Nuevo método barato descompone los 'Forever Chemicals'

Los investigadores han desarrollado un enfoque para descomponer una clase de productos químicos de larga duración que, según dicen, es más fácil y económico que los métodos agresivos que se utilizan actualmente. El trabajo también insinúa cómo estos químicos, que se han relacionado con problemas de salud, se desmoronan, un hallazgo que podría ayudar a destruir estos contaminantes persistentes.

Las sustancias de perfluoroalquilo y polifluoroalquilo, o PFAS, se utilizan ampliamente en productos como espumas contra incendios, ropa impermeable y utensilios de cocina antiadherentes. Apodados 'químicos para siempre' porque no se descomponen en las condiciones ambientales típicas, los PFAS se acumulan en el suelo y el agua y pueden persistir en el cuerpo humano una vez ingeridos. Un estudio de 2015 encontró PFAS en la sangre del 97% de los estadounidenses, y los científicos los han relacionado con afecciones que incluyen enfermedad de la tiroides, colesterol alto y cáncer.

“Las empresas diseñaron originalmente los productos químicos para que fueran estables; esa era una característica, pero una vez que llegan al medio ambiente, es un defecto”, dice Shira Joudan, química ambiental de la Universidad de York en Toronto, Canadá.

Los PFAS se pueden eliminar del agua, pero la eliminación de estos productos químicos ha resultado ser un desafío. Cuando se entierran en vertederos, los PFAS se filtran al entorno circundante, lo que corre el riesgo de contaminar el suelo y las aguas subterráneas.

tratamientos duros

Los métodos para desechar los PFAS suelen depender de tratamientos duros y costosos, algunos de los cuales requieren altas presiones y temperaturas superiores a los 1000 °C. Además, hay evidencia de que la incineración de productos que contienen PFAS puede conducir a la propagación de estos compuestos en el medio ambiente, dice Brittany Trang, química ambiental de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, quien codirigió el estudio que describe el nuevo enfoque. “Se necesita un método para deshacerse de las PFAS de una manera que no continúe contaminando”, dice.

El último método, publicado el 18 de agosto Brittany Trangin Cienciase mostró prometedor al descomponer uno de los grupos más grandes de PFAS utilizando reactivos económicos y temperaturas de aproximadamente 100 °C.

Joudan, que no participó en el estudio, dice que está entusiasmada con el enfoque. "Esta es la primera vez que veo un mecanismo de degradación en el que pensé, 'esto podría marcar la diferencia'".

Los PFAS deben su durabilidad a una serie de enlaces carbono-flúor, que se encuentran entre los enlaces químicos más fuertes de la naturaleza. En lugar de intentar romper este vínculo estable, Trang y sus colegas se dirigieron a un grupo químico que contenía átomos de oxígeno en un extremo de la molécula. Al calentar los compuestos en un solvente llamado DMSO y un reactivo común que se encuentra en limpiadores y jabones, los investigadores eliminaron con éxito al grupo que contiene oxígeno. Esto desencadenó una cascada de reacciones que finalmente descompuso los compuestos en productos inofensivos.

Productos de desecho

Usando este enfoque, el equipo degradó 10 PFAS, incluido el PFOA, un químico prohibido en la mayoría de los países, y uno de sus reemplazos comunes.

Los análisis computacionales sugirieron que esta clase de PFAS se descompone en dos o tres carbonos a la vez en lugar de un carbono a la vez, como se supone generalmente. Comprender los mecanismos a través de los cuales se descomponen estos contaminantes podría informar los enfoques para resolver el problema de los productos químicos para siempre, dice Joudan.

Hasta ahora, los científicos han identificado más de 12 000 PFAS. El último enfoque de degradación funciona con PFOA y productos químicos estrechamente relacionados, pero no con otra clase popular de PFAS conocida como ácido sulfónico de perfluorooctano o PFOS, que es potencialmente tóxico y ya no está en el mercado en muchos países. Por el contrario, los métodos existentes pueden degradar el PFOA y el PFOS, dice Ian Ross, quien lidera la consultoría sobre PFAS en Tetra Tech, una empresa de consultoría e ingeniería con sede en Pasadena, California.

Ross también señala que el uso de DMSO como solvente en el tratamiento de desechos podría no ser práctico, y cuestiona si el enfoque encontrará aplicaciones en el mundo real. “Le costará una fortuna si va a comprar grandes cantidades de DMSO y luego desechar el DMSO; no puede arrojarlo a una alcantarilla”, dice.

Los investigadores esperan que el estudio ayude a otros a desarrollar sus propios enfoques para descomponer los PFAS. "Cualquiera que trabaje en la degradación de PFAS puede ver esto y tal vez tener una mejor comprensión de lo que podría estar pasando", dice el coautor William Dichtel, que estudia la eliminación de PFAS en la Universidad Northwestern. “Aunque no pretendo que esta sea la solución final, realmente es por eso que hago ciencia, para poder tener un impacto positivo en el mundo”.

Este artículo se reproduce con autorización y se publicó por primera vez el 18 de agosto de 2022.