Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson encontraron grandes cantidades de compuestos previamente indetectables de la familia de productos químicos conocidos como PFAS en seis cuencas hidrográficas en Cape Cod utilizando un nuevo método para cuantificar e identificar compuestos PFAS. Exposiciones a algunos PFAS, ampliamente utilizado por su capacidad para repeler el calor, agua, y aceite, están vinculados a una variedad de riesgos para la salud, incluido el cáncer, inmunosupresión, diabetes, y bajo peso al nacer.

El nuevo método de prueba reveló grandes cantidades de PFAS previamente no detectadas de espumas ignífugas y otras fuentes desconocidas. Las concentraciones totales de PFAS presentes en estas cuencas hidrográficas estaban por encima de los niveles máximos estatales de contaminantes (MCL) para la seguridad del agua potable.

"Desarrollamos un método para capturar y caracterizar completamente todos los PFAS de espumas ignífugas, que son una fuente importante de PFAS para el agua potable y los ecosistemas aguas abajo, pero también encontramos grandes cantidades de PFAS no identificadas que no podrían haberse originado a partir de estas espumas, "dijo Bridger Ruyle, estudiante de posgrado en SEAS y primer autor del estudio. "Los métodos de prueba tradicionales carecen por completo de estos PFAS desconocidos".

La investigación se publicará en Ciencia y tecnología ambiental .

Los PFAS —sustancias de perfluoroalquilo y polifluoroalquilo— están presentes en productos que van desde espumas ignífugas hasta sartenes antiadherentes. Apodado "productos químicos para siempre" debido a su larga vida útil, Los PFAS se han ido acumulando en el medio ambiente desde que se utilizaron por primera vez en la década de 1950.

A pesar de los riesgos para la salud asociados, No existen límites federales exigibles legalmente para las sustancias químicas PFAS en el agua potable. Las pautas de salud provisionales de la Agencia de Protección Ambiental para el suministro público de agua solo cubren PFOS y PFOA, dos tipos comunes de PFAS. Massachusetts, junto con algunos otros estados, ha ido más allá al incluir seis PFAS en sus nuevos MCL en el agua potable. Pero se sabe que existen miles de estructuras químicas de PFAS, varios cientos de los cuales ya se han detectado en el medio ambiente.

"Simplemente no estamos probando la mayoría de los compuestos PFAS, por lo que no tenemos idea de cuál es nuestra exposición total a estos productos químicos y aún faltan datos de salud asociados con tales exposiciones, "dijo Elsie Sunderland, el profesor Gordon McKay de química ambiental en SEAS y autor principal del artículo.

Los métodos de prueba estándar utilizados por la EPA y las agencias reguladoras estatales solo evalúan 25 o menos compuestos conocidos. El problema es que la inmensa mayoría de los compuestos PFAS son propietarios y las agencias reguladoras no pueden encontrar lo que no saben que existe.

El nuevo método desarrollado por Sunderland y su equipo puede superar esa barrera y dar cuenta de todos los PFAS en una muestra. CSI:PFAS

Los PFAS se fabrican combinando átomos de carbono y flúor para formar uno de los enlaces más fuertes de la química orgánica. El flúor es uno de los elementos más abundantes en la tierra, pero el flúor orgánico natural es extremadamente raro, producido solo por unas pocas plantas venenosas en el Amazonas y Australia. Por lo tanto, cualquier cantidad de organofluorino detectado en el medio ambiente seguramente será de origen humano.

Los compuestos de PFAS que se encuentran en el medio ambiente se presentan en dos formas:una forma precursora y una forma terminal. La mayoría de los compuestos PFAS monitoreados, incluidos PFOS y PFOA, son compuestos terminales, lo que significa que no se degradarán en condiciones ambientales normales. Pero los compuestos precursores, que a menudo constituyen la mayoría de las sustancias químicas PFAS en una muestra, puede transformarse a través de procesos biológicos o ambientales en formas terminales. Entonces, mientras que la EPA o las agencias estatales pueden monitorear las concentraciones de PFAS, todavía no están detectando gran parte del enorme grupo de precursores de PFAS.

Ahí es donde entra en juego este nuevo método.

Los investigadores primero miden todo el organofluorino en una muestra. Luego, usando otra técnica, oxidan los precursores en esa muestra y los transforman en sus formas terminales, que luego pueden medir. Desde allí, el equipo desarrolló un método de análisis estadístico para reconstruir los precursores originales, huella dactilar su origen de fabricación, y medir su concentración dentro de la muestra.

"Básicamente estamos haciendo análisis forense químico, "dijo Sunderland.

Usando este método, Sunderland y su equipo probaron seis cuencas hidrográficas en Cape Cod como parte de una colaboración con el Servicio Geológico de los Estados Unidos y un centro de investigación financiado por los Institutos Nacionales de Salud y dirigido por la Universidad de Rhode Island que se centra en las fuentes, transporte, exposición y efectos de PFAS.

El equipo se centró en identificar PFAS a partir del uso de espumas ignífugas. Estas espumas que se utilizan ampliamente en bases militares, aeropuertos civiles, y departamentos de bomberos locales, son una fuente importante de PFAS y han contaminado cientos de suministros públicos de agua en los EE. UU.

El equipo de investigación aplicó sus métodos forenses a muestras recolectadas entre agosto de 2017 y julio de 2019 de Childs, Quashnet, Mill Creek, Molinos de Marstons, Cuencas hidrográficas de Mashpee y Santuit en Cape Cod. Durante el proceso de cobranza, los miembros del equipo tenían que tener cuidado con lo que vestían, ya que el equipo impermeable se trata con PFAS. El equipo terminó en vadeadores de décadas de antigüedad para evitar la contaminación.

Los sitios de muestreo en Childs, Las cuencas hidrográficas de Quashnet y Mill Creek están aguas abajo de una fuente de PFAS de espumas retardantes de fuego:Quashnet y Childs de la instalación militar de The Joint Base Cape Cod y Mill Creek de la Academia de Entrenamiento de Bomberos del Condado de Barnstable.

Las pruebas actuales solo pueden identificar alrededor del 50 por ciento de PFAS de espumas históricas, productos que se descontinuaron en 2001 debido a altos niveles de PFOS y PFOA, y menos del 1 por ciento de PFAS de espumas modernas.

Usando su nuevo método, Sunderland y su equipo pudieron identificar el 100 por ciento de todos los compuestos PFAS en los tipos de espumas retardantes de fuego que se utilizaron durante décadas en Joint Base Cape Cod y Barnstable County Fire Training Academy.

"Nuestro método de prueba pudo encontrar estos compuestos faltantes que han sido utilizados por la industria química durante más de 40 años, "dijo Sunderland.

Las pruebas también revelaron grandes cantidades de PFAS de fuentes desconocidas.

"Nuestra contabilidad de PFAS de espumas para combatir incendios no pudo explicar entre el 37 y el 77 por ciento del organofluorado que medimos, ", dijo Ruyle." Esto tiene enormes ramificaciones no solo para nuestra comprensión de la exposición humana, sino también para la cantidad de PFAS que se descarga en el océano y se acumula en la vida marina ".

Para dar seguimiento a estos hallazgos, Ruyle está trabajando actualmente con los NIH para identificar algunos de los impactos en la salud de PFAS de las espumas contemporáneas para combatir incendios mediante estudios de toxicología. El equipo de Sunderland continúa estudiando el PFAS desconocido para identificar mejor sus fuentes y el potencial de acumulación en abundantes redes tróficas marinas en Cape Cod.