Nuevo método de detección de 'químicos Forever': un “gran paso adelante” que ayudaría a mantener limpia el agua potable
Los productos químicos Forever se quedan en el medioambiente para siempre, lo que representa un peligro para nuestro entorno y la salud. Las pruebas para detectar los PFA son difíciles de realizar y requieren mucho tiempo.
Los productos químicos permanentes (forever chemicals, literalmente "químicos para siempre") son exactamente lo que dicen ser: productos químicos que persisten en el medioambiente para siempre y, lo que es más preocupante, están en todas partes. En gran medida han pasado desapercibidos hasta hace relativamente poco tiempo, y los científicos están desarrollando nuevos enfoques para detectarlos.
Las sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo (PFAS, por su sigla en inglés) son sustancias químicas fabricadas con flúor, y científicos del Reino Unido y Alemania han desarrollado un nuevo enfoque para detectar la contaminación de estas sustancias químicas permanentes en el agua, mediante luminiscencia. Los hallazgos se han publicado en la revista científica Analytical Chemistry.
¿Qué son las PFAS?
Los PFAS son sustancias químicas artificiales que no son degradables y se acumulan en todos los entornos. Se utilizan en varias industrias diferentes, desde el envasado de alimentos hasta la producción de semiconductores y neumáticos para automóviles. La contaminación tóxica que provocan, especialmente en el agua, ha aumentado en los últimos años.
“Los PFAS se utilizan en entornos industriales debido a sus propiedades útiles, por ejemplo, en tejidos antimanchas. Pero si no se eliminan de forma segura, estos productos químicos suponen un peligro real para la vida acuática, nuestra salud y el medioambiente en general”, explica la profesora Zoe Pikramenou, profesora de Química Inorgánica y Fotofísica de la Universidad de Birmingham.
Stuart Harrad, profesor de Química Ambiental.
“Los métodos actuales para medir estos contaminantes son difíciles, requieren mucho tiempo y son costosos. Existe una necesidad clara y apremiante de un método simple, rápido y rentable para medir las PFAS en muestras de agua in situ para ayudar a la contención y la remediación, especialmente en concentraciones (ultra)trazas. Pero hasta ahora había resultado increíblemente difícil hacerlo”.
Harrad y Pikramenou codirigieron el diseño de un nuevo prototipo de sensor que detecta ácido perfluorooctanoico (PFOA).
“El sensor funciona mediante un pequeño chip de oro injertado con complejos metálicos de iridio. Luego se utiliza luz ultravioleta para excitar el iridio, que emite luz roja”, explica la profesora Pikramenou. "Cuando el chip de oro se sumerge en una muestra contaminada con el 'químico permanente', se observa un cambio de la señal en la vida útil de la luminiscencia del metal lo que permite se detecte la presencia del 'químico permanente' en diferentes concentraciones".
"Hasta ahora, el sensor ha podido detectar 220 microgramos de PFAS por litro de agua, lo cual funciona para aguas residuales industriales, pero para el agua potable necesitaríamos que el método fuera mucho más sensible y capaz de detectar niveles de nanogramos de PFAS", ella agrega.
Nanochip para la nanoescala
Los científicos de superficies y sensores del Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), el Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales de Alemania, trabajaron en el desarrollo de ensayos y análisis dedicados a nanoescala.
Dan Hodoroaba, jefe de la División de Análisis de Superficies y Películas Delgadas de BAM, destacó la importancia de la caracterización de chips: "Los análisis avanzados de imágenes de superficies son esenciales para el desarrollo de nanoestructuras químicas dedicadas en chips de sensores personalizados para garantizar un rendimiento óptimo".
"Ahora que tenemos un prototipo de chip sensor, pretendemos perfeccionarlo e integrarlo para hacerlo portátil y más sensible, de modo que pueda usarse en el lugar de derrames y para determinar la presencia de estos químicos en el agua potable", añade Knut Rurack , quien dirige la División de Detección Óptica y Química de BAM.
La profesora Pikramenou concluyó: "Este prototipo es un gran paso adelante para ofrecer una forma eficaz, rápida y precisa de detectar esta contaminación, ayudando a proteger nuestro mundo natural y, potencialmente, a mantener limpia nuestra agua potable".
Referencia de la noticia:
Zhang, K.; Carrod, A. J.; Del Giorgio, E; et al.; Luminescence Lifetime-Based Sensing Platform Based on Cyclometalated Iridium(III) Complexes for the Detection of Perfluorooctanoic Acid in Aqueous Samples. Analytical Chemistry (2024).