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Contaminantes de interés emergente

Los contaminantes de interés emergente (CEC, por sus siglas en inglés) son un término utilizado por los profesionales de la calidad del agua para describir los contaminantes det...

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Los contaminantes de interés emergente (CEC, por sus siglas en inglés) son un término utilizado por los profesionales de la calidad del agua para describir los contaminantes detectados en muestras de monitoreo ambiental , que pueden causar impactos ecológicos o en la salud humana y que, por lo general, no están regulados por las leyes ambientales vigentes. Las fuentes de estos contaminantes incluyen la agricultura , la escorrentía urbana y productos domésticos comunes (como jabones y desinfectantes) y productos farmacéuticos que se desechan en plantas de tratamiento de aguas residuales y posteriormente se descargan en aguas superficiales. [ 1 ] [ 2 ]

Las sustancias químicas emergentes (CCE) incluyen productos farmacéuticos, productos de cuidado personal, subproductos industriales y agroquímicos. Estas sustancias suelen eludir los procesos habituales de detección y tratamiento, lo que provoca su persistencia involuntaria en el medio ambiente. La complejidad de las CCE radica no solo en su naturaleza química diversa, sino también en las complejas interacciones que establecen con los ecosistemas y la salud humana. Por ello, son objeto de un creciente estudio por parte de investigadores, responsables políticos y funcionarios de salud pública que buscan comprender sus efectos a largo plazo y desarrollar intervenciones eficaces. Iniciativas globales, como las de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), enfatizan la necesidad de crear estándares internacionales y políticas ambientales eficaces para abordar los desafíos que plantean las CCE. La sensibilización y la promoción pública desempeñan un papel crucial en el impulso de la agenda de investigación y el desarrollo de políticas para las CCE, destacando la necesidad de actualizar las prácticas de fabricación y desarrollar más métodos de remediación y detección.

Historia y antecedentes

El concepto de CEC cobró gran relevancia a principios del siglo XXI, gracias a los avances en técnicas analíticas como la cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS) y la cromatografía de gases -espectrometría de masas (GC-MS), que permitieron la detección de estas sustancias en niveles traza en diversas matrices ambientales. Estas sofisticadas herramientas posibilitaron a los científicos detectar concentraciones traza de sustancias químicas previamente ignoradas en diversas matrices ambientales, incluyendo aguas residuales, aguas superficiales, aguas subterráneas e incluso muestras de agua potable. El aumento de la concienciación sobre los CEC se debe en parte a su abundante presencia en aguas residuales, aguas superficiales, aguas subterráneas y agua potable, a menudo como consecuencia de la urbanización, las actividades industriales y el uso generalizado de productos farmacéuticos y de cuidado personal. [ 3 ] El reconocimiento de los riesgos potenciales que plantean los CEC ha impulsado un creciente número de investigaciones destinadas a comprender sus fuentes, destino y efectos en el medio ambiente, así como el desarrollo de estrategias para su gestión y eliminación. [ 4 ]

Eventos pasados

  • En los siglos XIX y principios del XX, el amianto se utilizaba en numerosos productos y en la construcción, y no se consideraba una amenaza para la salud humana ni para el medio ambiente. Las muertes y los problemas pulmonares causados ​​por el amianto se documentaron por primera vez a principios del siglo XX. [ 5 ] Las primeras regulaciones de la industria del amianto se publicaron en el Reino Unido en la década de 1930. [ 6 ] La regulación del amianto en Estados Unidos no se produjo hasta la década de 1980. [ 7 ]
  • En la década de 1970, hubo un grave problema con la infraestructura de tratamiento de agua de algunos estados de EE. UU., especialmente en el sur de California, con agua proveniente del delta de los ríos Sacramento y San Joaquín . [ 8 ] El agua se desinfectaba para uso doméstico mediante un tratamiento con cloro, que era eficaz para eliminar contaminantes microbianos y bacterias, pero en algunos casos, reaccionaba con los químicos de escorrentía y la materia orgánica para formar trihalometanos (THM). Las investigaciones realizadas en los años posteriores comenzaron a sugerir la naturaleza cancerígena y dañina de esta categoría de compuestos. La EPA emitió su primer estándar para THM, aplicable a los sistemas públicos de agua , en 1979, [ 8 ] y estándares más estrictos en 1998 [ 9 ] y 2006. [ 10 ]
  • Los rápidos cambios en la industria también dificultan el tratamiento y la regulación de los contaminantes emergentes. Por ejemplo, la sustancia sustitutiva ( GenX ) del ácido perfluorooctanoico ( PFOA ), un PFAS recientemente regulado , tuvo un impacto ambiental más perjudicial, lo que llevó a la posterior prohibición de GenX . [ 11 ] Por lo tanto, existe una necesidad imperiosa de que el tratamiento y la gestión de los contaminantes emergentes se adapten a las tendencias mundiales.

Clasificación

Para que un compuesto sea reconocido como un contaminante emergente, debe cumplir al menos dos requisitos: [ 12 ]

  1. Se han asociado efectos adversos para la salud humana con un compuesto.
  2. Existe una relación establecida entre el/los efecto(s) positivo(s) y negativo(s) del compuesto.

Los contaminantes emergentes son aquellos que no se han detectado previamente mediante análisis de la calidad del agua, o que se han encontrado en bajas concentraciones con incertidumbre sobre sus efectos. El riesgo que representan para la salud humana o ambiental no se comprende completamente. [ 12 ]

Clases de contaminantes

Los contaminantes de interés emergente (CEC) pueden clasificarse en varias categorías de sustancias químicas, como productos farmacéuticos y de cuidado personal , cianotoxinas , nanopartículas y retardantes de llama , entre otros. [ 13 ] Sin embargo, estas clasificaciones cambian constantemente a medida que se descubren nuevos contaminantes (o efectos) y los contaminantes emergentes de años anteriores dejan de ser una prioridad. Estos contaminantes pueden clasificarse generalmente como contaminantes verdaderamente "nuevos", que se han descubierto e investigado recientemente; contaminantes conocidos, pero cuyos efectos ambientales no se comprendían del todo; o contaminantes "antiguos", sobre los que surge nueva información respecto a sus riesgos. [ 13 ]

Productos farmacéuticos

Los productos farmacéuticos están recibiendo mayor atención como contaminantes emergentes (CEC) debido a su continua liberación al medio ambiente, su persistencia y su falta general de regulación. [ 14 ] Estos compuestos suelen estar presentes en bajas concentraciones en los cuerpos de agua y actualmente se sabe poco sobre sus efectos ambientales y en la salud por exposición crónica; los productos farmacéuticos están empezando a ser objeto de estudio en toxicología gracias a las técnicas analíticas mejoradas que permiten detectar concentraciones muy bajas. [ 14 ] La principal fuente de contaminación farmacéutica en el medio ambiente son los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales, la acuicultura y las escorrentías agrícolas.

Una vez presentes en el medio ambiente, los productos farmacéuticos pueden causar efectos ecológicos y para la salud a largo plazo, como los estrógenos sintéticos de los anticonceptivos, que han provocado la feminización en los peces machos, y los fármacos antiinflamatorios. A pesar de su omnipresencia en el medio ambiente, los productos farmacéuticos siguen estando en gran medida sin regular en la mayoría de las leyes ambientales.

productos de cuidado personal

Los productos de cuidado personal suelen contener una mezcla compleja de sustancias químicas como conservantes (p. ej., parabenos), filtros UV (p. ej., oxibenzona), plastificantes (p. ej., ftalatos), antimicrobianos (p. ej., triclosán ), fragancias y colorantes. [ 15 ] Muchos de estos compuestos son sustancias químicas sintetizadas que no se encuentran habitualmente en la naturaleza. Las sustancias químicas de los productos de cuidado personal pueden llegar al medio ambiente por diversas vías. Tras su uso, a menudo se desechan por el desagüe y pueden acabar en las aguas residuales. Estas sustancias no se eliminan por completo mediante los procesos convencionales de tratamiento de aguas residuales, lo que provoca su liberación en cuerpos de agua naturales. Algunas de estas sustancias químicas son persistentes en el medio ambiente y pueden bioacumularse en los tejidos de los organismos, causando potencialmente alteraciones ecológicas. También pueden tener propiedades disruptoras endocrinas que interfieren con los sistemas hormonales de la fauna silvestre y los seres humanos. [ 16 ]

Cianotoxinas

En los últimos años, se ha observado un aumento de las floraciones de cianobacterias debido a la eutrofización (o aumento de los niveles de nutrientes ) de las aguas superficiales en todo el mundo. [ 17 ] El aumento de ciertos nutrientes, como el nitrógeno y el fósforo, está relacionado con la escorrentía de fertilizantes de los campos agrícolas y también se encuentra en ciertos productos, como los detergentes, en los espacios urbanos. [ 18 ] Estas floraciones pueden liberar toxinas que pueden disminuir la calidad del agua y representan un riesgo para la salud humana y de la fauna silvestre. [ 17 ] Además, existe una falta de regulación con respecto a los niveles máximos de contaminantes (NMC) permitidos en las fuentes de agua potable. [ 18 ] Las cianotoxinas pueden tener efectos tóxicos tanto agudos como crónicos, y a menudo tienen muchas consecuencias para la salud del medio ambiente donde ocurren estas floraciones. [ 18 ]

Productos químicos industriales

Los productos químicos industriales de diversas industrias generan sustancias nocivas que son perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Sustancias químicas industriales comunes, como los 1,4-dioxanos , el perfluorooctanosulfonato (PFOS) y el ácido perfluorooctanoico (PFOA) , se encuentran habitualmente en diversas fuentes de agua.

nanomateriales

Los nanomateriales incluyen materiales a base de carbono, óxidos metálicos, metales y puntos cuánticos. [ 19 ] Los nanomateriales pueden ingresar al medio ambiente durante su fabricación, uso por parte del consumidor o eliminación. Debido a su pequeño tamaño, los nanomateriales se comportan de manera diferente a las partículas más grandes. [ 11 ] Tienen una alta relación superficie-volumen, lo que puede conducir a una mayor reactividad y el potencial de transporte a través del medio ambiente. Los nanomateriales son difíciles de detectar y monitorear debido a su tamaño y la ausencia de métodos estandarizados para medir su presencia y concentración en diversos medios. [ 5 ]

Fuentes y vías

escorrentía agrícola

Escorrentía agrícola que transporta CEC al medio ambiente.

La escorrentía agrícola es una vía principal a través de la cual los CEC ingresan al medio ambiente. [ 20 ] Compuestos como pesticidas y productos farmacéuticos de fertilizantes son transportados por el agua desde las granjas hacia el suelo y los cuerpos de agua de las áreas circundantes. [ 21 ] Luego, la escorrentía ocurre después de la lluvia o el riego, lo que causa una afluencia de químicos que se filtran del suelo donde fueron vertidos y llegan a ríos, lagos y aguas subterráneas. [ 21 ] La escorrentía puede contener CEC que no están regulados o cuyos impactos ambientales no se comprenden bien, [ 12 ] contribuyendo a la contaminación de los ecosistemas acuáticos y afectando potencialmente las fuentes de agua para humanos. Un desafío importante es monitorear los niveles de CEC en los cuerpos de agua. Una encuesta nacional reveló que la erosión del suelo , la pérdida de nutrientes y la escorrentía de pesticidas de las vastas tierras agrícolas de Estados Unidos son las principales causas de la contaminación de la calidad del agua. Aproximadamente el 46% de los ríos y arroyos en los Estados Unidos tienen condiciones que son perjudiciales para la vida acuática. Además, solo alrededor del 28% de estos cuerpos de agua están clasificados como "saludables" según sus comunidades biológicas. [ 22 ]

Descarga industrial  

La descarga industrial se produce cuando los residuos de las instalaciones de fabricación y procesamiento químico se liberan al medio ambiente. [ 23 ] Estos residuos pueden incluir una amplia variedad de contaminantes emergentes (CEC), como metales pesados, disolventes y diversos compuestos orgánicos que no se detectan ni eliminan habitualmente mediante los procesos de tratamiento estándar. [ 24 ] Estos contaminantes pueden acumularse en sedimentos y biota, lo que supone un riesgo para la vida acuática y la salud humana. La complejidad y diversidad de la descarga industrial exigen tecnologías de tratamiento avanzadas y marcos regulatorios más estrictos para evitar que los CEC contaminen el medio ambiente. Se han investigado procesos de oxidación avanzada y tecnologías de membrana, demostrando su eficacia para reducir los CEC de la descarga industrial; sin embargo, la adaptación de las instalaciones de tratamiento existentes con esta tecnología tiene un coste excesivo. [ 25 ]

escorrentía urbana  

La escorrentía urbana es el agua de lluvia que corre por calles, jardines y otras superficies urbanas, recogiendo diversos contaminantes en su recorrido. [ 26 ] Estos contaminantes pueden incluir CEC como microplásticos de materiales sintéticos, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) de los gases de escape de los vehículos y productos farmacéuticos de medicamentos desechados incorrectamente. [ 27 ] Esta escorrentía sin tratar puede entrar en los desagües pluviales y finalmente descargar en cuerpos de agua naturales, a menudo sin pasar por las plantas de tratamiento de aguas residuales y provocando su acumulación en el medio ambiente, donde puede dañar la vida silvestre y potencialmente entrar en la cadena alimentaria humana. Se están implementando y probando pavimentos permeables y jardines de lluvia en algunas áreas urbanas para mitigar los efectos de la escorrentía, ayudando a filtrar los contaminantes antes de que lleguen al sistema de agua. [ 28 ]

plantas de tratamiento de aguas residuales  

Planta de tratamiento de aguas residuales que elimina los contaminantes de las aguas residuales industriales.

Las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) están diseñadas para eliminar contaminantes de las aguas residuales domésticas e industriales antes de su vertido al medio ambiente. [ 29 ] Sin embargo, algunas PTAR, especialmente las más antiguas o con recursos limitados, no están equipadas para eliminar eficazmente todos los contaminantes emergentes (CEC), como productos farmacéuticos avanzados, ingredientes de productos de cuidado personal y ciertos tipos de productos químicos industriales. [ 30 ] Estas sustancias pueden atravesar el proceso de tratamiento y entrar en los ecosistemas acuáticos, [ 31 ] lo que supone un reto para la tecnología de tratamiento de agua y subraya la necesidad de investigación continua y mejora de la infraestructura para abordar la eliminación de los CEC de las aguas residuales. Se están probando avances como las etapas de tratamiento terciario, que incorporan técnicas avanzadas de filtración y eliminación química, para abordar la presencia de CEC en los residuos, aunque su implementación generalizada aún no se ha visto debido a su novedad, coste y desafíos logísticos. [ 32 ]

Impactos ambientales y en la salud

Relación entre el compuesto y los efectos

Hay una superposición de muchos químicos de origen antropogénico a los que los humanos están expuestos regularmente. Esto hace que sea difícil atribuir causalidad negativa para la salud a un compuesto específico y aislado. La EPA administra una Lista de Candidatos a Contaminantes para revisar sustancias que pueden necesitar ser controladas en los sistemas públicos de agua . [ 33 ] La EPA también ha enumerado doce contaminantes de preocupación emergente en instalaciones federales, con diversos orígenes, efectos en la salud y medios de exposición. [ 34 ] Los doce contaminantes enumerados son los siguientes: Tricloropropano (TCP), Dioxano , Trinitrotolueno ( TNT ), Dinitrotolueno , Hexahidro-trinitro-triazano (RDX), N-nitroso-dimetilamina (NDMA), Perclorato , Bifenilos polibromados (PBB), Tungsteno , Éteres de difenilo polibromados (PBDE) y Nanomateriales .

Compuestos seleccionados catalogados como contaminantes emergentes

La red NORMAN [ 35 ] facilita el intercambio de información sobre sustancias ambientales emergentes. Se ha creado una Lista de Intercambio de Sustancias Sospechosas [ 36 ] (SLE) para compartir información sobre los numerosos contaminantes potenciales de interés emergente. La lista contiene más de 100 000 sustancias químicas.

La Tabla 1 resume los contaminantes emergentes que figuran actualmente en un sitio web de la EPA y en un artículo de revisión. El uso detallado y el riesgo para la salud de los contaminantes emergentes comúnmente identificados se detallan en la tabla siguiente. [ 37 ] [ 38 ]

Vida acuática

El impacto ambiental de los CEC en la vida acuática es amplio. Por ejemplo, los disruptores endocrinos (EDC) tienen el potencial de imitar las hormonas naturales, lo que puede provocar fallos reproductivos y, eventualmente, disminuciones o aumentos en las poblaciones de peces y anfibios. Los EDC se encuentran en una variedad de contaminantes comunes, incluidos pesticidas y productos químicos industriales, y también pueden provocar alteraciones en el crecimiento y la reproducción de la vida acuática ( US EPA ) ( USGS.gov ). [ 39 ] [ 40 ] Los microplásticos son otra preocupación, ya que pueden provocar obstrucciones físicas en los tractos digestivos de los organismos acuáticos y actuar como vías para otras toxinas, lo que lleva a la bioacumulación y al aumento de su concentración a medida que ascienden en cada nivel de la cadena alimentaria. [ 39 ] Estos impactos no solo amenazan la biodiversidad, sino también la estabilidad de los ecosistemas acuáticos de los que dependen muchas especies. El monitoreo continuo y los esfuerzos regulatorios son cruciales para evaluar el alcance total de los impactos de los CEC y para el desarrollo de estrategias efectivas para mitigar su presencia en los ecosistemas acuáticos ( NOAA.gov ). [ 41 ]

Salud humana

Cuando los CEC eluden los sistemas de filtración de agua y contaminan el agua potable o se acumulan en la cadena alimentaria, también pueden causar riesgos para la salud humana. La exposición crónica a bajas dosis de CEC se ha relacionado con varios problemas de salud. Por ejemplo, ciertos CEC farmacéuticos y EDC se han asociado con desequilibrios hormonales, mayor riesgo de ciertos tipos de cáncer y problemas de desarrollo. [ 39 ] Los antibióticos presentes en el medio ambiente también pueden contribuir al desarrollo de bacterias resistentes a los antibióticos, lo que supone una grave amenaza para la salud humana al reducir la eficacia de los tratamientos antibióticos. [ 39 ] Los estudios han demostrado que incluso en bajas concentraciones, la presencia de CEC en el agua potable puede correlacionarse con trastornos neurológicos y puede disminuir la función cognitiva con el tiempo. [ 42 ] Ciertas sustancias perfluoroalquiladas (PFAS) , que son un tipo de CEC, se han relacionado con diferentes resultados adversos para la salud, como el aumento de los niveles de colesterol, cambios en las enzimas hepáticas y la reducción de la eficacia de las vacunas, lo que genera preocupación sobre la exposición generalizada a estos químicos. [ 43 ] Los CDC también identifican la exposición a altos niveles de CEC con efectos negativos en el sistema inmunitario, al comprometer la capacidad del cuerpo para combatir infecciones y aumentar el riesgo de enfermedades reumatológicas. [ 42 ] La exposición a una combinación de varios CEC, que puede ocurrir a través del agua potable contaminada o las cadenas alimentarias, puede provocar efectos acumulativos en la salud humana que aún no se comprenden completamente. [ 42 ] [ 43 ]

Fauna

La fauna silvestre, en particular las especies que dependen de ambientes acuáticos, es excepcionalmente vulnerable a las alteraciones causadas por la contaminación ambiental. Las especies terrestres pueden estar expuestas a la contaminación ambiental a través de alimentos, agua y suelo contaminados. Estos contaminantes pueden causar contaminación que puede provocar mortalidad o, indirectamente, cambios en el comportamiento que afectan actividades esenciales como la alimentación y el apareamiento. Las especies migratorias corren un riesgo especial, ya que pueden propagar el impacto de la contaminación ambiental a través de diversos ecosistemas. [ 39 ] [ 40 ] La salud de las poblaciones de fauna silvestre es un indicador importante de la calidad ambiental, y la presencia de contaminación ambiental puede señalar problemas ecológicos más amplios que requieren atención.

Detección y monitoreo

La detección y el monitoreo de CEC se realizan a través de una variedad de técnicas analíticas sofisticadas. La cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) acoplada a la espectrometría de masas (MS) puede ayudar a identificar CEC orgánicos, debido a su alta sensibilidad y selectividad EPA . Para compuestos volátiles y semivolátiles, se usa comúnmente la cromatografía de gases (GC) acoplada a MS FDA . Los metales y metaloides se analizan típicamente usando técnicas como la espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), que permite el análisis simultáneo de múltiples elementos USGS . Las complicaciones con el monitoreo de CEC van más allá de la simple detección. Sus vías a través de diferentes entornos también deben ser monitoreadas. Esto puede hacerse con dispositivos de muestreo pasivo, que acumulan contaminantes con el tiempo y brindan una visión integral de los niveles de contaminantes en diferentes ubicaciones NOAA . También se utilizan biosensores y se integran para detectar contaminantes específicos rápidamente, lo cual es importante para aplicaciones de monitoreo in situ NIH . El uso de la teledetección y los sistemas de información geográfica (SIG) para el análisis espacial se está expandiendo, estas herramientas facilitan el seguimiento de la propagación de la contaminación NASA Earth Science . Los recientes avances en nanotecnología han llevado al desarrollo de nanosensores que pueden detectar cantidades ínfimas de CEC Nature Nanotechnology .

Existen vertederos que tardarían cientos de años en limpiarse y evitar que se filtren más contaminantes a las aguas subterráneas y la biosfera circundante . En Estados Unidos, las agencias reguladoras ambientales federales son las principales responsables de determinar las normas y leyes que rigen las políticas y el control estatales para evitar que los ciudadanos y el medio ambiente se expongan a compuestos nocivos. Los contaminantes emergentes son ejemplos de casos en los que la regulación no cumplió su función, dejando a las comunidades vulnerables a efectos adversos para la salud. Muchos estados han evaluado qué se puede hacer respecto a los contaminantes emergentes y actualmente lo consideran un problema grave, pero solo ocho estados cuentan con programas específicos de gestión de riesgos para abordarlos. [ 44 ]

Reglamentos y gestión

Se trata de tácticas y métodos que buscan remediar los efectos de algunos o todos los contaminantes emergentes (CEC) impidiendo su dispersión en el medio ambiente o limitando sus concentraciones en determinados sistemas ambientales. Es fundamental asegurar que los tratamientos de agua no se limiten a trasladar los contaminantes del efluente al lodo, dado el potencial de que este último se extienda al suelo, constituyendo una vía alternativa para su entrada al medio ambiente.

Tecnología avanzada para plantas de tratamiento

Para algunos contaminantes emergentes, varias tecnologías avanzadas —sonólisis, fotocatálisis , [ 38 ] oxidación basada en Fenton [ 45 ] y ozonización— han tratado contaminantes en experimentos de laboratorio. [ 46 ] Otra tecnología es la "coagulación mejorada", en la que la entidad de tratamiento trabajaría para optimizar la filtración eliminando precursores de la contaminación mediante el tratamiento. En el caso de los THM, esto significó reducir el pH, aumentar la tasa de alimentación de coagulantes y alentar a los sistemas domésticos a operar con filtros de carbón activado y aparatos que pueden realizar ósmosis inversa . [ 47 ] Si bien estos métodos son efectivos, son costosos, y ha habido muchos casos de plantas de tratamiento que se resisten a pagar por la eliminación de la contaminación, especialmente si no se generó en el proceso de tratamiento de agua, ya que muchos EC provienen de la escorrentía, fuentes de contaminación pasadas y productos de cuidado personal. También es difícil incentivar a los estados a tener sus propias políticas en torno a la contaminación porque puede ser una carga para los estados pagar por los procesos de detección y prevención. También existe un elemento de injusticia ambiental, ya que las comunidades de bajos ingresos con menor poder adquisitivo y político no pueden adquirir su propio sistema de filtración y están expuestas regularmente a compuestos nocivos en el agua potable y los alimentos. [ 48 ] Sin embargo, las tendencias recientes en sistemas basados ​​en luz muestran un gran potencial para tales aplicaciones. Con la disminución del costo de los sistemas UV-LED y la creciente prevalencia de sistemas alimentados por energía solar, [ 38 ] se muestra un gran potencial para eliminar la CEC manteniendo los costos bajos.

Remediación con nanoadsorbentes basados ​​en estructuras metalorgánicas

Los investigadores han sugerido que los marcos metalorgánicos (MOF) y los nanoadsorbentes basados ​​en MOF (MOF-NA) podrían utilizarse en la eliminación de ciertos CEC, como productos farmacéuticos y de cuidado personal , especialmente en el tratamiento de aguas residuales. El uso generalizado de nanoadsorbentes basados ​​en MOF aún no se ha implementado debido a las complicaciones creadas por las vastas propiedades fisicoquímicas que contienen los CEC. La eliminación de CEC depende en gran medida de la estructura y porosidad de los MOF-NA y de la compatibilidad fisicoquímica tanto de los CEC como de los MOF-NA. [ 49 ] Si un CEC no es compatible con el MOF-NA, entonces se pueden agregar grupos funcionales específicos químicamente para aumentar la compatibilidad entre las dos moléculas. La adición de grupos funcionales hace que las reacciones dependan de otros procesos y mecanismos químicos, como enlaces de hidrógeno , reacciones ácido-base y fuerzas electrostáticas complejas. [ 49 ] La remediación con nanoadsorbentes basados ​​en MOF depende en gran medida de la calidad del agua, como el pH, para que la reacción se lleve a cabo de manera eficiente. La remediación con MOF-NA también puede utilizarse para eliminar eficazmente otros metales pesados ​​y compuestos orgánicos en el tratamiento de aguas residuales.

biorreactores de membrana

Biorreactor de membrana utilizado para filtrar CEC

Otro método de posible remediación para la CEC es mediante el uso de biorreactores de membrana (MBR) que actúan a través de mecanismos de sorción y biodegradación . Los biorreactores de membrana han demostrado ser capaces de filtrar ciertos solutos y sustancias químicas de las aguas residuales mediante métodos de microfiltración , pero debido al tamaño extremadamente pequeño de la CEC, los MBR deben recurrir a otros mecanismos para asegurar su eliminación. Un mecanismo que utilizan los MBR para eliminar la CEC de las aguas residuales es la sorción. La sorción de la CEC en los depósitos de lodo del sistema MBR permite que estos depósitos se asienten y sean bombardeados con agua, lo que provoca la eventual biodegradación de la CEC en la membrana. La sorción de una CEC en particular puede ser incluso más eficiente en el sistema si la CEC es hidrofóbica, lo que hace que se mueva de las aguas residuales a los depósitos de lodo más rápidamente. [ 50 ]

Eventos actuales y defensa de los derechos

La gestión de los contaminantes emergentes ha cobrado mayor relevancia en los últimos años debido a su potencial impacto en la salud pública y el medio ambiente. Ante esta preocupación, diversas organizaciones gubernamentales e internacionales han emprendido iniciativas para abordar el problema de los contaminantes emergentes mediante la investigación, la regulación y la divulgación pública.

En enero de 2024, la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca anunció una iniciativa federal coordinada de investigación para abordar la contaminación por especies reactivas de carbono (CEC) en aguas superficiales. La iniciativa tiene como objetivo mejorar la comprensión de las fuentes, la presencia y los efectos de la CEC, así como desarrollar estrategias eficaces para su eliminación y gestión. [ 51 ]

Además, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) ha participado activamente en la solución del problema de los contaminantes emergentes. El taller de la OCDE sobre la gestión de contaminantes emergentes en aguas superficiales reunió a expertos de diversos países para debatir los retos y las soluciones relacionados con estos contaminantes, haciendo hincapié en la importancia de la colaboración internacional para abordar este problema global. [ 51 ]

Estos recientes acontecimientos ponen de relieve el creciente reconocimiento de la necesidad de aunar esfuerzos para abordar los retos que plantea la contaminación climáticamente inteligente (CCI) para proteger la salud pública y el medio ambiente.

Las iniciativas de promoción de la regulación de la CEC son importantes para impulsar la legislación y las medidas regulatorias. Los grupos de defensa ambiental conciencian sobre los riesgos potenciales asociados con la CEC e instan al avance de las políticas de protección ambiental. Estos grupos abogan por la mejora de los estándares de calidad del agua, en particular la inclusión de la CEC en los protocolos de monitoreo y tratamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales, lo que resulta en una mejor calidad del efluente (NECRI) .

Véase también

Referencias

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