Por Marianne Metzger
Las sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo (denominadas PFAS o sustancias químicas permanentes) son los últimos contaminantes emergentes que se encuentran en el agua potable en los Estados Unidos y en todo el mundo. Hay más de 4,500 de estos productos químicos que se han identificado y se utilizan en cientos de productos en todo el planeta. Si bien estos productos químicos no son nuevos y se han utilizado desde la década de 1940, su prevalencia en nuestra agua potable salió a la luz por primera vez después de la Tercera Regla de Monitoreo de Contaminantes No Regulados (UCMR3, por sus siglas en inglés). Esta regla requirió el monitoreo de seis compuestos perfluorados de 2013 a 2016 en los suministros públicos de agua, para determinar el nivel de ocurrencia para una posible regulación futura. Con el avance de los métodos de prueba y un mayor monitoreo en todo el país, se ha descubierto una contaminación significativa.
Métodos de prueba
El método 537 de la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA, por sus siglas en inglés) de los Estados Unidos, lanzado por primera vez en 2009, fue diseñado para probar los ácidos alquilo perfluorados, que son cadenas de carbono que están completamente fluoradas. Este método se utilizó en UCRM3 para la detección de seis compuestos nombrados en la regla. Además, este método también podría detectar otros ocho compuestos que no estaban incluidos en esta regla. Según UCMR3, los niveles mínimos de notificación para estos compuestos estaban en los rangos de partes por mil millones (0.01 a 0.06 μg/L). En ese momento, había niveles de detección mucho más altos que los que pueden lograr los métodos de prueba actuales.
El método 537.1 de la EPA de los Estados Unidos (Publicado en 2018) puede detectar sustancias alquilo perfluoradas y polifluoradas, incluidos un total de 18 compuestos PFAS. Los compuestos polifluorados son cadenas de carbono que tienen al menos un átomo de carbono que no está completamente fluorado. Este método permite niveles de detección en el rango de 0.5 a 6.5 ng/L (partes por billón), por lo que los niveles de detección son mucho más bajos, y la mayoría de los laboratorios informan hasta dos ng/L (ppt). El último método introducido es el Método 533 de la EPA de los Estados Unidos, lanzado en 2019, que cubre un total de 25 contaminantes PFAS. Este método más nuevo se enfoca en PFAS de cadena más corta, aquéllos que tienen longitudes de cadena de cuatro a 12 átomos de carbono (ver Tabla 1). Todos estos métodos utilizan cromatografía líquida con espectrometría de masas en tándem (LC/MS/MS), un instrumento analítico que utiliza cromatografía líquida para separar compuestos individuales y espectrómetros de masas para medir con precisión mezclas complejas para compuestos individuales en función del peso molecular (ver la Imagen 1).
Hay un par de diferencias notables entre los métodos. Primero, no todos los compuestos cubiertos en US EPA 537 están incluidos en el método US EPA 533, por lo que ambos métodos pueden ser necesarios, dependiendo de los compuestos PFAS. La mayor diferencia es el proceso de extracción: US EPA 537 y 537.1 emplean un cartucho de extracción en fase sólida (SPE) de poliestireno divinilbenceno (SDVB) mientras que US EPA 533 usa un cartucho SPE de intercambio aniónico débil (WAX). Otra diferencia importante es que la US EPA 533 usa estándares internos extraídos como parte de la cuantificación de dilución isotópica, mientras que los métodos US EPA 537 no lo hacen. El uso de diluciones isotópicas reduce las interferencias de la matriz y reduce la incertidumbre general asociada con el análisis de PFAS. Otras diferencias incluyen el conservante utilizado y los tiempos de conservación. En US EPA 537, se usa trizma, mientras que el acetato de amonio se usa para preservar 533 muestras. El tiempo de espera para la US EPA 533 permite 28 días para la extracción y otros 28 días después de la extracción, mientras que la US EPA 537 tiene un tiempo de espera de 14 días para la extracción con 28 días para analizar.
Toma de muestras
Con la prevalencia de estos contaminantes en los productos que se utilizan en nuestra vida diaria, la recolección de muestras es más difícil que simplemente llenar un recipiente de muestra. Es posible contaminar inadvertidamente una muestra simplemente por lo que lleva puesto el recolector de muestras. También es importante tener en cuenta que debido a que estos productos químicos se miden en tales niveles de trazas (generalmente en el rango de partes por billón), no se necesita mucho para sesgar los resultados.
Pre-planficación del sitio de muestreo
Antes de tomar muestras, es importante hacer una planificación previa para ayudar a garantizar que las muestras reflejen con precisión los niveles reales de contaminación. Si es posible, visite el sitio antes de la recolección de la muestra para determinar si hay fuentes potenciales de PFAS en las proximidades del punto de muestreo. Cuando visite el sitio, esté atento a productos/materiales que contengan PFAS, como una plataforma que pueda ser tratada para resistencia al agua o sartenes de teflón en una cocina, productos cosméticos en un baño. Si es posible, retire cualquier material que contenga PFAS del área de muestreo antes de la recolección para reducir la posible contaminación cruzada. Si hay fuentes importantes de PFAS en el área que no se pueden eliminar fácilmente (como alfombras, muebles o terrazas tratadas con manchas), considere usar un blanco de reactivo de campo para determinar si estas fuentes están contribuyendo de alguna manera a lo que se detecta en la muestra de agua.
Pre-planificación: muestreo
Para quienes toman la muestra, también hay muchas cosas que deben considerar para planificar adecuadamente. Específicamente, se debe evitar el uso de productos que puedan contener compuestos PFAS: cosas como lociones, hilo dental, cosméticos y cierta ropa y calzado. Primero, abordemos la ropa. Cualquier ropa que sea resistente a las manchas o al agua es una fuente obvia de PFAS, pero considere cualquier ropa que haya sido lavada con un suavizante de telas, que también puede ser una fuente de PFAS. Se recomienda que la ropa que se usará para el muestreo se lave sin suavizante de telas, tal vez incluso lave un par de veces para eliminar por completo cualquier contaminante restante. Considere cuidadosamente el calzado que se usará, ya que muchos están tratados para ser impermeables y pueden contener PFAS.
Si las muestras se van a recolectar al aire libre, tenga cuidado al seleccionar cualquier protector solar o repelente de insectos, ya que a menudo contienen productos químicos PFAS. Se recomienda firmemente utilizar algo que sea totalmente natural u orgánico. Finalmente, estas muestras deben enviarse frías. Algunas bolsas de hielo o hielo azul pueden contener PFAS, por lo que es mejor evitar su uso al tomar muestras. Si es posible, use una fuente de hielo húmedo que se sepa que no contiene PFAS. Puede ser difícil determinar si el hielo no contiene PFAS, por lo tanto, use bolsas Ziploc® para las botellas de muestra para evitar cualquier posible contaminación cruzada que pudiera ocurrir. Además, cuando se prepare para el muestreo, no traiga ningún tubo o cinta de teflón que pueda usarse para otros muestreos de campo, así como cuadernos, bolígrafos Sharpie, sujetapapeles o carpetas de plástico o cualquier alimento o bebida, excepto agua o bebidas hidratantes.
Blancos de reactivos de campo
Los blancos de reactivos de campo (BRC) están destinados para tener en cuenta el manejo de la muestra y el entorno que rodea el área de muestreo que puede contribuir a la contaminación cruzada de las muestras de agua. Para las muestras de BRC, se envían dos botellas, una botella de muestra vacía (conservada como sería para una muestra de agua normal) y otra botella llena con agua de laboratorio que se sabe que no contiene PFAS. Una vez recolectada la muestra, prepare el BRC. Tome la botella llena de agua de grado reactivo y viértala en una de las botellas de muestra; algunos laboratorios ya tendrán la botella vacía etiquetada como blanco de reactivo de campo, pero si no lo está, debe etiquetarse como tal. Estas muestras siempre deben recolectarse y analizarse únicamente cuando se detecte PFAS en la muestra real. Tenga en cuenta que muchos laboratorios normalmente los cobrarán como una muestra separada, duplicando así el costo del análisis. Sin embargo, estas muestras son muy útiles para determinar resultados precisos.
Toma de muestras
Una vez se haya llevado a cabo toda la planificación, tome la muestra. Antes de tomar la muestra, lávese bien las manos con agua y jabón y póngase un nuevo par de guantes de nitrilo. Si toma varias muestras, use un par de guantes nuevos para cada muestra. Si toma otras muestras al mismo tiempo, tome la muestra de PFAS primero y mantenga las muestras separadas, ya que algunos recipientes de muestras pueden contener teflón. Retire el aireador del grifo (si está presente) y deje correr el agua durante uno a tres minutos, hasta que la temperatura se estabilice. Utilice únicamente los frascos proporcionados por el laboratorio, ya que están limpios y conservados con trizma, como está escrito en el método de prueba. Al llenar la botella de muestra, tenga cuidado de no tocar la parte superior de la botella con el grifo, que puede tener cinta de teflón o pasta de hilo. También es importante no bajar la tapa de la botella al llenarla; Una vez que la botella de muestra esté llena, tape bien y agite la botella para ayudar a disolver el conservante. Si usa hielo de calidad desconocida, coloque la botella de muestra en una bolsa con cierre para protegerla de una posible contaminación cruzada; el uso de dos bolsas agregará protección adicional.
Si envía muestras, considere enfriar la muestra antes de enviarla, ya que las muestras deben llegar al laboratorio a 10°C o menos. Dependiendo de la temporada y la ubicación de la muestra, es posible que se requieran muestras refrigeradas. Cuando envíe muestras a un laboratorio, planifique con anticipación y consulte con el transportista que se vaya a utilizar para que la muestra se envíe durante la noche el mismo día en que se toma la muestra. Es mejor enviar las muestras más tarde en el día, manteniéndolas frescas antes de enviarlas. Asegúrese de no llegar al límite para el envío nocturno el mismo día, ya que puede variar según el transportista y la localidad.
Conclusión
Las pruebas de PFAS continúan aumentando a medida que se descubren más fuentes de contaminación en plantas de fabricación, bases militares, aeropuertos y vertederos. Además de encontrarse en los suministros de agua municipales, PFAS también se encuentran en pozos privados, causando estragos para los propietarios de viviendas. En algunos casos, los propietarios reciben agua embotellada mientras buscan una solución más permanente. En otras áreas, están instalando equipos de tratamiento para el punto de uso, como sistemas de ósmosis inversa debajo del mostrador. En algunos casos, quienes contaminan están pagando por los sistemas, mientras que, en otros, se ha dejado en gran medida al propietario de la vivienda buscar tratamiento para protegerse del agua potable contaminada. Hay varias variables por considerar cuando se llevan a cabo pruebas para PFAS, por lo que el primer paso consiste en comprender las pruebas.
Acerca de la autora
La Sra. Marianne R. Metzger ha pasado la mayor parte de su carrera trabajando para un par de laboratorios en una variedad de capacidades, desde Representante de Apoyo Técnico hasta Vicepresidente de Ventas. Recientemente se unió a ResinTech Inc. para dirigir su nueva división de servicios de laboratorio. La Sra. Metzger ha presentado en varias conferencias nacionales y regionales sobre la calidad del agua sobre temas de análisis de agua y ha contribuido con varios artículos a publicaciones comerciales pertinentes dentro de la industria del tratamiento de agua. Además de trabajar para laboratorios, también se desempeña como Directora Ejecutiva de la Eastern Water Quality Association, donde asiste a la Junta Directiva en el desarrollo de la membresía a través de la educación.
Acerca de la empresa
ResinTech Inc. es un líder mundialmente reconocido en el campo del intercambio iónico. La empresa fabrica una amplia gama de resinas IX, carbonos y adsorbentes selectivos utilizados en el tratamiento de agua y aguas residuales. El equipo de apoyo técnico de renombre mundial de ResinTech utiliza su software patentado de tecnología MIST-X para llevar a cabo simulaciones complejas de intercambio iónico, y el laboratorio de última generación de la compañía ofrece capacidades completas de prueba de agua y resina. La división Filterworks de la compañía fabrica cartuchos de filtración de agua para el punto de uso y sistemas de agua de laboratorio ultrapuros, mientras que una división de recuperación de recursos brinda servicios de regeneración de resina fuera del sitio y restauración de membranas de ósmosis inversa.