Cuando las centrales eléctricas queman carbón, una clase de compuestos llamados hidrocarburos aromáticos policíclicos, o PAH, forman parte de la contaminación atmosférica resultante. Los investigadores han descubierto que las toxinas PAH se degradan con la luz solar en compuestos y subproductos infantiles.

Algunos compuestos secundarios pueden ser más tóxicos que los HAP originales. Es probable que los ríos y represas afectados por HAP estén contaminados por un número mucho mayor de toxinas que las emitidas por los principales contaminadores. los investigadores ahora muestran en Quimiosfera .

Una central eléctrica de carbón y un cigarrillo tienen más en común de lo que parece. También lo hacen los tubos de escape de los coches, quema de residuos de cultivos, aviones e incendios forestales.

Los HAP se producen cuando los combustibles fósiles o la materia orgánica no se queman por completo. Estas firmas de PAH son lo suficientemente distintas como para que los científicos puedan decir cuáles son las posibles fuentes de contaminación. Pueden hacerlo analizando muestras de agua y sedimentos de ríos y presas afectados por la contaminación.

Algunos compuestos secundarios son más tóxicos que los PAH parentales originales, otros estudios han encontrado. Esto significa que probablemente haya más tóxicos, compuestos de HAP cancerígenos presentes en presas y ríos de lo que se pensaba anteriormente, dice el Dr. Mathapelo Seopela, investigador del Departamento de Química de la Universidad de Johannesburgo y autor principal del estudio.

"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, cuanto mayor sea el compuesto que se forma, y cuanto más dañino es, " ella dice.

"Como 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 1000 grados Celsius ".

Estos grandes compuestos de PAH viajan con el resto del humo de las torres de enfriamiento de la central. Los vientos pueden llevar los compuestos bastante lejos, a los ríos, presas, tierras agrícolas o la próxima ciudad.

"Cuando se quema gasolina en el motor de un automóvil, Por lo general, se forman HAP de dos a tres anillos. HAP similares están formados por aviones, cuando los agricultores queman residuos de cultivos o pasto, o con leña quemada, ", dice." Los PAH terminan en la atmósfera, en el aire que respiramos. A menudo, pueden viajar distancias muy largas desde las fuentes que los produjeron, como centrales eléctricas o incendios forestales ".

Muchos compuestos de PAH son dañinos. Están formados por dos o más moléculas de benceno fusionadas, o anillos, durante la combustión incompleta de combustibles fósiles o materia orgánica. El benceno es altamente inflamable, líquido tóxico. Es en parte responsable del olor característico de una gasolinera.

El HAP más simple es el naftaleno, que tiene dos anillos de benceno. Algunas personas usan bolas de naftalina para proteger su ropa de las polillas. Es tóxico para las personas. El siguiente PAH más grande es el antraceno, un componente de alquitrán de hulla, que tiene tres anillos de benceno. El antraceno es una sustancia peligrosa. Es muy tóxico en ambientes acuáticos, y se considera un contaminante persistente y bioacumulativo.

Organizaciones como la EPA, La OMS y la Comisión Europea como cancerígenos. Algunos HAP pueden provocar cambios permanentes en los genes de los animales, que puede causar retrasos en el desarrollo o malformaciones en los embriones de peces. Dichos compuestos de PAH también se clasifican como mutágenos.

Cuando las gotas de lluvia arrastran compuestos de PAH a ríos y presas, Pueden crearse enormes desafíos medioambientales. La lluvia lleva las toxinas al agua potable, agua utilizada para regar cultivos alimentarios, y agua para ganado. Los peces acumulan los HAP en su carne. "En nuestro estudio, analizamos los PAH con dos a seis anillos de benceno fusionados. Estos representaban la contaminación de los fuegos de leña y los automóviles hasta las centrales eléctricas de carbón. Sabíamos que en general Los compuestos de PAH comenzarán a cambiar, o degradante, cuando el sol brilla sobre ellos. Pero queríamos saber en qué se convierten los PAH específicos cuando se degradan, y que tan rápido sucede, "dice Seopela.

En investigaciones anteriores, analizó el agua y los sedimentos de una presa contaminada en Sudáfrica en busca de PAH. La presa de Loskop es alimentada por el río Olifants en una importante industria, región de la minería del carbón y de la central eléctrica del carbón en Mpumalanga.

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

En otros estudios, Los investigadores encontraron que los PAH se degradan con la luz del sol, pero que los compuestos secundarios más pequeños que se forman (fotoproductos) pueden ser más tóxicos que los compuestos originales 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 de circuito cerrado para el estudio en su laboratorio. Probaron cinco PAH enumerados por la EPA de EE. UU. Como contaminantes prioritarios. Estos eran naftaleno, antraceno, benzo (a) antraceno, benzo (a) pireno y benzo (ghi) perileno.

Para cada HAP, probaron muestras puras en agua pura como control. Luego probaron cada HAP puro en agua pura con una cantidad específica de materia orgánica natural (NOM) agregada para simular las condiciones del río y la presa. Probaron cada HAP por sí solo, y luego los mezcló todos para ver qué pasaba.

"Descubrimos que cuando la luz del sol cae sobre un HAP padre, se descompone en PAH infantiles más pequeños, lo que llamamos productos de degradación. Pero al mismo tiempo, también se forman subproductos completamente diferentes, ", dice el profesor Michael Gonsior del Laboratorio Biológico de Chesapeake de la Universidad de Maryland.

"Esto es muy preocupante. Los compuestos PAH originales, los HAP infantiles degradados y los subproductos, o fotoproductos, probablemente todos estén presentes al mismo tiempo en ríos y presas afectados por HAP, " él continúa.

"También descubrimos que, en general, los HAP de cinco a seis anillos se descomponen mucho más rápido que los HAP de dos anillos en agua pura, "dice la Dra. Leanne Powers, químico asistente de investigación en el Laboratorio Biológico de Chesapeake.

"Pero la degradación se ralentiza cuando hay más materia orgánica natural en el agua. Esperamos que los PAH en el agua o el sedimento de un río turbio tarden mucho en descomponerse. Mucho más que las tres horas y un poco más. Los PAH tardaron en degradarse en el agua pura de nuestro laboratorio. El procedimiento utilizado en este estudio se puede utilizar para comprender cómo se degradan otros PAH, y en qué se convertirán en ambientes de agua dulce, "dice Powers.

Seopela dice:"Esto significa que la gente, animals and plants that depend on that water are likely exposed to a far greater number of toxins at the same time, than was emitted from the sources, such as power stations."