A ciência por trás das dioxinas, cloreto de vinila e remediações comprovadas

CAS Science Team

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Todos os dias, quase 5 milhões de toneladas de materiais perigosos são enviados para os Estados Unidos. Assim, estatisticamente, o número de derramamentos de produtos químicos é pequeno, mas o impacto é de longo alcance. Derramamentos recentes no leste da Palestina e em outros lugares mostram os desafios que socorristas, transportadores e agências governamentais enfrentam na limpeza após derramamentos de produtos químicos. Este artigo apresenta detalhes sobre a ciência por trás do cloreto de vinila, o impacto das dioxinas e possíveis soluções na literatura científica.

Por fim, ao considerarmos o futuro do transporte de materiais perigosos, é inevitável que ocorram acidentes, mas o que podemos aprender que possa ajudar a orientar as decisões futuras para obter melhor rastreamento, respostas e resultados?

Como o cloreto de vinila causa câncer?

Mesmo com a queima controlada na Palestina Oriental, uma quantidade significativa de cloreto de vinila ainda foi liberada no meio ambiente, incluindo no solo, na água e no ar. O cloreto de vinila é um produto químico amplamente utilizado, com muitas aplicações em setores como construção, eletrônicos e embalagens. No entanto, o cloreto de vinila é um carcinógeno com propriedades tóxicas conhecidas.

A exposição ao cloreto de vinila por ingestão, inalação ou contato com a pele pode levar à sua absorção na corrente sanguínea, por onde é transportado para o fígado. No fígado, o cloreto de vinila é metabolizado pela enzima citocromo P450, produzindo um intermediário altamente reativo chamado óxido de cloroetileno (Figura 1). Essa molécula contém um grupo epóxido (destacado em vermelho) que pode se ligar prontamente às bases do DNA (por exemplo, a guanina), resultando na formação de adutos de DNA. Esses adutos podem causar mutações no DNA, que podem levar ao desenvolvimento do câncer.

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Figura 1. Mecanismo de mutagênese de DNA do cloreto de vinila: após o transporte do cloreto de vinila para o fígado, a enzima citocromo P450 o converte em óxido de cloroetileno, que é altamente reativo com bases no DNA (reagindo com o resíduo de guanina, por exemplo) e forma adutos de DNA.  

 

Existem remediações para a contaminação por cloreto de vinila?

O cloreto de vinila tem meia-vida curta no meio ambiente: de 0,2 a 0,5 dia para evaporação do solo; 0,8 hora da água; 1,5 dias no ar para degradação por reação em fase gasosa. Assim, as remediações para o cloreto de vinila são menos críticas a longo prazo do que os contaminantes de longa duração, como as dioxinas, no meio ambiente. Embora haja uma variedade de abordagens (físicas em relação a químicas) à remediação, elas podem ser aplicáveis apenas aos casos em que há exposição contínua ao cloreto de vinila.

O que são dioxinas e elas são perigosas?

As dioxinas são contaminantes ambientais que consistem em 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina e muitos outros compostos semelhantes a dioxinas criados como subproduto da queima de cloreto de vinila. Embora a EPA não tenha testado os níveis de dioxinas, muitos especialistas estão preocupados, pois as dioxinas são persistentes e 90% da exposição humana ocorre por meio de alimentos.

As dioxinas são altamente tóxicas e podem imitar ou ativar fatores de transcrição e causar desregulações na expressão gênica, resultando em muitas funções fisiológicas interrompidas. Também pode interferir em muitos hormônios, como estrogênio, androgênio e hormônios da tireoide, levando a anormalidades nos sistemas reprodutivo, de desenvolvimento e imunológico.

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Existem remediações para dioxinas?

Ao revisar o cenário de patentes no CAS Content Collection™ sobre a remoção de dioxina, surgiram várias tendências importantes. A decomposição térmica e os catalisadores de decomposição são dois métodos primários de remoção de dioxinas com muitas patentes focadas na remoção de dioxinas do ar ou cinzas volantes. A pesquisa sobre a remoção de dioxinas do solo ainda é limitada. Fu et al. abordou a questão usando um carvão ativado modificado (V5-Mo5-Ti) como um material de adsorção catalítica promissor para controlar a emissão de dioxinas da dessorção térmica de solo orgânico contaminado.

Os principais participantes identificados incluem a Mitsubishi Heavy Industries, que registrou mais de 90 patentes nos anos 2000-2003 (Figura 2) e participantes emergentes da China nos últimos 5 anos (Figura 3). Conceitos como decomposição térmica, gases de combustão, gases de combustão de incineradores e catalisadores de decomposição são frequentemente discutidos nessas publicações de patentes. A patente JP2006239484 apresentada pela Mitsubishi Heavy Industries reivindicou um dispositivo que usa fotocatálise a laser para decompor termicamente haletos em partículas, limitando assim a geração de dioxinas. A patente CN115708995 reivindicou um dispositivo com catalisador de decomposição de dioxinas para remoção de dioxinas do gás de combustão.

Figura 2. Principais cessionários de patentes no campo da decomposição de dioxinas
Figura 2. Principais cessionários de patentes no campo da decomposição de dioxinas. 
Figura 3. Tendência de publicação de patentes na decomposição de dioxinas
Figura 3. Tendência de publicação de patentes na decomposição de dioxinas 
Figura 4. Principais conceitos discutidos em publicações de patentes na decomposição de dioxinas
Figura 4. Principais conceitos discutidos em publicações de patentes na decomposição de dioxinas 

A função dos dados

Imediatamente após acidentes como esses, geralmente há um foco nos desafios ou nas deficiências físicas, mas outro fator importante a ser considerado é a informação. É vital que qualquer um dos protocolos de segurança ou diretrizes de manuseio estejam facilmente acessíveis aos socorristas e agências de resposta a desastres. Universalmente, também é fundamental que todos os materiais perigosos sejam rastreados adequadamente por aqueles que transportam os produtos químicos. As soluções que integram dados e melhoram a precisão e a eficiência em toda a cadeia de suprimentos tornam-se ainda mais valiosas. A Rinchem, uma empresa que gerencia algumas das cadeias de suprimentos mais complexas do mundo, transporta mais de 4 bilhões de produtos químicos com segurança todos os anos e é um exemplo de organização que utiliza os números CAS RNTM para garantir que os dados químicos sejam precisos e integrados nas fontes.

Um olhar para o futuro

Embora haja uma variedade de abordagens na prevenção (de restrições, políticas e muito mais), o desafio de como melhorar a limpeza e minimizar problemas de saúde e preocupações ambientais precisará ser abordado no futuro. Embora as pesquisas e publicações científicas tenham avançado, deve-se considerar como facilitar o acesso e a melhorar a rastreabilidade de produtos químicos perigosos. Por fim, em situações em que os bombeiros podem ter falta de pessoal ou falta de treinamento para protocolos de materiais perigosos, é fundamental fazer a identificação precisa de produtos químicos que foram derramados e ter acesso aos protocolos de segurança corretos. É apenas por meio do preparo para futuros derramamentos e cenários de acidentes que seremos capazes de minimizar o impacto do inevitável.