Mientras la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. toma medidas enérgicas contra la insidiosa contaminación "química permanente" en el medio ambiente, los funcionarios de la aviación militar y comercial están buscando formas de limpiar esa contaminación causada por décadas de uso de espumas extintoras de incendios en bases aéreas militares y aeropuertos comerciales. P>
Las espumas contra incendios contienen cientos de sustancias químicas nocivas para la salud, conocidas por los químicos como PFAS o sustancias poli y perfluoroalquilo. Estos compuestos tienen enlaces de flúor a carbono obstinadamente fuertes, que les permiten persistir indefinidamente en el medio ambiente, de ahí el apodo de "químicos para siempre". También se encontraron muchos otros productos, los compuestos PFAS ahora contaminan los suministros de agua subterránea aprovechados por los proveedores de agua municipales en muchos lugares de todo el país.
Debido a que están relacionados con mayores riesgos de ciertos cánceres y otras enfermedades, la EPA impuso una nueva regla el mes pasado que requiere que las empresas de agua reduzcan la contaminación si los niveles exceden las 4 partes por billón de ciertos compuestos PFAS.
Afortunadamente, un descubrimiento colaborativo realizado por científicos de UC Riverside (UCR) y la Universidad Clarkson en Potsdam, Nueva York, proporciona una nueva estrategia para limpiar estos contaminantes.
El método se detalla en la revista Nature Water. . Implica tratar agua muy contaminada con luz ultravioleta (UV), sulfito y un proceso llamado oxidación electroquímica, explicó el profesor asociado de la UCR, Jinyong Liu.
"En este trabajo, continuamos nuestra investigación sobre el tratamiento basado en rayos UV, pero esta vez contamos con una colaboración con un experto en oxidación electroquímica de la Universidad Clarkson", dijo Liu, quien ha publicado casi 20 artículos sobre el tratamiento de contaminantes PFAS en agua contaminada. . "Juntamos estos dos pasos y logramos la destrucción casi completa de las PFAS en varias muestras de agua contaminadas por las espumas".
Liu dijo que la colaboración con un equipo dirigido por el profesor asistente Yang Yang en Clarkson resolvió importantes problemas técnicos. Por ejemplo, las espumas contienen otros compuestos orgánicos concentrados que dificultan la ruptura de los fuertes enlaces flúor-carbono en los compuestos PFAS.
Liu y Yang, sin embargo, descubrieron que la oxidación electroquímica también descompone estos compuestos orgánicos. Su proceso también permite que estas reacciones ocurran a temperatura ambiente sin necesidad de calor adicional o alta presión para estimular la reacción.
"En el mundo real, el agua contaminada puede ser muy complicada", afirmó Liu. "Contiene muchas cosas que potencialmente podrían ralentizar la reacción".
Los compuestos de PFAS se han utilizado en miles de productos, desde bolsas de patatas fritas hasta utensilios de cocina antiadherentes, pero las espumas extintoras de incendios son una fuente importante de contaminación por PFAS en las aguas subterráneas porque se han utilizado durante décadas para extinguir incendios de combustible de aviación en cientos de instalaciones militares. sitios y aeropuertos comerciales. Estas espumas también se aplicaban de forma rutinaria a derrames menores de combustible como medida de precaución para prevenir incendios.
Inventadas por la Marina de los EE. UU. en la década de 1960, las espumas forman una película acuosa alrededor de la gasolina y otros líquidos inflamables que se queman, lo que rápidamente priva al fuego de oxígeno y lo extingue.
Debido al uso generalizado, el Departamento de Defensa ordenó evaluaciones de 715 sitios militares a nivel nacional para detectar emisiones de PFAS y, a fines del año pasado, encontró que 574 de estos sitios necesitan más investigaciones o limpiezas según lo exige la ley federal.
Las limpiezas de PFAS se volvieron más urgentes el mes pasado cuando la EPA impuso una nueva norma que exige a las empresas de agua reducir la contaminación si los niveles excedían las 4 partes por billón de ciertos compuestos de PFAS.
Liu dijo que el método que desarrolló con Yang es muy adecuado para limpiar agua muy contaminada utilizada para vaciar tanques, mangueras y otros equipos de extinción de incendios. El método también se puede utilizar para tratar contenedores sobrantes de espumas que contienen PFAS.
Su método también puede ayudar a las empresas de agua a lidiar con la contaminación de las aguas subterráneas. El agua subterránea contaminada a menudo se trata mediante tecnologías de intercambio iónico en las que las moléculas de PFAS se adhieren a perlas de resina en grandes tanques de tratamiento. La luz ultravioleta y el método de oxidación electroquímica desarrollado por Liu y Yang también pueden ayudar a la regeneración de cuentas para que puedan reciclarse, afirmó Liu.
"Queremos tener una gestión sostenible de la resina", afirmó Liu. "Queremos reutilizarlo."
El título del estudio es "Destrucción casi completa de PFAS en espuma formadora de película acuosa mediante procesos fotoelectroquímicos integrados". Además de Liu y Yang, sus autores son Yunqiao Guan, Zekun Liu, Nanyang Yang, Shasha Yang y Luz Estefanny Quispe-Cardenas, quienes son o ex estudiantes de posgrado en UCR y Clarkson.
Más información: Yunqiao Guan et al, Destrucción casi completa de PFAS en espuma formadora de película acuosa mediante procesos fotoelectroquímicos integrados, Nature Water (2024). DOI:10.1038/s44221-024-00232-7
Información de la revista: Agua Natural
Proporcionado por la Universidad de California - Riverside
