¿Las
fábricas de celulosa son realmente una amenaza para el ecosistema
del Río Uruguay?
El Comité de Redacción
de Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana ha seleccionado
este artículo publicado en la Revista Industria & Química
Nº 354 - 2006, para su difusión a través de FABA
Informa
< Fig.
1.- Fotografía de la ribera del Río Uruguay donde
se están instalando actualmente dos Pasteras en la vecindad
de la ciudad de Fray Bentos (R.O.U.), obtenida desde el lugar de
esparcimiento y balneario situado a 21 km desde la ciudad de Gualeguaychú
(Provincia de Entre Ríos).
Lázaro F. R. Cafferata1 y José A. Caram2
1
LABORATORIO LADECOR (UNLP) y CINDECA (CONICET), Facultad de Ciencias
Exactas, Universidad Nacional de La Plata, Calles 47 y 115, (1900)
La Plata (http://www.quimica.unlp.edu.ar/Centros),
2
Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas
y Aplicadas, INIFTA (CONICET), C.C. 16, Suc. 4, Diagonal 113 y 64,
(1900) La Plata, República Argentina.
E- mail <caferata@quimica.unlp.edu.ar ; caram@inifta.unlp.edu.ar>
Es evidente que nuestro planeta se encuentra
cada vez más contaminado con diversas sustancias químicas.
Pruebas de ello se tienen no muy lejos, si se analiza la atmósfera
que respiramos, las aguas superficiales y profundas, los sedimentos
y los suelos, que influyen en el grado de salubridad de las poblaciones.
Felizmente es también evidente una política mundial
tendiente a su preservación, poniendo límites cada
vez más estrictos a los niveles de polución en los
distintos ámbitos creativos del quehacer humano. Es así
como se ha elaborado una saludable premisa de que “tenemos
que dejar de contaminar”. La movilización ciudadana
sobre el grado de deterioro del medio ambiente que producirían
en su funcionamiento las dos fábricas de celulosa que ya
se están instalando sobre la ribera del Río Uruguay
(Ver Fig. 1), vecinas a la ciudad de Fray Bentos (República
Oriental del Uruguay), constituye un hecho trascendente y a la vez
inédito por su magnitud y divulgación mundial que
ha contribuido a esclarecer sus probables efectos.
En este tema es necesario discutir rigurosamente todas sus implicancias
(e.g. socio-económicas), como también las de orden
técnico y científico, dado que ese tipo de empresas
se encuentran en el tercer orden de categorización de industrias
altamente contaminantes del medio ambiente [1].
La Sra. Petra Theman, Primer Secretario de la Embajada de Finlandia
en nuestro país (mail: petra@.theman.fomin.fi. (http://www.finlandia.org.ar)
ha expresado textualmente lo siguiente en un Documento Técnico
producido (20 pp.) sobre la instalación de una de esas fábricas
de celulosa. “La industria papelera es una actividad compleja
que comprende muchos procesos y diferentes productos, que incluyen
desde el blanqueo de la celulosa hasta la fabricación de
papeles de distintos tipos. El proceso de fabricación de
pasta al sulfato o Proceso Kraft es el más utilizado en todo
el mundo, debido a las excelentes propiedades del producto y su
aplicabilidad a todo tipo de maderas. Los vertidos de las aguas
residuales [del proceso], las emisiones atmosféricas, incluidos
los gases fétidos y el consumo de energía son sus
principales problemas medioambientales, aunque también lo
son los residuos que pueden llegar a serlo en algunos países.
Algunos de los compuestos vertidos por las industrias papeleras
son tóxicos para los organismos acuáticos. Las emisiones
de sustancias coloreadas pueden perjudicar a los seres vivos que
habitan en el medio receptor. Las emisiones de nutrientes (nitrógeno
y fósforo) pueden contribuir a la eutroficaciòn de
las aguas receptoras. Las aguas residuales contienen metales extraídos
de la madera en bajas concentraciones, pero la carga total puede
ser importante debido al gran caudal de los vertidos. Gracias a
la aplicación de medidas en el propio proceso, se ha logrado
reducir notablemente la concentración de sustancias orgánicas
cloradas y no cloradas en los vertidos de estas industrias. Los
principales contaminantes son óxidos de nitrógeno,
compuestos sulfúreos como el dióxido de azufre y compuestos
sulfúreos reducidos de olor fétido. También
se producen emisiones de partículas. Algunos de los compuestos
vertidos por las papeleras son tóxicos para los organismos
acuáticos. Los contaminantes que predominan en las emisiones
a las aguas son sustancias orgánicas disueltas o dispersas
en la fase acuosa. También se aplican medidas para evitar
vertidos accidentales en el suelo y en las aguas, como consecuencia
de la manipulación y almacenamiento de productos químicos”....
El documento en su parte final, agrega: “La oficina europea
de medio ambiente también ha expresado algunas opiniones
discrepantes, como que el blanqueado sin cloro elemental en las
fábricas de pasta Kraft NO CUMPLE LOS CRITERIOS DE MTD con
respecto a los principios de precaución y prevención
y que, en general, el tratamiento terciario de las aguas residuales
debería incluir el tratamiento con ozono, peróxidos
o radiación ultravioleta, seguido de una fase de biofiltrado...
Grado de consenso: La mayoría del grupo de trabajo técnico
y de los participantes en la Séptima Reunión del Foro
de Intercambio de Información han expresado su respaldo al
presente documento técnico. Sin embargo, no ha sido el caso
de la CEPI, entidad que representa a la Industria Papelera y de
algunos estados miembros, que han puesto en duda algunas de las
conclusiones alcanzadas en el borrador final”.
Si bien ya existen en el ecosistema a que se refiere el título
de este trabajo, y desde hace mucho tiempo, evidentes fuentes de
contaminación que han desmejorado las condiciones de vida
en la región, esto no constituye una razón para dejar
de preocuparnos y llamar la atención sobre la importancia
de la preservación de lo que todavía existe y disfrutamos.
<
Fig.
2.- Representación de las reacciones de destrucción
de ligninas [3], donde R=grupos atómicos de moléculas
de ligninas, con la formación de derivados del ácido
mucónico.
2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina
-- - -- -- - 2,3,6,7-tetraclorodibenzofurano
<
Fig. 3.- Fórmulas estructurales de representantes de
las genéricamente denominadas TCDD |
Es ya bien conocido que en el caso
particular de las fábricas modernas de celulosa, una de las
materias primas utilizadas para su blanqueo final es precisamente
el dióxido de cloro, con excelentes propiedades como biocida.
Esa sustancia, además de pertenecer funcionalmente a la familia
de los peróxidos, tiene una estructura electrónica
de radical libre [2]. De allí su reactividad química
particular con la materia orgánica. Es conocido que el elemento
cloro cuando entra en la estructura de moléculas de materias
primas o de los solventes u otros materiales utilizados en los procesos
industriales, generalmente trae aparejado para los químicos
serios problemas para la neutralización de sus ya conocidos
efectos nocivos. Aún adoptando la tecnología más
moderna (ECF) en el proceso de las fábricas de celulosa,
el peróxido de cloro constituye, por su mecanismo de acción
sobre los complejos fenoles poliméricos (e.g .ligninas) de
las maderas, una seria amenaza para la vida en la región
aludida. Además de ser un gas agresivo que absorbe la luz
solar (a 360 nm) genera entre otros compuestos inorgánicos,
pequeñas cantidades de cloro elemental [2]. Sin embargo,
la reacción química más conocida en el proceso
de blanqueo de la celulosa es la de destrucción de las ligninas
(ver Fig. 2), con formación también
de especies cloradas inorgánicas, oxidantes y halogenantes.
Es decir que el dióxido de cloro, que debe producirse in
situ para su utlización industrial por la peligrosidad del
manejo, transporte y almacenamiento, se caracteriza por su enérgica
acción blanqueadora e, indirectamente, halogenante de la
materia orgánica en general, sea ésta viviente o no.
Por su intrínseca y peculiar reactividad origina en el proceso
Kraft, aun en pequeñas concentraciones, derivados orgánicos
secundarios [3] cuyas moléculas poseen también el
elemento cloro (e.g. 3-cloro-4 (diclorometil-5-hidroxi-2 (5H) furanona,
informada en el estudio medio-ambiental AMES). Esta sustancia representa
solamente ca. 0,0001 % de los compuestos orgánicos encontrados
en efluentes de Pasteras de celulosa. Sin embargo, la misma es responsable
de un 30-50 % del total de las mutaciones que se producen en los
organismos vivientes [3]. Es de mencionar que la posible acción
genotóxica del peróxido de cloro, ya sea indirecta
a través de sus productos de reacción [3], o probablemente
también directa, podría relacionarse con la observación
visual experimental (in vitro) del daño producido sobre la
estructura de la molécula de ADN verificada con otros peróxidos
orgánicos en solución [4]. Además, esa sustancia
en el proceso de blanqueo de la celulosa produce grandes cantidades
de cloratos, con enérgicas acciones herbicidas y de formación
de algas.
Debe agregarse que aunque se observe una velocidad razonable de
degradación de los compuestos clorados en los experimentos
de laboratorio, la real evaluación cuantitativa de su persistencia
en el medio ambiente es función de sus condiciones fisicoquímicas
y biológicas (e.g. biota, salinidad de sus aguas, temperatura
del aire o aguas, vientos reinantes, etc.) [5]. Asimismo, muchos
xenobióticos descargados inicialmente en áreas geográficas
muy restringidas se distribuyen a otros lugares muy distantes por
variados procesos de transporte. Un ejemplo de esto es la observación
de los hidrofóbicos PAHC en los hielos de la Antártida
Argentina, bastante alejada de los lugares donde se supone que se
produjeron [6]. Es conocido que la degradación biológica
de algunos compuestos químicos depende de la actividad enzimática
de los microorganismos presentes en el medio, la cual resulta específica
para un dado contaminante En este tema conviene definir el proceso
de biomagnificación por el cual un compuesto se incorpora
a la cadena alimentaria si bien en concentraciones iniciales relativamente
pequeñas, por su pasaje por diferentes tipos de organismos
resulta en definitiva acumulado en el hombre con consecuencias sobre
su estado de salud y también de sus descendientes.
En el proceso inicial de blanqueo de la celulosa de la madera, realizado
en medio alcalino fuerte en presencia de sulfuro de sodio y a elevadas
temperaturas, seguido en otra etapa por el tratamiento con peróxido
de cloro, se producen [7] también pequeñas concentraciones
de dioxinas (TCDD, Fig. 3) pero significativas
por su gran impacto ambiental [1]. Esa denominación genérica
comprende un gran número de sustancias policloradas producidas
secundariamente en las condiciones del proceso global de blanqueo
de la celulosa. Las mismas han sido evaluadas cualitativamente y
cuantitativamente en efluentes acuosos de Pasteras en otras partes
del mundo, por métodos químicos e indirectamente,
mediante ensayos bioquímicos.
Es de tener en cuenta que todos nosotros tenemos TCDD en nuestros
cuerpos [8], además de otros derivados órganoclorados,
principalmente en los tejidos grasos, en concentraciones que dependen
de la exposición a esas sustancias provenientes de distintas
fuentes (e.g. incineración de basuras, combustiones diversas,
etc.) a lo largo de nuestras vidas [8]. Precisamente, a la mayoría
de las sustancias orgánicas cloradas, entre las cuales se
encuentran también las TCDD, se le atribuyen acciones genotóxicas,
es decir que actúan sobre la estructura del ADN [9], como
es sabido responsable de llevar la información genética
en los seres vivientes. La WHO recomienda por razones sanitarias
que la ingestión diaria de TCDD incluidas en los alimentos
no debería ser superior a 1 ppt, o sea 1 ng / kg de peso
corporal [8] ya que su dosis letal (L50) se encuentra en el ámbito
de 1-10 µg / kg de peso corporal [10]. Referido al tema de
la presencia de TCDD en los efluentes de fábricas de celulosa,
se ha determinado [5] que sus velocidades de eliminación
en aves de corral (gallinas) que bebían efluentes contaminados,
se produce en la albúmina de sus huevos. Es evidente que
su consumo por otros animales (y también por el hombre) conduce,
en definitiva, a la diseminación de las TCDD y a su acumulación
biológica debido a la gran estabilidad química de
sus moléculas [5].
Todo esto equivale a decir que el daño producido por el agente
blanqueante y a la vez indirectamente halogenante dióxido
de cloro, que se utilizaría en el proceso industrial de la
celulosa, si bien de acción inmediata sobre la materia orgánica
por su extraordinaria reactividad, constituye también una
amenaza sobre las futuras generaciones de seres humanos y otros
organismos que habiten la aludida región. Esto, sin considerar
un eventual accidente industrial durante el manejo del dióxido
de cloro, dadas sus características de gas irritativo de
los vegetales y las mucosas de los organismos, con también
informados riesgos de explosión [2].
Un artículo científico titulado “Dioxin and
Matrix Metalloproteinases” [11] y tomado al azar entre los
numerosos existentes sobre el tema y por lo tanto con el rigor y
la validez de resultados experimentales, se refiere a la influencia
que tienen las TCDD y en particular la muy tóxica 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina
sobre el desarrollo de endometriosis (enfermedad que resulta de
la invasión ectópica del tejido endométrico
de la mujer dentro de su cavidad peritoneal). Las TCDD constituirían
un disruptor prototípico por la modulación de la producción
endócrina de esteroides, tanto en sus metabolismos como en
los transportadores séricos del organismo humano [9]. La
exposición a las TCDD también impactaría negativamente
sobre sistemas enzimáticos vitales y alteraría gravemente
elementos celulares y la función específica de diferentes
tejidos (e.g. a través de mecanismos de generación
de radicales libres del oxígeno). La exposición a
las TCDD conduce también a inflamación y activación
de factores de necrosis de tumores. Investigaciones llevadas a cabo
sobre monos Rhesus y también en humanos, sugieren que la
exposición a agentes clorados del tipo de las TCDD puede
afectar adversamente el desarrollo de la función de sistemas
reproductivos. Notablemente, se ha establecido también [11]
que la acción de las TCDD produciría un impacto negativo
en la función del endometrio durante el embarazo, aumentando
el riesgo de abortos espontáneos.
Por otra parte, existe un gran interés en conocer el destino
y efectos que tienen otros numerosos compuestos clorados de efluentes
de plantas de celulosa en condiciones de anaerobiosis ya que algunos
de ellos como los PCBs, fenoles policlorados y otras sustancias
orgánicas muy diversas y persistentes, han sido encontrados
en sedimentos hídricos [5]. Hay que tener en cuenta que la
persistencia de esos compuestos es determinada también, y
en gran medida, por la actividad de bacterias deshalogenantes, cuya
identidad en un ecosistema debe establecerse con seguridad a fin
de realizar un estudio de Impacto Ambiental que sea representativo.
Han sido publicadas [5] algunas conclusiones de estudios de Impacto
Ambiental de fábricas de celulosa en diferentes zonas del
planeta. En uno de ellos se evaluó un ecosistema muy restringido
como lo es el del Mar Báltico y el Golfo de Botnia [5]. Allí
se determinó solamente el efecto de algunos xenobióticos,
con diferentes estructuras moleculares sobre la biota de esos lugares.
Otro estudio [5] está relacionado con fábricas de
celulosa funcionando en Escocia (Gran Bretaña), evaluando
el impacto ambiental producido por la descarga en el mar de sus
efluentes, trabajo realizado en un periodo bastante prolongado de
varios años. Es de destacar que la complejidad química
de los efluentes crea dificultades para seleccionar acertadamente
los compuestos testigo característicos, como es el caso de
los efluentes producidos y arrojados al Golfo de Botnia (Finlandia),
determinándose el cloro orgánico en los compuestos
extraídos únicamente con ciclohexano como solvente.
Este método no resultó representativo del daño
que se puede producir, agravado por el hecho de que en ese estudio
[5] no fueron identificados la totalidad de los compuestos presentes.
Téngase en cuenta que en este artículo no se han considerado
las reacciones químicas que ocurrirán en la atmósfera
de la región y zonas más distantes y muy pobladas,
por las importantes emisiones gaseosas que producirían las
fábricas de celulosa en su funcionamiento [12, 13]. Por otra
parte, el clima templado de la región aludida se caracteriza
por significativos periodos de calma en su atmósfera, donde
no predomina el benefactor viento del sector sur, como estamos acostumbrados
los habitantes de la ciudad de La Plata. Allá tendrían
lugar lentos procesos gaseosos térmicos y fotoquímicos
con la producción de sustancias azufradas tóxicas,
al menos malolientes, pero peligrosas para la vegetación
e irritativas de las mucosas. Sin embargo, trastornos respiratorios
debidos a la vecindad de plantas de celulosa ya se han comenzado
a evaluar en diferentes partes del mundo (e.g. realizado estadísticamemte
por la North Carolina School Asthma Survey en adolescentes de escuelas
de Estados Unidos [14]. Surge así la pregunta de cuáles
serían las consecuencias para la región del Río
Uruguay en el caso que también ocurriera un accidente durante
el funcionamiento de las plantas de celulosa: serían catastróficas
por la naturaleza de las sustancias involucradas (e.g. amoníaco,
monóxido de carbono, cloruro de sulfurilo, dióxido
de cloro, cloroformo, ácidos orgánicos clorados, dioxinas,
furanos, cloruro de hidrógeno, metanol, óxidos de
nitrógeno, óxidos de azufre, sulfuros orgánicos,
resinas acídicas, alcoholes, terpenos, acetaldehído,
nitratos, benceno, clorobenceno, fenoles y clorofenoles, iones metálicos
como cadmio, mercurio y zinc) sin mencionar otros numerosos compuestos
volátiles. Al respecto resulta útil mencionar el Informe
de la Trade Union acerca de la fábrica de celulosa Veracel,
ubicada en el estado de Bahía (Brasil). Allí se destacan
las sustanciales diferencias analíticas entre lo informado
por la fábrica y los estudios realizados por fuentes independientes,
incluyendo accidentes ocurridos y en algunos casos, fatales.
Cabe decir además, que la región de Fray Bentos-Gualeguaychú
no es la única en la cual los proyectos de instalación
de Pasteras ha generado intensas polémicas. Ejemplos de esto
son las pretendidas instalaciones en el valle del río Tamar
en Tansmania (Australia), por parte de la empresa Gunns Limited.
Este hecho trajo aparejado un gran debate en la sociedad a todos
los niveles, el cual todavía continúa.
Por otra parte, se podría aducir que este proceso de contaminación
en la región mencionada podría estar muy bien controlado
y monitoreado a fin de exigir el mantenimiento de los niveles de
contaminantes inevitablemente producidos, dentro de las normas internacionales
vigentes, lo que en la práctica resultaría imposible
de realizar con los recursos analíticos disponibles en nuestro
medio y también de fiscalizar por los Organismos competentes.
Las determinaciones de algunos contaminantes clorados y oxigenados
producidos en el proceso de blanqueo de la celulosa (e.g. TCDDs)
requieren equipos sofisticados a fin de obtener resultados incuestionables
y precisos [8, 15] con una exactitud de ca. 20 % en niveles de concentración
de 1 pptrillón. Estos análisis son también
muy costosos y emplean necesariamente cromatografía gaseosa
con alta resolución y niveles de detección (HRGC-HRMS/MS)
con patrones isotópicos de 13C. Esto equivale a detectar
1 g de arena en 1000 toneladas de alimentos, dadas las muy pequeñas
concentraciones de contaminantes con similares estructuras moleculares.
La anterior aseveración está relacionada con el valor
actual de un único dosaje de TCDDs en medios biológicos
(e.g. en sangre humana está comprendido entre 1400-1500 U$A
y valores un poco menores, en efluentes acuosos). Por lo tanto,
es lógico pensar que el monitoreo conjunto argentino-uruguayo
que recientemente propuso la República Oriental del Uruguay
para avalar la instalación de las Pasteras tampoco es factible
ahora. Por otra parte, en este momento el daño a ser producido
al ecosistema del Río Uruguay no se puede evaluar con total
exactitud dado que las mencionadas fábricas aún no
están en funcionamiento y todas las consideraciones efectuadas
hasta la fecha sobre el tema son pura especulación.
Para finalizar, los autores desean transcribir lo expresado por
otros investigadores [5], lo que resulta muy ilustrativo y resume
la situación actual del problema tratado en este artículo.
“Los problemas del medio ambiente son extraordinariamente
complejos y los estudios sobre impacto ambiental deberían
estar basados de la mejor manera posible, en hechos científicos
indiscutibles en el área de los análisis químicos
de la química orgánica, de la distribución
de los contaminantes, su persistencia y ecotoxicología, sin
descuidar las reacciones catalizadas por acción microbiológica
sobre los contaminantes eventualmente presentes”.
CONCLUSIONES
Este trabajo analiza algunas de las consecuencias de la instalación
de las fábricas de pasta de celulosa blanqueada especialmente
en lo referente a la salud de las poblaciones que se verían
afectadas, tratando sus autores de ser objetivos desde el punto
de vista científico. Para ello se ha efectuado una revisión
de la bibliografía más reciente sobre la naturaleza
química y propiedades físicas de efluentes gaseosos
y líquidos producidos por plantas de ese tipo, que utilizan
la tecnología más moderna disponible y ubicadas en
distintas partes del mundo, en su relación con efectos derivados
de su introducción en el ecosistema del Río Uruguay,
dado que otros tratamientos del problema, si bien muy generales
(e.g. lineamientos de los procesos industriales a ser empleados,
consecuencias socio-económicas derivadas, implicancias climáticas,
etc.), ya han tenido considerable difusión.
Se aportan evidencias recogidas de publicaciones científicas
internacionales, como también de la experiencia profesional
de los autores, sobre el manejo de las sustancias químicas
involucradas, en relación al posible daño que produciría
el procesamiento de la materia prima vegetal (e.g. materiales ligno-celulósicos),
como también los muy diversos reactivos químicos (e.g.
ácido sulfúrico, hidróxido de sodio, sulfuro
de sodio, dióxido de cloro) y otras sustancias inorgánicas
y orgánicas consideradas muy agresivas para los seres humanos,
los vegetales y la fauna. Cabe destacar que los productos químicos
secundarios derivados del proceso, y muy especialmente los compuestos
clorados, en virtud de sus inherentes características fisicoquímicas
y volumen estimado de producción, al ser incorporados al
ecosistema afectarían seriamente su ya inestable equilibrio
ambiental actual.
Es de aclarar que si bien los autores de este artículo no
se oponen a la industrialización de la región como
factor de progreso humano, consideran que en este caso particular
el lugar geográfico elegido para la instalación de
las Pasteras sobre las riberas del Río Uruguay no es adecuado,
lo cual lamentablemente será constatado recién al
cabo de décadas de su funcionamiento.
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