Química Sintética

Histórias de poluição química global: algum dia entenderemos a persistência ambiental?

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Global Pollution

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c06611

02 de dezembro de 2022

Recentemente, Cousins ​​et al. (1) comparou os níveis de quatro ácidos perfluoroalquil (PFAAs), PFOA, PFNA, PFOS e PFHxS, em águas pluviais de várias regiões do mundo com recomendações de saúde ou padrões de qualidade ambiental (EQSs/environmental quality standands) para esses PFAAs. Os alertas de saúde e EQSs foram divulgados ou atualizados recentemente e refletem as últimas descobertas sobre os impactos na saúde dos quatro PFAAs. Cousins ​​et ai. descobriram que os níveis de PFOA e PFOS na água da chuva excedem os conselhos de saúde da água potável da Agência de Proteção Ambiental dos EUA (US EPA/Environmental Protection Agency) para PFOA em todos, e para PFOS na maioria das 16 regiões consideradas, em muitos casos por >1 ou até 2 ordens de grandeza. Isso significa que agora existe uma pegada global de PFAA que é bem visível com os métodos analíticos atuais e também relevante em termos de possíveis impactos na saúde.

Cousins ​​et al. também apontou que é a extrema persistência dos PFAA que causou esse problema de pegada global de PFAA (é claro, em combinação com emissões de PFAA ao longo de muitos anos) e que essa pegada não desaparecerá tão cedo.

O artigo de Cousins ​​et al. rapidamente recebeu muita atenção e, em 5 semanas, foi coberto mais de 280 vezes pela mídia (mais de 200.000 visualizações e uma pontuação Altmetric muito alta de >2800). Como coautores do artigo, não esperávamos uma resposta e interesse tão grande e, à luz dessa resposta, gostaríamos de iniciar uma discussão sobre o problema básico que abordamos em nosso artigo.

É importante ressaltar que situações semelhantes de poluição química global já foram relatadas na segunda metade do século XX (ver Figura 1). O DDT foi encontrado por bioacumular em mamíferos marinhos no Báltico (2) e passar por transporte ambiental de longa distância (3) Os bifenilos policlorados (PCBs) foram encontrados em mamíferos marinhos, solos, ar, água do mar, água doce e precipitação em todo o mundo a partir do final da década de 1960, (2,4,5) e seus impactos sobre os seres humanos e a vida selvagem ainda podem ser sentidos hoje (6) Previu-se que os clorofluorcarbonos (CFCs) causassem a destruição do ozônio estratosférico em 1974 (7) e foram detectados na troposfera e também na água do mar globalmente; (8) o buraco na camada de ozônio estratosférico foi confirmado experimentalmente em 1985 (9)

Figura 1

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Figura 1. Cronogramas de casos selecionados de poluição química global. Abreviações: PFAS, substâncias per e polifluoroalquil; CFCs, clorofluorcarbonetos; PCBs, bifenilos policlorados. Em alguns casos, a produção e o uso começaram em níveis mais baixos antes de 1950, mas a produção e o uso de todas as substâncias aumentaram fortemente a partir de 1950. Todos os produtos químicos permanecem no ambiente por longos períodos de tempo após proibições nacionais ou internacionais.  Referências não citadas no texto: Carson, R. Silent Spring ; 1962. Carpinteiro, EJ; Smith, KL Science 1972 , 175 , 1240–1241.

Como os PFAAs, esses produtos químicos causaram pegadas de poluição química global. Também em seus casos, o principal fator que levou à escala global do problema foi a alta persistência ambiental de ambos os grupos de produtos químicos, organoclorados e CFCs. A persistência ambiental é geralmente definida como a meia-vida de degradação de um produto químico em um compartimento ambiental, como solo, água ou sedimento.(10) Na regulamentação química, essas chamadas “meias-vidas de meio único” são comparadas a limites que definem o que é um produto químico persistente, por exemplo, 60 dias no solo sob a Convenção de Estocolmo sobre Poluentes Orgânicos Persistentes.(11) Foi apontado que esses critérios de corte variam entre os regulamentos (10) e que não refletem a variabilidade nos dados de degradação de muitos produtos químicos.(12) No entanto, para produtos químicos altamente persistentes, como os considerados aqui, esses problemas são de menor importância porque esses produtos químicos excedem o limite de todos os regulamentos.

Outro aspecto relacionado às preocupações com a persistência ambiental é que em algumas aplicações é desejável longevidade ou alta estabilidade química. Nesses casos, o conceito de uso essencial, como foi introduzido para os CFCs no Protocolo de Montreal,(13) pode ajudar a pesar a persistência ambiental versus a estabilidade química desejada.

Quais foram as respostas às pegadas de poluição química observadas? Em particular, o buraco na camada de ozônio rapidamente causou preocupação global e também uma rápida resposta regulatória, o Protocolo de Montreal sobre Substâncias Destruidoras de Ozônio ( Figura 1). Além disso, para PCBs e substâncias organocloradas semelhantes, como o DDT, houve uma resposta regulatória, a Convenção de Estocolmo sobre Poluentes Orgânicos Persistentes. No entanto, por mais importantes que sejam esses acordos ambientais multilaterais, eles moveram os problemas para uma área onde foram abordados por especialistas da indústria, autoridades governamentais e pesquisas acadêmicas, mas desapareceram da discussão pública sobre a poluição química. O que claramente não foi aprendido com esses casos foi a importância da persistência ambiental como um elemento das propriedades perigosas dos produtos químicos.

Os PFAAs, agora outro caso de poluição química global que saiu do controle, demonstram que, da mesma forma que produtos químicos altamente tóxicos não devem ser usados ​​em aplicações abertas, produtos químicos altamente persistentes não devem ser usados ​​em aplicações abertas, que, principalmente, incluem quase todos os produtos de consumo. Isso se aplica a todos os produtos químicos persistentes, independentemente de sua toxicidade (ou outro impacto ambiental). (14) Além disso, o problema da poluição plástica global também é causado pela alta persistência do material, e isso ilustra que os tipos de impactos adversos podem ser muito diferentes (impactos tóxicos, destruição do ozônio e impactos físicos de peças plásticas de todos os tamanhos); no entanto, é a alta persistência que os torna um problema global (nt.: destaque em negrito dado pela tradução pela importância da ressalva de NÃO SEREM, ESTES TIPOS DE MOLÉCULAS, USADAS EM -APLICAÇÕES ABERTAS- ou seja, no nosso emprego cotidiano e como se fossem substâncias inertes)

Todos esses casos eram previsíveis, como Stephenson apontou há 45 anos: (15) (nt.: destaque em negrito dado pela tradução para se perceber que tudo isso já foi PREVISTO LÁ PELO FINAL DOS ANOS 70 – POUCO ANTES DO PERÍODO EM QUE SE DESCOBRIU OS DISRUPTORES ENDÓCRINOS POR THEO COLBORN E OUTROS EM SEU LIVRO -OUR STOLEN FUTURE)

“Os materiais persistentes, por causa dessa propriedade, vão se acumulando no meio ambiente enquanto forem liberados. Como o meio ambiente não é eficaz na limpeza desses materiais, eles permanecerão por períodos indefinidos que não foram reconhecidos no momento de sua liberação original. O problema poderia ficar totalmente fora de controle e seria extremamente difícil, senão impossível, fazer algo a respeito. Materiais que são fortemente persistentes podem se acumular em níveis bastante altos no meio ambiente e efeitos que de outra forma não seriam importantes podem se tornar”.

Concluímos que a regulamentação de produtos químicos tem se concentrado demais apenas nos efeitos adversos e que esse foco desviou a atenção regulatória da persistência como o condutor subjacente dos problemas globais em desenvolvimento. Concluímos ainda que é necessário desenvolver uma regulamentação de produtos químicos que trate apenas da alta persistência. Em tal regulamentação, não há necessidade de considerar a compartimentação química como é feito atualmente em muitos esquemas regulatórios. Sob tais esquemas, o potencial de bioacumulação ( B ), toxicidade ( T ) e mobilidade na água ( M, apenas sob REACH) de produtos químicos são avaliados além da persistência. No entanto, há exemplos de alta persistência causando problemas ambientais para substâncias hidrossolúveis, hidrofílicas (não bioacumuláveis ​​móveis) (GenX e PFBS, que agora são classificadas como Substâncias de Alta Preocupação na UE); substâncias hidrofóbicas pouco solúveis e bioacumulativas (PCBs, DDT, etc.); substâncias voláteis que não são móveis na água, bioacumuláveis ​​ou tóxicas (CFCs); e polímeros insolúveis, não voláteis e não lipofílicos (plásticos). Esses materiais cobrem praticamente todo o espaço de compartimentação.

Às vezes, argumenta-se que a diversidade da química e do comportamento do PFAS, causada pela ampla definição estrutural, é uma boa razão para não regulamentar os milhares de PFAS usados ​​no mercado global como uma classe, (16) como proposto na UE (17) e Califórnia. (18) No entanto, como demonstrado acima, o comportamento de partição é irrelevante no caso de produtos químicos altamente persistentes. Independentemente de suas propriedades físico-químicas, a liberação contínua de PFAS levará ao seu acúmulo em algum lugar do ambiente até que algum limite de efeito conhecido ou desconhecido seja excedido. De fato, a diversidade na química do PFAS significa que uma diversidade de efeitos pode ser esperada se seu uso for continuado. Uma diversidade de efeitos já foi observada para muitos PFAS em uso por décadas, incluindo a destruição do ozônio, potencial de aquecimento climático e uma série de efeitos ecotoxicológicos e de saúde humana.

A alta persistência de, por exemplo, água, nitrogênio ou areia também não é um argumento válido contra a regulamentação de produtos químicos que trata da persistência. (14) Essas substâncias que ocorrem naturalmente não são “novas entidades” (19) (novas entidades incluem substâncias orgânicas sintéticas, nanomateriais de engenharia e plásticos), não causam efeitos adversos no meio ambiente e não se enquadram no âmbito da regulamentação de produtos químicos.

As soluções para o problema de produtos químicos altamente persistentes incluem dois elementos. (i) O uso de produtos químicos altamente persistentes deve ser limitado aos chamados usos essenciais (ver ref. (13) para uma discussão do conceito de uso essencial); em particular, produtos químicos altamente persistentes não devem ser usados ​​em aplicações abertas. (ii) Conforme indicado pelo princípio 10 dos 12 princípios da Química Verde, (20) “Design for Degradation”, alternativas menos persistentes precisam ser desenvolvidas. Gluge et al. (21) selecionou oito áreas de uso do PFAS para investigar o processo de identificação e avaliação de alternativas.

Na UE, já estão em andamento medidas para regulamentar com base apenas na persistência (microplásticos e PFAS), mas como os produtos químicos persistentes causam problemas globais, é preciso haver uma conscientização global do problema apenas com persistência. Considerando que a alta persistência ambiental é um elemento central da gestão responsável de produtos químicos e com todos os casos que aconteceram nos últimos 50 anos, ela deve finalmente encontrar o amplo reconhecimento que merece.

Referências

This article references 21 other publications.

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Tradução livre, parcial, de Luiz Jacques Saldanha, dezembro de 2022.