Los compuestos orgánicos persistentes en la biosfera: el enemigo global e invisible
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Persistent organic pollutants and their accumulation in the biosphere. The manufacture and use, since 1940, of a series of pesticides and industrial organic products with high levels of chlorination has led to the bio-accumulation in the biosphere of these non-degradable, fat-soluble and toxic compounds. Due to their semi-volatility they spread throughout all ecosystems, principally those located in cold places. These persistent organic compounds bio-accumulate in the food chain and animals, particularly the main predators, which suffer their harmful effects. Humans are included in this group since these compounds are found in all individuals at low concentrations, e.g. micrograms per litre in blood. Thus, the scientific community must identify the problems derived from long term exposure to these compounds in humans, especially in some individuals over 50 years of age or even at all development stages. En el planeta existen compuestos orgánicos e inorgánicos. Estos últimos están formados por moléculas relativamente sencillas y, aunque se pueden transformar las unas en las otras, sus elementos constituyentes no desaparecen nunca. En cambio, las moléculas orgánicas, una vez liberadas en el medio ambiente, acaban siendo oxidadas a CO2 y agua. Sólo en los casos de moléculas depositadas en ambientes faltos de oxígeno se preserva una parte importante, por ejemplo, en la formación de petróleo o carbón. A pesar de esto, en los años cuarenta se comenzó a utilizar una serie de compuestos de alta estabilidad que no se degradaban y que, una vez introducidos en el medio ambiente, han dado lugar a los contaminantes orgánicos persistentes. Estos compuestos deben gran parte de su estabilidad química al hecho de tener átomos de cloro como substituyentes, que tienen un gran volumen y blindan la molécula contra un ataque oxidante.
La mayoría de estos compuestos fueron sintetizados para ser utilizados como plaguicidas. Este es el caso de los insecticidas DDT, lindano (g-hexaclorociclohexano, g-HCH), aldrín, toxafenos, clordano, mirex, dieldrina y endrina. El hexaclorobenceno fue utilizado como fungicida, y aún se produce como subproducto en la fabricación de muchos disolventes orgánicos clorados. En cambio, los policlorobifenilos (PCB) se fabricaron para ser utilizados como dieléctricos en transformadores, retardantes de llama, aceites de alta estabilidad térmica, etc. Algunos de estos compuestos se sintetizaron como productos puros, pero a menudo la producción y utilización se hizo en forma de mezclas, como es el caso de los PCB, los hexaclorociclohexanos y los toxafenos. Así, el numero de compuestos introducidos en el medio ambiente fue superior. En otros casos, estos compuestos han dado lugar a transformaciones en otros productos, per ejemplo DDT en DDE, lo que también aumentó el número total de contaminantes orgánicos persistentes en los ecosistemas. También se han de mencionar las dioxinas y los dibenzofuranos. Estos compuestos no se fabrican expresamente, sino que se generan a partir de otros procesos, por ejemplo la combustión de materiales orgánicos que tengan átomos de cloro (cualquier mezcla de materiales los tiene en pequeñas cantidades) o también en procesos industriales como ciertos tipos de blanqueo de pasta de papel. Otro grupo es el constituido por los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Estos no tienen átomos de cloro, sino que están formados por anillos aromáticos (benzénicos) fusionados. La alta estabilidad química que se gana como resultado de esta fusión les da propiedades de contaminantes orgánicos persistentes. Estos compuestos se producen mayoritariamente en los procesos de combustión (coches, centrales térmicas, incendios forestales, etc.), y también hay en el petróleo. Por tanto, los HAP, a diferencia de los compuestos organoclorados persistentes, han estado siempre en la naturaleza, ya que siempre ha habido incendios y procesos naturales que los producían en pequeña proporción. A pesar de esto, como consecuencia del uso extensivo de combustibles fósiles para producir energía que se inicia a mediados del siglo XIX, el nivel de estos compuestos en los ecosistemas ha aumentado unos cuantos órdenes de magnitud (Fernández et al., 2000). Los compuestos orgánicos persistentes son, además, liposolubles, semivolátiles y tóxicos. Por tanto, se transportan por la atmósfera, tienden a bioacumularse a lo largo de la cadena trófica y producen efectos nocivos incluso sobre organismos superiores que viven en hábitats lejanos a las zonas de producción o uso. Por esta razón, el uso de la mayoría de estos compuestos está hoy en día prohibido. Los países de la Unión Europea firmaron el Convenio de Estocolmo (22-23 de mayo del 2001) por el cual se comprometían a reducir o eliminar las emisiones de los compuestos orgánicos persistentes clorados, eliminar su uso en la mayoría de los casos, investigar sobre su incidencia en el medio ambiente y la salud humana y otras medidas. Es decir, que en menos de sesenta años después del inicio de su desarrollo se han tenido que tomar medidas totalmente restrictivas para eliminarlos. No obstante, nos equivocaríamos si pensamos que estos compuestos son el resultado de las ideas malévolas de alguna mente perversa. Es necesario recordar que al inventor del DDT le dieron el premio Nobel. Este compuesto ha sido uno de los insecticidas más eficaces preparado por el hombre. No hay ninguna duda de que ha salvado millones de vidas porque ha sido un agente esencial para eliminar el mosquito Anopheles, el transmisor del paludismo (también conocido con el nombre de malaria). Además, el DDT también ha sido eficaz en la salvación de muchos espacios naturales, especialmente las zonas húmedas. Estas zonas eran conocidas como lugares donde el paludismo era endémico. Por tanto, las medidas higiénicas aplicadas durante los siglos XVIII, XIX y primeros años del XX consistían en secarlas. Evidentemente, cargarse el ecosistema solucionaba el peligro para la población autóctona que vivía allí cerca pero esta medida era aniquiladora e irreversible. Estas condiciones de vida tan duras cambiaron cuando el DDT permitió eliminar el paludismo. Si hoy podemos apreciar el gran valor de la Albufera de Valencia, el Delta del Ebro o el Parque de Doñana, por nombrar algunos ejemplos, es porque ya no representan ningún peligro para el hombre, y el DDT tuvo en ello un papel fundamental. En todo caso, el DDT, a causa de su gran estabilidad y de las propiedades características antes mencionadas, se ha extendido por todo el planeta y ha entrado en las cadenas tróficas, acumulándose en la mayoría de los organismos superiores. Sus efectos aún están por determinar en muchos aspectos. El año 1962, Rachel Carson escribió un libro, Silent Spring, que aludía a los grandes problemas que originaba el DDT para las aves. En muchos casos se había visto que aquellas que vivían expuestas al DDT ponían los huevos con cáscaras mucho más delgadas y por tanto las puestas se perdían con más facilidad. El águila calva americana (el águila del escudo de los EEUU) estuvo a punto de extinguirse por esta causa. Así pues, Rachel Carson decía en su libro que llegará un día en el que, cuando sea primavera, habrá silencio, porque la desaparición de todos los pájaros hará que la primavera sea muda. Este libro removió muchas conciencias y se convirtió en una de las piedras fundamentales en el desarrollo del movimiento ecologista. De hecho, el DDT se prohibió en la mayoría de países occidentales en 1972. Y poco a poco su uso se ha ido restringiendo. Entre los factores determinantes de la prohibición influyó la constatación de que en mamíferos de zonas remotas donde no se había utilizado nunca, por ejemplo ballenas y osos de zonas árticas, se encontraron cantidades importantes de este compuesto.
Otros contaminantes orgánicos persistentes han dado lugar a algunas de las peores intoxicaciones conocidas a nivel humano. Este es el caso del Kurdistán turco hacia el año 1957, donde, a causa de unos episodios de hambre, diversos países europeos enviaron trigo para sembrar. Este grano estaba tratado con hexaclorobenceno para preservarlo de los ataques de los hongos. Sin embargo, la gente de aquel país hizo pan directamente con el grano recibido y, como consecuencia, se produjeron muchos episodios de malformaciones congénitas, alta mortalidad en bebés, y se observó el desarrollo de una enfermedad del hígado, la porfiria cutánea tardía, que hasta entonces se creía que únicamente se debía a factores hereditarios. Este episodio mostró que esta enfermedad también se podía producir por exposición a contaminantes, y en medicina se definió una nueva enfermedad, la porfiria túrcica, como una forma de porfiria cutánea tardía debida a la intoxicación por hexaclorobenceno. El uso del hexaclorobenceno como fungicida está prohibido en la actualidad. El episodio del Kurdistán turco tuvo mucho que ver con la toma de esta decisión. La comunidad científica tiene en la actualidad dos retos principales en relación con estos compuestos. Averiguar cuál es su impacto sobre los ecosistemas de todo el planeta y cuál su importancia sobre la salud humana. Como hemos indicado anteriormente, sus propiedades específicas hacen que se distribuyan por todo el planeta, pero es muy importante saber por qué mecanismos, qué procesos y dónde quedan acumulados. Hemos de pensar que hablamos de compuestos que una vez fabricados no se destruyen de manera significativa. Esto quiere decir que hemos puesto en la naturaleza unos compuestos que para bien o para mal estarán ahí mucho tiempo. ¿Quedan atrapados mayoritariamente cerca de los lugares donde se produjeron o utilizan? ¿Se acumulan en zonas lejanas? ¿Se acumulan en la atmósfera, en el mar, en los continentes? ¿Cómo se transmiten dentro de la cadena trófica? ¿Qué efectos nocivos producen en los organismos? Estas preguntas son importantes y aún están pendientes de resolver en la gran mayoría de los casos. Sin embargo, las últimas investigaciones ya han permitido definir algunas partes del problema. Por ejemplo, la cantidad global de PCB producida ha sido de 1,3 millones de toneladas, un 97% de esta cantidad en el hemisferio norte. La mayor parte de estos compuestos han quedado retenidos en los suelos de las zonas donde se utilizaron o se produjeron, es decir, en zonas templadas. A pesar de esto, una parte de éstos ha pasado a la atmósfera y se han acumulado en zonas frías. Como se ha citado anteriormente, en las zonas árticas hay una acumulación de estos compuestos tal como corresponde al hecho de que son las zonas más frías del planeta. Últimamente se ha visto, sin embargo, que este proceso de acumulación por efecto de condensación no solamente afecta estas zonas lejanas, sino también a las zonas de alta montaña (Grimalt et al., 2001). Es decir, que los europeos hemos exportado una parte de nuestra contaminación fuera, pero también la hemos transferido a las zonas mejor preservadas de nuestro espacio continental. Este proceso de transferencia dependiente de la temperatura tiene consecuencias ambientales importantes. En el esquema mental típico de nuestra civilización, pensamos normalmente que todo proceso de vertido a zonas lejanas conlleva paralelamente un fenómeno de dilución que disminuye los efectos. En este caso, lo que se observa es una transferencia neta de contaminantes a ecosistemas de zonas lejanas producida por un proceso de evaporación (dilución) y posterior condensación (concentración). Por tanto, el efecto de los contaminantes orgánicos persistentes sobre los ecosistemas no se diluye, sino que pasa de un lugar a otro. La segunda parte del problema conlleva el riesgo sobre la salud humana. En la población habitualmente se encuentran niveles en sangre de 10 mg/l de DDE, de 1 mg/l de HCB y de 5 mg/l de g-HCH. Estos niveles son típicos de la población general no contaminada por alguna causa específica. También se encuentran concentraciones similares en la leche materna. Es obvio que excepto en casos de intoxicación aguda como el anteriormente citado por hexaclorobenceno en el Kurdistán turco, la exposición a concentraciones traza de estos compuestos organoclorados persistentes no ha comportado enfermedades en un número elevado de la población. “La toxicidad es la dosis”, dice un principio conocido de la toxicología. A pesar de esto, este concepto no tiene en cuenta el factor tiempo. La pregunta que surge ante estas concentraciones en humanos es: ¿tiene algunos riesgos la exposición a estos compuestos durante períodos de más de cuarenta años? Esta pregunta es especialmente relevante para la población más joven, que ha estado expuesta a ellos durante toda la vida y en todas sus etapas de desarrollo. Hoy por hoy aún no se puede contestar a esta pregunta. En relación a la exposición de población general, se han encontrado estudios que muestran que hay una relación entre la incidencia del cáncer de tiroides y de tejidos conjuntivos y la exposición a hexaclorobenceno (Grimalt et al., 1994). Por otro lado, también se ha encontrado una relación entre la mutación de un oncogen, el k-ras, en enfermos de cáncer de páncreas exocrino, y una mayor concentración de DDT, DDE y algunos congéneres de los PCB en humanos (Porta et al., 1999). Estos dos ejemplos ilustran el tipo de investigación que hace falta para avanzar en el esclarecimiento de este problema. La introducción de los compuestos orgánicos persistentes en el medio ambiente y en los humanos constituye una parte fundamental del cambio ambiental a causa de la acción humana que caracteriza el inicio del siglo XXI en la historia de nuestro planeta. Aclarar cuáles serán sus efectos es un reto muy importante para averiguar nuestro futuro. Bibliografía Joan O. Grimalt. Departamento de Química Ambiental, Instituto de Investigaciones Químicas y Ambientales, Consejo Superior de Investigaciones Científicas. |
«En los años 40 se empezaron a utilizar una serie de compuestos de alta estabilidad que no se degradaban y, una vez introducidos en el medio ambiente, han dado lugar a los contaminantes orgánicos persistentes»
Una parte muy importante de los compuestos orgánicos persistentes se sintetizaron para ser utilizados como plaguicidas. Bajo la iniciativa del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente se negocia un convenio, no exento de polémica, para la eliminación de estos contaminantes. Esto tiene que ver con la prohibición total de uso del DDT. Anualmente se producen entre 300 y 500 millones de casos de malaria, sobre todo en países en vías de desarrollo, y esta enfermedad causa entre 1 y 3 millones de muertos, en gran parte niños. Muchos médicos piensan que el DDT es el arma más efectiva para el control de la malaria y que, por tanto, su eliminación sería un desastre para estos países.
«Los compuestos orgánicos persistentes se transportan por la atmósfera, tienden a bioacumularse a lo largo de la cadena trófica y producen efectos nocivos incluso sobre organismos superiores que viven en hábitats lejanos a las zonas de producción o uso»
A finales de la primavera de 1999, Bélgica padeció una grave crisis de salud pública. En enero de aquel año se mezclaron aceites usados que contenían policlorobifenilos y furanos con grasas y aceites destinados a la fabricación de pienso. Con este pienso se alimentaron pollos, cerdos y vacas, y estos contaminantes se acumularon en su grasa. A principios del mes de febrero los pollos comenzaron a morir y la producción de huevos disminuyó en las granjas. A mediados del mes de marzo, el Ministerio de Agricultura belga encontró niveles de estos contaminantes centenares de veces superiores a los límites legales en la grasa del pollo y en los huevos. Las autoridades esperaron un mes antes de informar a la opinión pública y a los países vecinos. A finales del mes de mayo se retiraron del mercado pollos, huevos y productos que los contenían (mahonesa, pasteles, galletas…), y los granjeros sacrificaron cualquier animal sospechoso de estar contaminado. Diferentes países prohibieron la importación de productos animales belgas.
«La comunidad científica tiene en la actualidad dos retos principales en relación con estos compuestos: averiguar cuál es su impacto sobre los ecosistemas de todo el planeta y cuál su importancia sobre la salud humana» |
