Encuentran una manera de descomponer los peligrosos ‘químicos eternos’

Están por todas partes. En el aire que respira, el agua que bebe y el suelo en el que cultivamos nuestros alimentos.

Décadas de producción y uso industrial y comercial prácticamente no han dejado ningún rincón de nuestras vidas sin ser tocado por las PFAS (sustancias polifluoroalquiladas), comúnmente llamadas “sustancias químicas eternas”.

Las dos cosas más importantes que debe saber sobre estos productos químicos: son tóxicos y no se degradan con el tiempo por sí solos.

En cambio, se acumulan en nuestro entorno y en nuestros cuerpos.

Pero un mecanismo químico recién descubierto podría ayudar en la lucha contra la creciente contaminación por PFAS.

Los químicos han encontrado una manera de descomponer algunos tipos de estos productos químicos en componentes inofensivos utilizando herramientas comunes y económicas.

La nueva investigación es un gran paso adelante en nuestra comprensión de cómo reaccionan estos compuestos.

Y aunque todavía estamos muy lejos de resolver el problema, estamos un poco más cerca de un mundo más saludable.

Los PFAS son productos químicos con una gran variedad de usos (envases de alimentos, espumas contra incendios, utensilios de cocina antiadherentes, muebles, cosméticos, etc.).

Su principal atractivo es que son súper buenos para repeler el agua, el aceite y la grasa, e incluso para apagar incendios.

Hacen todo esto siendo súper tontos, no reactivos.

Los PFAS están formados por moléculas altamente estables que básicamente se adhieren a sí mismas.

Cuando se filtran al medio ambiente y entran en nuestros cuerpos, nuestros sistemas no tienen forma de deshacerse de ellos.

Entonces, se acumulan y causan problemas.

La investigación ha encontrado vínculos entre PFAS y múltiples tipos de cáncer, problemas del sistema inmunológico, colesterol alto, enfermedad hepática y problemas con el embarazo y el desarrollo infantil.

(Debido a todos estos efectos sobre la salud, la EPA en EE.UU. anunció nuevos límites de PFAS en el agua potable en junio, y recomendó que los suministros de agua potable básicamente no deberían contener PFAS detectables).

Sin embargo, son muy difíciles, casi imposibles, de evitar.

Se han detectado PFAS en el agua potable en los EE. UU., tanto en el aire interior como exterior, campos agrícolas en todo el mundo, pescado, cosméticos y en otros lugares.

Incluso con mucho esfuerzo humano, estos productos químicos eternos han demostrado ser increíblemente difíciles de descomponer.

La incineración no parece funcionar.

Muchas estrategias pueden conducir a otros subproductos tóxicos.

Y muchos métodos pueden tener un costo prohibitivo, limitado o difícil de ampliar, como calentar agua que contiene PFAS a temperaturas muy altas.

“Creo que es justo decir que todos los demás métodos emergentes de degradación de PFAS son cosas que clasificaría como condiciones de muy alta energía [o] relativamente exóticas”, dijo William Dichtel, químico de la Universidad Northwestern y uno de los investigadores del estudio.

“Eso es realmente lo que diferencia nuestro hallazgo de todo lo demás que existe”, agregó, enfatizando la accesibilidad y la relativa facilidad del nuevo método.

Usando solo un poco de calor y suministros que se pueden encontrar en los laboratorios de química de la escuela secundaria (hidróxido de sodio, es decir, lejía y un solvente llamado DMSO), los investigadores pudieron tomar un tipo de PFAS concentrado y dividirlo en más pequeños, compuestos no tóxicos.

“La mayoría de los químicos toman dos moléculas y las aplastan para formar una molécula grande, como tomar dos piezas de Lego y unirlas“, explicó Brittany Trang, quien fue la investigadora principal del estudio y completó su doctorado en la Universidad Northwestern.

“Pero en cambio, lo que estábamos haciendo era romper el Lego en pedazos y mirar lo que quedaba para descubrir cómo se desmoronó”.

Y ese segundo paso es importante.

Los químicos no solo degradaron con éxito el PFAS, sino que usaron modelos mecánicos cuánticos para descubrir exactamente cómo sucedió y proporcionar una hoja de ruta para que otros la usen en investigaciones relacionadas.

Diana Aga, química analítica e investigadora de PFAS en la Universidad de Buffalo que no participó en el nuevo estudio, dijo que estaba especialmente agradecida.

“Aprecio todo lo que ha hecho esta publicación en términos de análisis detallado y exhaustividad”.

Para destrozar los Legos, Trang y sus co-investigadores calentaron su solución de PFAS, lejía y DMSO a temperaturas entre 80 y 120 grados Celsius.

Después de cuatro horas, casi el 80 % del PFAS se había ido, y después de 12 horas, más del 90 % desapareció, reemplazado por subproductos de carbono benignos como el oxalato, que se encuentra en muchos de los vegetales que comemos, o el ácido glicólico, que es comúnmente utilizado en productos para el cuidado de la piel.

Caracterizar esos subproductos también es un gran problema, dijo Aga.

Es un paso minucioso que ayuda a garantizar que no se produzcan más daños ambientales al tratar de abordar el problema (lo que sucedió antes con PFAS).

“Este estudio es hermoso, porque ellos hicieron eso”, agregó.

Pero incluso si es hermoso, la nueva investigación no es perfecta.

Este no es el final del problema de PFAS o una solución rápida, enfatizaron todos los investigadores.

Por un lado, el método solo funciona en algunos PFAS.

Hay más de 5000 compuestos únicos de PFAS y vienen en diferentes categorías.

Dos de las clases más grandes se conocen como carboxilatos y sulfonatos.

El nuevo método eliminó con éxito casi todos los carboxilatos en una solución, pero no funciona para los sulfonatos igualmente frecuentes (o cualquier otro tipo de PFAS).

Los investigadores esperan que ellos u otros puedan abordar esto y expandirse a los sulfonatos en estudios de seguimiento.

“Por ahora, esta no es una solución general”, dijo Dichtel.

“La brecha más grande entre lo que tenemos hoy y lo que se necesita es que también nos gustaría degradar los sulfonatos”.

Y no es como si los investigadores pudieran verter lejía y DMSO en nuestro suministro de agua para deshacerse de PFAS allí.

“Eso tampoco sería bueno”, dijo Trang.

El uso potencial de este método es degradar las PFAS que ya han sido filtradas del agua potable.

Muchas investigaciones en curso se centran en formas de hacerlo, a través de carbón activado u ósmosis inversa.

Una vez filtrado, un buen método de destrucción es clave para garantizar que el PFAS no se filtre de inmediato al medio ambiente.

Sin embargo, por sí sola, la nueva investigación no elimina la contaminación.

Otros científicos, ingenieros y grupos de laboratorio han estado trabajando para resolver el problema de PFAS y recientemente han logrado grandes avances.

A principios de este año, un grupo de ingenieros publicó un método que involucra luz ultravioleta, sulfito y yodo que podría usarse para descomponer una amplia gama de PFAS.

Y parte del trabajo se ha centrado en el uso de microbios para hacer lo mismo.

Sin embargo, dada la escala del problema, probablemente necesitemos todos los métodos y todo el conocimiento que podamos obtener.

Fuente: Science