Węglowodory aromatyczne napędzają gospodarkę jako podstawowy składnik ropy naftowej, zapewniają również pracę ekologom i służbie zdrowia. Najsłynniejszym przedstawicielem tej grupy związków chemicznych są benzopireny. W tym benzoalfapiren.
Słyną one przede wszystkim z właściwości genotoksycznych, mutagennych i kancerogennych. Mówiąc prościej: benzopireny skuteczniej niż pozostałe węglowodory przyczyniają się do rozwoju nowotworów.
Węglowodory to liczna grupa organicznych związków chemicznych złożonych wyłącznie z atomów węgla i wodoru. Większość z nich zalega we wnętrzu Ziemi, gdzie zachodzą procesy rozkładu materii organicznej. Prowadzą one do uwolnienia obfitych zasobów węgla i wodoru. Pierwiastki te łączą się następnie w długie łańcuchy w procesie tzw. katenacji. Tak powstaje ropa naftowa, która, wraz ze swoimi pochodnymi, jest głównym źródłem węglowodorów w przemyśle i jednym z głównych w atmosferze. 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.
By jednak nie wywołać mylnego wrażenia, że węglowodory to wyłącznie „szkodliwa chemia”, warto dodać, że związki te obecne są również w organizmach żywych, w których pełnią ważne i pożyteczne funkcje.
Przykładem 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 „koledzy z grupy”, tacy jak…
Aromatyczni zabójcy: benzen i benzopireny
Wprawdzie nie pachną najkorzystniej, ale zaliczane są do węglowodorów aromatycznych (własność aromatyczności odnosi się do specyficznej struktury związków chemicznych), określanych również jako areny. W grupie tej znajduje się ponad 200 związków, klasyfikowanych jako wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), z których wiele ma udowodnione właściwości rakotwórcze. Najprostszym węglowodorem aromatycznym jest benzen. Związek ten złożony jest 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.
Benzopireny, podobnie jak inne związki aromatyczne mogą „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 kumulować się w tkance tłuszczowej – wraz z kumulacją tych związków, kumulują się również szkodliwe efekty ich oddziaływania na organizm.
Węglowodory aromatyczne w powietrzu i w żywności
Źródłem benzopirenów jest proces niecałkowitego spalania węglowodorów. 87 proc. tych związków w polskim powietrzu (według szacunków Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami) pochodzi z domowych pieców i kotłów węglowych, w szczególności tych przestarzałych, bądź wadliwych, niespełniających podstawowych standardów emisyjnych. Benzopireny występują również w spalinach samochodowych, dymie papierosowym, a także w… żywności. Nie chodzi wyłącznie o produkty przetwarzane termicznie, w których również powstają te związki. Węglowodory aromatyczne są obecne w licznych artykułach spożywczych, do których przenikają przez zanieczyszczone powietrze, wodę i glebę. Związki te odkładają się w tkance tłuszczowej zwierząt i mogą trafiać do naszego jadłospisu m.in. w „opakowaniu” 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.
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 normy WHO. Przy czym „norma” oznacza w tym przypadku wartość, po przekroczeniu której rośnie ryzyko zachorowania na nowotwór – bo zdaniem ekspertów WHO żadne stężenie benzopirenów nie jest bezpieczne dla naszego zdrowia.
Czytaj także: Benzo[a]piren groźniejszy niż sądzono. „Może pokonywać bardzo duże odległości w atmosferze”
Według danych Głównej Inspekcji Ochrony Środowiska za rok 2014 norma rocznego stężenia BAP została przekroczona w przypadku 98 proc. stacji pomiarowych na terenie Polski. Najgorzej było w południowej i centralnej części kraju. Wartość średniego rocznego stężenia benzo[a]pirenu na niektórych stacjach pomiarowych wyniosła 1700 proc. normy. Norma zanieczyszczania BAP wynosi 1 ng/m3, a tak wyglądają wskazania z najbardziej skażonych polskich miast.
1. Nowa Ruda – 17 ng/m3
2. Opoczno – 15 ng/m3
3. Nowy Targ – 15 ng/m3
4. Rybnik – 12 ng/m3
5. Sucha Beskidzka – 11 ng/m3
6. Proszowice – 10,0 ng/m3
7. Nowy Sącz – 10,0 ng/m3
8. Tomaszów Mazowiecki – 9,8 ng/m3
9. Godów – 9,6 ng/m3
10. Zakopane – 9,1 ng/m3
11. Brzeziny – 9,1 ng/m3
12. Miechów – 9,0 ng/m3
13. Zabrze – 8,7 ng/m3
14. Rabka Zdrój – 8,1 ng/m3
15. Otwock – 8,0 ng/m3
Dane (za rok 2014): Państwowy Monitoring Środowiska – Inspekcja Ochrony Środowiska
A oto jak Polska prezentuje się na mapie Europy pod względem emisji benzopirenów. Chyba jedyne słowo, jakie przychodzi do głowy w tym kontekście, to „rozpacz”.
