Investigadores de la Universidad de Duke han resuelto un antiguo misterio sobre el origen de los altos niveles de contaminación por PFAS en las fuentes de agua de la región Piedmont de Carolina del Norte.
Al tomar muestras y analizar las aguas residuales en Burlington y sus alrededores, los investigadores rastrearon la fuente de la contaminación por PFAS hasta una planta de fabricación textil local.
La fuente permaneció oculta durante años porque la instalación no emitía PFAS en forma química regulada y monitoreada.
En cambio, descubrieron que los “precursores” de nanopartículas sólidas de PFAS se descomponen en las sustancias químicas que las pruebas actuales están diseñadas para detectar.
«Tenemos algunos de los equipos más sofisticados del mundo para analizar PFAS, pero no pudimos detectar PFAS hasta que cambiamos drásticamente nuestro enfoque», dijo Lee Ferguson, profesor de ingeniería civil y ambiental en la Universidad de Duke, quien dirigió el estudio.
«A veces no sabemos lo que no sabemos. Hay lecciones que aprender sobre los puntos ciegos analíticos cuando se buscan nuevos PFAS en el medio ambiente».
Se encuentran niveles muy altos de PFAS en vías fluviales de Carolina del Norte
Las PFAS se convirtieron en un tema candente en Carolina del Norte en 2015, cuando un estudio de la EPA encontró altas concentraciones de GenX y otras PFAS en el río Cape Fear.
El descubrimiento desató un efecto dominó: estudio tras estudio encontró contaminación por PFAS en lugares donde no debería estar, incluido el suministro público de agua de Wilmington y cientos de pozos locales.
Un ejemplo de niveles inaceptablemente altos de PFAS fue el de la ciudad de Pittsboro, Carolina del Norte. Los resultados iniciales de una red de pruebas a nivel estatal mostraron que la contaminación probablemente provenía del tramo superior del río Hoh, que suministra agua potable a la ciudad. Esto llevó a los investigadores a la planta de tratamiento de aguas residuales de Burlington, que liberaba agua tratada al río aguas arriba de Pittsboro.
De manera confusa, las pruebas mostraron niveles mucho más altos de PFAS saliendo de la instalación que entrando a ella. Esto indicó que los precursores de PFAS, que no aparecen durante las pruebas de rutina, estaban ingresando a las plantas y siendo transformados durante el procesamiento.
Ferguson explicó: “Tan pronto como detuvimos ese proceso, los niveles mensurables de PFAS en las aguas residuales disminuyeron significativamente.
«Sin embargo, los precursores aún ingresan a las instalaciones, se concentran en lodos y finalmente se propagan a los campos agrícolas, donde se transforman con el tiempo en formas reguladas de PFAS. Necesitábamos encontrar la fuente».
El tratamiento de aguas residuales de Burlington estaba acelerando la contaminación por PFAS
Los investigadores descubrieron que estos precursores se liberaban en el sistema de alcantarillado en concentraciones de hasta 12 millones de partes por billón. Eso es aproximadamente 3 millones de veces el límite reglamentario de agua potable de la Agencia de Protección Ambiental para ciertos tipos de PFAS.
Los precursores normalmente se degradan lentamente con el tiempo hasta convertirse en tipos regulados de PFAS, pero las prácticas atípicas de tratamiento de aguas residuales de Burlington estaban acelerando ese cambio.
Estos productos químicos están particularmente concentrados en los lodos de depuradora y los biosólidos resultantes comúnmente utilizados como fertilizantes en la región, y los hallazgos indican que la contaminación por PFAS continuará lixiviándose en los suelos y vías fluviales de la región durante las próximas décadas.
La Ley de Agua Limpia: Reducir los niveles de PFAS para un futuro más saludable
Además, nuestros colegas del Departamento de Ingeniería Textil, Química y Ciencia de la Universidad Estatal de Carolina del Norte proporcionaron muestras de tratamientos para telas repelentes de agua y manchas similares a los utilizados por los fabricantes de textiles que drenan al sistema de alcantarillado de Burlington.
Los resultados de esa muestra coincidieron casi perfectamente con lo que el equipo encontró en las aguas residuales de un fabricante en particular que se vertían al sistema de alcantarillado de la ciudad.
Con esta información en mente, la ciudad de Burlington trabajó con fabricantes textiles para utilizar la autoridad de pretratamiento bajo la Ley de Agua Limpia para modificar sus procesos y reducir la concentración de estas nanopartículas.
Desde entonces, la cantidad de precursores de PFAS que ingresan a las instalaciones de tratamiento de aguas residuales de Burlington ha disminuido en órdenes de magnitud.
Esta reducción en los niveles de contaminación de PFAS es un fuerte indicador de que estos problemas pueden abordarse en su origen, en lugar de mediante nuevos procesos de tratamiento que eliminen las moléculas de PFAS difíciles de degradar.
Sin embargo, el misterio aún no se ha resuelto del todo. «Realmente no entendemos cuánto tiempo tardan estas nanopartículas precursoras de PFAS en transformarse en aguas residuales y biosólidos y penetrar en el entorno circundante», dijo Ferguson.
Concluyó que «se necesita más financiación e investigación para comprender plenamente este campo».
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