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

Todos os dias, quase 5 milhões de toneladas de materiais perigosos são transportadas nos Estados Unidos, portanto, estatisticamente, o número de derramamentos químicos é pequeno, mas o impacto é abrangente. Derramamentos recentes em East Palestine e em outros locais evidenciam os desafios que socorristas, transportadoras e órgãos governamentais enfrentam na limpeza após acidentes químicos. Este artigo analisa mais a fundo a ciência por trás do cloreto de vinila, o impacto das dioxinas e as possíveis remediações presentes 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 ajude a orientar decisões futuras para um melhor rastreamento, resposta e resultados?

Como o cloreto de vinila causa câncer?

Mesmo com a queima controlada em East Palestine, uma quantidade significativa de cloreto de vinila ainda foi liberada no ambiente ao redor, incluindo solo, água e 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, sendo 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). Esta molécula contém um grupo epóxido (destacado em vermelho) que pode se ligar prontamente às bases do DNA (guanina, por exemplo), resultando na formação de adutos de DNA. Esses adutos podem causar mutações no DNA, o que pode, em última análise, levar ao desenvolvimento de câncer.

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Figura 1. Mecanismo de mutagênese do DNA pelo cloreto de vinila: Uma vez que o cloreto de vinila é transportado para o fígado, a enzima citocromo P450 o converte em óxido de cloroetileno, que é altamente reativo com as bases do 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 uma meia-vida curta no meio ambiente: 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. Portanto, as remediações para o cloreto de vinila são menos críticas a longo prazo do que as de contaminantes persistentes, como as dioxinas, no meio ambiente. Embora existam diversas abordagens (físicas vs. químicas) para a remediação, elas podem ser aplicáveis apenas àqueles que estão continuamente expostos ao cloreto de vinila.

O que são dioxinas e elas são perigosas?

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, uma vez que as dioxinas são persistentes e 90% da exposição humana ocorre por meio dos 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 prejudicadas. Elas também podem interferir em muitos hormônios, como estrogênio, androgênio e hormônios tireoidianos, levando a anormalidades nos sistemas reprodutivo, de desenvolvimento e imunológico.

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Existem remediações para dioxinas?

Ao analisar o panorama de patentes na CAS Content Collection™ sobre a remoção de dioxinas, surgiram várias tendências importantes. A decomposição térmica e os catalisadores de decomposição são dois métodos principais de remoção de dioxinas, com muitas patentes focadas na remoção de dioxinas do ar ou de cinzas volantes. A pesquisa sobre a remoção de dioxinas do solo ainda é limitada. Fu et al. discutiram o uso de um carvão ativado modificado (V5-Mo5-Ti) como um material de adsorção catalítica promissor para controlar a emissão de dioxinas provenientes da dessorção térmica de solo contaminado por matéria orgânica.

Os principais players identificados incluem a Mitsubishi Heavy Industries, que depositou mais de 90 patentes entre os anos 2000-2003 (Figura 2), e players 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, depositada pela Mitsubishi Heavy Industries, reivindicou um dispositivo que utiliza 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 remover dioxinas de gases de combustão.

Figure 2. Top patent assignees in the field of dioxin decomposition
Figura 2. Principais titulares de patentes no campo da decomposição de dioxinas.
Figure 3. Patent publication trend in the dioxin decomposition
Figura 3. Tendência de publicação de patentes em decomposição de dioxinas
Figure 4. Top concepts being discussed in patent publications in dioxin decomposition
Figura 4. Principais conceitos discutidos em publicações de patentes sobre decomposição de dioxinas

O papel dos dados

Logo após acidentes como estes, o foco costuma recair sobre os desafios ou falhas físicas, mas outro fator fundamental a ser considerado é a informação. É vital que todos os protocolos de segurança ou diretrizes de manuseio sejam facilmente acessíveis às equipes de resposta e órgãos competentes. De modo geral, também é crítico que todos os materiais perigosos sejam devidamente rastreados por quem transporta os produtos químicos. Soluções que integram dados e melhoram a precisão e a eficiência em toda a cadeia de suprimentos tornam-se ainda mais valiosas. 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 números CAS RN™ para garantir que os dados químicos sejam precisos e integrados entre as fontes.

Perspectivas futuras

Embora existam diversas abordagens de prevenção (desde restrições e políticas até outras medidas), o desafio de como realizar a melhor limpeza e minimizar problemas de saúde e preocupações ambientais precisará ser enfrentado daqui para frente. Embora a pesquisa científica e as publicações tenham avançado, deve-se considerar o acesso facilitado e uma melhor rastreabilidade de produtos químicos perigosos. Por fim, em situações em que os corpos de bombeiros possam estar com falta de pessoal ou sem treinamento para protocolos de materiais perigosos, a identificação precisa de produtos químicos derramados e o acesso aos protocolos de segurança corretos são fundamentais. Somente nos preparando para futuros derramamentos e cenários de acidentes seremos capazes de minimizar o impacto do inevitável.

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