Toxicología de los compuestos orgánico volátiles

Contaminación atmosférica. Smog. Fuentes emisoras. Impacto ambiental. Emisiones contaminantes. COV

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Universidad de Valparaíso

Ingeniería Ambiental

Instituto de Cs. Biológicas y Qcas.

Cátedra de Toxicología

Trabajo de Investigación

TOXICOLOGIA DE LOS

COMPUESTOS ORGANICO VOLATILES (COV's)

INDICE

Introducción..................................................................................................................3

Contaminación atmosférica...........................................................................................4

Consideraciones generales sobre contaminantes..........................................................5

Fuentes emisoras de COV's..........................................................................................8

Impacto ambiental ........................................................................................................15

Salud............... ..............................................................................................................16

Conclusión.....................................................................................................................19

Bibliografía....................................................................................................................20

Anexo.............................................................................................................................21


INTRODUCCION

La pureza del aire es tan importante para el organismo como lo es tener una alimentación sana. Podría ser sencillo respirar un aire sano, pero lo impide la contaminación. Para sobrevivir, los seres humanos necesitan respirar aire de buena calidad 24 horas al día. Ahora bien, en el mundo moderno, la actividad económica, el consumo de combustibles fósiles, la incineración de residuos y la agricultura intensiva generan cantidades crecientes de contaminación, que ataca no sólo a nuestra salud, sino también a las plantas, los animales y los hábitat. La contaminación provoca incluso alteraciones en el clima del planeta.

Nuestras ciudades se ven amenazadas por la niebla contaminante (smog) a baja altura, provocada por la mezcla de factores derivados de la actividad humana (contaminación) y factores naturales (condiciones geográficas y climáticas). La

contaminación está lejos de ser un problema puramente local porque la mitad de los contaminantes presentes en la atmósfera son de origenlejano.

Cuando brilla el Sol, los gases emitidos por los tubos de escape de los coches (NOX y COV's) se combinan formando ozono. Aunque la Tierra necesita del ozono de las capas superiores de la atmósfera, los efectos del gas a baja altitud son muy perjudiciales. Las concentraciones de ozono que se encuentran en las nieblas contaminantes formadas en verano superan a menudo los límites fijados por la Organización Mundial de la Salud.

Y asi como se toman medidas para evitar que las industrias y los autos ensucien la atmósfera y poder respirar más a menudo el aire natural y puro del entornotambién hay que tomar en cuenta la importancia del aire en los espacios interiores, ya sea en la casa o en el lugar de trabajo. La densidad y los factores contaminantes son mayores, en ocasiones, en los interiores que en los exteriores; por tal razón, potencialmente la salud es más vulnerable en los hogares, por lo que el peligro de ser victima de una intoxicación derivado de compuestos orgánicos volátiles (COV's) aumenta, sobre todo entre lactantes, ancianos y enfermos crónicos. Muchas enfermedades crónicas se deben a que las personas respiran un aire contaminado por estos compuestos. Los síntomas más frecuentes son cansancio, picores, cambios de estado de ánimo, catarro bronquial, congestión nasal, dolores de cabeza, dolores articulares, conjuntivitis, tensión nerviosa. En ocasiones muchas personas no toman en cuenta los contaminantes como factores que atacan la salud y originan ciertas enfermedades. Pero se pueden prevenir, adoptando medidas para mejorar la calidad del aire en el interior.


CONTAMINACION ATMOSFERICA

Se define a la contaminación atmosférica como la presencia en el aire de ciertas sustancias en concentraciones lo suficientemente elevadas, sobre el nivel ambiental natural, como para producir un perjuicio en la salud del hombre, animales, vegetales o a los materiales. Estas sustancias pueden tener un origen natural (volcanes, océanos, etc.), o pueden ser introducidas por actividades humanas (antropogénicas).

Teniendo en cuenta que el hombre consume diariamente 17.500 litros de aire, es evidente que la calidad del aire es una cuestión que debe preocupar a la humanidad. Existe una gran variedad de sustancias presentes en la atmósfera, aunque algunas de ellas están en muy baja proporción. Son constituyentes que pueden proceder de fuentes o orígenes naturales, o son consecuencia de actividades humanas.

Tabla N° 1; Composición de la atmósfera.

Composición de la atmósfera

Sustancia

% presente

Nitrógeno (N2)

78

Oxígeno (O2)

20.9

Argón (Ar)

0.9

CO2

0.03

Neón (Ne)

0.002

Helio (He)

0.0005

Metano (CH4)

0.0002

Criptón (Kr)

0.0001

Hidrógeno (H2)

0.00005

Xenón (Xe)

0.000008

Ozono (O3)

0.000007

La contaminación atmosférica es un problema general para todas las naciones del mundo. El rápido crecimiento urbano e industrial ha tenido como resultado la emisión a la atmósfera de enormes cantidades de productos residuales potencialmente nocivos. Las naciones se han resistido a admitir, o simplemente han dejado de reconocer, el carácter limitado de las propiedades purificadoras de la atmósfera y la consecuencia ha sido que la contaminación del aire ha afectado a la salud y al bienestar de las personas; ha causado daños generalizados a la vegetación, a las cosechas, a la fauna, los materiales y a la atmósfera y ha provocado la disminución de los escasos recursos naturales necesarios para el desarrollo económico a largo plazo.

El problema de la contaminación del aire es más acusado en las zonas urbanas e industriales y se manifiesta en los cortos episodios de contaminación o escapes accidentales de grandes cantidades de contaminantes que ha conducido a la puesta en marcha de medidas de carácter local mediante planes de saneamiento atmosférico, medidas a escala nacional y medidas a escala mundial.

Inicialmente estas medidas dieron poca importancia al fenómeno del transporte de la contaminación lejos de su origen y, así, se han producido problemas a escala global como la lluvia ácida, agujero de ozono, cambio climático, etc. que ha decidido a la comunidad internacional a admitir la gravedad de los problemas y a emplear acciones reguladoras efectivas (Protocolo de Montreal para la disminución de CFC, implantación de una ecotasa para reducir el consumo de combustibles, etc.).

El aire no se encuentra nunca en estado puro, sin embargo, no por ello ha de poseer sustancias extrañas que puedan provocar algún efecto nocivo al medio. El aire es una mezcla de gases y partículas de diferente composición. Así, las partículas en suspensión son emitidas desde los desiertos o zonas áridas; las cenizas y gases se emiten a través de volcanes o incendios de masas forestales; los compuestos orgánicos odoríferos se emiten en los bosques, plantas, pantanos naturales, etc. Asimismo, en el aire se encuentran partículas de polen y esporas, así como el aroma fresco del agua de mar en la zona cercana a la costa. Todo ello contribuye a la formación del aire natural.

En el transcurso de los años cada especie animal o vegetal ha evolucionado en armonía con el aire que respiraba hasta adaptarse a las variaciones de su composición. Sin embargo, la actividad industrial ha provocado cambios en la composición natural de la atmósfera. Se queman millones de toneladas de carbón y otros combustibles fósiles, se funden metales y se producen otros materiales adicionando residuos gaseosos y sólidos a la atmósfera. Un ejemplo de la contaminación ambiental debido a la actividad industrial es la utilización del automóvil, cada vez mayor en la historia. Los automóviles vomitan, a través del tubo de escape, mezclas de gases y partículas entre los cuales los más conocidos son los óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, plomo y compuestos orgánicos volátiles. La reacción de los óxidos de nitrógeno con los compuestos orgánicos volátiles (VOC's) en presencia de luz solar intensa genera un nuevo tipo de contaminación (smog fotoquímico) cuyo máximo exponente es el ozono.

CONSIDERASIONES GENERALES SOBRE LOS CONTAMINANTES

Peligrosidad de una sustancia

El peligro que una determina sustancia representa para el ambiente, y especialmente el hombre, están en función de:

Factores propios de la sustancia

Las características de la sustancia que influyen en su grado de peligrosidad son:

- Estado físico: una sustancia en estado gaseoso es más letal que el mismo en estado líquido o sólido.

- Propiedades físicas y químicas: principalmente el punto de ebullición (paso de estado líquido a gaseosos) y la presión de vapor.

- Dosis: cantidad de la sustancia que en un organismo vivo produce un efecto determinado. La dosis letal es aquella cantidad de la sustancia que causa la muerte.

- Potencia de la sustancia: se define como la habilidad de la sustancia para causar efectos nocivos.

- Reactividad biológica: capacidad de una sustancia para interactuar Con enzimas o el DNA que determina su efecto en un organismo.

- Vías de ingreso al organismo: las vías de ingreso pueden ser por inhalación (de esta manera ingresan al organismos todas las sustancias en forma de gases, humos, vapores, partículas y fibras cuyo tamaño es menor de 10 micras), dérmica (el ingreso de sustancias a través de la piel solo lo pueden hacer sustancias liposolubles (es decir compatibles con grasa) y oral (por esta vía ingresan todas las sustancias que se ingieren).

- Exposición: tiempo de contacto con la sustancia contaminante. La exposición puede ser aguda (por una sola dosis grande con efectos en las próximas 24 horas), repetida por periodos cortos (exposición a dosis bajas durante un periodo de 8 horas; los efectos tóxicos dependen del grado de exposición) y continua por periodos largos (exposición a bajas concentraciones de la sustancia durante largos periodos de tiempo; los efectos se pueden presentar en meses o años).

- Cinética de la sustancia: comprende los procesos que sufre una sustancia en un organismo vivo desde su ingreso hasta su eliminación (absorción, distribución, conversión metabólica y excreción). La distribución de la sustancia se hace principalmente a través de la sangre preferentemente a los órganos de alto flujo sanguíneo (encéfalo, riñones, hígado, entre otros).

- Selectividad sistema: esta relacionada con el sitio del cuerpo donde actúa la sustancia.

Factores del organismo afectado

Los factores del organismo que influyen en la mayor o menor toxicidad de una sustancia tiene que ver con:

- Edad: los niños y las personas de edad son las más afectadas por entrar en contacto con una determinada sustancia tóxica, debido a que el primer grupo no ha desarrollado muchos de sus sistemas y no se ha alcanzado la madurez de los procesos metabólicos; mientras que los ancianos presentan disminución en sus defensas.

- Sexo: algunas sustancias se manifiestan con mayor agresividad en las mujeres que en el hombre y viceversa, tal es el caso del piorno que afecta de una manera más severa a las mujeres.

- Susceptibilidad del individuo: algunos individuos presentan mayor susceptibilidad ala acción de ciertas sustancias que otros debido a su variabilidad biológica y gen ética, actividad rnetabólica, estado del sistema inmunológico, estado de salud, entre otros aspectos.

- Nutrición: la mala nutrición favorece la acción deletérea de una sustancia.

- Enfermedades pasadas y presentes: algunas enfermedades pueden dejar trastornos en el organismo que favorecen la acción deletérea de una determinada sustancia.

Factores ambientales

Los factores ambientales que influyen en la peligrosidad de una determinada sustancia contaminante son las condiciones higrotérmicas del lugar (presión atmosférica, temperatura y humedad relativa), ya que algunas sustancias aumentan su efecto tóxico con el incremento de la temperatura o de la presión atmosférica.

Efectos ocasionados por una sustancia

El efecto de una sustancia sobre un organismo se puede clasificar de la siguiente manera:

Efecto tóxico local: cuando el efecto se produce en el sitio del organismo que estuvo en contacto con la sustanda (p.e. las quemaduras por químicos).

Efecto tóxico sistémico: cuando la sustancia es absorbida y distribuida a un lugar distante del sibo de ingreso, sin que la afectación necesariamente se presente en el sitio de almacenamiento (p.e. el plomo se almacena en los huesos, pero ocasiona daños en los riñones y el sistema nervioso central).

Efecto corrosivo: Cuando la sustancia origina destrucción de la piel y mucosas.

Efecto reversible: cuando se logra la normalidad de los órganos o sistemas una vez cesa la acción de la sustancia tóxica.

Efecto irreversible: cuando las lesiones ocasionadas por la sustancia tóxica permanecen de por vida en el órgano o sistema afectado, aunque cese la acción de la sustancia tóxica.

Efectos neuróticos: mochas sustancias presentan la capacidad de inducir efectos en la salud síquica y neurológica de un individuo por afectación del sistema nervioso central o periférico. La neurotoxicidad puede ser aguda o retardada.

Alergias: es una reacción adversa que resulta de la sensibilización previa de una sustancia determinada o a otra estructuralmente semejante.

Efectos tóxicos

Los posibles efectos tóxicos producidos por una exposición a una determinada sustancia se dividen de la siguiente manera:

Intoxicación aguda: se presenta cuando se ha tenido una exposición de corta duración a una sustancia tóxica en alta dosis (inclusive sobredosis), con efectos en un plazo menor de 24 horas. Por lo general dan lugar a efectos locales y sistémicos en proporción directa a la dosis y la vía de ingreso.

Intoxicación subaguda: cuando se han experimentado exposiciones a una sustancia tóxica de manera frecuente o repetida y los efectos se presentan en elmediano plazo (semana o meses).

Intoxicación crónica: afectación de la salud por exposiciones repetidas durante largos periodos, pero en bajas dosis, a una sustancia tóxica y cuyos efectos se manifiestan en el largo plazo (años). Este tipo de intoxicación puede dar lugar a efectos reversibles e irreversibles.

FUENTES EMISORAS DE COV's

Los COV's como contaminantes de la atmósfera pueden tener un origen natural o un origen antropogénico, entre ellas: la combustión en focos fijos (domésticos e industriales) y móviles (transporte), las pérdidas en procesos industriales y la quema de residuos,etc. Gran parte de las emisiones antropogénicas de COV's proceden de actividades que implican al petróleo, tales como el refinado y transporte del mismo o la combustión de los productos resultantes.

Muchos de los solventes disponibles en el mercado contienen compuestos orgánicos volátiles (VOC's). Ellos se combinan con otros contaminantes ante la presencia de la luz solar para formar el ozono; el mayor componente de la humoniebla. El ozono es un gas corrosivo, el cual se encuentra en el aire que respiramos, puede afectar nuestra salud y dañar las cosechas y deteriorar los bosques.

Las dependencias federales, estatales y locales que regulan el medio ambiente, también regulan las emisiones de los compuestos orgánicos volátiles. La emisión de

dichos compuestos se efectúa durante el proceso de rociado de pintura y es generada

por la evaporación de los diluyentes orgánicos de la pintura durante el proceso de preparación de pinturas, la limpieza de las pistolas de rociado y el almacenamiento de los productos químicos.

Los COV's son los principales responsables de lo que se conoce como ``Síndrome del hogar enfermo''. Estos gases, cuya presencia es hasta cinco veces mayor en interiores que en exteriores, son emitidos por muebles y paneles de madera, pinturas, tintas, alfombras, recubrimientos sintéticos, pegamentos y productos de limpieza utilizados en el hogar y las tintorerías. También en productos de uso personal como esmalte de uñas, perfumes, lacas y pintalabios. La liberación de COV's se produce con mayor intensidad cuando el producto es nuevo (durante remodelaciones o renovaciones de las oficinas o el hogar).

CONAMA realizo estudios en la reion Metropolina, con datos registrados a octubre del 2000, para realizar un Inventario de emisiones La elaboración de inventarios de emisiones para una ciudad como Santiago es un proceso extremadamente complejo y, por tanto, en constante revisión. Por ello, los números que se presentaron no pueden considerarse definitivos.

Emisiones por fuente

Tabla2: Emisiones fuentes móviles, Octubre del 2000


Fuentes Móviles en Ruta

 

 

anual

[ton/año]

CATEGORIA

SUB-CATEGORIA

veh-km

PM10

CO

NOx

COV

SO2

N02

CH4