Benzo[a]piren to związek z grupy węglowodorów aromatycznych i jedno z najgroźniejszych zanieczyszczeń powietrza. W Polsce oddychamy nim w szczególnym nadmiarze, m.in. w uzdrowiskach.
Węglowodory to liczna grupa związków chemicznych złożonych wyłącznie z węgla i wodoru. Są głównym składnikiem paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa i gaz ziemny. Te ostatnie powstały w toku procesów trwających miliony lat. Martwe organizmy morskie osiadały na dnie oceanów i były przykrywane warstwami osadów. Pod wpływem wysokiego ciśnienia, temperatury i braku tlenu nastąpiła ich przemiana w substancje, które obecnie zasilają światową gospodarkę.
Węglowodory powstają również w procesie suchej destylacji drewna (tzw. pirolizy), czyli jego rozkładu termicznego w warunkach beztlenowych. W ten sposób wytwarzany jest węgiel drzewny, którym opalamy nasze grille. Jednak węglowodory to nie tylko „szkodliwe substancje”. Związki te obecne są również w organizmach żywych, w których pełnią ważne i pożyteczne funkcje.
Przykładem są karetonoidy, czyli barwniki roślinne – prekursory witaminy A i przeciwutleniacze, obecne m.in. w marchwi, dyni, papryce czy pomidorach. Zmniejszają one ryzyko zachorowania na raka, czyli działają na nasz organizm dokładnie odwrotnie niż ich ropopochodni „koledzy”.
Aromatyczni zabójcy: benzen i benzopireny
Węglowodory w postaci czystej są bezwonne. Wyjątek stanowią węglowodory aromatyczne (również: areny). To określenie nie odnosi się jednak do ich zapachu, ale specyficznej struktury chemicznej. W „aromatycznej” grupie znajduje się ponad 200 związków klasyfikowanych jako wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), z których wiele ma udowodnione właściwości rakotwórcze.
Najprostszy węglowodór aromatyczny to benzen. Jest on złożony z sześciu atomów węgla i sześciu atomów wodoru, połączonych w charakterystyczny, pierścieniowy układ, określany mianem pierścienia benzenowego. Skondensowane pierścienie benzenowe tworzą z kolei związki z grupy WWA, m.in. benzopireny zbudowane z pięciu takich pierścieni. Do tej ostatniej grupy należą jedynie dwa związki: benzo[a]piren (BaP) i mniej rozpowszechniony benzo[e]piren, różniące się od siebie miejscem przyłączenia dodatkowego pierścienia benzenowego.
Ze zdrowotnego punktu widzenia bardziej istotne jest to, czym się od siebie nie różnią: mianowicie właściwościami rakotwórczymi. Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) już w 1987 r. zaliczyła benzopireny do najważniejszych substancji o działaniu kancerogennym dla człowieka. Podobnie jak inne związki aromatyczne mogą one „wciskać” się między zasady azotowe tworzące DNA, prowadząc do zaburzeń w jego replikacji. To z kolei może inicjować powstawanie komórek nowotworowych. Badania naukowe potwierdzają wpływ benzopirenów w szczególności na rozwój raka płuc.
Silnie toksyczne właściwości wykazuje również benzen w postaci czystej. Przy większych stężeniach może prowadzić do ostrych zatruć lub nawet zgonu. Szkodliwy jest również przy niższych lecz przewlekłych stężeniach. Objawy nadmiernej ekspozycji na ten gaz obejmują:
- zmęczenie,
- ból głowy,
- utratę łaknienia,
- nerwowość,
- depresję,
- podrażnienia skórne,
- spłycenie oddechu,
- spadek białych krwinek i obniżenie odporności.
Długofalową konsekwencją narażenia na zbyt wysokie stężenia benzenu w powietrzu może być białaczka lub inne rodzaje nowotworów. Zarówno benzen jak i benzopireny mogą odkładać się w tkance tłuszczowej – wraz z kumulacją tych związków, kumulują się również szkodliwe efekty ich oddziaływania na organizm.
Źródła emisji benzopirenów
Benzopireny to rezultat niecałkowitego spalania węglowodorów. Według Europejskiego Rejestru Uwalniania i Transferu Zanieczyszczeń w 2011 r. kraje UE wyemitowały 222 tony BaP. Główne źródła tej i jej pokrewnych substancji to przemysł produkcji pulpy drzewnej i innych materiałów włóknistych oraz elektrociepłownie i inne instalacje do spalania paliw. Odpowiadają one łącznie za ok 70 proc. emisji. W Polsce te proporcje wyglądają nieco inaczej. 87 proc. benzopirenów w naszym powietrzu pochodzi z domowych pieców i kotłów węglowych, w szczególności tych przestarzałych, bądź wadliwych, niespełniających podstawowych standardów emisyjnych – tak wynika z szacunków Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami.
Benzopireny występują również w spalinach samochodowych, dymie papierosowym, a także w żywności. Nie chodzi wyłącznie o produkty poddawane obróbce termicznej. WWA są obecne w licznych artykułach spożywczych, do których przenikają przez zanieczyszczone powietrze, wodę i glebę. Substancje te odkładają się w tkance tłuszczowej zwierząt i mogą trafiać do naszego jadłospisu m.in. pod postacią mięsa czy mleka i jego przetworów. Co gorsza, według szacunków Światowej Organizacji Zdrowia, narażenie na WWA w aż 99 proc. jest wynikiem spożycia żywności zawierającej toksyny z tej grupy.
Czytaj także: Benzo[a]piren groźniejszy niż sądzono. „Może pokonywać bardzo duże odległości w atmosferze”
Polskie uzdrowiska benzo[a]pirenem stoją
To średnia dla świata. W Polsce sytuacja może wyglądać nieco inaczej. Według danych Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) nasz kraj jest unijnym rekordzistą pod względem emisji benzopirenów. Stężenie tych związków w naszym powietrzu aż czterdziestokrotnie przekracza zalecenia WHO. W UE i Polsce wartość docelową średniego rocznego stężenia BaP ustalono na poziomie 1 ng/m3. Obecnie aż 20 proc. mieszkańców UE żyje na terenach, na których ta wartość jest przekroczona, a jedynie 7 proc. zamieszkuje obszary, na których emisje nie przekraczają 0,12 ng/m3 – poziomu określanego jako dopuszczalny. Niestety żadne stężenia BaP nie są w pełni bezpieczne, ze względu na wysoką toksyczność tej substancji.
W Polsce wartości graniczne przekraczane są regularnie. Nawet, a czasem szczególnie, w miejscach, w których pobyt z założenia ma sprzyjać zdrowiu. Z danych Głównego Inspektora Ochrony Środowiska (GIOŚ) wynika, że w 2021 r. przekroczenia norm BaP wystąpiły aż w 34 polskich uzdrowiskach – mimo że normy dla PM10, PM2.5 przekroczono „tylko” w, odpowiednio, siedmiu i pięciu miejscowościach o „zdrojowym” statusie. Analiza dokumentacji 12 uzdrowisk przeprowadzona przez Najwyższą Izbę Kontroli (NIK) wykazała, że żadne z nich nie spełnia wszystkich wymagań dotyczących stanu sanitarnego powietrza, m.in. ze względu na wysokie emisje BaP.
Dane NIK potwierdzają również dość powszechnie znaną zależność między wysokością stężenia BaP a sezonem grzewczym.
Szczegółowe dane dotyczące emisji BaP uzyskane z poszczególnych stacji pomiarowych można znaleźć na stronie GIOS.
W Polsce walka z benzo[a]pirenem trwa. Z problemem dość skutecznie poradzili sobie natomiast Brytyjczycy. Od 1990 r. emisje BaP na Wyspach spadły z poziomu ponad 60 ton do ok. 5 ton rocznie. Wciąż sporo, ale jednak znacząco mniej.
