Esta innovación podría transformar la forma en que los científicos monitorean las «sustancias químicas eternas» tóxicas en hogares, lugares de trabajo y espacios públicos, introduciendo una forma más rápida y segura de identificar la contaminación transmitida por el aire en segundos, en lugar de días o semanas.
Esta innovadora tecnología se centra en una técnica conocida como espectrometría de masas por ionización química de superóxido (O2-CIMS).
A diferencia de los sistemas tradicionales de monitoreo de PFAS que dependen de productos químicos peligrosos y largos análisis de laboratorio, el nuevo enfoque permite a los investigadores medir con sensibilidad las PFAS en el aire mientras utilizan reactivos más seguros que son más fáciles de implementar fuera de los entornos de laboratorio.
Este descubrimiento podría mejorar significativamente nuestra comprensión de cómo las PFAS en el aire se propagan a ambientes interiores y exteriores.
Los investigadores también encontraron emisiones mensurables de los envases comunes de comida rápida a temperatura ambiente, lo que destaca las preocupaciones sobre la exposición rutinaria a los PFAS en el aire provenientes de productos de consumo.
Por qué las PFAS en el aire son una gran preocupación
PFAS, que significa sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, es una sustancia química sintética ampliamente utilizada en productos diseñados para ser resistentes a la grasa, el agua y la suciedad.
Se utilizan en utensilios de cocina antiadherentes, telas impermeables, envases de alimentos, espuma contra incendios y más. Estos químicos se descomponen muy lentamente, por eso se les llama químicos eternos.
Aunque la mayor parte de las investigaciones sobre las PFAS se han centrado en el agua potable y el suelo contaminados, los científicos investigan cada vez más las PFAS en el aire como una posible ruta de exposición humana.
Ciertos compuestos de PFAS pueden evaporarse en el aire, circular en interiores o exteriores y luego inhalarse o depositarse en las superficies.
Tradicionalmente, monitorear las PFAS en el aire ha sido difícil. Los métodos de prueba estándar generalmente implican recolectar muestras de aire durante un período prolongado antes de enviarlas a un laboratorio para su procesamiento.
Eso significa que los investigadores sólo reciben instantáneas promedio de los niveles de contaminación, en lugar de datos en tiempo real que muestran cómo las emisiones varían de un momento a otro.
Un sistema de detección de PFAS más rápido y seguro
Un nuevo sistema desarrollado en la UNC-Chapel Hill aborda algunas de estas limitaciones.
Las herramientas de monitoreo de PFAS en tiempo real existentes a menudo dependen de sustancias químicas peligrosas como el yoduro de metilo y el ácido nítrico para generar iones para la detección. Estos productos químicos requieren amplios sistemas de ventilación, lo que dificulta el despliegue portátil en el campo.
En su lugar, el equipo de investigación utilizó superóxido como ion reactivo. Las investigaciones han demostrado que esta alternativa más segura mantuvo un sólido rendimiento de detección y al mismo tiempo simplificó la operación móvil.
El dispositivo puede identificar PFAS en el aire en concentraciones inferiores a partes por billón por volumen, lo que permite a los investigadores detectar cantidades extremadamente pequeñas de contaminación.
La maniobrabilidad del sistema puede resultar especialmente valiosa para la vigilancia medioambiental. Los científicos suelen utilizar laboratorios móviles para estudiar la contaminación cerca de instalaciones industriales, zonas de desastre y zonas pobladas.
Reducir la necesidad de productos químicos de apoyo tóxicos hace que el monitoreo de PFAS en el aire en tiempo real sea más práctico en estos entornos.
La huella química única aumenta la precisión
Durante el estudio, los investigadores evaluaron varios compuestos de PFAS comúnmente asociados con productos industriales y de consumo. El sistema funcionó particularmente bien al medir el alcohol fluorotelómero (FTOH), que se sabe que es uno de los compuestos PFAS más transportados por el aire.
Una ventaja importante es la capacidad del dispositivo para generar una «huella digital» química única para un compuesto en particular.
Estas firmas proporcionan una confirmación adicional de qué sustancias químicas PFAS en el aire están presentes y pueden reducir la necesidad de técnicas de análisis de laboratorio que consumen más tiempo, como la cromatografía de gases o líquidos.
Esta capacidad puede ayudar a reducir costos y acelerar las investigaciones ambientales, especialmente en situaciones donde se requieren evaluaciones rápidas de la contaminación.
Surgen problemas de exposición en un experimento de envasado de comida rápida
Los investigadores también probaron las emisiones de los envoltorios y materiales de embalaje de comida rápida.
El instrumento detectó instantáneamente emisiones de PFAS en el aire de un compuesto conocido como 6:2 FTOH, incluso a temperatura ambiente. Las emisiones aumentaron aún más cuando se frotó el material de embalaje.
Los hallazgos sugieren que los productos de consumo comunes pueden liberar PFAS en el aire al ambiente interior con mayor facilidad de lo que se pensaba anteriormente.
Los investigadores observaron que calentar los envases de alimentos puede aumentar estas emisiones, lo que plantea más preguntas sobre la exposición en hogares y restaurantes.
Aunque la tecnología mostró un buen desempeño contra ciertos compuestos de PFAS en el aire, no detectó todos los tipos por igual.
Algunos ácidos PFAS seguían siendo difíciles de medir utilizando únicamente sistemas basados en superóxido. Los investigadores dijeron que el nuevo método pretende complementar, en lugar de reemplazar por completo, los antiguos sistemas de vigilancia basados en yoduro.
La combinación de los dos sistemas podría brindar a los científicos una imagen más completa de la contaminación por PFAS en el aire y de cómo estos químicos persistentes se mueven en el medio ambiente.
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