Fluorocarbonos y la industria de la monitorización de aguas subterráneas ambientales

30 de octubre de 2019
Calidad del agua

Cuando Waterra comenzó en la industria ambiental en 1987, el negocio de las aguas subterráneas ambientales era mucho más sencillo. En aquellos días, muchos hidrogeólogos utilizaban equipos caseros para purgar y muestrear sus pozos de monitorización. Entonces, a medida que se desarrolló la legislación que regulaba las aguas subterráneas, creció el mercado de bombas de pequeño diámetro. Las técnicas y metodologías para la toma de muestras se definieron mejor y parecía que cada mes aparecía un nuevo artículo que afirmaba que un nuevo dispositivo era superior a otros para un tipo particular de muestreo.

Un tema común en los años 80 fue la comparación de diferentes materiales poliméricos para su uso en la toma de muestras. En aquel momento, el material que se consideraba el estándar de oro para el muestreo de aguas subterráneas era el teflón. Irónicamente, hoy en día una de las últimas preocupaciones ambientales son las sustancias polifluoroalquiladas (PFAS), un subproducto de la producción de teflón y polímeros de fluorocarbono relacionados, así como un aditivo en numerosos otros productos. Esto ha obligado a la industria a cambiar su enfoque de los materiales utilizados en la monitorización de aguas subterráneas.

Entonces, ¿qué son las PFAS o los PFC y por qué son perjudiciales?

Las PFAS (también denominadas sustancias químicas perfluoradas, «PFC») son un grupo de sustancias químicas sintéticas artificiales que se utilizan desde la década de 1940. Estas sustancias químicas se utilizaron en una amplia gama de aplicaciones industriales y de consumo. Los PFC son bien conocidos por su resistencia térmica y al agua, lo que contribuye a su uso en una variedad de aplicaciones, incluyendo:

revestimientos antiadherentes
cueros y tejidos impermeables/resistentes al aceite
envases de papel y cartón
aislamiento y revestimientos de cableado eléctrico
espumas contra incendios
envases de comida rápida
pesticidas
champú
pintura

Los PFC son compuestos muy estables que son resistentes a la descomposición en el medio ambiente. Sus características parecían encajar perfectamente en la industria de las aguas subterráneas ambientales, pero desafortunadamente, los PFC han recibido atención como un contaminante emergente que tiene una vía para entrar en el medio ambiente, puede suponer un riesgo para la salud humana o el medio ambiente y no tiene normas reguladoras federales.

Los PFC están compuestos por cadenas de carbono fluoradas que están unidas a grupos funcionales (como alcohol, ácido sulfúrico, etc.). Los PFC se describen a menudo en dos grupos: de cadena larga y de cadena corta, dependiendo de cuántos carbonos contenga su estructura química. Según la EPA, los siguientes PFC son sospechosos de contaminar el agua potable y no han sido regulados hasta hace poco.

Cadenas largas

Ácido perfluorooctanoico PFOA
Sulfonato de perfluorooctano PFOS
Ácido perfluorononanoico PFNA

Cadenas cortas

Ácido perfluorohexaceno sulfónico PFHxS
Ácido perfluorohexanoico PFHxA
Ácido perfluorobutano sulfónico PFBS

Problemas de salud

Los PFC son muy solubles en agua y pueden disolverse muy fácilmente en el sistema acuático. En los EE. UU., las fuentes de agua potable, como lagos, ríos, arroyos y aguas subterráneas, han estado encontrando bajos niveles de PFC en todo el país. Los PFC se encuentran en niveles elevados en los acuíferos alrededor de aeropuertos, instalaciones militares e instalaciones de fabricación.

En un informe técnico de junio de 2019, la EPA admitió que «debido al uso generalizado y la persistencia en el medio ambiente, la mayoría de las personas en los EE. UU. han estado expuestas a las PFAS. Existe evidencia de que la exposición contenida por encima de niveles específicos de PFAS contenidas puede conducir a efectos adversos para la salud.

Se ha descubierto que los PFC de cadena larga tienen un potencial de bioacumulación comparable al del DDT y los PCB y tienen una vida media de más de cinco años en el cuerpo humano. Alternativamente, (PFBA) es un PFC de cadena corta con solo cuatro carbonos y su vida media en humanos es de tres a cuatro días. La EPA y la Agencia para el Registro de Sustancias Tóxicas y Enfermedades (ASTDR) han informado que el efecto más consistente para la salud de la exposición a los PFC es el aumento de los niveles de colesterol. También ha habido hallazgos relacionados con:

Interferencia con las hormonas naturales del cuerpo
Defectos de nacimiento
Bajo peso al nacer del bebé
Efectos en el sistema inmunológico
Cáncer

La película “The Devil We Know” es un documental de investigación de 2018 de la directora Stephanie Soechtig que aborda este mismo tema. La película sigue a los ciudadanos de Virginia Occidental mientras luchan contra una poderosa corporación después de enterarse de que ha estado vertiendo conscientemente un químico tóxico en el suministro de agua local. Alegaciones de riesgos para la salud de Teflon y la posible responsabilidad de la corporación DuPont. Bien vale la pena verla.

¿Qué se está haciendo para solucionar el problema?

Al igual que la industria de la monitorización de aguas subterráneas, la mayor parte de la fabricación de PFC se ha reducido en gran medida o se ha abandonado por completo. Pero todavía se están produciendo PFC para industrias específicas en la actualidad.

Por el momento, no existen niveles permitidos de PFC legalmente exigibles a nivel federal en el agua potable, pero en mayo de 2016, la EPA publicó un aviso de salud de por vida de 0,070 microgramos por litro de PFAS y PFOS (individualmente o combinados) para la exposición del agua potable. Los estados y municipios individuales ahora están desarrollando pautas estatales de PFC para monitorizar y reducir los PFC en el medio ambiente.

La EPA ha creado algunos métodos para medir con precisión y constantemente los PFC. El método 537 se utiliza para analizar 14 PFAS diferentes en el agua potable. Este método se actualizó en 2018 para incluir 4 tipos más de PFAS. Estos métodos cambian y evolucionan constantemente y se espera que este método se actualice nuevamente en 2019 para capturar aún más tipos de PFAS.

En 2019, la EPA dio a conocer un plan de acción que colocaría a PFOA y PFOS en la lista de sustancias peligrosas. También están desarrollando remediaciones de limpieza de aguas subterráneas, así como aumentando los esfuerzos de investigación para desarrollar aún más métodos para detectar PFAS.

Métodos de tratamiento actuales

Las concentraciones de entrada y las condiciones de tratamiento determinarán qué métodos de tratamiento se utilizan. Se ha descubierto que varios métodos de tratamiento eliminan hasta el 90% de todos los PFC. Los métodos más comunes para tratar los PFC son el carbón activo, el intercambio de aniones, la filtración por membrana y los AOP (procesos de oxidación avanzada).

¿Cómo ha afectado esto a la industria de la monitorización de aguas subterráneas?

La EPA está desarrollando el método SW-846. Este método establece que solo se deben utilizar tubos y herramientas de muestreo de HDPE sin PSAF al realizar pruebas en el campo y en los laboratorios. Incluso los bienes de consumo llevados a los sitios de muestreo deben estar libres de PFAS para que no contaminen las muestras. Se deben llevar a cabo protocolos avanzados de muestreo de campo e higiene de laboratorio para garantizar que los resultados reflejen los niveles reales de PFAS.

En Waterra, tenemos muchos equipos de prueba de aguas subterráneas que están libres de PFAS: tubos, válvulas de pie Waterra, etc. Continuaremos monitorizando y evolucionando nuestros productos y procesos a medida que se desarrolle la investigación de PFC.