On es produeixen les dioxines?

2004/10/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingurumena
• Birziklatzea
• Energia

Una cosa confusa. Aparentment és l'única substància, com l'amoníac o l'àcid sulfúric, però la dioxina no és el nom d'una sola molècula. Quan es parla de dioxines es parla d'una família de substàncies.

A més, dins d'aquesta família hi ha dos grups: les dibenzo-p-dioxines policloradas i les dibenzofuranas policloradas. Per això, a vegades, en lloc d'esmentar només les dioxines, es parla de dioxines i furans. I a través d'aquests noms representen a una família molt extensa. En total, 210 molècules s'inclouen en aquest grup de dioxines, amb efectes sanitaris molt diferents. Alguns no causen mal, uns altres són productes molt perillosos i preocupats, sobretot perquè les dosis molt petites són suficients per a causar el mal.

Aquestes molècules no es dissolen en l'aigua, per la qual cosa en els teixits vius s'acumulen en els greixos, és a dir, es necessiten uns set anys per a eliminar la meitat de la quantitat de dioxina corporal. Les dioxines també s'acumulen en el sòl, plantes, etc. No obstant això, l'única font de dioxines no són les incineradores, la qual cosa cal tenir en compte en la qüestió.

Encara que són moltes, les dioxines són molt difícils de detectar en l'atmosfera. D'una banda, les concentracions són molt baixes i requereixen necessàriament mètodes de precisió que els químics han de realitzar en cambres netes per a evitar la contaminació de mostres amb altres molècules.

Normalment s'ha utilitzat cromatografia de captura d'electrons, però es tracta d'una tècnica bastant complexa, per la qual cosa actualment molts químics detecten dioxines mitjançant espectroscopía de masses de gran precisió. D'altra banda, es tracta de compostos altament tòxics, per la qual cosa els patrons utilitzats en les anàlisis també són tòxics. Per això, a més d'una anàlisi difícil, requereix moltes mesures de seguretat.

On vulguis

L'home no utilitza les dioxines per a res, és a dir, no són molècules sintetitzades intencionadament, sinó productes laterals de diferents processos. Es generen en qualsevol combustió de matèria orgànica, en quantitats molt petites però que es formen. En definitiva, són molècules orgàniques que contenen àtoms de clor, la qual cosa significa que les molècules basades en àtoms de carboni es formen sempre que es cremen juntes els àtoms de clor.

És el que ocorre, entre altres coses, en la naturalesa. Quan es crema un bosc, es consumeix molta matèria orgànica i els àtoms de clor sempre estan implicats. El mateix ocorre en les erupcions volcàniques, que sempre detecten dioxines en l'atmosfera en les anàlisis posteriors a l'erupció. No hi ha dubte que són molècules que genera la naturalesa, per la qual cosa en els informes relacionats amb les dioxines sempre s'esmenten aquestes dues fonts. No obstant això, les quantitats generades per la naturalesa no són les mateixes que les generades per l'home.

Existeixen nombroses fonts de dioxines per acció humana. Es tracta d'una de les principals fonts industrials, emeses per la indústria del ciment, el paper, el metall, els polímers i els que utilitzen la fusta i el carbó com a combustible. També emet incineracions d'escombraries i, al marge de la indústria, destaquen els motors dièsel i els focs domèstics

Però, a més de tot això, cal tenir en compte altres combustió, com el propi tabac. La quantitat de dioxina que genera la crema d'un cigar no és elevada, encara que entra directament en la via aèria d'una persona. Des del punt de vista de la salut, és molt més perillós que el que genera la xemeneia d'una indústria, ja que la concentració de dioxines que el fumador introdueix al costat de la respiració és molt elevada, molt superior a la concentració atmosfèrica.

Anàlisi

Moltes fonts, amb el consegüent risc de dioxines. No obstant això, quina font emet més dioxines a l'atmosfera? Si els contaminants són perillosos i tenen tanta incidència en la salut, quines són les fonts que més ens preocupen?

Per a això han realitzat nombrosos estudis. Als Estats Units, per exemple, van invertir molts diners en la segona meitat dels 80 per a respondre a aquesta pregunta. Per encàrrec de l'EPA (Environmental Protection Agency) es van realitzar nombroses anàlisis, es van identificar les fonts i es va concloure que la principal font de dioxines era la incineració de les escombraries. A més, amb qualsevol altra font existia una gran diferència, sent la incineració responsable del 71% de les dioxines nocives.

Fa temps que es va dur a terme aquesta recerca, i durant aquest temps s'han millorat molt les incineradores. Com a conseqüència, s'ha reduït considerablement la proporció de dioxines generades per la incineració. No obstant això, en els informes publicats per l'EPA s'assenyala que la incineració continua sent la principal font de dioxines perilloses.

Qüestions de temperatura

Des del punt de vista químic, existeix un rang de temperatures per a la formació de dioxines. Normalment, la major part de les dioxines es produeixen quan el procés de combustió es produeix en 700 C. No obstant això, en la majoria dels casos, el mitjà químic està format per metalls que actuen com a catalitzadors.

No tots els metalls catalitzen la reacció, per exemple, han demostrat que l'alumini no facilita la reacció. Desgraciadament, els metalls que catalitzen bé la reacció són habituals en les escombraries: quan hi ha ferro i sobretot coure, les dioxines es formen a temperatures molt més baixes. Amb el coure 400 C són suficients per a produir dioxines.

Per això, els cables elèctrics contenen les matèries primeres idònies per a la producció de dioxines: d'una banda, l'aïllant és un polímer que conté clor, el PVC, i per un altre, el propi cable és un fil de coure. Això significa que el risc de dioxines es troba en un rang de temperatures molt ampli.

Per això, se supera almenys el 850 C i en alguns casos el 1.100 C. Les dioxines es desfan a aquestes temperatures, però el problema no acaba, els gasos que s'obtenen han de refredar-se i en refredar-se es tornen a formar les dioxines.

Altres factors

En cremar la matèria orgànica és molt difícil controlar bé la temperatura de la combustió i els productes resultants. La tecnologia més avançada tampoc pot evitar la generació de compostos tòxics, per la qual cosa és necessari afegir altres recursos per al seu tractament. A més, la temperatura no és l'únic factor a controlar.

L'EPA ha realitzat grans esforços per a reduir les emissions de dioxines de les incineradores. De fet, els experts de l'organització proposaven controlar tres factors de la combustió: la temperatura, el temps de combustió i els remolins que que es generen en el procés.

Això vol dir que amb la modificació d'aquests tres factors es van realitzar molts experiments i es van identificar les condicions que proporcionaven la millor proporció de dioxines tòxiques i no tòxiques. Segons els informes publicats per l'EPA, l'abocament de dioxines no ha conclòs, ni molt menys, però els resultats han estat satisfactoris.

El problema mai se solucionarà del tot. Però l'objectiu és que almenys la quantitat de substàncies perilloses sigui acceptable. I no sols això, és imprescindible conèixer bé el mal que aquestes substàncies poden causar a la salut.

17 de 210 molècules tòxiques

Dins del grup de les dioxines hi ha moltes substàncies, algunes tòxiques i unes altres no.

En realitat són dues famílies moleculars, les dibenzo-p-dioxines policloradas i les dibenzofuranas policloradas (dioxines i furans). Moltes vegades s'expressen mitjançant abreviatures PCDD i PCDF.

En definitiva, la diferència entre aquestes dues famílies és només un àtom d'oxigen, però la fluctuació d'un mateix àtom provoca molts canvis en les estructures i característiques de les molècules.

Per això no són dues molècules, sinó dues famílies. En funció dels hidrògens i clor de cada molècula, existeixen nombroses combinacions possibles en els grups de les dioxines 75 i 135 i furans respectivament.

Les estructures bàsiques d'aquestes famílies són:

On està escrit X pot haver-hi un àtom d'hidrogen o clor.

En total són 210 molècules, de les quals només 17 són tòxiques. Per exemple, en cremar una costella es produeixen moltes dioxines, però és molt difícil que una d'aquestes disset es produeixi a bastament com per a ser perillosa.

Els químics indiquen mitjançant números on està l'àtom de clor en cada molècula. Per exemple, el més conegut i tòxic dels 210 és el 2,3,7,8-PCDD:

Té quatre àtoms de clor en les posicions 2, 3, 7 i 8. Segons els estudis, és imprescindible que els àtoms de clor estiguin en aquestes posicions per a ser tòxics. Tots els tòxics contenen almenys quatre àtoms de clor en aquestes posicions.

Mesura de toxicitat

Normalment s'utilitza el mètode TEQ ( Toxic Equivalent Quantity ) per a expressar la toxicitat de les dioxines. La idea és senzilla, en lloc d'informar de la massa de dioxines, el resultat indica la toxicitat associada a aquesta massa.

No totes les dioxines són tòxiques i no totes les tòxiques tenen el mateix efecte. Després de nombrosos estudis, els científics han atribuït a aquests disset factors de toxicitat de zero en un. El factor més tòxic és 1 i el menys tòxic és 0.

Per tant, el mètode TEQ indica el nombre de dioxines presents, però la quantitat de cada molècula corregida pel factor corresponent. Així, deu molècules amb un factor 0,1 i una única amb factor 1 tindran la mateixa toxicitat.

No sols dioxines

Els ecologistes realitzen campanyes contra processos i instal·lacions que emeten dioxines i furans. No obstant això, aquestes molècules no són els únics productes que es produeixen en la combustió, ni tampoc els únics que poden tenir toxicitat. La crema de matèria orgànica genera i destrueix milers de compostos.

En cremar les escombraries, a més, es generen molts altres compostos. D'una banda es generen gasos (àcid clorhídric, fluorhídric bromhídric, anhídrid sulfurós i òxids de nitrogen), molts dels quals produeixen acidesa en unir-se a l'aigua.

D'altra banda, compostos orgànics aromàtics simples, policíclics i organoclorats. Moltes d'elles són menys tòxiques que les dioxines, però es produeixen en concentracions majors que elles.

Clor i anells aromàtics Els ecologistes preguntaran pels principals productes contaminants i parlaran sobre els organoclorats. No sols d'elles, sinó que ocupen un lloc important en la llista. Entre ells s'inclouran PCB, dioxines i furans. Tots ells contenen àtoms de clor units a anells aromàtics. I això genera toxicitat. Existeixen altres substàncies tòxiques amb anells aromàtics, però menys tòxiques que les organoclorades. De fet, la "contribució" dels àtoms de clor dificulta la degradació de la molècula en atreure els electrons de l'anell aromàtic. A més, en la majoria dels casos el cos elimina substàncies a través de l'aigua (suor, orina, etc.), però els PCB, dioxines i furans no es dissolen en l'aigua, la qual cosa significa que s'acumulen en l'organisme.