Dibenzodioxinas policloradas

Estructura general de los PCDD n y m puede variar de 0 a 4

dibenzodioxinas policloradas (PCDD), o simplemente dioxinas, son un grupo de compuestos orgánicos polihalogenados de vida prolongada que son principalmente antropogénicos y contribuyen a la contaminación orgánica persistente y tóxica en el medio ambiente.

Se denominan comúnmente, pero de manera inexacta, dioxinas por simplicidad, porque cada molécula de PCDD contiene una estructura esquelética de dibenzo-1,4-dioxina, con 1,4-dioxina como anillo central. Los miembros de la familia PCDD se bioacumulan en los seres humanos y la vida silvestre debido a sus propiedades lipofílicas y pueden causar trastornos del desarrollo y cáncer.

Debido a que las dioxinas pueden persistir en el medio ambiente durante más de 100 años, la mayor parte de la contaminación por PCDD actual no es el resultado de emisiones recientes, sino el resultado acumulativo de procesos sintéticos realizados desde principios del siglo XX, incluidos los compuestos organoclorados. fabricación, incineración de sustancias que contienen cloro, como el cloruro de polivinilo (PVC), y blanqueo de papel con cloro. Los incendios forestales y las erupciones volcánicas también se han citado como una fuente aerotransportada, aunque su contribución a los niveles actuales de acumulación de PCDD es menor en comparación. Los incidentes de envenenamiento por dioxinas resultantes de emisiones industriales y accidentes se registraron por primera vez a mediados del siglo XIX durante la Revolución Industrial.

La palabra "dioxinas" también puede referirse a otros compuestos clorados de acción similar (ver Dioxinas y compuestos similares a las dioxinas).

Estructura química de las dibenzo-1,4-dioxinas

La fórmula esquelética y el esquema de numeración sustitutiva del compuesto matriz dibenzo-1,4-dioxin

La estructura de la dibenzo-1,4-dioxina consta de dos anillos de benceno unidos por dos puentes de oxígeno. Esto hace que el compuesto sea un diéter aromático. El nombre dioxina se refiere formalmente al anillo central dioxigenado, que está estabilizado por los dos anillos de benceno que lo flanquean.

En los PCDD, los átomos de cloro están unidos a esta estructura en cualquiera de los 8 lugares diferentes de la molécula, en las posiciones 1–4 y 6–9. Hay 75 congéneres de PCDD diferentes (es decir, compuestos de dioxina relacionados).

Número	fórmula	Nombre	Número de CAS	InChIKey
PCDD-1	${displaystyle {ce {cH7ClO2}}$	1-clorodibenzo-p-dioxin	39227-53-7	VGGGRWRBGXENKI-UHFFFAOYSA-N
PCDD-2	${displaystyle {ce {cH7ClO2}}$	2-chlorodibenzo-p-dioxin	39227-54-8	GIUGGRUEPHPVNR-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	1,2-diclorodibenzo-p-dioxin	54536-18-4	DFGDMWHUCCHXIF-UHFFFAOYSA-N
PCDD-13	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	1,3-dicclorodibenzo-p-dioxin	50585-39-2	AZYJYMAKTBXNSX-UHFFFAOYSA-N
PCDD-14	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	1,4-dicclorodibenzo-p-dioxin	54536-19-5	MBMUPQZSDWVPQU-UHFFFAOYSA-N
PCDD-16	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	1,6-dicclorodibenzo-p-dioxin	38178-38-0	MAWMBEVNJGEDAD-UHFFFAOYSA-N
PCDD-17	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	1,7-dicclorodibenzo-p-dioxin	82291-26-7	IJUWLAFPPVRYGY-UHFFFAOYSA-N
PCDD-18	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	1,8-dicclorodibenzo-p-dioxin	82291-27-8	PLZYIHQBHROTFD-UHFFFAOYSA-N
PCDD-19	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	1,9-diclorodibenzo-p-dioxin	82291-28-9	JZDVJXBKJDADAY-UHFFFAOYSA-N
PCDD-23	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	2,3-dicchlorodibenzo-p-dioxin	29446-15-9	YCIYTXRUZSDMRZ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-27	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	2,7-dichlorodibenzo-p-dioxin	33857-26-0	NBFMTHWVRBOVPE-UHFFFAOYSA-N
PCDD-28	${displaystyle {ce {cH6Cl2O2}}$	2,8-dicchlorodibenzo-p-dioxin	38964-22-6	WMWJCKBJUQDYLM-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,2,3-trichlorodibenzo-p-dioxin	54536-17-3	SKMFBGZVNDVFR-UHFFFAOYSA-N
PCDD-124	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,2,4-trichlorodibenzo-p-dioxin	39227-58-2	HRVUKLBFRPWXPJ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-126	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,2,6-trichlorodibenzo-p-dioxin	69760-96-9	XQBPVWBIUBCJO-UHFFFAOYSA-N
PCDD-127	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,2,7-trichlorodibenzo-p-dioxin	82291-30-3	TXJMXDWFPQSYEQ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-128	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,2,8-trichlorodibenzo-p-dioxin	82291-31-4	QBEOCKSANJLBAE-UHFFFAOYSA-N
PCDD-129	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,2,9-trichlorodibenzo-p-dioxin	82291-32-5	DQLRDBDQLSIOIX-UHFFFAOYSA-N
PCDD-136	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,3,6-trichlorodibenzo-p-dioxin	82291-33-6	LNPVMVSAUXUGHH-UHFFFAOYSA-N
PCDD-137	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,3,7-trichlorodibenzo-p-dioxin	67028-17-5	RPKWIXFZKMDPMH-UHFFFAOYSA-N
PCDD-138	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,3,8-trichlorodibenzo-p-dioxin	82306-61-4	FJAKCOBYQSEWMT-UHFFFAOYSA-N
PCDD-139	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,3,9-trichlorodibenzo-p-dioxin	82306-62-5	DGDADRUTFAIIQQ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-146	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,4,6-trichlorodibenzo-p-dioxin	82306-63-6	UTTYFTWIJLRXKB-UHFFFAOYSA-N
PCDD-147	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,4,7-trichlorodibenzo-p-dioxin	82306-64-7	NBWAQBGJBSYXHV-UHFFFAOYSA-N
PCDD-178	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	1,7,8-trichlorodibenzo-p-dioxin	82306-65-8	CAPCTZJHYADFNX-UHFFFAOYSA-N
PCDD-237	${displaystyle {ce {cH5Cl3O2}}$	2,3,7-trichlorodibenzo-p-dioxin	33857-28-2	ZSIZNEVHVRPFF-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1234	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,3,4-tetraclorodibenzo-p-dioxin	30746-58-8	DJHHDLMTUOLVHY-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1236	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,3,6-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	71669-25-5	XEZBZSVTUSXISZ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1237	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,3,7-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	67028-18-6	SKGXYFVQZVPEFP-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1238	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,3,8-tetraclorodibenzo-p-dioxin	53555-02-5	BXKLTNKYLCZOHF-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1239	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,3,9-tetraclorodibenzo-p-dioxin	71669-26-6	CMVHZKSHQJHS-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1246	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,4,6-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	71669-27-7	KQNBZUDHTCXCNA-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1247	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,4,7-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	71669-28-8	SMPHQCMJQUBTFZ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1248	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,4,8-tetraclorodibenzo-p-dioxin	71669-29-9	XGIKODBWQSAEFQ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1249	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,4,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	71665-99-1	WDAHVJCSSYOALR-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1267	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,6,7-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	40581-90-6	SAMLAWFHXZIRMP-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1268	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,6,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	67323-56-2	YYUFYZDSYHKVDP-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1269	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,6,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	40581-91-7	ZKMXKYXNLFLUCD-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1278	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	34816-53-0	YDZCLBKUTXYYKS-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1279	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,7,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	71669-23-3	QIKHBBZEUNSCAF-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1289	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,2,8,9-tetraclorodibenzo-p-dioxin	62470-54-6	WELWFAGPAZKSBG-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1368	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,3,6,8-tetraclorodibenzo-p-dioxin	33423-92-6	OTQFXRBLGNEOGH-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1369	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,3,6,9-tetraclorodibenzo-p-dioxin	71669-24-4	QAUIRDIJIUMMEP-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1378	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxin	50585-46-1	VPTDIAYLYJBYQG-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1379	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,3,7,9-tetraclorodibenzo-p-dioxin	62470-53-5	JMGYHLJVDHUACM-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1469	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,4,6,9-tetraclorodibenzo-p-dioxin	40581-93-9	QTIIAIRUSSSOHT-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1478	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	1,4,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin	40581-94-0	FCRXUTCUWCJZJI-UHFFFAOYSA-N
PCDD-2378 (DDDDTC)	${displaystyle {ce {cH4Cl4O2}}$	2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxin	1746-01-6	HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12346	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,3,4,6-pentachlorodibenzo-p-dioxin	67028-19-7	LNWDBNKBLRAMH-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12347	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,3,4,7-pentachlorodibenzo-p-dioxin	39227-61-7	WRNGAZFESPEMCN-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12367	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,3,6,7-pentachlorodibenzo-p-dioxin	71925-15-0	RLGWDUHOIIWPGN-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12368	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,3,6,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin	71925-16-1	VKDGHBBUEIIEHL-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12369 (PCDD-14678)	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,3,6,9-pentachlorodibenzo-p-dioxin	82291-34-7	NWKWRHSKNELND-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12378	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,3,7,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin	40321-76-4	FSPZPQQWDODWAU-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12379 (PCDD-23468)	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,3,7,9-pentachlorodibenzo-p-dioxin	71925-17-2	UAOYHTXYVWEPIB-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12389 (PCDD-23467)	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,3,8,9-pentachlorodibenzo-p-dioxin	71925-18-3	VUMZAVNIADYKFC-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12467	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,4,6,7-pentachlorodibenzo-p-dioxin	82291-35-8	SEKDDGLKEYEVQK-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12468	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,4,6,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin	71998-76-0	SJJWALZHAWITMS-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12469	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,4,6,9-pentachlorodibenzo-p-dioxin	82291-36-9	GNQVSAMSAKZLKE-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12478	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,4,7,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin	58802-08-7	QUPLGUUISJOUPJ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12479 (PCDD-13468)	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,4,7,9-pentachlorodibenzo-p-dioxin	82291-37-0	QLBBXWPVEFJZEC-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12489 (PCDD-13467)	${displaystyle {ce {cH3Cl5O2}}$	1,2,4,8,9-pentachlorodibenzo-p-dioxin	82291-38-1	KLLFLRKEOJCTGC-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123467	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,3,4,6,7-hexachlorodibenzo-p-dioxin	58200-66-1	NLBQVWJHLWAFGJ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123468	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,3,4,6,8-hexaclorodibenzo-p-dioxin	58200-67-2	IMALTUQZEIFHJW-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123469	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,3,4,6,9-hexaclorodibenzo-p-dioxin	58200-68-3	UDYXCMRDCOVQLG-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123478	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,3,4,7,8-hexachlorodibenzo-p-dioxin	39227-28-6	WCYYQNSQJHPVMG-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123678	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,3,6,7,8-hexachlorodibenzo-p-dioxin	57653-85-7	YCLUIPQDHHPDJ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123679 (PCDD-124678)	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,3,6,7,9-hexachlorodibenzo-p-dioxin	64461-98-9	BQOHWGKNRKCEFT-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123689 (PCDD-134678)	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,3,6,8,9-hexaclorodibenzo-p-dioxin	58200-69-4	GZRQZUFXVFRKBI-UHFFFAOYSA-N
PCDD-123789 (PCDD-234678)	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,3,7,8,9-hexachlorodibenzo-p-dioxin	19408-74-3	LGIRBUBHIWTVCK-UHFFFAOYSA-N
PCDD-124679	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,4,6,7,9-hexachlorodibenzo-p-dioxin	39227-62-8	BSJDQMWAWFTDGD-UHFFFAOYSA-N
PCDD-124689 (PCDD-134679)	${displaystyle {ce {cH2Cl6O2}}$	1,2,4,6,8,9-hexaclorodibenzo-p-dioxin	58802-09-8	URELDHWUZUWPIU-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1234678	${displaystyle {ce {cHC12HCl7O2}}$	1,2,3,4,6,7,8-heptaclorodibenzo-p-dioxin	35822-46-9	WCLNVRQZUKYVAI-UHFFFAOYSA-N
PCDD-1234679	${displaystyle {ce {cHC12HCl7O2}}$	1,2,3,4,6,7,9-heptaclorodibenzo-p-dioxin	58200-70-7	KTJIBIRZGQFQZ-UHFFFAOYSA-N
PCDD-12346789	${displaystyle {ce {cH00}}}$	octaclorodibenzo-p-dioxin	3268-87-9	FOIBFBMSLDGNHL-UHFFFAOYSA-N

La toxicidad de los PCDD depende del número y las posiciones de los átomos de cloro. Se ha descubierto que los congéneres que tienen cloro en las posiciones 2, 3, 7 y 8 son significativamente tóxicos. De hecho, 7 congéneres tienen átomos de cloro en las posiciones relevantes que fueron considerados tóxicos por el esquema de equivalentes tóxicos de la Organización Mundial de la Salud (WHO-TEQ).

Perspectiva histórica

Estructura 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxin (DDTC)

Las bajas concentraciones de dioxinas existían en la naturaleza antes de la industrialización como resultado de la combustión natural y los procesos geológicos. Las dioxinas se produjeron por primera vez de manera no intencional como subproductos a partir de 1848, cuando las plantas de procesamiento de Leblanc comenzaron a operar en Alemania. La primera síntesis intencional de dibenzodioxina clorada fue en 1872. Hoy en día, las concentraciones de dioxinas se encuentran en todos los humanos, con niveles más altos comúnmente encontrados en personas que viven en países más industrializados. La dioxina más tóxica, la 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (TCDD), se hizo conocida como un contaminante del Agente Naranja, un herbicida utilizado en la Emergencia Malaya y la Guerra de Vietnam. Más tarde, se encontraron dioxinas en Times Beach, Missouri y Love Canal, Nueva York y Seveso, Italia. Más recientemente, las dioxinas han estado en las noticias con el envenenamiento del presidente Viktor Yushchenko de Ucrania en 2004, la crisis de la mozzarella de Nápoles, la crisis del cerdo irlandés de 2008 y el incidente del pienso alemán de 2010.

Fuentes de dioxinas

El inventario de fuentes de compuestos similares a las dioxinas de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos es posiblemente la revisión más completa de las fuentes y emisiones de dioxinas, pero otros países ahora también tienen investigaciones sustanciales.

Perfil de concentración de PCDD en un núcleo de sedimento de Esthwaite Water, Cumbria, Reino Unido

La exposición ocupacional es un problema para algunos en las industrias químicas, históricamente para aquellos que fabrican herbicidas de clorofenoles o ácido clorofenoxi o en la aplicación de productos químicos, especialmente herbicidas. En muchas naciones desarrolladas ahora existen regulaciones de emisiones que han reducido drásticamente las emisiones y, por lo tanto, aliviado algunas preocupaciones, aunque la falta de muestreo continuo de las emisiones de dioxinas causa preocupación por la subestimación de las emisiones. En Bélgica, a través de la introducción de un proceso llamado AMESA, el muestreo continuo mostró que el muestreo periódico subestimaba las emisiones por un factor de 30 a 50 veces. Pocas instalaciones tienen muestreo continuo.

Las dioxinas se producen en pequeñas concentraciones cuando se quema material orgánico en presencia de cloro, ya sea que el cloro esté presente como iones de cloruro o como compuestos organoclorados, por lo que se producen ampliamente en muchos contextos. Según los datos más recientes de la EPA de los EE. UU., las principales fuentes de dioxinas se encuentran en general en los siguientes tipos:

• Fuentes de combustión, por ejemplo, incineradores municipales de desechos o de desechos médicos y quema de barriles privados
• fundición de metal
• Fuentes de referencia y proceso
• Fuentes de fabricación de productos químicos
• Fuentes naturales
• Reservas ambientales

Cuando se llevó a cabo por primera vez en 1987, el inventario original de fuentes de dioxinas de la EPA de EE. UU. reveló que la incineración representaba más del 80 % de las fuentes de dioxinas conocidas. Como resultado, la EPA de EE. UU. implementó nuevos requisitos de emisiones. Estas regulaciones lograron reducir las emisiones de dioxinas de los incineradores. La incineración de desechos sólidos municipales, desechos médicos, lodos de aguas residuales y desechos peligrosos juntos ahora producen menos del 3% de todas las emisiones de dioxinas. Sin embargo, desde 1987, la quema de barriles en el patio trasero casi no ha disminuido y ahora es la mayor fuente de emisiones de dioxinas, produciendo alrededor de un tercio de la producción total.

En la incineración, las dioxinas también pueden reformarse o formarse de novo en la atmósfera sobre la chimenea a medida que los gases de escape se enfrían a través de una ventana de temperatura de 600 a 200 °C. El método más común para reducir la cantidad de dioxinas que se reforman o forman de novo es mediante la extinción rápida (30 milisegundos) de los gases de escape a través de esa ventana de 400 °C. Las emisiones de dioxinas de los incineradores se han reducido en más del 90% como resultado de los nuevos requisitos de control de emisiones. La incineración en los países desarrollados es ahora un contribuyente muy pequeño a las emisiones de dioxinas.

Las dioxinas también se generan en reacciones que no implican quemar, como el blanqueo con cloro de fibras para papel o textiles, y en la fabricación de fenoles clorados, especialmente cuando la temperatura de reacción no está bien controlada. Los compuestos involucrados incluyen el conservante de madera pentaclorofenol y también herbicidas como el ácido 2,4-diclorofenoxiacético (o 2,4-D) y el ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético (2,4,5-T). Los niveles más altos de cloración requieren temperaturas de reacción más altas y una mayor producción de dioxinas. Las dioxinas también se pueden formar durante la descomposición fotoquímica del triclosán, un compuesto antimicrobiano común.

Fuentes de ingesta humana

Un gráfico que ilustra la cantidad de dioxina que el americano promedio consume al día. (Nota: pg = picograma, o un trillón de un gramo, o 10⁻¹² g).

La Organización Mundial de la Salud y varios gobiernos han establecido ingestas diarias, mensuales o anuales tolerables. Las dioxinas ingresan a la población en general casi exclusivamente a través de la ingestión de alimentos, específicamente a través del consumo de pescado, carne y productos lácteos, ya que las dioxinas son liposolubles y ascienden fácilmente en la cadena alimentaria.

Las madres transmiten cargas corporales sustanciales a los niños, y la lactancia materna aumenta la carga corporal del niño. La exposición a dioxinas también puede ocurrir por contacto con madera tratada con pentaclorofenol (Penta), ya que el pentaclorofenol a menudo contiene dioxinas como contaminante. Las ingestas diarias de los niños durante la lactancia suelen ser muchas veces superiores a las ingestas de los adultos en función del peso corporal. Es por eso que el grupo de consulta de la OMS evaluó la ingesta tolerable para evitar que una mujer acumule cargas corporales dañinas antes de su primer embarazo. Los niños amamantados suelen tener cargas corporales de dioxinas más altas que los niños no amamantados. La OMS todavía recomienda la lactancia materna por sus otros beneficios. En muchos países, las dioxinas en la leche materna han disminuido hasta en un 90% durante las dos últimas décadas.

Las dioxinas están presentes en el humo del cigarrillo. La dioxina en el humo del cigarrillo se observó como "poco estudiada" por la EPA de EE. UU. en su "Re-Evaluating Dioxin" (1995). En ese mismo documento, la EPA de EE. UU. reconoció que la dioxina en los cigarrillos es "antropogénica" (hecho por el hombre, "no probable en la naturaleza").

Metabolismo

Las dioxinas se absorben principalmente a través de la ingesta de grasas en la dieta, ya que es ahí donde se acumulan en animales y humanos. En los seres humanos, las dioxinas altamente cloradas se almacenan en los tejidos grasos y no se metabolizan ni excretan fácilmente. La vida media de eliminación estimada para las dioxinas altamente cloradas (4–8 átomos de cloro) en humanos oscila entre 4,9 y 13,1 años.

Se cree que la persistencia de un congénere de dioxina particular en un animal es una consecuencia de su estructura. Las dioxinas sin cloros laterales (2, 3, 7 y 8), que por lo tanto contienen átomos de hidrógeno en pares de carbonos adyacentes, pueden oxidarse más fácilmente por los citocromos P450. Las dioxinas oxidadas pueden entonces excretarse más fácilmente en lugar de almacenarse durante mucho tiempo.

Toxicidad

Modelo de llenado de espacio de 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxin

La 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (TCDD) se considera el más tóxico de los congéneres (para conocer el mecanismo de acción, consulte 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina y receptor de hidrocarburo de arilo). A otros congéneres de dioxinas, incluidos los PCDF y los PCB con toxicidad similar a las dioxinas, se les otorga una clasificación de toxicidad de 0 a 1, donde TCDD = 1 (ver Dioxinas y compuestos similares a las dioxinas). Esta clasificación de toxicidad se denomina concepto de factor de equivalencia tóxica o TEF. Los TEF son valores de consenso y, debido a la fuerte dependencia de especies para la toxicidad, se enumeran por separado para mamíferos, peces y aves. Los TEF para especies de mamíferos son generalmente aplicables a los cálculos de riesgo humano. Los TEF se han desarrollado a partir de una evaluación detallada de los datos de la literatura para facilitar tanto la evaluación de riesgos como el control regulatorio. Muchos otros compuestos también pueden tener propiedades similares a las dioxinas, en particular los PCB no orto, uno de los cuales tiene un FET de hasta 0,1.

El valor de equivalencia tóxica total de dioxinas (TEQ) expresa la toxicidad como si la mezcla fuera TCDD pura. El enfoque TEQ y los TEF actuales se han adoptado internacionalmente como la forma más adecuada de estimar los riesgos potenciales para la salud de la mezcla de dioxinas. Datos recientes sugieren que este tipo de factor de escala simple puede no ser el tratamiento más apropiado para mezclas complejas de dioxinas; tanto la transferencia desde la fuente como la absorción y la eliminación varían entre diferentes congéneres, y el valor TEF no puede reflejar esto con precisión.

Las dioxinas y otros contaminantes orgánicos persistentes (COP) están sujetos al Convenio de Estocolmo. El tratado obliga a los signatarios a tomar medidas para eliminar donde sea posible y minimizar donde no sea posible eliminar todas las fuentes de dioxinas.

Efectos en la salud de los humanos

Cloracne en el oído y el cuello de un trabajador de producción de herbicidas

Las dioxinas se acumulan principalmente en los tejidos grasos con el tiempo (bioacumulación), por lo que incluso las exposiciones pequeñas pueden llegar a niveles peligrosos. En 1994, la EPA de EE. UU. informó que las dioxinas son probablemente cancerígenas, pero señaló que los efectos no cancerígenos (reproducción y desarrollo sexual, sistema inmunitario) pueden representar una amenaza mayor para la salud humana. El TCDD, el más tóxico de las dibenzodioxinas, está clasificado como carcinógeno del Grupo 1 por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). TCDD tiene una vida media de aproximadamente 8 años en humanos, aunque en altas concentraciones, la tasa de eliminación es mejorada por el metabolismo. Los efectos sobre la salud de las dioxinas están mediados por su acción sobre un receptor celular, el receptor de hidrocarburos arílicos (AhR).

La exposición a altos niveles de dioxinas en humanos provoca una forma grave de acné persistente, conocida como cloracné. Los estudios epidemiológicos han demostrado que los niveles altos de exposición ocupacional o accidental a las dioxinas conducen a un mayor riesgo de tumores en todos los sitios. Otros efectos en humanos (a niveles de dosis altos) pueden incluir:

• Anormalidades de desarrollo en el esmalte de dientes infantiles.
• Patología central y periférica del sistema nervioso
• Trastornos tiroideos
• Daño a los sistemas inmunitarios
• Endometriosis
• Diabetes

Estudios recientes han demostrado que la alta exposición a las dioxinas cambia la proporción de nacimientos de hombres y mujeres entre una población de tal manera que nacen más mujeres que hombres.

Las dioxinas se acumulan en las cadenas alimentarias de forma similar a otros compuestos clorados (bioacumulación). Esto significa que incluso pequeñas concentraciones en agua contaminada pueden concentrarse en una cadena alimentaria hasta niveles peligrosos debido a la larga vida media biológica y la baja solubilidad en agua de las dioxinas.

Efectos tóxicos en animales

Si bien ha sido difícil establecer efectos específicos en la salud de los humanos debido a la falta de experimentos con dosis controladas, los estudios en animales han demostrado que la dioxina causa una amplia variedad de efectos tóxicos. En particular, se ha demostrado que el TCDD es teratogénico, mutagénico, cancerígeno, inmunotóxico y hepatotóxico. Además, se han informado alteraciones en múltiples sistemas endocrinos y de factores de crecimiento. Los efectos más sensibles, observados en múltiples especies, parecen ser de desarrollo, incluidos los efectos sobre los sistemas inmunitario, nervioso y reproductivo en desarrollo. Los efectos más sensibles se producen en cargas corporales relativamente cercanas a las reportadas en humanos.

Entre los animales en los que se ha estudiado la toxicidad de TCDD, existe una fuerte evidencia de los siguientes efectos:

• Defectos de nacimiento (teratogénica)

En roedores, incluyendo ratas, ratones, hámsteres y conejillos de Indias, aves y peces.

• Cáncer (incluyendo neoplasias en el pulmón mamífero, cavidades orales/nasales, glándulas tiroideas y suprarrenales, hígado, carcinoma de células escamosas y diversos hepatocarcinomas animales)

En roedores y peces.

• Hepatotoxicidad (toxicidad de la vida)

En roedores, pollos y pescado.

• Interrupción endocrina

En roedores y peces.

• Immunosuppression

En roedores y peces.

La LD50 de dioxina también varía mucho entre las especies, siendo la disparidad más notable entre las especies aparentemente similares de hámster y conejillo de Indias. La LD50 oral para conejillos de Indias es tan baja como 0,5 a 2 μg/kg de peso corporal, mientras que la LD50 oral para hámsters puede ser tan alta como 1 a 5 mg/kg de peso corporal, una diferencia de hasta mil veces o más, y incluso entre cepas de ratas puede haber miles de diferencias.

Agente Naranja

Helicópteros Huey del Ejército de EE.UU. rociando Agente Orange sobre tierra agrícola vietnamita

Agente naranja era el nombre en clave de uno de los herbicidas y defoliantes que el ejército de los EE. UU. usó como parte de su programa de guerra con herbicidas, Operation Ranch Hand, durante la Guerra de Vietnam de 1961 a 1971. Era una mezcla de 2,4, 5-T y 2,4-D. El 2,4,5-T utilizado estaba contaminado con 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (TCDD), un compuesto de dioxina extremadamente tóxico.

Durante la guerra de Vietnam, entre 1962 y 1971, el ejército de los Estados Unidos roció 20 000 000 galones estadounidenses (76 000 000 L) de herbicidas químicos y defoliantes en Vietnam, el este de Laos y partes de Camboya, como parte de la Operación Ranch Hand.

Para 1971, el 12 % del área total de Vietnam del Sur había sido rociada con productos químicos defoliantes, que a menudo se aplicaban en proporciones que eran 13 veces más altas que el límite legal del USDA. Solo en Vietnam del Sur, se estima que finalmente se destruyeron 10 millones de hectáreas de tierras agrícolas. En algunas áreas, las concentraciones de TCDD en el suelo y el agua fueron cientos de veces mayores que los niveles considerados seguros por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.

Según el Ministerio de Relaciones Exteriores de Vietnam, 4,8 millones de vietnamitas estuvieron expuestos al Agente Naranja, lo que resultó en la muerte o mutilación de 400 000 personas y el nacimiento de 500 000 niños con defectos de nacimiento. La Cruz Roja de Vietnam estima que hasta 1 millón de personas están discapacitadas o tienen problemas de salud debido a la contaminación del Agente Naranja. El gobierno de los Estados Unidos ha cuestionado estas cifras por ser poco fiables y poco realistas.

Incidentes de exposición a dioxinas

• En 1949, en una planta de producción de herbicidas Monsanto para 2,4,5-T en Nitro, Virginia Occidental, 240 personas se vieron afectadas cuando se abrió una válvula de alivio.
• En 1963, una nube de dioxina escapó después de una explosión en una planta Philips-Duphar (ahora Solvay Group) cerca de Amsterdam. La planta fue tan contaminada con dioxina después del accidente que tuvo que ser desmantelada, incrustada en hormigón, y arrojada al océano.
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  Spolana Neratovice chloralkali plant, air view
  Entre 1965 y 1968 la producción de 2,4,5-triclorofenol en la planta de Spolana Neratovice en Checoslovaquia intoxicó seriamente a unos 60 trabajadores con dioxinas; después de 3 años de investigación de los problemas de salud de los trabajadores, Spolana dejó de fabricar 2,4,5-T (la mayoría de los cuales se abasteció a los militares estadounidenses en Vietnam). Varios edificios de la planta química Spolana estaban fuertemente contaminados por dioxinas. Las cantidades desconocidas de dioxinas fueron arrastradas a los ríos Elba y Mulde durante la inundación europea de 2002, contaminando el suelo. El análisis de huevos y patos encontró niveles de dioxina 15 veces más altos que el límite de la UE y una alta concentración de PCB tipo dioxina en el pueblo de Libiš. En 2004, la autoridad estatal de salud publicó un estudio que analizaba el nivel de sustancias tóxicas en sangre humana cerca de Spolana. Según el estudio, los niveles de dioxina en Neratovice, Libiš y Tišice eran aproximadamente el doble del nivel del grupo de control en Benešov. La cantidad de dioxinas cerca de Spolana es significativamente mayor que los niveles de fondo en otros países. Según la EPA de EE.UU., incluso un nivel de fondo puede plantear un riesgo de cáncer de 1:10000 a 1:1000, aproximadamente 100 veces superior a lo normal. El consumo de pescado local, huevos, aves de corral y algunos productos se prohibió debido a la contaminación post-flood.
• También durante 1965 a 1968, el Dr. Albert M. Kligman fue contratado por la Dow Chemical Company para realizar pruebas de umbral para TCDD en los reclusos de la prisión Holmesburg en Filadelfia después de que los estudios de Dow revelasen efectos adversos en los trabajadores de Dow's Midland, Michigan, planta probablemente debido a TCDD. Una prueba posterior de Dow en los modelos del oído de conejo cuando se expone a 4-8μg generalmente causó una respuesta severa. Los estudios humanos realizados en Holmesburg no siguieron el protocolo original de Dow y carecían de un consentimiento informado adecuado por parte de los participantes. Como resultado del mal diseño de estudio y posterior destrucción de registros, las pruebas fueron prácticamente inútiles, aunque diez reclusos fueron expuestos a 7.500μg de TCDD.
• En 1976, grandes cantidades de dioxinas fueron liberadas en un accidente industrial en Seveso, Italia, aunque no se produjeron muertes humanas inmediatas ni defectos de nacimiento.
• En 1978, las dioxinas fueron algunos de los contaminantes que obligaron a evacuar el barrio del Canal del Amor de Niagara Falls, Nueva York.
• De 1982 a 1985, Times Beach, Missouri, fue comprada y evacuada bajo el orden de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos debido a altos niveles de dioxinas en el suelo causadas por aplicaciones de petróleo contaminado con el fin de controlar el polvo en las carreteras de tierra de la ciudad. La ciudad finalmente se desincorpora.
• Una planta química Khimprom en Ufa, Rusia lanzó fenol en los afluentes del agua en la primavera de 1990. Una investigación reveló la eliminación previamente clasificada de dioxina en la fabricación de ácido 2,4,5-Triclorofenoxiáctico. El accidente de primavera de 1990 afectó a 670.000 personas. La dioxina fue encontrada en agua corriente. It was assumed that it resulted from chlorophenol produced by a reaction with chlorine in water purification.
• En diciembre de 1991, una explosión eléctrica hizo que las dioxinas (creadas de la oxidación del bifenilo policlorado) se extendieran por cuatro salas de residencia y otros dos edificios en el campus universitario de SUNY New Paltz.
• En mayo de 1999 se produjo una crisis de dioxina en Bélgica: las cantidades de bifenilos policlorados con toxicidad similar a la dioxina habían entrado en la cadena alimentaria mediante alimentos animales contaminados. Había que masacrar 7 millones de pollos y 60.000 cerdos. Este escándalo fue seguido por un cambio de deslizamiento en el gobierno en las elecciones un mes después.
• Explosions resulting from the terrorist attacks on the US on September 11, 2001, released massive amounts of dust into the air. El aire se midió para las dioxinas del 23 de septiembre de 2001, al 21 de noviembre de 2001, y reportó que "sólo la concentración ambiental más alta que se ha reportado en la historia". El informe de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, fechado en octubre de 2002 y publicado en diciembre de 2002, titulado "Exposure and Human Health Evaluation of Airborne Pollution from the World Trade Center Disaster" autored by the EPA Office of Research and Development in Washington states that dioxin levels recorded at a monitoring station on Park Row near City Hall Park in New York between October 12 and 29, 2001, averaged 5.6 parts per trillion, or nearly six times the highest trillice El informe no mide la toxicidad del aire interior.
• En un estudio de caso de 2001, los médicos reportaron cambios clínicos en una mujer de 30 años que había estado expuesta a una dosis masiva (144.000 pg/g de grasa sanguínea) de dioxina igual a 16.000 veces el nivel corporal normal; la dosis más alta de dioxina jamás registrada en un humano. Sufría de cloracné, náuseas, vómitos, dolor epigástrico, pérdida de apetito, leucocitosis, anemia, amenorrhoea y trombocitopenia. Sin embargo, otras pruebas notables de laboratorio, como pruebas de función inmune, eran relativamente normales. El mismo estudio también abarcó un segundo tema que había recibido una dosis equivalente a 2.900 veces el nivel normal, que aparentemente no sufrió efectos negativos notables aparte del cloracne. Estos pacientes recibieron oletra para acelerar la eliminación de dioxina.
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  Viktor Yushchenko con cloracné después de su incidente de envenenamiento por TCDD
  En 2004, en un notable caso individual de envenenamiento por dioxina, el político ucraniano Viktor Yushchenko fue expuesto a la segunda dosis medida más grande de dioxinas, según los informes de los médicos responsables de diagnosticarlo. Este es el primer caso conocido de una sola dosis alta de envenenamiento por dioxina TCDD, y fue diagnosticado sólo después de que un toxicólogo reconociera los síntomas de cloracne mientras veía la cobertura de noticias de televisión de su afección.
• A principios de la década de 2000, los residentes de la ciudad de Nueva Plymouth, Nueva Zelanda, reportaron muchas enfermedades de personas que viven alrededor y trabajan en la planta química Dow. Esta planta dejó de producir 2,4,5-T en 1987.
• DuPont ha sido demandado por 1.995 personas que reclaman emisiones de dioxina de la planta de DuPont en DeLisle, Mississippi, causaron sus cánceres, enfermedades o muertes de seres queridos; de estas sólo 850 estaban pendientes a partir de junio de 2008. En agosto de 2005, Glen Strong, un pescador de ostras con el mieloma múltiple de cáncer de sangre raro, recibió $14 millones de DuPont, pero el fallo fue revocado el 5 de junio de 2008, por un jurado de Mississippi que encontró que la planta de DuPont no tenía conexión con la enfermedad del Sr. Strong. En otro caso, los padres afirmaron que la dioxina de la contaminación causó la muerte de su hija de 8 años; el juicio tuvo lugar en el verano de 2007, y un jurado rechazó totalmente las afirmaciones de la familia, ya que no se pudo probar ninguna conexión científica entre DuPont y la trágica pérdida de la familia. La planta DeLisle de DuPont es una de las tres instalaciones de dióxido de titanio (incluyendo Edgemoor, Delaware y New Johnsonville, Tennessee) que son los mayores productores de dioxina en el país, según el Inventario de Liberación Tóxica de la EPA de los Estados Unidos. DuPont mantiene que sus operaciones son seguras y ambientalmente responsables.
• En 2007 se amontonaron miles de toneladas de residuos de foul-smelling en Nápoles, Italia y sus aldeas circundantes, desfavorando barrios enteros. Las autoridades descubrieron que los niveles de dibenzodioxinas policlorados en leche de búfalo utilizados por 29 fabricantes de mozzarella superaron los límites permitidos; después de más investigación imputieron leche de 66 granjas. Las autoridades sospechó que la fuente de la contaminación procedía de desperdicios ilegales en tierras pastoreadas por búfalo. Los fiscales de Nápoles llevaron a 109 personas bajo investigación por sospecha de fraude y envenenamiento por alimentos. Las ventas de queso Mozzarella cayeron un 50% en Italia.
• In December 2008 in Ireland dioxin levels in pork were revealedd to have been between 80 and 200 times the legal limit. Todos los productos de cerdo irlandés fueron retirados de la venta tanto a nivel nacional como internacional. En este caso, se encontró que la toxicidad dioxina se debía principalmente a dibenzofuranos policlorados como dioxina y bifenilos policlorados, y la contribución de dibenzodioxinas policloradas reales era relativamente baja. Se cree que el incidente se debió a la contaminación del aceite de combustible utilizado en un quemador de secado en un solo procesador de alimentación, con PCB. La combustión resultante produjo una mezcla altamente tóxica de PCB, dioxinas y furanos, que se incluyó en el pienso producido y posteriormente alimentado a un gran número de cerdos.
• Según datos de 2009, en 2005 la producción de dioxina por la industria siderúrgica ILVA en Taranto (Italia) representó el 90,3% de las emisiones totales italianas y el 8,8% de las emisiones europeas.
• Efecto de la dioxina alemana: En enero de 2011 se prohibió a unas 4700 granjas alemanas hacer entregas después de la autocontrolación de un productor de piensos animales mostró niveles de dioxina por encima de los niveles máximos. This incident appeared to involve PCDDs and not PCBs. Se encontraron dioxinas en pienso animal y huevos en muchas granjas. Los valores máximos se superaron dos veces en la alimentación y se cuadriplicaron al máximo en algunos huevos individuales. Así pues, el incidente fue menor en comparación con la crisis belga en 1999, y las prohibiciones de la entrega fueron rápidamente despejadas.

Pruebas de dioxinas

Los análisis utilizados para determinar estos compuestos' la toxicidad relativa comparte elementos comunes que difieren de los métodos utilizados para las determinaciones analíticas más tradicionales. Los métodos preferidos para las dioxinas y los análisis relacionados utilizan cromatografía de gases/espectrometría de masas de alta resolución (HRGC/HRMS). Las concentraciones se determinan midiendo la relación entre el analito y el patrón interno marcado isotópicamente apropiado.

Actualmente, también se utilizan nuevos bioensayos como DR CALUX en la identificación de dioxinas y compuestos similares a las dioxinas. La ventaja con respecto a HRGC/HRMS es que puede escanear muchas muestras a menor costo. También es capaz de detectar todos los compuestos que interactúan con el receptor Ah, que es responsable de los efectos cancerígenos.