Una nueva forma de ver cómo viajan los contaminantes a través de la atmósfera ha cuadriplicado la estimación del riesgo global de cáncer de pulmón por un contaminante causado por la combustión. a un nivel que ahora es el doble del límite permitido recomendado por la Organización Mundial de la Salud.

Los resultados, publicado esta semana en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias Early Edition en línea, mostró que pequeñas partículas flotantes pueden crecer semisólidas alrededor de contaminantes, permitiéndoles durar más y viajar mucho más lejos de lo que predijeron los modelos climáticos globales anteriores.

Los científicos dijeron que las nuevas estimaciones coinciden más estrechamente con las mediciones reales de los contaminantes de más de 300 entornos urbanos y rurales.

El estudio fue realizado por científicos de la Universidad Estatal de Oregon, el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía, o PNNL, y Universidad de Pekín. La investigación fue apoyada principalmente por PNNL.

"Desarrollamos e implementamos nuevos enfoques de modelado basados ​​en mediciones de laboratorio para incluir el blindaje de tóxicos por aerosoles orgánicos, en un modelo climático global que resultó en grandes mejoras de las predicciones del modelo, ", dijo el científico climático de PNNL y autor principal, Manish Shrivastava.

"Este trabajo reúne teoría, experimentos de laboratorio y observaciones de campo para mostrar cómo los aerosoles orgánicos viscosos pueden elevar en gran medida la exposición humana global a partículas tóxicas, protegiéndolos de la degradación química en la atmósfera ".

Contaminantes de la quema de combustibles fósiles, Los incendios forestales y el consumo de biocombustibles incluyen sustancias químicas contaminantes del aire conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos. o PAH. En los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental ha identificado varios HAP como agentes causantes de cáncer.

Pero los PAH han sido difíciles de representar en modelos climáticos pasados. Las simulaciones de su proceso de degradación no coinciden con la cantidad de PAH que se mide realmente en el medio ambiente.

Para observar más de cerca qué tan lejos pueden viajar los PAH mientras viajan protegidos por un aerosol viscoso, los investigadores compararon los números del nuevo modelo con las concentraciones de PAH realmente medidas por los científicos de la Universidad Estatal de Oregon en la cima de Mount Bachelor en el centro de Oregon Cascade Range.

"Nuestro equipo descubrió que las predicciones con los nuevos modelos blindados de PAH llegaron a concentraciones similares a las que medimos en la montaña, "dijo Staci Simonich, toxicólogo y químico de la Facultad de Ciencias Agrícolas y la Facultad de Ciencias de OSU, y experto internacional en el transporte de HAP.

"El nivel de HAP que medimos en Mount Bachelor fue cuatro veces mayor de lo que habían predicho los modelos anteriores, y hay evidencia de que los aerosoles llegaron desde el otro lado del Océano Pacífico ".

Estas diminutas partículas en el aire forman nubes, provocar precipitaciones y reducir la calidad del aire, sin embargo, son el aspecto del sistema climático que menos se comprende.

Una pizca de hollín en su núcleo, los aerosoles son pequeñas bolas de gases, contaminantes, y otras moléculas que se fusionan alrededor del núcleo. Muchas de las moléculas que recubren el núcleo son lo que se conoce como "orgánicos". Surgen de materia viva como la vegetación:hojas y ramas, por ejemplo, o incluso la molécula responsable del olor a pino que emana de los bosques.

Otras moléculas, como los HAP contaminantes, también se adhieren al aerosol. Los investigadores pensaron durante mucho tiempo que los PAH podían moverse libremente dentro de la capa orgánica de un aerosol. Esta facilidad de movimiento permitió que los PAH viajaran a la superficie donde el ozono, una sustancia química común en la atmósfera, puede descomponerlo.

Pero la comprensión de los científicos sobre los aerosoles ha cambiado en los últimos cinco años aproximadamente.

Experimentos recientes dirigidos por la coautora de PNNL, Alla Zelenyuk, muestran que, dependiendo de las condiciones, los recubrimientos en aerosol pueden ser bastante viscosos. Si la atmósfera es fresca y seca, el recubrimiento puede volverse tan viscoso como el alquitrán, atrapando PAH y otras sustancias químicas. Al impedir su movimiento, el recubrimiento viscoso protege a los HAP de la degradación.

Los investigadores desarrollaron una nueva forma de representar a los HAP en un modelo climático global, y lo ejecutaron para simular las concentraciones de PAH de 2008 a 2010. Examinaron uno de los PAH más cancerígenos en particular, llamado BaP. Las simulaciones se compararon con datos de 69 sitios rurales y 294 sitios urbanos en todo el mundo. y demostró que las predicciones de los PAH blindados eran mucho más precisas que las anteriores, los sin blindaje.

Los científicos también analizaron qué tan lejos podían viajar los PAH protegidos, utilizando modelos nuevos y antiguos. En todos los casos, los PAH blindados viajaron a través de océanos y continentes, mientras que en la versión anterior apenas se movían de su país de origen.

Para observar el impacto que los HAP trotamundos podrían tener en la salud humana, Shrivastava combinó un modelo climático global, ejecutando el escenario PAH blindado o el anterior sin blindaje, con un modelo de evaluación del riesgo de cáncer de por vida desarrollado por los coautores Huizhong Shen y Shu Tao, ambos luego en la Universidad de Pekín.

Globalmente el modelo anterior predijo la mitad de una muerte por cáncer de cada 100, 000 personas, que es la mitad del límite establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para la exposición a PAH. Pero usando el nuevo modelo, que mostró que los PAH blindados en realidad viajan grandes distancias, el riesgo global era cuatro veces mayor, o dos muertes por cáncer por cada 100, 000 personas, que excede los estándares de la OMS.

Los estándares de la OMS no se superaron en todas partes. Fue mayor en China e India y menor en Estados Unidos y Europa Occidental. La extensión del blindaje también fue mucho menor en los trópicos en comparación con las latitudes medias y altas. Mientras los aerosoles atravesaban los trópicos cálidos y húmedos, el ozono podría acceder a los HAP y oxidarlos.

"No sabemos qué implicaciones tienen más productos de oxidación de PAH en los trópicos para las futuras evaluaciones de riesgos para la salud humana o ambiental". ", dijo Shrivastava." Necesitamos comprender mejor cómo varía el blindaje de los PAH con la complejidad de la composición del aerosol, envejecimiento químico atmosférico de aerosoles, temperatura y humedad relativa. Al principio me sorprendió ver tanta oxidación en los trópicos ".