Los contaminantes atmosféricos tóxicos PAH procedentes de los combustibles fósiles se "multiplican" con la luz solar

Algunos compuestos "hijos" pueden ser más tóxicos que los HAP "padres". Es probable que los ríos y embalses afectados por los HAPs estén contaminados por un número mucho mayor de toxinas que las emitidas por los grandes contaminadores, según muestran los investigadores en Chemosphere.

Una central eléctrica de carbón y un cigarrillo tienen más en común de lo que se cree. También lo tienen los tubos de escape de los coches y la quema de residuos de cultivos. Lo mismo ocurre con un avión que pasa a gran altura sobre un incendio forestal que arrasa los árboles y la hierba.

Todos ellos producen una clase de productos químicos tóxicos "característicos", llamados HAP, cuando los combustibles fósiles o la materia orgánica no se queman completamente. Estas firmas de HAP son lo suficientemente claras como para que los científicos puedan saber cuáles son las fuentes probables de contaminación. Para ello, analizan muestras de agua y sedimentos de los ríos y embalses afectados por la contaminación.

Los HAP son hidrocarburos aromáticos policíclicos.

Algunos de los compuestos "madre" de los HAP procedentes de fuentes de contaminación se descomponen en compuestos "hijos" más pequeños y forman subproductos adicionales cuando se exponen a la luz solar, según muestran los investigadores en un estudio publicado en Chemosphere.

Según otros estudios, algunos compuestos "hijos" son más tóxicos que los HAP originales.

Esto significa que probablemente haya más compuestos de HAP tóxicos y cancerígenos presentes en las presas y los ríos -al mismo tiempo- de lo que se pensaba, afirma el Dr. Mathapelo Seopela, autor principal del estudio. Seopela es investigador del Departamento de Química de la Universidad de Johannesburgo.

"Los procesos de combustión crean HAP que varían en tamaño de dos a seis anillos de benceno fusionados. Cuanto más caliente es el proceso de combustión, más grande es el compuesto que se forma y más dañino es", explica.

"Por ejemplo, cuando se quema carbón en una central eléctrica de carbón para obtener electricidad, es probable que se formen HAP de cinco y seis anillos. Esto se debe a que el proceso de combustión se realiza a una temperatura muy alta, más de 1.000 grados Celsius".

Estos grandes compuestos de HAP viajan con el resto del humo de las torres de refrigeración de la central. Los vientos pueden arrastrar los compuestos muy lejos, hasta los ríos, las presas, las tierras agrícolas o la ciudad más próxima.

"Cuando la gasolina se quema en el motor de un coche, se suelen formar HAP de dos a tres anillos. Se forman HAP similares en los aviones, cuando los agricultores queman residuos de cultivos o hierba, o con la quema de madera", dice.

"Los HAP acaban en la atmósfera, en el aire que respiramos. A menudo, pueden recorrer distancias muy largas desde las fuentes que los produjeron, como las centrales eléctricas o los incendios forestales".

Muchos compuestos de HAP son muy perjudiciales. Se forman a partir de dos o más moléculas de benceno fusionadas, o anillos, durante la combustión incompleta de combustibles fósiles o materia orgánica. El benceno es un líquido altamente inflamable y tóxico. Es en parte responsable del olor característico de las gasolineras.

El HAP más sencillo es el naftaleno, que tiene dos anillos de benceno. Algunas personas utilizan bolas de naftalina para proteger su ropa de las polillas. Es tóxico para las personas.

El siguiente HAP más grande es el antraceno, un componente del alquitrán de hulla, que tiene tres anillos de benceno. El antraceno es una sustancia peligrosa en el lugar de trabajo. Es muy tóxico en entornos acuáticos y se considera un contaminante persistente y bioacumulativo.

Varios HAP han sido catalogados por organizaciones como la EPA, la OMS y la Comisión Europea como cancerígenos o carcinógenos. Esto significa que las personas pueden padecer una forma de cáncer si se exponen a esos HAP durante mucho tiempo.

Algunos HAPs pueden provocar cambios permanentes en los genes de los animales, lo que puede causar retrasos en el desarrollo o malformaciones en los embriones de los peces. Estos compuestos de HAPs se clasifican también como mutagénicos.

Cuando las gotas de lluvia arrastran los compuestos de HAP a los ríos y embalses, se pueden crear enormes problemas medioambientales. La lluvia lleva las toxinas al agua potable, al agua utilizada para regar los cultivos alimentarios y al agua para el ganado. Los peces acumulan los HAP en su carne.

"En nuestro estudio, nos fijamos en los HAP con entre dos y seis anillos de benceno fusionados. Estos representaban la contaminación procedente de los incendios de madera y de los coches hasta las centrales eléctricas de carbón.

"Sabíamos que, en general, los compuestos de HAPs empiezan a cambiar, o a degradarse, cuando les da el sol. Pero queríamos averiguar en qué se convierten los HAPs específicos cuando se degradan, y a qué velocidad ocurre", dice Seopela.

En investigaciones anteriores, analizó el agua y los sedimentos de una presa contaminada en Sudáfrica en busca de HAP. La presa de Loskop se alimenta del río Olifants, en una importante región industrial, minera y de centrales eléctricas de carbón en Mpumalanga.

Se han registrado muertes masivas de peces y cocodrilos en el río, y se han identificado los contaminantes orgánicos, incluidos los HAP, como factores contribuyentes.

En otros estudios, los investigadores han descubierto que los HAP se descomponen con la luz solar, pero que los compuestos "hijos" más pequeños que se forman (fotoproductos), pueden ser más tóxicos que los compuestos "padres" más grandes.

Seopela y los investigadores del Laboratorio Biológico de Chesapeake del Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland construyeron un sistema de recirculación en circuito cerrado para el estudio en su laboratorio.

Analizaron cinco HAP incluidos en la lista de contaminantes prioritarios de la EPA estadounidense. Se trata de naftaleno, antraceno, benzo(a)antraceno, benzo(a)pireno y benzo(ghi)perileno.

Para cada HAP, analizaron muestras puras del mismo en agua pura como control. A continuación, analizaron cada HAP puro en agua pura con una cantidad específica de materia orgánica natural (NOM) añadida para simular las condiciones del río y de la presa. Probaron cada HAP por separado y luego los mezclaron todos para ver qué pasaba.

"Descubrimos que, cuando la luz solar incide sobre un HAP padre, éste se descompone en HAP 'hijos' más pequeños, a los que llamamos productos de degradación. Pero, al mismo tiempo, también se forman subproductos completamente diferentes", afirma el profesor Michael Gonsior, del Laboratorio Biológico de Chesapeake de la Universidad de Maryland.

"Esto es muy preocupante. Los compuestos parentales de los HAP, los hijos degradados de los HAP y los subproductos, o fotoproductos, probablemente estén todos presentes al mismo tiempo en los ríos y embalses afectados por los HAP", continúa.

"También descubrimos que, por lo general, los HAP de 5 a 6 anillos se descomponen mucho más rápido que los de dos anillos en el agua pura, dice la Dra. Leanne Powers, química investigadora adjunta del Laboratorio Biológico de Chesapeake.

"Pero la degradación se ralentiza cuando hay más materia orgánica natural en el agua. Esperamos que los HAP en el agua o los sedimentos de un río turbio tarden mucho tiempo en descomponerse. Mucho más que las tres horas y pico que tardaron los HAP en degradarse en el agua pura de nuestro laboratorio.

"El procedimiento utilizado en este estudio puede servir para entender cómo se degradan otros HAP y en qué se convertirán en entornos de agua dulce", dice Powers.

Dice Seopela: "Esto significa que las personas, los animales y las plantas que dependen de esa agua están probablemente expuestos a un número mucho mayor de toxinas al mismo tiempo, que el emitido por las fuentes, como las centrales eléctricas".