La química inherente a las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) contribuye a su persistencia en el medio ambiente. Ante la creciente preocupación por la bioacumulación, varios estudios nuevos revelan un potencial prometedor para destruir permanentemente los PFAS tanto del suelo como del agua.
Los PFAS se utilizan desde hace décadas en una amplia gama de industrias, desde pinturas hasta utensilios de cocina. Una característica clave de los PFAS es que tienen uno de los enlaces carbono-flúor más fuertes que existen, lo que los hace muy resistentes al calor, las manchas y el agua y, por desgracia, se descomponen en el medio ambiente, lo que les ha valido el apodo de “productos químicos eternos”.1
Los datos sugieren que la mayoría de las personas en los Estados Unidos han estado expuestas y tienen PFAS en la sangre, especialmente ácido perfluorooctano sulfónico (PFOS) y ácido perfluorooctanoico (PFOA).2 La Agencia de Protección Medioambiental enumera varios efectos conocidos sobre la salud de los PFAS, como disminución de la fertilidad, efectos sobre el desarrollo, cánceres, trastornos inmunitarios u hormonales y aumento del riesgo de obesidad.3
En respuesta a los temores sobre la salud pública, la Organización Mundial de la Salud está trabajando en la elaboración de pautas para los PFAS en el agua potable. Los principios fundamentales esbozados en el borrador se centran en la prevención de la contaminación, con la recomendación de poner fin a los usos no esenciales de PFAS.4 Pero junto a estos esfuerzos por reducir el uso futuro, una cuestión clave para los químicos no es sólo cómo eliminar los contaminantes PFAS del medio ambiente, sino también cómo destruirlos, tanto del suelo como del agua.
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Un trabajo reciente publicado en Environmental Science & Technology Letters describe un método nuevo e innovador que utiliza el fresado de bolas con nitruro de boro para destruir PFAS en sedimentos.5 El fresado de bolas es un método alternativo de aporte de energía que se ha utilizado anteriormente en reacciones orgánicas.6 El nuevo proceso asistido por piezoeléctricos se basó en el principio de que las colisiones durante el fresado pueden generar potenciales de destrucción de PFAS sin necesidad de disolventes. Esto funciona porque el desplazamiento atómico resultante del impacto mecánico provoca un desajuste entre los centros del catión y del anión, generando un momento dipolar.
En el agua, la adsorción con carbón activado granular (GAC, por sus siglas en inglés) es actualmente la tecnología más utilizada para el tratamiento de PFAS. Sin embargo, este proceso tiene sus limitaciones, ya que los materiales de GAC tienen una capacidad de absorción limitada y son propensos a la ruptura de PFAS una vez tratado un determinado volumen de agua. Además, el proceso genera subproductos cargados de PFAS que requieren un tratamiento posterior o su eliminación. Una solución alternativa prometedora para la destrucción de PFAS en líquidos es el tratamiento alcalino hidrotérmico (HALT).7,8 Para conseguirlo, se añade un álcali fuerte al agua o a los lodos del suelo antes de someterlos a alta temperatura y presión, lo que degrada y defluorina los PFAS.7,8 Curiosamente, el HALT también puede ser una solución para tratar el GAC contaminado con PFAS.
Otra posibilidad de destrucción de PFAS es la oxidación directa en un sistema electroquímico. Este tipo de sistema de eliminación suele centrarse en la oxidación anódica directa, mientras que las reacciones catódicas suelen pasarse por alto. Sin embargo, un estudio reciente de un equipo de la Universidad de Tsinghua (China) demuestra que las burbujas producidas por cátodos pueden dar lugar a una eliminación energéticamente eficiente del ácido perfluorooctanoico (PFOA).9
En comparación con las simples tecnologías de separación, estos novedosos enfoques para destruir los PFAS parecen muy prometedores para hacer frente a los riesgos a largo plazo que plantean estas sustancias en el medio ambiente, y es posible que algún día pronto se pueda revertir de forma permanente el estatus de los PFAS como “sustancias químicas eternas.”
Referencias
- Hogue, C. et al. A guide to the PFAS found in our environment. Chemical & Engineering News.
- Agency for Toxic Substances and Disease Registry, CDC. PFAS in the U.S. Population.
- United States Environmental Protection Agency. Our Current Understanding of the Human Health and Environmental Risks of PFAS.
- World Health Organization. PFOS and PFOA in Drinking-water: Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality.
- Yang, N. et al. Solvent-Free Nonthermal Destruction of PFAS Chemicals and PFAS in Sediment by Piezoelectric Ball Milling. Environ. Sci. Technol. Lett. 2023, 10, 2, 198–203.
- Xu, Q. et al. Ball-Milling: A Productive, Economical, and Widely Applicable Method for Condensation of Biomass-Derived Aldehydes and Ketones at Mild Temperatures. ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 24, 8232–8237.
- Soke, O. et al. Application of Hydrothermal Alkaline Treatment to Spent Granular Activated Carbon: Destruction of Adsorbed PFASs and Adsorbent Regeneration. Environ. Sci. Technol. Lett. 2023, 10, 5, 425–430.
- Hao, S. et al. Application of Hydrothermal Alkaline Treatment for Destruction of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Contaminated Groundwater and Soil. Environ. Sci. Technol. 2022, 56, 10, 6647–6657.
- Wan, Z. et al. Enhanced Electrochemical Destruction of Perfluorooctanoic Acid (PFOA) Aided by Overlooked Cathodically Produced Bubbles. Environ. Sci. Technol. Lett. 2023, 10, 1, 111–116.
