Los PFAS se han ganado el nombre de "químicos eternos" con razón:los compuestos artificiales, que pueden tardar miles de años en degradarse y se encuentran en todo, desde envases de alimentos resistentes a la grasa hasta ropa repelente al agua, se han abierto camino en casi la mitad del suministro de agua del grifo de Estados Unidos.
Ahora, en un estudio presentado en el Journal of Hazardous Materials , químicos del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey han demostrado un nuevo método de laboratorio para detectar rastros de PFAS en muestras de material de envasado de alimentos, agua y suelo en solo tres minutos o menos.
Los investigadores dicen que su enfoque podría acelerar significativamente los esfuerzos para estudiar y abordar la bioacumulación de PFAS en el medio ambiente, incluidos más de $2 mil millones de subvenciones de la EPA de la Ley Bipartidista de Infraestructura del presidente Biden para que los estados realicen pruebas de calidad del agua y tratamientos para los contaminantes emergentes.
"Hay miles de especies diferentes de PFAS, pero aún tenemos que comprender el alcance de su distribución en nuestro medio ambiente porque los métodos de prueba actuales son costosos y requieren mucho tiempo, y en algunos casos requieren horas para la preparación y el análisis de las muestras", dijo. Hao Chen, autor correspondiente del estudio y profesor de química del NJIT. "Lo que nuestro estudio demuestra es un método mucho más rápido, sensible y versátil que puede controlar la contaminación del agua potable, la tierra y los productos de consumo en cuestión de minutos".
Chen y sus colegas dicen que el nuevo método, que implica una técnica de ionización para analizar la composición molecular de los materiales de muestra llamada espectrometría de masas con pulverización de papel (PS-MS), es entre 10 y 100 veces más sensible que la técnica estándar actual para pruebas de PFAS, la cromatografía líquida/ espectrometría de masas.
"Las PFAS pueden ionizarse y detectarse rápidamente mediante un espectrómetro de masas de alta resolución, lo que proporciona una visión clara de cada especie de PFAS presente y el grado de contaminación hasta un nivel de partes por billón (ppt)", explicó Chen. P>
"Para matrices más complejas como el suelo, hemos aplicado un método relacionado llamado espectrometría de masas por pulverización de papel desalinizador (DPS-MS) que elimina las sales que normalmente suprimen la señal iónica de los PFAS. Juntos, mejoran enormemente nuestra capacidad para detectar estos compuestos. ."
"Nuestro límite de detección de PFAS es aproximadamente 1 ppt. Para contextualizar, esta cantidad se ha comparado con una gota de agua en 20 piscinas de tamaño olímpico", añadió el Dr. Tanim-Al Hassan, primer autor del artículo y Ph.D. estudiante de química en NJIT.
En las pruebas, el equipo pudo detectar PFAS en un minuto o menos analizando directamente piezas de diversos materiales de empaque de alimentos, incluido papel para palomitas de maíz para microondas, cajas de fideos instantáneos, así como empaques de papas fritas y hamburguesas de dos cadenas multinacionales de restaurantes de comida rápida. /P>
El análisis reveló rastros de 11 moléculas diferentes de PFAS, incluidos tipos comunes que se han relacionado con un mayor riesgo de cáncer y supresión del sistema inmunológico, como el PFOA (ácido perfluorooctanoico) y el PFOS (ácido perfluorooctanosulfónico).
En su análisis de agua, el equipo detectó rastros de PFOA en muestras de agua del grifo local en menos de dos minutos, mientras que no encontró rastros de PFAS en muestras tomadas del agua filtrada de la fuente de la universidad.
"La EPA ya ha propuesto establecer niveles máximos de contaminación (MCL) para seis PFAS en el agua potable en todo el país, y el PFOA y el PFOS se encuentran entre ellos", dijo Mengyan Li, coautor del estudio y profesor asociado de ciencias ambientales del NJIT. "Este método analítico podría facilitar exámenes más intensivos de PFAS tóxicos que pueden ser necesarios según dicha propuesta para proteger la seguridad de nuestro suministro de agua".
Utilizando DPS-MS, el equipo también identificó dos especies de PFAS en tan solo 40 mg de suelo en menos de tres minutos.
El método de detección rápida del equipo ya se está probando para su uso junto con técnicas de vanguardia para remediar PFAS que se están desarrollando en el Centro BioSMART del NJIT.
"Sorprendentemente, en nuestro laboratorio pudimos acoplar este método analítico a un novedoso catalizador de degradación, que degrada el 98,7% de los PFAS en muestras de agua potable en tres horas", dijo Wunmi Sadik, coautor del estudio y presidente del Departamento de Química del NJIT. y Ciencias Ambientales.
"Este trabajo puede tener un impacto nacional, pero el efecto inmediato se sentirá en el área noreste. Aproximadamente el 10% de los 9,2 millones de habitantes de Nueva Jersey tienen altos niveles de ácido perfluorooctanoico en el agua potable en comparación con el promedio nacional del 1,9%". /P>
Chen afirma que el avance también podría tener un rápido impacto en el seguimiento de los productos de consumo, desde cosméticos y medicinas hasta alimentos frescos y procesados. El equipo también planea demostrar las capacidades del método para monitorear el aire.
"A corto plazo, esto podría ser extremadamente útil para garantizar la seguridad de los productos alimenticios... podría permitir que los productos agrícolas sean monitoreados más eficientemente para detectar contaminación por PFAS, por ejemplo", explicó Chen. "Nuestro método también puede hacer avanzar el estudio de las PFAS en el aire de una manera similar a lo que hemos demostrado en este estudio, lo que nos ayudaría aún más a abordar este problema ambiental generalizado".
Más información: Md. Tanim-Al Hassan et al, Detección rápida de sustancias perfluoroalquiladas (PFAS) mediante espectrometría de masas basada en aerosol de papel, Journal of Hazardous Materials (2024). DOI:10.1016/j.jhazmat.2023.133366
Información de la revista: Revista de materiales peligrosos
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey
