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En décadas recientes, ha aumentado considerablemente la toma de conciencia global sobre las sustancias químicas sintéticas como los PFAS (sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas) y su impacto sobre los seres humanos y los animales. Los PFAS, que se encuentran en toda clase de elementos, desde productos de cuidado personal, envases de calidad alimenticia y utensilios de cocina antiadherentes hasta textiles, limpiadores y espumas contra incendios, ofrecen características como repelencia al agua, resistencia a las manchas y superficies antiadherentes.

Sin embargo, la exposición prolongada a los PFAS puede provocar trastornos a los sistemas inmunitario y reproductivo, cambios hormonales y retrasos en el desarrollo de los niños. En estudios, se ha revelado una relación posible entre los PFAS y mayores niveles de colesterol, enfermedades hepáticas y renales, y un aumento en el riesgo de algunos tipos de cáncer, como el de próstata y el de riñón.

Dado que todas estas sustancias químicas contienen enlaces carbono-flúor, uno de los enlaces más fuertes de la química orgánica, los PFAS también cuentan con capacidad de permanencia. Denominadas “sustancias químicas permanentes”, se descomponen muy lentamente (algunas pueden tardar más de 1000 años en degradarse, según un artículo de Scientific American de enero de 2021), lo que les proporciona tiempo suficiente para bioacumularse en el medioambiente, la fauna y las personas. En 2022, The Guardian informó de la presencia de PFAS en cerca de 20 millones de acres de tierras de cultivo en Estados Unidos mientras que, en un estudio de 2023 del Servicio Geológico de Estados Unidos, se observó que el 45 % del agua de grifo de los estadounidenses podía contener estas sustancias químicas.

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Gracias a los conocimientos más extendidos sobre esto, en todo el mundo se han impulsado esfuerzos para limitar y eliminar los PFAS. En 2020, el tratado medioambiental de la Unión Europea, el “Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes orgánicos persistentes”, prohibió el uso del ácido perfluorooctanoico (PFOA). Además, intenta eliminar el uso del ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS). En 2020 también, Japón prohibió la fabricación y el uso de PFOS y PFOA. Mientras tanto, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) eliminó gradualmente el uso de PFOS y PFOA en 2016. A nivel estatal, Maine prohibió la venta de productos para el tratamiento de alfombras, tapetes y tejidos que contuvieran PFAS en 2023 y la venta de todos los productos nuevos que contuvieran PFAS para 2030. Otros estados, como Colorado, Maryland, Nueva York y Washington, han restringido o prohibido nuevos productos con PFAS agregados deliberadamente.

Pero la reglamentación únicamente resuelve parte del problema. De igual manera, la eliminación de los PFAS del medioambiente es un paso fundamental. Las pruebas han revelado la presencia global de PFAS en el suelo, en los lodos de tratamiento de aguas residuales y en el agua subterránea, superficial y potable. También existen en el aire.

Identificación de PFAS en suelos y biosólidos

Para ayudar a los esfuerzos de eliminación de PFAS en suelos y biosólidos, el comité de gestión de residuos (D34) de ASTM International ha publicado varios estándares relacionados con los PFAS. A finales de 2023, el comité publicó el método de ensayo estándar para la determinación de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) en matrices de suelo/biosólidos mediante extracción con disolventes, filtrado y seguido de cromatografía líquida y espectrometría de masas en tándem (D8535). Para reducir al mínimo el uso de disolventes y consumibles, los productos químicos se extraen con agua y metanol básicos, lo que simplifica y abarata la extracción, además de favorecer operaciones en laboratorios móviles y tiempos de respuesta más rápidos. Después, las sustancias químicas se separan con cromatografía líquida (CL) y se detectan mediante espectrometría de masa en tándem (MS-MS), que es extremadamente específica y experimenta pocas interferencias de la matriz. En el caso de muestras de alta concentración, puede utilizarse la espectrometría de masa de alta resolución para la identificación cualitativa adicional de los analitos.

El método de ensayo analiza la presencia de PFAS en el suelo y en los biosólidos (material semisólido a sólido, orgánico y rico en nutrientes recuperado de los procesos de tratamiento de aguas residuales y utilizado frecuentemente como abono o recubrimiento de protección), pero no en el compost ni en los aditivos del suelo. Se trata de una versión actualizada del método de ensayo estándar para la determinación de los compuestos polifluorados en el suelo mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas en tándem (D7968), que fue desarrollada por el laboratorio regional de Chicago de la región 5 de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA).

Si bien, la contaminación del suelo puede producirse casi en cualquier lugar, los PFAS son particularmente frecuentes en el suelo de lugares de entrenamiento de bomberos, vertederos, granjas, parques y otras zonas donde se han aplicado biosólidos.

“Tenemos entre 30 y 50 años de aplicación de biosólidos en la tierra. Si se analiza el suelo de una granja, posiblemente, contenga PFAS si se han aplicado biosólidos”, afirma William Lipps, miembro del comité D34 y expresidente del comité de aguas (D19). “No era que las personas contaminaran deliberadamente. No era ilegal aplicar biosólidos. Durante mucho tiempo se consideró que la aplicación de biosólidos era lo correcto”.

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Excavar en el compost

En la actualidad, el comité de gestión de residuos está trabajando en el nuevo método de ensayo para determinar el grado de desintegración de los artículos en condiciones definidas de compostaje en campo (WK80528). El elemento de trabajo proporciona un medio para determinar si un elemento se descompondrá tanto en el mundo real como en el laboratorio. No reemplazará los métodos de ensayo existentes en las especificaciones de compostaje.

Brian Schumacher, miembro del comité, afirma que el D34 está analizando los requisitos para destruir o aislar los contaminantes en el compost. Se han detectado PFAS en residuos de alimentos, envases de alimentos compostables, desechos de jardinería y biosólidos, así como en el compost producido a partir de una mezcla de estos elementos. Sin embargo, las instalaciones de compostaje pueden no ser conscientes de que sus materias primas contienen PFAS u otras sustancias químicas no deseadas.

Los estándares servirán para la eliminación de PFAS en suelos utilizados para compostaje.

Según Schumacher, el objetivo del nuevo método de ensayo es lograr que el compost contaminado sea seguro para su uso en patios, jardines, granjas o campos. El método de ensayo no abordaría directamente los PFAS.

“Sin un método de ensayo de campo estandarizado, es prácticamente imposible dar una interpretación a los resultados de los ensayos de campo de compostaje que se realizan en la actualidad, en particular por la variación de las condiciones de funcionamiento en las instalaciones de compostaje”, comenta Rhodes Yespen, director ejecutivo de BPI y contacto técnico de WK80528.

Aunque se ha escrito mucho sobre cómo deben tomarse las muestras de materiales, no hay tanta información sobre el equipo necesario para recogerlas correctamente. La guía de estándares del comité de selección de equipos de muestreo para actividades de recopilación de datos sobre residuos y medios contaminados (D6232) alivia esta carencia. La guía enumera los equipos adecuados para recopilar muestras de suelo, sedimentos y agua en entornos de gestión de residuos. Entre otras herramientas, menciona barrenas, bombas, bombas de achique, tubos, cucharones, cucharas, palas y dragas. Como se indica en el estándar, en la guía “se detalla su aplicabilidad para el uso sobre la base de la compatibilidad de la muestra y el equipo; el volumen de la muestra necesaria; los requisitos físicos, como potencia, tamaño y peso; la facilidad de operación y descontaminación, y si es reusable o desechable”. Las ventajas e inconvenientes de cada herramienta y las consideraciones para su selección, como la elección de materiales sin flúor para el muestreo de PFAS, se indican en el estándar. La guía debe reducir al mínimo la probabilidad de resultados inexactos.

Cooperación dentro de ASTM y con EPA

Al momento de crear estándares de saneamiento de suelos con PFAS, el comité de gestión de residuos aplica la experiencia no solo de sus propios miembros, sino también la de los de otros comités. Los comités de suelos y roca (D18), agua (D19), calidad del aire (D22) y evaluación medioambiental, gestión de riesgos y medidas correctivas (E50) han colaborado con el grupo de gestión de residuos en la elaboración de estándares complementarios.

Un ejemplo de estos esfuerzos concertados es el método de ensayo estándar del comité de agua para la determinación de PFAS en matrices acuosas mediante cosolvación seguida de espectrometría de masas en tándem con cromatografía líquida (D8421), al que los miembros del D34 dedicaron su tiempo y conocimientos. El método de ensayo del comité de agua es similar al método que se encuentra en el comité de gestión de residuos D8535. Ambos estándares permiten a los laboratorios utilizar el mismo instrumento con el mismo método cromatográfico para muestras de agua y de suelo.

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Lipps explica acerca de cómo se traslapan las preocupaciones de los comités de agua y de gestión de residuos. “Si se han aplicado biosólidos al suelo, los PFAS pueden filtrarse y llegar al suministro de agua. Además, los PFAS se encuentran en muchos de nuestros productos de consumo y, cuando esos productos van a parar a un vertedero sin revestimiento, los PFAS pueden llegar a las aguas subterráneas. Si el agua contaminada se utiliza para regar o para otros fines, los PFAS pueden penetrar el suelo”, desarrolla.

Las relaciones de trabajo del comité se extienden más allá de ASTM para incluir a EPA y su Ley de Recuperación y Conservación de Recursos (RCRA). Promulgada en 1976, la RCRA es la principal ley federal sobre transporte, tratamiento, almacenamiento y eliminación de residuos sólidos y peligrosos en EE. UU. Su aplicación está a cargo de la Oficina de Conservación y Recuperación de Recursos (ORCR) de la EPA, que tiene un acuerdo de cooperación con ASTM. Los miembros de ORCR y D34 se reúnen cuatro veces al año para debatir los estándares de gestión de residuos.

“Nosotros [el comité D34] ayudamos a EPA a desarrollar estándares para el SW-846, que es la biblia de cómo tomar muestras y analizar los residuos”, cuenta Kenna Yarbrough, antigua responsable de cumplimiento de EPA, gestora de calidad y miembro del D34 desde hace muchos años. “Muchos de los estándares D34 se redactaron para abordar los requisitos de SW-846. Contábamos con financiación directa de EPA y colaboramos en la redacción de este enorme compendio que aún se emplea en el presente”.

Publicado en 1980, el SW-846, el manual de Métodos de ensayo de residuos peligrosos, se encuentra en su tercera edición. Los estándares del comité de gestión de residuos se muestran en el capítulo 9 (“Planes de muestreo”) del SW-846.

“El objetivo era que cualquier estándar que produjéramos se incorporara a SW-846”, comenta Schumacher. “En la década de 1990, aceleramos el proceso para divulgar estos documentos; introdujimos unos 30 estándares para que EPA pueda citarlos, como referencia, en su capítulo de muestreo del SW-846. A medida que aparecen nuevas cosas, debemos cambiar. Ahora mismo, los PFAS se enfocan más en los métodos o en los análisis que en el muestreo. Si hay PFAS en los residuos y se han vertido, ahí es donde necesitamos determinaciones sobre los PFAS”.

Desafíos y consideraciones de la eliminación de PFAS

Los contaminantes tan generalizados y persistentes como los PFAS plantean ciertos desafíos cuando se trata de crear estándares de saneamiento. Un problema es la gran cantidad de sustancias químicas clasificadas como PFAS. El CompTox Chemicals Dashboard de EPA menciona 14 735 sustancias químicas en este grupo, todas ellas con propiedades diferentes.

También pueden surgir problemas de contaminación cruzada en las áreas de muestreo. Los productos de consumo que se encuentran o que se introducen en un área pueden aportar PFAS a una muestra de campo y sesgar los resultados de las pruebas.

Otra consideración es la baja concentración de PFAS permisibles, lo que dificulta su detección. En 2022, EPA publicó una advertencia sanitaria provisional actualizada para el agua potable en relación con los PFOS, PFOA, PFBS y las sustancias químicas GenX. Todas estas sustancias químicas están clasificadas como PFAS. El nivel máximo de PFOS en el agua potable se redujo a 0,004 partes por billón (ppb) mientras que el de PFOA pasó a 0,02 ppb. EPA no ha hecho pública ninguna advertencia sobre los PFAS en suelos y biosólidos.

“Con los PFAS, nos enfrentamos a un tema complicado”, enfatiza Yarbrough. “¿Cómo hacer muestras y analizar cuando buscamos partes por mil millones y por billones? Están a niveles muy bajos, aunque estos niveles tan bajos son peligrosos para la salud humana y el medioambiente. Además, hay miles de compuestos y aún no sabemos qué son la mayoría de ellos. Es una cuestión extremadamente compleja”. Y agrega: “Gracias a la colaboración entre EPA y el comité D34, podemos elaborar nuevos estándares de muestreo y análisis que serán útiles en el futuro y estandarizarán, en la medida de nuestras posibilidades, un flujo de residuos que es, en gran parte, desconocido”.

Si desea más información sobre el comité D34 y los estándares para la eliminación de los PFAS en suelos y biosólidos, póngase en contacto con Brian Milewski. ■

Kathy Hunt es periodista y está radicada en la costa este de Estados Unidos.