Cómo entra una sustancia química persistente en nuestras aguas superficiales
Modelización de la formación y distribución del ácido trifluoroacético (TFA) en la atmósfera
En colaboración con la Oficina Federal Suiza de Medio Ambiente (FOEN) y la Universidad de Berna, investigadores del Empa han estudiado cómo el ácido trifluoroacético (TFA), la más pequeña de las moléculas de PFAS, se forma en la atmósfera y entra en las masas de agua a través de las precipitaciones. El estudio combinó un periodo de medición de tres años con muestras de agua archivadas de las últimas décadas y un modelo atmosférico detallado. El resultado: La liberación de esta sustancia química al medio ambiente se ha multiplicado en las últimas décadas, y seguirá aumentando en el futuro.
Los PFAS, abreviatura de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, no se llaman "sustancias químicas eternas" por nada. Estas moléculas orgánicas que contienen flúor son difíciles de descomponer y es probable que permanezcan en el medio ambiente durante décadas o incluso siglos, donde pueden acumularse en seres humanos y animales y tener efectos nocivos para la salud. Esta es una razón de peso para tomar medidas de precaución.
La clase de sustancias PFAS comprende miles de compuestos químicos. No todos ellos han sido estudiados a fondo. La liberación, propagación, acumulación y efectos de numerosos PFAS son objeto de investigaciones en curso. Entre otras cosas, los investigadores se están centrando en el TFA, abreviatura de ácido trifluoroacético. La molécula más pequeña de la familia de los PFAS se forma como producto de degradación de otras sustancias, como muchos refrigerantes y propulsores fluorados. Una vez formado, el TFA apenas se degrada en el medio ambiente. "El TFA que se forma en la atmósfera entra rápidamente en las precipitaciones, y de ahí pasa a las aguas superficiales y luego a las subterráneas", explica el investigador de Empa Stefan Reimann, del laboratorio de Contaminantes Atmosféricos / Tecnología Medioambiental.
Hasta ahora no se había estudiado cómo y dónde se forma exactamente el TFA en la atmósfera y en qué cantidades entra en las masas de agua. En un nuevo estudio conjunto publicado en la revista Atmospheric Chemistry and Physics, investigadores del Empa, en colaboración con la Oficina Federal Suiza de Medio Ambiente (FOEN) y la Universidad de Berna, investigaron esta cuestión con más detalle. Modelizaron las vías de formación y transporte de TFA en la atmósfera y las compararon con mediciones de TFA en muestras ambientales.
Durante tres años, la FOEN analizó muestras de precipitaciones y aguas superficiales en busca de TFA y consultó muestras de agua archivadas que databan de 1984. Al mismo tiempo, los investigadores del Empa crearon un modelo detallado de la entrada atmosférica de TFA. "Modelizamos los precursores conocidos del TFA, sus vías de degradación y productos intermedios, así como la deposición del TFA así formado, tanto por precipitación como directamente sobre las superficies", explica el investigador del Empa Stephan Henne, autor principal del estudio. El complejo modelo permite hacer predicciones a largo plazo con una alta resolución espacial y temporal. "Ahora podemos calcular la cantidad de TFA que se libera al medio ambiente en un mes determinado en cada lugar de Europa", explica Henne.
Se espera un nuevo aumento
Los resultados del estudio muestran que las concentraciones de TFA en precipitaciones y aguas superficiales se han multiplicado en las últimas décadas. Según los investigadores, esto se debe principalmente al aumento del uso de hidrofluoroolefinas (HFO). Estos gases fluorados sirven como refrigerantes y propulsores, sustituyendo en esta función a los hidrofluorocarbonos (HFC), que calientan el clima. A diferencia de los HFC de larga vida, los HFO se descomponen rápidamente en la atmósfera, entre otras cosas, en TFA. "Como el uso de HFO en sistemas de refrigeración y aire acondicionado sigue aumentando, suponemos que la deposición de TFA también aumentará en el futuro", afirma Reimann.
Otra fuente importante de TFA es la degradación de pesticidas; en este caso, sin embargo, la sustancia no da un rodeo por la atmósfera, sino que entra en el agua más o menos directamente a través del suelo. "Una vez que el TFA está en el agua, permanece allí casi sin excepción", añade Stephan Henne. El lugar de acumulación final de este ácido fluorado persistente es, por tanto, el océano.
Además de aportar respuestas, el estudio también plantea nuevas preguntas. "Nuestro modelo explica alrededor de dos tercios de la entrada atmosférica total medida de TFA", afirma Stephan Henne. "Esto significa que probablemente existen otras sustancias precursoras y vías de formación que aún desconocemos". Esto también se ve respaldado por el hecho de que el TFA está presente incluso en muestras de precipitaciones históricas, aunque en concentraciones mucho más bajas que las actuales. Sin embargo, los precursores conocidos sólo se utilizan desde la década de 1990. En el futuro, los investigadores quieren estudiar más a fondo estos precursores aún desconocidos e incorporarlos a su modelo atmosférico.
Aún no se ha investigado de forma concluyente hasta qué punto el TFA es perjudicial para los organismos vivos, incluidos los humanos. Algunos estudios recientes aportan pruebas de una posible toxicidad a largo plazo. "El TFA es muy persistente, se acumula cada vez más en el agua y es casi imposible de eliminar", advierte Reimann. "Por tanto, deberíamos actuar de acuerdo con el principio de precaución y restringir al máximo el uso de sustancias precursoras".
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