Análisis: Regulación de compuestos orgánicos volátiles: una mirada sistémica | (CR)2

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Rodrigo Seguel, Investigador línea Ciudades Resilientes, Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2

En la atmósfera coexisten miles de compuestos orgánicos volátiles (COV) como resultado de emisiones naturales provenientes tanto de ecosistemas terrestres como marinos [1]. Se estima que dichas emisiones son diez veces superiores a las humanas [2]. Estos compuestos participan de numerosas reacciones químicas complejas que determinan propiedades fundamentales de la atmósfera como, por ejemplo, la capacidad oxidativa. Además, los COV influyen directa o indirectamente en el equilibrio de otros de gases de efecto invernadero de vida corta como el ozono y el metano [3].

Desde la revolución industrial las emisiones humanas han impactado el sistema atmosférico más allá de su capacidad de resiliencia. De hecho, el aumento de la temperatura debido a gases de efecto invernadero incrementa las emisiones naturales, ocasionando retroalimentaciones entre la composición química de la atmósfera y el clima, así como impactos tanto reversibles como irreversibles en el sistema Tierra [4].

Los COV de origen antropogénico son emitidos desde fuentes diversas que incluyen combustibles fósiles, escapes de vehículos, solventes empleados por la industria química y aerosoles de uso doméstico. A escala urbana, la exposición a determinados COV es una amenaza para la salud de las personas debido a sus propiedades tóxicas. El benceno, por ejemplo, es un conocido cancerígeno [5]. Por este motivo la Unión Europea estableció que el benceno en el aire no debe exceder las 1,6 partes por billón en volumen (ppbv) como promedio anual.

La degradación de COV en la atmósfera (oxidación) produce un elevado número de subproductos tóxicos que afectan no solo la salud, sino también los ecosistemas y la productividad agrícola. Por este motivo, los COV también son conocidos como precursores de otros contaminantes, algunos regulados, como el dióxido de nitrógeno, ozono y material particulado fino. Por lo tanto, una gestión adecuada de COV resultaría altamente beneficiosa en una ciudad como Santiago, saturada por ozono hace más de 20 años [6].

En este contexto, el enfoque utilizado por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos en zonas saturadas por ozono monitorea 65 COV prioritarios y opcionales de acuerdo a su peligrosidad y capacidad para formar ozono y partículas secundarias. La Tabla 1 muestra algunos COV prioritarios relevantes y sus impactos.

Tabla 1. Ejemplo de algunos COV prioritarios monitoreados en zonas saturadas por ozono de acuerdo a la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U.S. EPA).

Se debe mencionar también que algunos COV pueden generar olores molestos debido a que contienen azufre en su estructura química. Por este motivo, es frecuente que en zonas industriales ocurran denuncias por gases odorantes muy difíciles de medir objetivamente debido a los bajos umbrales de detección del sistema olfativo humano y por la corta duración de los episodios. El dimetil sulfuro, por ejemplo, una especie natural que además se emplea para odorizar el gas licuado de petróleo, puede ser percibido por el olfato humano en niveles tan bajos como 3 ppbv.

Con todo esto, las intoxicaciones masivas de 2018 que afectaron a más de mil quinientas personas en la bahía de Quintero-Puchuncaví, evidenciaron la necesidad de regular a los COV. A raíz de dichos eventos dramáticos, el Ministerio del Medio Ambiente inició la elaboración del Anteproyecto de Norma Primaria de Calidad del Aire para Compuestos Orgánicos Volátiles. La creación de esta norma representa un enorme desafío para la sociedad, en primer lugar, porque debe definir una estrategia razonable de priorización de COV para todo el país. Además, el proceso exige conocer a priori la línea base de los COV seleccionados, es decir, los niveles naturales que no representarían riesgo para la población a lo largo de un periodo de tiempo que permita, como mínimo, conocer la variabilidad diaria y estacional de dichos compuestos (Figura 1). También, junto con la dictación de la norma, se debe implementar un programa sistemático de monitoreo mediante una metodología robusta que permita el seguimiento y evaluación de este parámetro en todo el país.

Figura 1. Ejemplo de variabilidad diaria de compuestos orgánicos volátiles cuantificados mediante un sistema de reacción de transferencia de protones con espectrometría de masas de tiempo de vuelo (PTR-TOF-MS). Las mediciones se realizaron con una resolución temporal de 0,1 segundos en el campus Beauchef de la Universidad de Chile.

Peatones, deportistas, niños y grupos sensibles de la población en general constituirían algunos de los principales beneficiarios de una norma que regule los niveles de excedencia de estos tóxicos. Contar con un número objetivo que proporcione evidencia sobre la calidad de aire es un largo anhelo para vecinos de comunidades emplazadas en las cercanías de zonas industriales altamente impactadas por gases, hasta ahora, de origen “desconocido” y por lo tanto sería un incuestionable logro para la transparencia y la fe pública. Adicionalmente, otorgaría certeza jurídica, un elemento fundamental para declarar zonas saturadas y establecer planes de descontaminación.

Más aún, la elaboración del anteproyecto de norma primaria de COV proporciona un espacio para discutir la aplicación de instrumentos de gestión ambiental con una lógica sistémica que, si bien tiene foco en la salud pública, advierte los cobeneficios derivados de la protección de los ecosistemas terrestres y el clima. El debate ad portas constituye, por lo tanto, un ejercicio que nos exige comprender a la atmósfera como un sistema complejo, modulada por equilibrios químicos, sujeta a cambio y que, en consecuencia, requiere ser preservada con urgencia para las generaciones futuras.

Referencias
  1. Goldstein, A. H., Galbally, I. E. 2007. Known and Unexplored Organic Constituents in the Earth’s Atmosphere Environmental science & technology 41:1514–1521 https://doi.org/10.1021/es072476p
  2. Williams, J. 2004. Organic Trace Gases in the Atmosphere: An Overview. Environmental Chemistry 1, 125–136 https://doi.org/10.1071/EN04057
  3. Young, P. J., et al. 2013. Pre-industrial to end 21st century projections of tropospheric ozone from the Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project (ACCMIP), Atmos. Chem. Phys., 13, 2063–2090 https://doi.org/10.5194/acp-13-2063-2013
  4. Steffen, W., et al. 2018. Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. Proceedings of the National Academy of Sciences 115:8252–8259 https://doi.org/10.1073/pnas.1810141115
  5. WHO. 2000. Air Quality Guidelines for Europe 2000, second ed. Copenhagen, World Health Organization Regional Office for Europe http://www.euro.who.int/__data/asset s/pdf_file/0005/ 74732/E71922.pdf
  6. Seguel, R. J., et al. 2020. Two decades of ozone standard exceedances in Santiago de Chile Air Qual Atmos Health 13:593–605 https://doi.org/10.1007/s11869-020-00822-w