su fuerte afinidad con el suelo, los PCB se fijan principalmente en la capa superficial del suelo. Sin embargo, en suelos arenosos pobres en materia orgánica, los PCB pueden transportarse a horizontes más profundos. Debido a que los diferentes compuestos de PCB tienen diferente solubilidad y volatilidad, se pueden separar espacialmente debido a la volatilización diferencial de los PCB o la percolación descendente de la humedad del suelo. Como resultado, los compuestos más persistentes permanecen en la capa superficial del suelo, mientras que los compuestos relativamente móviles se volatilizan o se transportan hacia abajo en el perfil del suelo. La fuerte fijación de los PCB a las partículas del suelo significa que la absorción de los PCB del suelo por las plantas es muy limitada. Sin embargo, las algas y los peces pueden absorber PCB en cantidades considerables y, a través de esta vía, los PCB tienen un alto potencial de biomagnificación en la cadena alimentaria. En aves y mamíferos, los PCB se acumulan principalmente en los tejidos grasos. Los efectos tóxicos de los PCB incluyen daños en el hígado y la piel. Los animales que ingirieron alimentos que contenían grandes cantidades de PCB durante períodos cortos de tiempo sufrieron daño hepático leve y algunos murieron. Las ratas que fueron alimentadas con altos niveles de PCB durante dos años desarrollaron cáncer de hígado. Los animales que ingirieron cantidades más pequeñas de PCB en los alimentos durante varias semanas o meses desarrollaron varios tipos de efectos sobre la salud, como anemia, afecciones cutáneas parecidas al acné y daños en el hígado, el estómago y la glándula tiroides. Otros efectos de los PCB en animales comprenden cambios en el sistema inmunológico, comportamiento alterado y reproducción deteriorada. A niveles normales de exposición, los PCB no son muy tóxicos para los humanos. Los efectos sobre la salud que se observan con más frecuencia en los seres humanos expuestos a grandes cantidades de PCB son las afecciones cutáneas como el acné y las erupciones cutáneas. Los estudios en trabajadores expuestos han mostrado cambios en la sangre y la orina que pueden indicar daño hepático. Pocos estudios de trabajadores han indicado que los PCB están asociados con el cáncer de hígado en humanos (ATSDR, 2006). Los estudios en trabajadores expuestos han mostrado cambios en la sangre y la orina que pueden indicar daño hepático. Pocos estudios de trabajadores han indicado que los PCB están asociados con el cáncer de hígado en humanos (ATSDR, 2006). Los estudios en trabajadores expuestos han mostrado cambios en la sangre y la orina que pueden indicar daño hepático. Pocos estudios de trabajadores han indicado que los PCB están asociados con el cáncer de hígado en humanos (ATSDR, 2006). 9.6 DIOXINAS Dibenzo cloradopag-dioxinas (CDD) son una clase de 75 compuestos químicamente relacionados que contienen dos anillos de benceno con un número variable de átomos de cloro unidos a ellos y que están unidos por dos átomos de oxígeno puente (Figura 9.2). Se conocen comúnmente como dioxinas cloradas. Una de las dioxinas más peligrosas es la 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-pagdiozina (2,3,7,8-TCDD; consulte la Figura 9.2). En forma pura, los CDD son cristales o sólidos incoloros. 2,3,7,8-TCDD es inodoro y se desconocen los olores de los otros CDD. 169 Contaminantes orgánicos O Cl Cl O Cl O Cl Cl O 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-pag-diozina Cl Cl Cl 1,2,3,7,8-tetraclorodibenzo-pag-diozina 6642 Cl Figura 9.2 Ejemplos de dioxinas: 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diozina y 1,2,3,7,8-pentaclorodibenzo-p-diozina. Los CDD ingresan al medio ambiente como mezclas que contienen varios componentes individuales. No son fabricados intencionalmente por la industria, excepto con fines de investigación. Estos (2,3,7,8-TCDD en particular) pueden formarse durante el proceso de blanqueo con cloro en las fábricas de pulpa y papel o durante la cloración en plantas que tratan los desechos o el agua potable. Los CDD pueden ocurrir como contaminantes en la fabricación de ciertos químicos orgánicos y se liberan a la atmósfera durante la incineración de desechos sólidos industriales y municipales. También pueden ser liberados durante accidentes industriales, como el accidente de Séveso en Italia en 1976. Este accidente provocó la liberación de una nube, que contaminó más de 1800 ha de tierra y afectó la vegetación y muchas aves. Los CDD también eran un ingrediente del Agente Naranja, En la atmósfera, los CDD pueden transportarse a largas distancias, razón por la cual las dioxinas son omnipresentes en el medio ambiente global. Cuando se liberan en aguas residuales, algunos CDD son degradados por la luz solar, algunos se evaporan al aire, pero la mayoría se adhieren fuertemente a partículas sólidas y se depositan en los sedimentos del fondo. La CDD tiene un alto potencial para biomagnificarse en la cadena alimentaria, lo que resulta en niveles mensurables en animales. En los animales, la exposición a niveles bajos de 2,3,7,8-TCDD puede inducir varios efectos tóxicos, que incluyen daño al hígado, pérdida de peso, alteración del sistema inmunológico, capacidad reproductiva reducida y defectos congénitos, incluidas deformidades esqueléticas, renales. defectos y respuestas inmunes debilitadas. La exposición humana a grandes cantidades de 2,3,7,8-TCDD puede causar cloracné, una enfermedad grave de la piel con lesiones similares al acné en la cara y la parte superior del cuerpo. Otros efectos cutáneos observados en personas expuestas a grandes dosis de 2,3,7,8TCDD incluyen erupciones cutáneas, decoloración y vello corporal excesivo. La exposición a altas concentraciones de CDD también puede causar daño hepático y cambios en el metabolismo de la glucosa y los niveles hormonales (ATSDR, 2006). Según la Organización Mundial de la Salud, 2,3,7,8-TCDD es un carcinógeno humano. EJERCICIOS 1. Defina los siguientes términos: una. Isómeros B. Aromático C. Alifático D. Isómeros cis y trans mi. PAH F. COV gramo. COP h. NAPL I. BTEX j. CDD
