Identificación de la contaminación por PFAS y aluminio en el agua

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Desde las PFAS y el aluminio hasta muchas otras sustancias, el comité de ASTM International sobre el agua (D19) trabaja para identificar y eliminar los contaminantes del agua.
POR:
JP ERVIN

Es difícil sobrestimar la importancia del agua. Las personas son ampliamente conscientes de su importancia para la salud humana, los ecosistemas, el clima, el transporte, los alimentos, la química, el ocio y miles de otras funciones. Aun así, el agua conlleva una compleja gama de problemáticas relacionadas con la seguridad y la salud pública. A veces, los asuntos urgentes relacionados con las pruebas y el saneamiento se examinan al margen de la opinión pública.

Afortunadamente, cada vez se tiene más conciencia de los riesgos que entraña para el agua la presencia de polución y otras formas de contaminación. Y la creciente cobertura mediática de las sustancias químicas, como las perfluoroalquiladas y las polifluoroalquiladas (PFAS), significa que las personas están aprendiendo más sobre la importancia de las pruebas, los análisis y otras técnicas.

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El comité de ASTM International sobre el agua (D19) ha trabajado intensamente en los problemas que afectan a este componente esencial de la vida. Actualmente, están estudiando dos estándares propuestos para evaluar los contaminantes en el agua.

El primer estándar, el método de prueba del aluminio biodisponible en agua con sólidos en suspensión (WK74312), se centra en la medición de las formas biodisponibles de aluminio que pueden ser tóxicas para la vida acuática. El segundo, el método de prueba para la determinación del flúor orgánico absorbible en aguas y aguas residuales mediante absorción en carbón activado seguida de cromatografía iónica por combustión (WK68866), ayudaría a controlar la presencia de PFAS. En conjunto, estos estándares pueden ampliar nuestros esfuerzos para promover un agua más limpia y segura.

Aluminio biodisponible

El aluminio es el metal más abundante de la corteza terrestre y se encuentra en gran cantidad en el medioambiente. También se utiliza en infinidad de aplicaciones industriales y productos de consumo, como latas de bebidas, aeronaves, medicamentos, fuegos artificiales, antitranspirantes y alimentos.

En muchos casos, el aluminio puede no ser perjudicial. Sin embargo, a veces puede tener consecuencias adversas para la salud cuando los trabajadores o los niños pequeños están expuestos a cantidades considerables. El aluminio puede ser particularmente nocivo para la vida acuática. En el agua, el aluminio suele ser insoluble, pero en determinadas condiciones ambientales puede disolverse, esto lo vuelve tóxico para organismos, como peces, caracoles y crustáceos.

“Lo encontramos en todas partes, ya sean utensilios de cocina, revestimientos de aluminio, láminas o enseres”, explica el doctor William Adams, científico sénior de Red Cap Consulting. “El aluminio es muy insoluble, de manera que no se lo ve frecuentemente en el agua. Sin embargo, hay algunas excepciones. Por ejemplo, algunos de los lagos del norte del estado de Nueva York y algunos de los ríos de aguas blandas de Georgia, en los alrededores de Savannah. Cuando existen situaciones en las se observa un pH bajo en el cuerpo de agua, el aluminio se vuelve más biodisponible y puede alcanzar niveles que podrían causar toxicidad”.

El aluminio ha sido objeto de atención durante varias décadas. Sin embargo, Adams participó con varios colegas, entre ellos la Dra. Allison Cardwell, toxicóloga acuática y consultora independiente, en la exploración de los complejos problemas relacionados con el metal.

Según Adams y Cardwell, el estudio y las pruebas de aluminio requieren un alto grado de atención a los detalles, en particular, en lo relacionado con el nivel de pH del agua y con la biodisponibilidad del aluminio, es decir, su disponibilidad para ser absorbido biológicamente por un organismo. WK74312 haría posible diferenciar el aluminio total del aluminio específicamente biodisponible mediante la identificación de los contenidos peligrosos.

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“En términos de toxicidad, la química del agua y los criterios específicos de cada sitio son importantes”, explica Cardwell. “Un valor único no es aplicable a todos los cuerpos de agua de EE. UU. e internacionales. El desarrollo de criterios específicos para los distintos cuerpos de agua será la práctica más sólida desde el punto de vista científico. El aluminio es un metal especial por su solubilidad y su ubicuidad en el entorno natural. Es algo totalmente diferente”.

Cardwell también hace hincapié en los diferentes aspectos de las condiciones de laboratorio y de campo. “Gran parte de la investigación en términos de toxicidad se realiza en un laboratorio con agua limpia de laboratorio, en donde se observan diferentes atributos de la química del agua”, nos explica. “Es como traducir: ‘¿Cómo funciona esto en el mundo real donde hay sólidos en suspensión en el agua?’ Eso implica cuestiones muy complejas con el aluminio y la solubilidad. Las mediciones se realizan en el laboratorio, pero cuando se sale al campo y se toman muestras, ¿cómo vamos a medir con precisión la toxicidad para la vida acuática?”

En un ejemplo fascinante de cómo la investigación de los miembros de ASTM puede informar directamente a la estandarización, el trabajo de Cardwell y Adams dio lugar a varias publicaciones, un método de prueba y, ahora, un estándar propuesto.

“Hicimos un estudio del aluminio biodisponible total en aguas superficiales de EE. UU. y seleccionamos 11 sitios diferentes”, afirma Adams. “Queríamos ver qué obtendríamos si utilizamos nuestro método y en qué medida difiere del aluminio total. Demuestra que, según la cantidad de sólidos en suspensión que uno tenga en el agua, hay una diferencia drástica. Por ejemplo, si se toma agua del Lago Superior no se va a notar mucha diferencia. Pero si se toma agua del río Ohio o del Mississippi, se observa una diferencia real, una diferencia de casi un factor de cien”.

Respuesta a las PFAS

Después de su descubrimiento en la década de 1930, las PFAS crecieron en popularidad debido a su resistencia a la grasa, al aceite, al agua y al calor. Como consecuencia, se usaron en toda una gama de productos, como textiles resistentes a las manchas y al agua, pinturas, espumas contra incendios, utensilios de cocina y envases de alimentos.

Desde la década de 1970, las investigaciones han demostrado que las PFAS plantean varios problemas de salud para los trabajadores y los consumidores. Los estudios sugieren que pueden causar cáncer de hígado, riñón y otras formas de cáncer, causar problemas en el sistema nervioso central y dañar a los bebés. Además, las PFAS causan preocupación porque persisten como contaminantes en el suelo, el aire y el agua, una función de su fuerte enlace carbono-flúor que las hace resistentes a la degradación.

“Las sustancias fluoroquímicas son sustancias químicas perpetuas y ahora se oye hablar de ellas en las noticias a toda hora”, afirma el Dr. Jay Gandhi, gerente de mercado vertical para Metrohm USA. “Estas sustancias químicas no se desintegran. Son artificiales, miles de sustancias químicas con diferentes nombres y distintas composiciones. Terminan en el medioambiente y no van a desaparecer”.

Gandhi explica que ASTM ya ha desarrollado estándares que ayudan a la identificación de las PFAS. En particular, menciona el valor del método de un estándar, como el método de prueba, para la determinación de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) en matrices acuosas mediante cosolvatación seguida de cromatografía líquida con espectrometría de masas en tándem (LC/MS/MS) (D8421), que puede usarse para probar el agua de sitios como vertederos, estaciones de lavado de autobuses y fábricas de papel.

Según Gandhi, el WK68866 funcionaría conjuntamente con este y otros métodos para identificar una gama más amplia de PFAS. El método que se desarrolló en colaboración con la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y usa trabajos realizados en la UE, en la actualidad, se está sometiendo a un estudio de validación en varios laboratorios.

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“Este método permite observar de forma integral el flúor orgánico mediante la técnica de combustión y la cromatografía iónica combinada con la observación de la contaminación por flúor en el medioambiente”, afirma Gandhi. “Con esta técnica en particular, esperamos obtener entre el 98 % y el 99 % de las sustancias químicas perpetuas, lo que ofrece a los científicos y a los profesionales de la salud una mejor idea sobre la identificación de medidas de saneamiento y otros aspectos relacionados con el medioambiente”.

Se han producido rápidos avances a nivel mundial para abordar el impacto de las PFAS en la salud, en particular, para responder a la contaminación en el medioambiente y en los alimentos. Varios estados de EE. UU. y organizaciones federales han prohibido o comenzado a eliminar las espumas contra incendios con PFAS que pueden contaminar el agua y se está estudiando una medida que restringiría su uso en toda la UE.

Gandhi explica que, a medida que vayamos entendiendo mejor el alcance de estas sustancias en el medioambiente, será necesario que haya una total coherencia en el uso de las técnicas para eliminar la contaminación por PFAS. Adicionalmente, afirma que se necesita más capacidad para realizar pruebas, por ejemplo, pruebas para las PFAS en el aire.

Aun así, muchas personas tienen la esperanza de que los esfuerzos de hoy proporcionen una base sólida para el futuro, a medida que trabajamos para entender mejor y ser más receptivos a los riesgos a los que se enfrenta el agua en todo el mundo.

Si está interesado en ayudar a desarrollar estos artículos u otros estándares para el agua, lea más sobre el comité y aprenda cómo participar aquí.

SECTORES INDUSTRIALES
Issue Month
Septiembre/Octubre
Issue Year
2023
COMITÉ:
Committees
D19