Ce face HCB atât de periculos ScienceBlog
În prezent, un mesaj trece prin toate mediile și provoacă o mare incertitudine: măsurătorile poluanților au găsit niveluri ridicate de hexaclorobenzen (HCB) în unele probe de lapte din Görtschitztal din Carintia. Un scandal, așa cum o numesc unele rapoarte media - aclamate de numeroși comentatori? Rezultatele cercetărilor disponibile până în prezent nu permit (încă) să se concluzioneze că există un risc pe termen lung pentru locuitorii Görtschitztal sau pentru consumatorii produselor sale.
De vreme ce m-am ocupat de „soarta” substanțelor străine în biosferă de zeci de ani, aș dori să abordez care este probabil cea mai gravă problemă a hexaclorobenzenului (HCB), și anume persistența foarte mare a acesteia în biosferă. Mai multe detalii despre HCB în sine, apariția acestuia (inclusiv în alimente), acumularea sa în organisme și riscurile asociate sănătății, precum și rapoarte și orientări oficiale - din UE și SUA - pot fi găsite la sfârșitul articolului (Rapoarte în limba engleză, descărcare gratuită ).
Ce este hexaclorobenzenul (HCB)?
În termeni simpli: o moleculă mică simplă (C 6 Cl 6 - greutate moleculară 284 D), un benzen care are toate cele 6 poziții pe inelul său ocupate de atomi de clor (Figura 1).
Substanța albă, relativ volatilă, este produsă prin clorurarea benzenului; este practic insolubil în apă, dar se dizolvă de 500.000 de ori mai bine în sistemele neapoase precum uleiuri, grăsimi și, în general, solvenți organici.
HCB este un compus chimic foarte stabil. Degradarea în atmosferă (prin reacții radicale, fotoliză) este extrem de lentă (timpii de înjumătățire de ordinul câtorva ani), așa cum este cazul în sistemele biologice (a se vedea mai jos). Ca urmare, HCB se acumulează în mediu.
Utilizarea HCB și a problemelor de sănătate
Până la începutul anilor 1980, hexaclorobenzenul a fost utilizat excesiv în întreaga lume. HCB a servit în primul rând ca fungicid extrem de eficient - adică Ca remediu împotriva atacului fungic: în agricultură s-au realizat progrese majore, inclusiv împotriva rachiului de piatră de grâu; în acest scop, au fost utilizate semințe îmbrăcate cu HCB, care ar putea conține până la aproximativ 1g de substanță pe kg. HCB a fost, de asemenea, utilizat ca fungicid în conservanții pentru lemn. HCB a fost utilizat pe scară largă în industrie: i.a. ca aditiv la PVC (clorură de polivinil - de exemplu pentru acoperirea pardoselii) și materiale de izolație, la fabricarea anodilor de grafit, a produselor pirotehnice și multe altele.
În a doua jumătate a anilor 1950 au existat indicații serioase că HCB poate provoca daune grave sănătății: în Anatolia de sud-est, un grup de populație a folosit semințe care au fost preparate cu o cantitate mult prea mare de HCB (2 kg HCB/1.000 kg) și ani de zile au mâncat pâinea pe care au produs-o din culturile primite. Aproximativ 4.000 de persoane s-au îmbolnăvit în acel moment, în principal din porfirie (Porphyria cutanea tarda - PCT) - organele țintă erau ficatul: pielea, oasele și tiroida - și aproximativ 10% dintre adulți au murit. Concentrațiile evident mult prea mari de HCB în laptele matern au dus la o mortalitate extrem de ridicată (95%!) La copiii cu vârsta sub 2 ani.
Se estimează că oamenii au consumat 50-200 mg HCB (0,7-2,9 mg/kg greutate corporală) zilnic de ani de zile. Chiar și decenii mai târziu, au suferit încă de sechelele HCB. (Pentru comparație: aportul zilnic pe care îl estimăm tolerabil astăzi este de 0,01 µg/kg (Microgram/kg) greutate corporală, adică de peste 100.000 de ori mai mic.)
Din fericire, nicio altă catastrofă nu s-a produs în altă parte.
Ca urmare, au existat sondaje ale populației în multe locuri - la nivel mondial. Mai presus de toate, era important să se constate riscul persoanelor care locuiau în vecinătatea industriilor implicate în fabricarea, utilizarea și eliminarea compușilor clorurați și care uneori erau ocupați și acolo. Măsurate prin nivelurile serice de HCB au fost parțial pot fi observate niveluri destul de ridicate de HCB (de exemplu, în Flix/Spania concentrațiile serice au fost 93-223 µg/l). Datele de sănătate colectate de diferite grupuri au fost, totuși, destul de ambivalente: o serie de date au indicat faptul că expunerea la HCB nu a avut niciun efect sau doar un efect foarte mic asupra parametrilor clinici relevanți, alte date au arătat conexiuni cu afectarea ficatului, mușchilor, tiroidei etc.
Pentru argumentele cu privire la nocivitatea HCB, au fost (și vor continua să fie) utilizate date clare din experimentele pe animale (de la șoareci, șobolani, câini la maimuță) și, de asemenea, din experimente in vitro cu culturi celulare. Problema cu acest lucru este că dozele de HCB utilizate în aceste experimente au fost de multe ori mai mari decât dozele care s-au dovedit a fi catastrofale în estul Anatoliei.
Reducerea emisiilor de HCB
Având în vedere riscurile asociate cu HCB, producția de HCB a fost întreruptă în mare parte, iar utilizarea sa agricolă a fost interzisă de Comunitatea Europeană în 1981.
În 2001, 151 de state au semnat interdicția mondială asupra a 12 compuși de clor („duzina murdară”) - inclusiv HCB - în Convenția de la Stockholm pentru protecția sănătății și a mediului. Acest lucru a redus semnificativ problema cu HCB, dar nu a fost complet eliminat (Figura 2).
HCB este încă prezent în mediu - la un nivel inferior:
- Apare practic în toate procesele de ardere care au loc în prezența carbonului și a clorului (ambele elemente omniprezente ale biosferei). Concentrații deosebit de mari - câteva grame de HCB pe tonă de material - pot apărea atunci când nămolul de epurare sau clorura de polivinil (PVC) sunt incinerate.
- HCB este un produs secundar în fabricarea solvenților clorurați și a pesticidelor.
- HCB este prezent în siturile contaminate din sol.
Problema persistenței HCB
Principalul motiv pentru care HCB este periculos este persistența sa.
Ca și în cazul altor molecule mici, lipofile (liposolubile), nu este o problemă pentru HCB să pătrundă în organisme întregi prin stratul lipidic al membranei celulare. Deoarece interiorul celulei este bogat în structuri care conțin lipide și diverse proteine de care se pot lega molecule liposolubile, acumularea lor are loc în celulă. Acesta este și cazul HCB.
Deoarece acumulările crescânde de substanțe străine ar afecta/deteriora enorm funcția proteinelor și structurilor celulare, celulele conțin un set de enzime care transformă aproape toate substanțele străine în compuși care se acumulează mai puțin și sunt astfel excretați - eliminați - din celule. Pentru majoritatea substanțelor străine - de asemenea pentru majoritatea medicamentelor, de exemplu - sunt suficienți câțiva reprezentanți din așa-numita familie de citocrom P450 (CYP). Acestea leagă substanța străină respectivă și o oxidează. Acest lucru creează un produs (metabolitul) care este în mare parte mai puțin solubil în grăsimi și mai solubil în apă. Acest lucru poate fi totuși oxidat de mai multe ori - până când nu găsește cu greu niciun partener de legătură în interiorul celulei datorită lipofilicității sale foarte scăzute.
În cazul HCB, există și enzime (CYP1A1, CYP1A2, CYP3A4) care pot lega substanța (Figura 3). Cu toate acestea, este foarte dificil pentru ei să atace legăturile carbon-clor din moleculă pentru a oxida molecula. În consecință, astfel de oxidări au loc extrem de lent. Dacă mai mult HCB intră din exterior fără ca cantități echivalente să poată părăsi celula, substanța se acumulează din ce în ce mai mult în celule. (Acest lucru se aplică și altor substanțe cu cloruri multiple, cum ar fi dioxinele.)
Lipsa capacității de a converti HCB în substanțe mai puțin solubile în grăsimi se aplică în mod egal microorganismelor, plantelor, ciupercilor și animalelor. În consecință, este nevoie de un timp foarte lung (perioade de înjumătățire de câțiva ani până la decenii) pentru ca siturile contaminate de HCB să fie descompuse de organismele care trăiesc în sol.
HCB pătrunde în animalele care locuiesc acolo din apă și se acumulează, din aer și sol în plante, din aer și hrană în locuitorii pământului. Ingerăm peste tot materialul contaminat cu HCB prin lanțul alimentar.
Degradarea HCB a fost studiată la multe specii - este foarte lent peste tot.
Există doar date indirecte de la oameni. Estimările ratelor de eliminare (timpii de înjumătățire) variază de la 2-3 ani la 6 ani și mai mult. Pare important aici: HCB nu este distribuit uniform în organism, cea mai mare parte migrează - cum nu ar putea fi altfel - din circulația sângelui în țesutul gras. În timp ce HCB din sânge este de obicei sub 1ng/ml (nanograme pe mililitru), poate fi de asemenea până la mai mulți 100ng/ml în țesutul adipos. (Odată cu scăderea în greutate, HCB apare apoi din ce în ce mai mult în sânge și în organe.)
Deci, trebuie să vă fie frică de HCB?
Odată cu scăderea emisiilor de HCB (Figura 2), a existat, de asemenea, o reducere corespunzătoare a HCB în organismul nostru - deși încet, dar totuși în mod similar în mod dramatic. HCB a scăzut atât în sol, cât și în lanțul alimentar. Măsurătorile din Germania arată, de exemplu, că între 1983 și 1998 a existat o reducere de 90% a HCB în țesutul adipos uman.
Pe baza investigațiilor pe modele animale, s-au estimat liniile directoare pentru cantitățile tolerabile de aport zilnic (valoare DTA) pentru oameni. S-a bazat pe cel mai mic efect observabil la animal și apoi - foarte atent - încorporat într-un factor de siguranță de 1.000, pentru a include riscul unei posibile carcinogenități și daune hormonale:
În consecință, un aport zilnic pe termen lung de 0,01 µg/kg greutate corporală (în medie 0,70 µg per adult) nu ar trebui să ducă la probleme de sănătate.
La întrebarea care alimente dintr-o regiune contaminată cu HCB și cât de mult din acestea pot fi consumate ar trebui să se răspundă utilizând valorile DTA.
Va trebui să trăim în continuare cu HCB - la urma urmei, apare, chiar dacă în cantități mici, din cauze naturale. Acesta va continua să fie detectat în corpurile noastre.
literatură
- Recomandare din partea Comitetului științific privind limitele de expunere profesională pentru hexaclorobenzen (SCOEL/SUM/188; 12. 2013) http://www.ser.nl/documents/82398.pdf
- J. Barber și colab. 2005: Hexaclorobenzen - Surse, soarta mediului și caracterizarea riscului.http://www.eurochlor.org/media/1495/sd9-hexachlorobenzene-final.pdf
- Raportul Uniunii Europene 2011 privind reziduurile de pesticide din alimente (publicat la 27 iunie 2014, înlocuiește versiunea anterioară). Jurnalul EFSA 2014; 12 (5): 3694.
Raportul prezintă rezultatele activităților de control legate de reziduurile de pesticide din alimente desfășurate în 2011 în 29 de țări europene