Una nueva investigación publicada en el Journal of Hazardous Materials proporciona uno de los inventarios empíricos más completos hasta la fecha de PFAS en el contexto de los medios ambientales, remodelando la forma en que entendemos la distribución masiva, la transferencia entre medios y las estrategias de gestión del sitio.
Las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) ya no se consideran únicamente contaminantes procedentes de fuentes industriales discretas. Los reguladores y administradores de campo se enfrentan cada vez más a realidades complejas. Esto significa que las PFAS pueden detectarse incluso en lugares “de fondo” donde no se producen emisiones directas. Los autores utilizan conjuntos de datos de ocurrencia global y estadounidense que abarcan suelo, agua subterránea, agua superficial (agua dulce y marina), precipitación, aire, biosólidos y aguas residuales para establecer un balance de masa cuantitativo de PFAS de fondo. Su conclusión central es impactante y trascendental. En otras palabras, los suelos superficiales son actualmente la mayor reserva de PFAS de fondo en todo el mundo y en los Estados Unidos, superando al agua subterránea, al agua superficial e incluso al agua de mar en masa total estimada.
Reconstitución de PFAS “de fondo”
Este estudio adopta una definición práctica de PFAS de base. Es decir, concentraciones observadas en medios ambientales sin liberación directa conocida, aunque el compuesto en sí sea de origen antropogénico. Esta distinción es importante. Si bien las PFAS en un sitio contaminado pueden originarse a partir de fuentes puntuales, como el uso de AFFF o las emisiones de fabricación, las PFAS de fondo reflejan contribuciones difusas como:
Transporte y deposición atmosférica a larga distancia Descarga de aguas residuales y utilización de biosólidos Descargas de tanques sépticos Lixiviados de vertederos Deterioro de productos de consumo
La detección de PFAS en suelos remotos, aguas subterráneas circundantes y precipitaciones complica la delimitación del sitio, especialmente cuando los umbrales regulatorios están en el rango bajo de ng/L. Como señalan los autores, la ubicuidad de los niveles bajos de PFAS hace que sea difícil distinguir entre los márgenes de la pluma y las concentraciones ambientales regionales.
Inventario masivo empírico en todos los medios
En lugar de basarse únicamente en estimaciones de producción y emisiones, este estudio recopila datos de ocurrencia de literatura revisada por pares y conjuntos de datos regulatorios (2000-2025) para derivar concentraciones medianas representativas de compuestos clave, incluidos PFOS, PFOA, PFHxS, PFBS, PFBA, PFNA, PFHxA, 6:2 FTS y HFPO-DA.
Para estimar la masa total, los autores hicieron lo siguiente:
Concentraciones de tendencia central seleccionadas (mediana de medianas) por medio. Cantidad total estimada de medios. Aplicar factores de corrección basados en la frecuencia de detección y la relevancia geográfica (por ejemplo, limitar el agua subterránea a agua «moderna»). 50-75 años).
Este enfoque híbrido, experimental y de balance de masas, proporciona una distribución de masa global de PFOS particularmente útil.
Masa de PFOS por medio (estimación global de referencia)
Suelo: 1,3 × 10⁷ kg Agua subterránea: 1,1 × 10⁶ kg Agua superficial marina: 7,5 × 10⁵ kg Agua superficial de agua dulce: 2,7 × 10⁵ kg Precipitación y atmósfera: Orden de magnitud menor Biosólidos y aguas residuales (en términos de flujo anual): Relativamente bajos pero recurrentes
El patrón es similar en los Estados Unidos, nuevamente dominado por el suelo, con aproximadamente 2,8 × 10⁶ kg de PFOS estimados en la superficie del suelo.
Este descubrimiento desafía la suposición arraigada desde hace mucho tiempo de que el océano es el principal reservorio ambiental de PFAS tradicionales. Estudios anteriores a menudo excluyeron el suelo debido a la escasez de datos. Este último análisis muestra que el suelo es un importante depósito de material, no sólo un compartimento de almacenamiento temporal.
¿Por qué el suelo es dominante?
Hay varios factores que explican la pesadez del suelo.
Fuerte adsorción de PFAS de cadena larga (PFOS, PFNA, etc.) sobre superficies orgánicas y minerales. Acumulación debida a décadas de deposición atmosférica. Manténgalos poco espaciados (suponga de manera conservadora los 30 cm superiores). La velocidad del movimiento es lenta en comparación con el transporte advectivo del agua superficial.
En particular, la masa de suelo estimada es consistente con inventarios anteriores basados en emisiones cuando se tienen en cuenta los supuestos de profundidad. Las estimaciones anteriores de la masa global de PFOS en el suelo (10 cm de profundidad) son aproximadamente un orden de magnitud más bajas, lo que coincide con el supuesto de mayor profundidad (30 cm) del estudio actual. Esto pone de relieve que el suelo es un reservorio de PFAS a mediano y largo plazo, especialmente de sulfonatos de perfluoroalquilo tradicionales y carboxilatos de cadena larga.
Precipitación: impacto directo limitado en las aguas subterráneas
A pesar de la detección generalizada de PFAS en las precipitaciones, los modelos del estudio indican que es poco probable que las precipitaciones recientes por sí solas causen excesos de agua subterránea en las condiciones más probables.
Los autores simularon el transporte en la zona vadosa utilizando el modelo PFAS-LEACH utilizando concentraciones medianas de sedimentos en EE. UU. (PFOS 0,29 ng/L, PFOA 0,33 ng/L, PFNA 0,10 ng/L). Según los supuestos de referencia, las concentraciones de agua subterránea previstas en los pozos receptores se mantuvieron por debajo de los estándares de agua potable durante más de 200 años.
La recarga limita aún más las cargas directas. Aproximadamente el 21% de las precipitaciones en los Estados Unidos se destinan a la recarga de aguas subterráneas. Incluso cuando se hace una escala nacional, la contribución anual de la masa de PFOS al agua subterránea procedente de las precipitaciones es sólo del 5 al 14 % de la masa de agua subterránea estimada. Este hallazgo tiene implicaciones regulatorias. Actualmente, las precipitaciones no son el principal factor que explica los excesos de PFAS en las aguas subterráneas en niveles básicos.
Del suelo al agua subterránea: el camino más importante
Por el contrario, cuando se modelaron concentraciones representativas de fondo en el suelo (PFOS 700 ng/kg, PFOA 581 ng/kg, PFNA 244 ng/kg), los resultados fueron más matizados.
Las simulaciones de referencia que incorporan factores de atenuación por dilución predijeron que las concentraciones de agua subterránea en los receptores descendentes estarían por debajo del estándar. Sin embargo, un análisis de sensibilidad de la disminución de los parámetros de retención y el aumento de las tasas de infiltración (el escenario “superior”) dio como resultado los excesos previstos de PFOS y PFOA.
Esto muestra que:
Las concentraciones de fondo en el suelo por sí solas pueden hacer que los niveles de agua subterránea oscilen entre 0,1 y 10 ng/L. Bajo suposiciones conservadoras (disminución de la amortiguación, mayor recarga), pueden ocurrir excesos. Los procesos de retención del suelo controlan fuertemente el momento y la magnitud de los picos.
Para las agencias reguladoras que desarrollan niveles de detección del suelo al agua subterránea, estos hallazgos refuerzan la importancia de incorporar mecanismos de retención en lugar de depender únicamente de factores de dilución predeterminados.
Aguas superficiales: el papel de las descargas de aguas residuales y subterráneas
Las concentraciones medianas de PFAS en cuerpos de agua dulce fueron generalmente más altas que en áreas de precipitación y similares o ligeramente más bajas que las concentraciones de aguas subterráneas.
Un simple cálculo de mezcla revela lo siguiente:
Precipitación versus factor de dilución del agua superficial: 1,4 a 2,5. Factor de dilución del vertido de aguas subterráneas: 1,6 a 3,3.
Estos valores sugieren una modesta contribución únicamente de las precipitaciones y las aguas subterráneas. Por el contrario, la escorrentía de aguas residuales suele presentar concentraciones más altas de PFAS (incluso en ausencia de insumos industriales) y, por lo tanto, es más probable que contribuya a los niveles de PFAS en las aguas superficiales circundantes.
Por lo tanto, de acuerdo con los análisis nacionales de ingesta de agua potable, es probable que el flujo de retorno de aguas residuales sea un factor importante de PFAS en aguas superficiales.
Implicaciones estratégicas para la gestión del sitio.
Este hallazgo tiene varias implicaciones de alto nivel para los profesionales ambientales.
1. Los antecedentes del suelo deben cuantificarse durante la demarcación del sitio.
Los suelos superficiales representan la mayor reserva de masa de PFAS. Sin establecer una línea base del suelo circundante, se corre el riesgo de sobreestimar los impactos relacionados con el sitio.
2. La deposición atmosférica probablemente explica la carga generalizada del suelo
La distribución geográfica de las PFAS en el suelo sugiere un transporte atmosférico a larga distancia en lugar de emisiones directas locales.
3. Los suelos subyacentes pueden plantear riesgos para las aguas subterráneas
Incluso en ausencia de liberaciones en el sitio, las PFAS en los suelos subyacentes pueden provocar concentraciones de agua subterránea cercanas a los umbrales regulatorios bajo ciertas condiciones hidrogeológicas.
4. El fondo de aguas superficiales refleja los aportes integrados de la cuenca
Las descargas de aguas residuales, el flujo base de las aguas subterráneas y la escorrentía forman colectivamente la firma de PFAS de las aguas superficiales.
5. Los océanos siguen siendo sumideros importantes, pero no necesariamente reservorios importantes
Aunque el océano es un punto final importante, los datos empíricos más recientes ahora destacan el suelo como un reservorio más grande de masa heredada de PFAS.
fronteras de la investigación
El estudio también identifica lagunas de conocimiento relacionadas con la investigación académica.
Concentraciones históricas y actuales de PFAS en la precipitación. Distribución en profundidad de PFAS en suelos mayores a 30 cm. Inventario de sedimentos de sistemas marinos y de agua dulce. Transporte facilitado por coloides y efectos de las precipitaciones extremas. El papel de los precursores y productos de transformación en la contabilidad masiva.
Los estudios futuros que integren núcleos de sedimentos, muestreos de aguas profundas y monitoreo de zonas vadosas a largo plazo perfeccionarán aún más estos inventarios.
Cambio de paradigma: gestión de yacimientos heredada
La idea clave de este inventario integral no es sólo que las PFAS son omnipresentes, sino que su legado ambiental se acumula desproporcionadamente en los suelos. Este reservorio es difuso, geográficamente extendido y en gran medida independiente de cualquier fuente puntual identificable.
A medida que la producción de PFAS disminuye y los controles regulatorios se endurecen, es probable que los suelos sigan siendo una fuente importante durante décadas debido a la lenta lixiviación y la redistribución gradual. Por lo tanto, gestionar los riesgos de las PFAS ya no consiste solo en detener la nube. Se trata de comprender y contextualizar la masa de fondo.
Esta investigación proporciona una recalibración importante para los profesionales ambientales que trabajan para optimizar los cierres de sitios, las evaluaciones de riesgos y los costos de remediación. Antecedentes Las PFAS definen el sistema, no lo limitan. Y el suelo está en el centro de ese sistema.
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