Treball d'investigació

1. Alumno: Gerard Fuster Camp
DEPARTAMENTO DE CIÈNCIES MÈDIQUES BÀSIQUES. FACULTAD DE
MEDICINA DE LA UNIVERSIDAD ROVIRA I VIRGILI
Cursos realizados durante el período de Docencia
Los cursos realizados en el programa “Metodología de la Investigación Biomédica”
durante el período de docencia han sido idóneos para la realización del presente trabajo
de investigación. En efecto, múltiples conceptos explicados en el curso Bases
moleculares de la toxicidad. Modelos de estudio in vivo y in vitro, han sido de uso
cotidiano durante este trabajo, dado que éste trata sobre una de las substancias químicas
más tóxicas que se conocen: las dioxinas. Por otra parte, varias técnicas presentadas en
el curso Radicales libres antioxidantes. Indicador del estrés oxidativo y en los dos
cursos de Métodos estadísticos y epidemiológicos básicos y aplicados en Biomedicina I
y II y han sido útiles para el tratamiento analítico y gráfico de los valores estimados en
el presente trabajo y han ayudado a trabajar adecuadamente con la incertidumbre de los
flujos de emisiones, cuyas curvas de distribución son en unos casos de tipo normal y en
otros logarítmico-normal. Asimismo, el curso Bases metodológicas de investigación en
proteínas y ácidos nucleicos ha sido útil para profundizar en el comportamiento físico,
químico y térmico de las dioxinas como compuestos orgánicos clorados.
Trabajo de investigación
1. Título: INVENTARIO DE EMISIONES DE DIOXINAS AL AIRE, AGUA Y
SUELO COMO PRIMERA ETAPA EN LA EVALUACIÓN DE RIESGO SOBRE LA
SALUD DE LA POBLACIÓN DE TARRAGONA
2. Resumen
Las dioxinas son un tipo de compuestos organoclorados, que han atraído en las últimas
décadas el interés de la comunidad científica por sus propiedades toxicológicas. El
término dioxinas engloba las dibenzo-p-dioxinas (PCDD) y los dibenzofuranos (PCDF).
Se forman como productos secundarios de procesos industriales, tales como la
combustión de hidrocarburos o residuos, la cloración de la pulpa de papel y otros
procesos que usan cloro. La posición y el número de átomos de cloro (de uno a ocho) en
los anillos de benceno de las moléculas de PCDD y PCDF determinan que haya 210
compuestos individuales diferentes o congéneros, 75 de PCDDs y 135 de PCDFs, cada
uno con diferentes grados de toxicidad. El congénero 2,3,7,8-TCDD presenta la
toxicidad más elevada.
Las cantidades de dioxinas emitidas a la atmósfera se distribuyen en el medio ambiente
a través de diversos procesos. Sus propiedades lipofílicas favorecen su acumulación en
el suelo, sedimentos y plantas, que pasan a ser reservorios de estos contaminantes.
La exposición del hombre a PCDD/Fs a través de la cadena alimenticia le provoca
diversos síntomas de toxicidad, de los cuales se ha tenido especial evidencia a partir de
estudios de los efectos de algunos sucesos históricos desafortunados, como el uso del
Agent Orange en la guerra de Vietnam o la catástrofe de Seveso (Italia):Cutáneos:
cloracné; Sistémicos: anorexia, pérdida de peso, pielonefritis; Neurológico-psíquicos:
disfunción sexual, pérdida de memoria y de audición, depresión; Inespecíficos:
irritación ocular, conjuntivitis. También han surgido una serie de estudios centrados en
hallar una posible relación entre la exposición del hombre a PCDD/Fs y el cáncer. En
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2. un análisis de la IARC (The International Agency for Research on Cancer) a partir de
los estudios epidemiológicos disponibles, se concluyó que hay una combinada “limitada
evidencia” que el 2,3,7,8-TCDD sea un carcinógeno en humanos.
En el marco de los inventarios sobre emisiones industriales de PCDD/Fs que han
surgido en los últimos años por parte de diversos países, el presente trabajo ha realizado
un estudio sobre el número de fuentes industriales y las cantidades emitidas de estos
contaminantes al aire, suelo y agua de la provincia de Tarragona. Asimismo, se han
aprovechado estos resultados para hacer un estudio comparativo con inventarios de
otros países. En efecto, en primer lugar el presente trabajo ha hecho un inventario de las
fuentes que descargan PCDD/Fs al aire, agua y suelo en la provincia de Tarragona:
Fuentes primarias
• Industria: fábricas de combustión de fuel, plantas cementeras, planta de producción
de percloroetileno, plantas de producción de cloro, procesos de pulpa-papel,
descarga de aceite y planta producción de MVC/PVC
• Incineradora de residuos sólidos municipales (MSWI)
• Incineradora de residuos peligrosos (HWI)
• Fuegos accidentales en edificios
• Incendios forestales
• Vehículos: fuegos accidentales en vehículos; motores de combustión de gasolina
con plomo, gasolina sin plomo y diesel
• Hornos crematorios
Reservorios de productos
• PCBs en transformadores y condensadores
• Madera tratada con PCP
• Uso de pesticidas
• Lodos de depuradora y compost: descarga de lodos; fabricación de compost a partir
de lodos y a partir de residuos sólidos urbanos
A continuación se ha realizado una evaluación de las cantidades de las emisiones
anuales de PCDD/Fs al aire, agua y suelo en la provincia de Tarragona. Para las fuentes
donde no se ha tenido conocimiento directo de las emisiones de PCDD/Fs, se han
empleado dos técnicas de aproximación al valor basadas en datos la literatura:
a) Factor de emisión (FE)
E no-analizada i =FEi*Ai
donde,
E no-analizada i es la emisión anual de PCDD/Fs de la industria i no-analizada (g I-TEQ/año). Se
calcula mediante el producto entre el factor de emisión (FEi) asignado por la literatura a la categoría
de las fuentes a las que pertenece la industria i y el nivel de actividad (Ai) de la fuente i.
El factor de emisión describe la masa de PCDD/Fs emitida por unidad de nivel de
actividad (ng I-TEQ/kg). La literatura, que es fundamentalmente un informe de de la
Agencia medioambiental norteamericana (USEPA, 1998), le asigna un índice de
confianza (CR) como medida de la incertidumbre. El nivel de actividad es el valor de
la cantidad de materiales o residuos procesados o producidos por la industria (kg).
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3. b) Concentración (C)
E no-analizada i=Ci*Qi
donde,
E no-analizada i es la emisión anual de PCDD/Fs de la industria i no-analizada (g I-TEQ/año). Se
calcula mediante el producto entre la concentración de PCDD/Fs (Ci) asignada por la literatura a la
categoría de las fuentes a la que pertenece la industria i y la cantidad de residuo (Qi) generado por la
industria i. Los datos de Ci, que también tienen asignados un índice de confianza (CR), proceden
mayoritariamente de un informe de la Agencia medioambiental del Reino Unido de 1997.
A continuación se exponen los resultados fundamentales de este trabajo. Las emisiones
de PCDD/Fs calculadas para la provincia de Tarragona durante el año 1999 estuvieron
comprendidas en el intervalo 112,0-245,9 g I-TEQ/año (media aritmética=180,0). Se
distribuyeron entre emisiones al aire (1,1-4,1 g I-TEQ/año; media aritmética=2,6),
emisiones al suelo (110,9-254,5 g I-TEQ/año; media aritmética=173,0) y emisiones al
agua (0,01-0,45; media geométrica=0,06). Con una contribución aproximada del 98%,
las emisiones al suelo calculadas son las mayoritarias. La distribución de probabilidad
de las emisiones al aire y al suelo han sido consideradas de tipo normal; mientras que la
distribución para las emisiones al agua ha sido considerada logarítmico-normal.
La comparación de estos resultados, en la forma de densidad de PCDD/Fs emitidos por
habitante y por unidad de superfície, con los de otros países, ha conducido a: a) La
densidad de emisiones de PCDD/Fs al aire en la provincia de Tarragona medida sobre
unidad de superfície (0,4 mg I-TEQ/año.km2) es prácticamente igual a la de Austria
(0,3) y Estados Unidos (0,3); b) Respecto a las emisiones anuales al suelo, las
semejanzas de las densidades de la provincia de Tarragona en comparación con las de
otros países son mucho menores; c) Por último, mientras que la densidad sobre la
superfície de la descarga de PCDD/Fs en aguas residuales de la provincia de Tarragona
(9,5 µg I-TEQ/km2) es parecida a la de los inventarios de Suecia (6,7) y la CEE (6,2); la
densidad sobre la población (104,4 ng I-TEQ/hab) se asemeja a las de Canadá (167,9) y
a la de Estados Unidos (75,3).
Proyecto de Tesis doctoral
1. Título: ANÁLISIS DE FLUJO DE SUBSTANCIAS: UNA HERRAMIENTA
APLICADA A LA EVALUACIÓN DE RIESGO POR DIOXINAS EN LA
PROVINCIA DE TARRAGONA
2. Resumen:
La herramienta del Análisis de Flujo de Substancias (SFA), basada en la Teoría
matemática de Sistemas, es una técnica especialmente útil en la Gestión del Medio
Ambiente.. La modelización de los flujos de PCDD/Fs en la Provincia de Tarragona a
través del SFA permitirá las siguientes aplicaciones: a) conocer los valores de los flujos
de dioxinas (g I-TEQ/año) de la provincia de Tarragona que eran desconocidos a priori
a partir de los flujos que son conocidos, como el de emisiones desde la industria; b)
mediante un Análisis de Control (simulación), conocer el efecto de una medida de
reducción de la emisión de PCDD/Fs en la industria sobre el subsistema “humanos”.
Este resultado permitirá conocer, a través de la técnica de Evaluación de Riesgos, el
índice aproximado de reducción del riesgo sobre la salud de la población de la Provincia
de Tarragona como consecuencia de una medida de reducción de PCDD/Fs en la
industria. Un posterior Análisis Coste-Beneficio posibilitará tener un criterio sobre la
viabilidad monetaria de la medida concreta que se ha realizado en la industria.
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