Composts orgànics persistents

Els contaminants orgànics persistents (COPs) són un conjunt de composts químics que resistixen en grau variable la degradació fotoquímica, química i bioquímica; lo que causa que la seua vida mija siga elevada en l'ambient.

Encara que existixen COPs d'orige natural, la majoria d'ells són xenobióticos. Els plaguicidas (insecticida, fungicides, nematicidas, herbicida), els policlorobifenilos (PCBs), dioxina i furanos formen part dels composts orgànics persistents (COPs).

Per les seues característiques fisicoquímica, els COPs s'han identificat en tots els compartimientos ambientals (aigua, pluja, neu, aire, sediment i sols), en totes les zones del món incloent aquelles que són molt remotes del lloc de la seua lliberació ambiental. De la mateixa manera que s'han trobat en tot tipo d'espècies des de plàncton fins a animals polars; estos es bioacumulan en numeroses espècies i es biomagnifican a través de totes les rets tróficas del planeta.

Els sers humans no estan exents d'açò ya que s'han trobat en teixits de persones que habiten en llocs a on no hi ha ni hi ha hagut fonts d'estes substàncies. La preocupació mundial sobre estos contaminants es deu a la seua persistència i la seua movilitat ambiental, les seues concentracions en l'ambient que no disminuiran a curt determini, encara que cessen les activitats i l'us d'estos.

Antecedents històrics

El DDT, primer COP detectat en l'ambient en 1960, va ser usat com un insecticida durant la segona Guerra mundial, salvant a mils de persones de la mort per malaria. No obstant, junt en atres pesticidas clorados com el dieldrín va ser trobat present en ous de pardals, peix, sediment i llet humana. Més vesprada els policloruros de bifenilo, usats en una varietat d'aplicacions industrials, varen anar també detectats en les mateixes matrius ambientals aixina com en els sers humans. Rachel Carson en el seu llibre "La primavera silenciosa", va descriure per primera volta que la disminució en les poblacions d'aus, es devia a l'us indiscriminat de plaguicidas sintètics. Posteriorment numerosos estudis varen demostrar que els plaguicidas organoclorados, en particular el DDT, es biomagnifican a lo llarc de les cadenes tróficas i causa danys greus en els organismes situats en els nivells superiors d'elles, com les aus d'assuts i els mamífers marins, encara que les concentracions ambientals d'estos composts en l'ambient anaren molt baixes. Va ser aixina com en la década de 1980, la producció i l'us de la majoria d'estos va ser prohibida.

Per una atra part va haver varis casos d'intoxicació agut pel mal maneig dels COPs, aixina com la contaminació accidental d'aliments i en accidents industrials. Un dels primers va ser l'intoxicació crònica que va ocórrer en Turquia en 1960-63, a causa de la contaminació d'aliments en hexaclorobenceno. Este accident va causar la mort d'un 90% dels afectats i una alta taxa de cirrosis hepàtica, porfíria i trastorns urinaris, artríticos i neurològics.

Entre 1962 i 1971 prop de 75 millons de herbicida varen ser llançats sobre territori vietnamita des dels avions nortamericans per a rebujar els boscs i facilitar aixina els bombardejos de la població. Entre els productes que varen caure des del cel es trobava l'agent taronja, un dels pesticidas més famosos d'aquella guerra i que més repercussions ha dut des de llavors per a la salut dels combatents d'abdós bandos.

En 1976 l'accident de Seveso en Itàlia va fer al món conscient de la toxicitat extrema, involuntàriament generada per un COP, nomenat 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina, que posteriorment va donar lloc a tota una família sancera d'dioxina com COPs, incloent l'adició del policlorodibenzo-p- dioxina (PCDDs), policlorodibenzofuranos(PCDFs), i PCBs específics. Durant el periodo de les décades de 1960 i 1990, químics analítics varen continuar desenrollant i millorant l'anàlisis de plaguicidas clorados, PCBs, PCDDs i PCDFs. La cromatografía de gas va ser el método d'elecció per a separar estos composts semi-volàtils. Per la seua alta sensibilitat per als halógenos, es va utilisar inicialment el detector de captura d'electrons (ECD), pero va ser reemplaçat gradualment pels detectors d'espectrometria de masses de baixa resolució i alta resolució, que seguixen millorant cada dia més en els aspectes de sensibilitat i selectivitat.

Característiques químiques i fisicoquímica dels COPs

Fisicoquímica

Ademés de la persistència, les propietats fisicoquímica de major importància per al comportament ambiental dels COPs són la solubilidad en aigua, la pressió de vapor, la constant de la llei d'Henry (H), el coeficient de partició octanol-aigua (Kow) i el coeficient de partició de carbono orgànic-aigua (Koc). Estes propietats varien de manera molt àmplia, depenent de la naturalea de les molècules. Existixen composts orgànics clorados de persistència i toxicitat baixes i escassa movilitat ambiental, que és poc provable que representen un risc per a l'ambient o la salut humana, aixina com també els hi ha de baixa solubilidad en aigua, molt soluble en lípits i de pressió de vapor relativament alta a les temperatures ambientals més comunes, per lo que típicament són semi-volàtils, lo que els conferix la movilitat ambiental que els caracterisa. Este grup de composts són els de major perillositat i interés des del punt de vista ambiental i de salut per risc que presenten i a ells es referix específicament l'abreviatura COP.

Atres propietats importants dels COPs són les següents:

Persistència: Són molt estables als distints tipos de degradació possibles, lo que supon una llarga vida dels mateixos en el mig.

Movilitat ambiental: Es deu fonamentalment, a la volatilitat parcial dels COPs, en conjunt en la seua persistència. Algunes de les propietats fisicoquímica dels COPs, en particular, la pressió de vapor, la solubilidad en aigua, i per lo tant, la constant de la llei d'Henry, depenen de la temperatura, per lo que, en gran mida, el moviment ambiental dels COP també depén d'ella. Estos composts poden participar en una série de volatilisació i depòsits consecutius que els permeten transportar-se en els vents i passar d'un ecosistema a un atre a grans distàncies, i contaminar des de l'àmbit local, fins al global.

Lipofilicidad: Els COPs són més solubles en greixos (lipofilicos) que en solucions acuosas; de fet, la majoria són hidrofòbics. La lipofilicidad és característica dels hidrocarburs halogenados en pesos moleculars majors de 236 g/mol i és justament una de les propietats dels COPs que origina els problemes ambientals i de salut més importants. A causa d'ella aumenta la biodisponibilidad de la substància, puix esta té una major tendència a associar-se en la matèria viva que en el mig que la rodeja, per lo que, una volta que han entrat a l'ambient, els COPs tendixen a bioconcentrarse en els sers vius.

Bioacumulación i biomagnificación: A causa de la lipofilicidad d'estes substàncies, en conjunt en la seua resistència a la degradació bioquímica (biotransformación) i la seua llenta excreció, els COPs tendixen a bioacumularse en els organismes a través del temps i, posteriorment, a biomagnificarse i movilisar-se a través de les rets tróficas, fins a alcançar concentracions elevades en els nivells tróficos superiors.

La capacitat d'bioacumulación i biomagnificación d'un producte està en relació directa en la seua persistència.

Biodisponibilidad: La concentració total d'una substància que està disponible per a la seua absorció per un organisme depén de les propietats fisicoquímica del compost, les condicions de l'ambient i les característiques morfològiques, bioquímiques i fisiològiques de l'organisme. En el cas dels COPs, el factor determinant de la biodisponibilidad són la persistència i lipofilicidad, les quals contribuïxen a que dites substàncies siguen molt biodisponibles.

Químiques

Els COPs pertanyen a dos subgrups: els hidrocarburs policíclics i els halogenados. En este últim grup, la majoria contenen un o més àtoms de halógenos units a uns àtoms de carbono. El halógeno pot ser clor o bromo, pero per lo comú en els COPs predomina el clor. A causa de la baixa polaridad i l'estabilitat dels enllace carbono-halógeno, estos composts són pocs reactius i resistents a la degradació biològica i fotoquímica, algunes propietats depenen de les estructures de les molècules i de la naturalea dels seus àtoms que la formen. En general, els composts clorados són més estables i per lo tant més persistents que els alifáticos clorados, per lo que la majoria dels COPs són aromàtics. s'accepta que, a major número d'àtom halógeno en la molècula, la liposolubilidad, la tendència a la bioacumulación i l'estabilitat en les molècules també són majors. En particular, l'estabilitat ha segut la base de molts d'usos dels COPs pero, al mateix temps, és la causa de que es resistixquen a la degradació de tot tipo i de que la seua vida en l'ambient siga elevada.