Perfluorocarbono

Os perfluorcarbonos ( PFCs ) ou perfluorocarbonos são compostos gasosos halogenados da família dos fluorocarbonos (CF).

Esses gases fluorados são compostos exclusivamente de átomos de carbono e flúor (ao contrário dos hidrofluorcarbonos (HFCs), eles são completamente substituídos). Esses compostos sintéticos têm a particularidade de dissolver grandes quantidades de gases , como o dioxigênio (O 2), dióxido de carbono (CO 2), dinitrogênio (N 2 ), etc. Eles podem dissolver até dois terços de seu volume de gás.

Eles não são considerados perigosos para a camada de ozônio , mas os PFCs são gases de efeito estufa (GEE). Embora emitidos em pequenas quantidades no ar, eles participam das mudanças climáticas , devido ao seu alto potencial em termos de aquecimento global (GWP - 100 anos) correspondendo em média a 7600 vezes o do dióxido de carbono (CO 2), variando por um fator de 6.500 (CF 4) a um fator de 9.200 (C 2 F 6) Esses grandes valores de potencial de aquecimento global são devidos em particular à sua longa vida na atmosfera, variando de 2.600 anos (C 3 F 8e C 4 F 10) a 50.000 anos (CF 4)

Os PFCs são um dos seis principais gases de efeito estufa listados no Protocolo de Quioto, bem como na Diretiva 2003/87 / CE . Uma diminuição nas emissões de PFC foi observada de 1990 a 2004 (-53% no Canadá e -47% na França).

PFCs principais

Tetrafluorometano (CF 4)
Hexafluoroetano (C 2 F 6)
Octafluoropropano (C 3 F 8)
Decafluorobutano (C 4 F 10)
Perfluorodecalina (C 10 F 18)

Usos

Os PFCs foram usados principalmente em aparelhos de ar condicionado , algumas unidades de refrigeração e alguns extintores de incêndio ;
a empresa 3M produz um PCF líquido denominado Fluorinert, cujas propriedades dielétricas o tornam um excelente meio de resfriamento de eletrônicos por imersão. A super calculadora Cray-2 fez uso dele;
são cada vez mais usados como um agente antiaderente (utensílios de cozinha) e como impermeabilizantes ou agentes resistentes a manchas em têxteis e tapetes ;
às vezes estão presentes em embalagens de alimentos ( embalagens de fast food, embalagens de pipoca destinadas ao forno de microondas);
oftalmologia : usada como substituto temporário do humor vítreo em cirurgias de descolamento de retina ;
ventilação fluida : usada como fluido respiratório ;
substituto de hemoglobina ;
embolização do tumor .

Use como um agente de doping

Este produto é uma das substâncias proibidas em competições esportivas: seu uso constitui doping sanguíneo. Permite que o oxigênio seja transportado sem modificar o hematócrito . Por outro lado, seu uso pode ser muito perigoso para a saúde. Em 1998 , Mauro Gianetti passou três dias em coma após tal uso durante o Tour de Romandie.

Use como fluido respiratório

Os fluidos respiratórios permitem uma forma de líquido à base de respiração em vez de gás . O primeiro estudo sobre a instilação de um líquido salino nos pulmões de cães data da Primeira Guerra Mundial; isso foi pensado como um possível tratamento para os efeitos dos gases de combate. Mas, foi só no início dos anos 1960 que a equipe do médico em fisiologia J. Kylstra conseguiu fazer os mamíferos respirarem com um líquido salino, mas sob altíssima pressão ( 160 atm ) equivalente a 1,6 km abaixo do nível do mar. , este trabalho teve como objetivo o mergulho em águas profundas como uma possível aplicação para resgatar submarinistas normalmente.

Por fim, temos que aguardar o trabalho de Clarck que identifica perfluorocarbonos para ventilação líquida à pressão atmosférica. Com efeito, graças a uma solubilidade do oxigénio de 15 vezes maior do que o soro fisiológico, uma solubilidade do dióxido de carbono 3 vezes maior e uma tensão superficial baixa, eles tornam possível fornecer os pulmões com oxigénio e para remover o dióxido de carbono. Carbono . As trocas no nível dos alvéolos pulmonares ocorrem de maneira substancialmente comparável à da respiração gasosa. Atualmente, eles estão sendo considerados para tratamento médico como parte da ventilação total de fluidos com respirador de fluidos . O paciente e o sistema de tratamento, o ventilador líquido , formam então um circuito fechado transportando o fluido respiratório.

Do ponto de vista fisiológico , foi demonstrado que o brometo de perfluorooctilo (PFOB) pode ser usado em ventilação líquida sem colocar em risco o corpo do indivíduo.

Controvérsias

Contaminação ambiental

O 10 de junho de 2011, a Agência Nacional de Segurança Alimentar, Ambiental e de Saúde Ocupacional (ANSES), com base nas análises do laboratório de hidrologia de Nancy, publicou seu primeiro inventário de presença de compostos perfluorados ( PFOA , PFOS, considerados os mais comuns mas também, PFHxS, PFBS, PFDA, PFNA, PFHpA, PFHxA, PFPeA e PFBA) em água na França. Durante a pesquisa publicada em 2011, entre 450 amostras, 25% tinham níveis de perfluorado altos o suficiente para serem medidos, as demais amostras com níveis muito baixos para serem analisados. Em água bruta, PFOS, PFHxS e PFOA foram os mais comuns, e PFOS, PFHxA e PFHxS foram mais comuns em água tratada. Os valores regulatórios em vigor nos Estados Unidos e Alemanha para PFOA e PFOS (300 ng / L para PFOA + PFOS na Alemanha) não foram ultrapassados na França para água tratada, mas aproximados perto de fábricas produtoras de produtos. PFHxA e PFHxS foram frequentemente encontrados, mais do que o esperado, devendo, portanto, fazer uma avaliação de risco pela ANSES, que em 2011 recomendou que os fabricantes “busquem uma redução na fonte de lançamentos” .

A ANSES também recomenda o desenvolvimento de pesquisas sobre “o destino dos compostos perfluorados e seus precursores nos canais de tratamento de água potável” .

Impactos ambientais e de saúde

Eles são mal compreendidos a médio e longo prazo, mas apresentam pelo menos quatro problemas:

efeito estufa: uma quantidade significativa de PFCs é perdida na atmosfera ou no meio ambiente, onde eles representam vários problemas, primeiro como gases de efeito estufa extremamente poderosos e com vida útil muito longa (alguns PFCs podem durar 50.000 anos). Um estudo de 2003 concluiu que o PFC mais abundante na atmosfera era o tetrafluorometano, que tem um potencial de aquecimento global (GWP) 6.500 vezes maior do que o dióxido de carbono , enquanto o PFC de l hexafluoroetano é 9.200 vezes maior que o do dióxido de carbono.
Vários governos tentaram iniciar acordos internacionais limitando seu uso antes que se tornassem um problema para o clima . Os PFCs são agora teoricamente monitorados e regulamentados pelo Protocolo de Kyoto , na forma de uma grande classe de PFCs incluindo PFOS e PFOA , muito persistentes no meio ambiente;

grande contaminação ambiental: alguns PFCs ( antiaderentes e resistentes a manchas em particular) já contaminaram amplamente o meio ambiente, via água ou ar (alguns são voláteis e facilmente transportados por correntes de ar para o Pólo Norte, onde podem se degradar ainda mais em outros bioacumulativos substâncias ). A pele humana é relativamente impermeável, mas por exemplo, a solução de PFOA a 20% passa cerca de 34 vezes mais rápido no corpo através da pele de rato do que a pele humana, sugerindo que parte da cadeia alimentar pode ser vulnerável a PFCs bioacumulados por alguns animais.

Junto com outros PFCs, eles já são e cada vez mais detectados no sangue de humanos (em todo o mundo, inclusive em crianças e no sangue doado ) e no corpo de muitos animais (mamíferos, mas também pássaros, anfíbios e peixes, incluindo enguias , conforme demonstrado num estudo publicado em 2006 sobre enguias capturadas em 21 rios e lagos em 11 países da UE. Estudos ecotoxicológicos recentes sugerem que a enguia pode transmitir parte de sua carga de certos poluentes persistentes para seus ovos e para a próxima geração. Quando os adultos voltam para botar seus ovos no mar, eles consomem suas reservas de gordura, que haviam concentrado muitos poluentes, o que também poderia interferir no desenvolvimento do embrião e das enguias de vidro . Os PFCs acumulam-se no fígado (órgão de desintoxicação), o que sugere que podem ter alguma toxicidade. Eles também são encontrados no sangue humano e passam da mãe para o embrião e feto através do cordão umbilical ;

disruptor endócrino: um estudo publicado em 2009 comparou os níveis sanguíneos de 2 PFCs ( perfluorooctano sulfonato (PFOS) e perfluorooctanoato (PFOA)), em 1.240 mulheres grávidas norte-americanas, de 1996 a 2002, pedindo às mães que relatassem quanto tempo levou para engravidarem (o critério de infertilidade utilizado foi um período superior a 12 meses para a fertilização e uma gravidez bem-sucedida e / ou a realização de tratamento medicamentoso contra a infertilidade). Resultado: Mulheres cujo sangue continha os níveis mais altos de PFC tiveram um risco aumentado de 60% a 154% de infertilidade (ou subfertilidade ) em comparação com aquelas com os níveis mais baixos. Os autores concluíram que há uma correlação positiva entre a exposição a PFCs e distúrbios de fertilidade feminina, o que poderia levar à classificação desses PFCs como desreguladores endócrinos comprovados. Eles consideram esse problema preocupante, pois os níveis sanguíneos de PFCs dessas mães eram bastante comparáveis aos níveis médios da população em geral dos chamados países desenvolvidos ;

Efeitos neurológicos: compostos perfluorados (PFCs) parecem aumentar muito o risco de déficit de atenção e transtorno de hiperatividade (TDAH), que parece estar aumentando entre as crianças, principalmente nos Estados Unidos , de acordo com um estudo publicado na revista Environmental Health Outlook (EHP ) em 2010 (neste país, hiperatividade em crianças, a taxa de TDAH em crianças e adolescentes americanos subiu de 7,8% para 9,5% entre 2003 e 2007, um aumento de 21,8% em 4 anos). Um estudo americano baseado em mais de 10.500 crianças e adolescentes que moravam no entorno de uma fábrica que poluía a água (o primeiro provável vetor de contaminação para humanos) revelou os primeiros sinais de uma ligação entre o PFOA e a hiperatividade em humanos. Em 2010, Cheryl Stein, da Escola de Medicina Mount Sinai, em Nova York, mostrou uma ligação muito significativa entre hiperatividade e certos PFCs. Quatro PFCs foram investigados nessas crianças: PFOA (ácido perfluorooctanóico, bioacumulado em mamíferos marinhos, cuja toxicidade é suspeita), PFOS (perfluorooctano sulfonato), PFHxS (perfluorohexano sulfonato) e PFNA (ácido perfluorononanóico). Em particular, PFHxS parece estar fortemente associado com a síndrome de hiperatividade (risco aumentado em até 59% em crianças tendo-o no sangue. Da mesma forma para PFOS (aumento de até 27% no risco). O envolvimento de PFOA e PFNA ainda não foi foi demonstrado ou negado.
Na década de 2000, os residentes da fábrica da DuPont em Washington Works (West Virginia, EUA) apresentaram uma reclamação agrupada (" ação coletiva ") contra o produtor. Nesta região, 14,3% dos 12-15 anos têm níveis de PFC no sangue, contra 8,4% no grupo estudado em 2010, considerado a representação da população média.

Na França , a ANSES está envolvida no projeto "Contreperf" (financiado pela Agência Nacional de Pesquisa para o período 2011-2013), que visa melhorar:

a determinação de perfluorado em matrizes alimentares (peixes e leite materno);
conhecimento da transferência de mãe para filho (via análises de sangue materno e cordão umbilical);
conhecimento do metabolismo e dos impactos toxicológicos e hormonais;
conhecimento da exposição externa e suas ligações com a fecundação de mulheres em idade fértil.

Notas e referências

AA Lindley, A. McCulloch, Regulando para reduzir as emissões de gases fluorados com efeito de estufa, J. Fluor. Chem. , 126, 1457–1462 (2005).
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Relatório de inventário nacional 1990-2004 - Fontes e sumidouros de gases de efeito estufa no Canadá
CITEPA, Citepa - Dados nacionais anuais - GES - PFC , para a França
Folha de
Christophe Olry, Bolhas de gás para lutar contra tumores , futura-science.com , julho de 2006.
Veja a ficha do produto.
Veja o glossário de doping
Ouest-France , 19 de julho de 2008.
Anses, perfluorados compostos: a primeira campanha nacional de medição em água , 10 de junho de 2011
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Apêndices

Bibliografia

Relatório ANSES ; “ Campanha nacional para ocorrência de compostos alquil perfluorados em águas destinadas ao consumo humano ” (PDF)

Alças; Parecer de 13 de março de 2009 sobre os riscos potenciais para a saúde humana relacionados à presença residual de ácido perfluorooctanóico (PFOA) em revestimentos antiaderentes de utensílios de cozinha de alimentos (PDF)