Proceso de tratamiento

El proceso de tratamiento de las PFAS puede ser bastante complicado debido a los muchos desafíos químicos.

Muchas técnicas típicas de purificación de agua no pueden tratar las PFAS del agua. Estas técnicas ineficaces incluyen biodegradación, filtración de micrones, filtración de arena, ultrafiltración, coagulación, floculación, clarificación y oxidación por luz ultravioleta, hipoclorito, dióxido de cloro, cloramina, ozono o permanganato. Ninguna de estas técnicas funcionará. Las únicas técnicas que se han descubierto para tratar las PFAS del agua son la adsorción de carbono, el intercambio de iones y la ósmosis inversa. Además, se están probando con éxito algunas técnicas experimentales como la flotación de gas.

Tratamiento previo

Antes del tratamiento con PFAS, el agua debe tratarse para eliminar los sólidos en suspensión, las partículas, los coloides, el hierro, el manganeso, el carbono orgánico total, los agentes oxidantes, las bacterias y varios otros contaminantes, de modo que el medio de carbono, el medio de intercambio iónico o la unidad de ósmosis inversa puedan eliminar correctamente las PFAS. Por lo tanto, se dice que el agua se trata previamente antes del tratamiento con PFAS. Dicho tratamiento previo puede incluir muchas de las técnicas mencionadas anteriormente en el segundo párrafo: filtración de micrones, clarificación, etc.

Tratamiento de PFAS

Una vez preparada el agua, se realiza la selección de la técnica de tratamiento de PFAS. Por último, una vez que las PFAS se tratan mediante el carbono, el intercambio iónico o la ósmosis inversa, deben eliminarse adecuadamente. Cada una de estas tecnologías tiene muchas ventajas y desventajas. Para obtener más información sobre qué tecnología de tratamiento de PFAS es mejor para usted, póngase en contacto con nosotros o descargue el folleto que se encuentra en la parte superior de la página.

Desecho

Normalmente, el desecho consiste en quemar las PFAS en un incinerador de alta temperatura (la mejor tecnología disponible) o desecharlas en un vertedero adecuado. Con el carbono, los medios de carbono pueden reciclarse para su uso en otros lugares después de que se quemen las PFAS. Con la resina, los medios se usan normalmente una vez y se incineran. La resina dura mucho tiempo, por lo que la rentabilidad es atractiva. Con la ósmosis inversa, el cliente debe tener un destino adecuado para el flujo de agua concentrada, que se denomina Descarga de ósmosis inversa. Este flujo se puede tratar adicionalmente con carbono o, en algunos casos, con intercambio de iones antes de la descarga. Como el volumen de agua de descarga es pequeño en relación con la alimentación, la rentabilidad puede tener éxito. Cualquier liberación estaría sujeta a la aprobación de las autoridades regulatorias. El flujo también podría inyectarse en pozos profundos o tratarse mediante evaporación-cristalización seguida de incineración o vertedero.

Historia de las PFAS

Las sustancias perfluoroalquiladas vienen en muchas variedades. Mientras que se estima que hay 4700 (y en aumento) tipos diferentes de estos compuestos, los que generan más preocupación son casi siempre cadenas de 4-9 átomos de carbono, completamente saturadas con flúor, terminando en un sulfonato, un resto carboxílico o un grupo funcional. Algunos de los tipos de PFAS más comunes y sus abreviaturas son: ácidos sulfónicos/sulfonatos: - PFBS - ácido perfluorobutanosulfónico - PFHxS - ácido perfluorohexano sulfónico 8 - PFOS - ácido perfluorooctanoico sulfónico Ácidos carboxílicos: - PFBA - ácido perfluorobutanoico - PFHxA - ácido perfluoroesanoico - PFHpA - ácido perfluoroheptanoico - PFOA - ácido perfluorooctanoico - PFNA - ácido perfluorononanoico

Esta clase de compuestos ha estado presente por unos 60 años y fueron desarrollados originalmente por químicos orgánicos que buscaban surfactantes de mejor rendimiento en ciertas aplicaciones. Los tres tipos más comunes de aplicaciones son espumas para apagar incendios, agentes de superficie orgánicos en productos de consumo y agentes de superficie orgánicos en la industria. Las espumas para apagar incendios que utilizan PFAS forman una excelente película para la supresión de incendios de hidrocarburos líquidos. La espuma recubre el combustible líquido y sofoc el fuego. Los productos de consumo utilizan PFAS para tener resistencia al aceite en el envasado alimentario, y para resistencia a las manchas en telas y cueros. Las aplicaciones industriales incluyen emulsionantes, agentes humectantes y componentes de materiales de revestimiento. Las características duales lipofóbicas y hidrofóbicas de la molécula de las PFAS le dan un rendimiento superior en estas aplicaciones.

El reemplazo por materiales surfactantes sin PFAS o, alternativamente, un programa de uso cuidadoso, manejo, recuperación y destrucción está garantizado. La incineración del material es la regla de oro del tratamiento del material que se elimina del agua o lodo. Si no es posible la incineración, entonces se recurre a la concentración y un método de retención permanente. Aunque los vertederos todavía se permiten en algunas jurisdicciones, se espera reducir la frecuencia de esta práctica para dar lugar a alternativas más permanentes y menos arriesgadas. Las principales áreas emergentes de tratamiento son:

• sitios legados: Saneamiento de sitios de lucha contra incendios, Saneamiento de sitios militares, Saneamiento de sitios de descarga industrial
• casos de uso continuo: Tratamiento de agua potable que ha sido contaminada con PFAS, Limpieza de agua de tratamiento de aguas residuales, antes de la descarga (reciclaje de nuevo al medio ambiente), Limpieza de aguas residuales industriales antes de ser descargadas en un servicio receptor, Tratamiento de las nuevas clases de PFAS que no han tenido aún determinada su seguridad

Preguntas frecuentes sobre PFAS

¿Qué significa PFAS?

PFAS es una sigla en inglés que significa "sustancias perfluoroalquiladas​​​​​​​" o "sustancias polifluoroalquiladas". Generalmente, la sigla PFAS se usa para referirse a una amplia variedad de moléculas orgánicas producidas por el hombre que contienen una cadena de átomos de carbono que puede ser corta o larga. Los átomos de carbono están unidos con átomos de flúor, que es la clave de las propiedades de este material. Desde el punto de vista químico, las sustancias suelen ser C4 a C9 (o sea, con 4 o 9 carbonos), y de cadenas generalmente rectas, aunque a veces son ramificadas. Los materiales con PFAS están incluidos dentro de la gran clase de compuestos llamados "moléculas orgánicas fluoradas" o, simplemente, "fluorocarburos". Si bien se estima que hay más de 5000 tipos de moléculas de PFAS, hay aproximadamente veinte que son los más preocupantes. Incluyen los ya familiares ácidos sulfónicos y compuestos carboxílicos de PFAS enumerados a continuación. Aparecen junto a su cantidad de átomos de carbono:

• Ácidos sulfónicos/sulfonatos:
  • 4 - PFBS - ácido perfluorobutanosulfónico​​​​​​​
  • 6 - PFHxS - ácido perfluorohexano sulfónico
  • 8 - PFOS - ácido perfluorooctanoico sulfónico (o sulfonato)
• Ácidos carboxílicos:
  • 4 - PFBA - ácido perfluorobutírico​​​​​​​
  • 6 - PFHxA - ácido perfluoroesanoico
  • 7 - PFHpA - ácido perfluorobutanosulfónico​​​​​​​
  • 8 - PFOA - ácido perfluorooctanoico​​​​​​​
  • 9 - PFNA - ácido perfluorononanoico​​​​​​​

 

¿Cuál es la diferencia entre PFC (perfluorocarburos) y PFAS (sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas)?

Hay varias diferencias:

• Los compuestos PFC contienen solo carbono ( C ) y flúor ( F ).
• Los compuestos de PFAS contienen, como mínimo, carbono, flúor y oxígeno ( O ), más hidrógeno ( H ) en forma ácida, o si uno o más de los enlaces C-H originales permanecen (es decir, no han sido desplazados por F). Los diferentes compuestos de PFAS también pueden contener azufre (S) y nitrógeno (N).
• Ambos son productos químicos de larga duración fabricados por humanos, que normalmente no se encuentran en la naturaleza, que persisten durante décadas en el medioambiente, ya que no son biodegradables.
• Los compuestos PFC vienen en moléculas pequeñas volátiles, como CF4, o plásticos no volátiles, como PTFE o teflón. Si se liberan, los PFC volátiles dañan la atmósfera, mientras que los plásticos no. Ninguno se considera tóxico. Como resultado, las PFAS se tratan como contaminantes del agua para consumo, mientras que los PFC normalmente no lo son.
• Las moléculas de PFAS tienen grupos funcionales específicos que imparten una funcionalidad de surfactante (similar al jabón), lo que las hace excelentes para espumas para apagar incendios, entre decenas de usos industriales.
• Desafortunadamente, estos grupos funcionales a menudo imparten toxicidad a la molécula.
• Dado que los compuestos de PFC son generalmente moléculas simples y pequeñas, o cadenas o polímeros, generalmente están limitados en términos de estructura química. Por lo general, los PFC no contienen una multiplicidad de grupos funcionales químicos, como grupos carboxílicos, grupos sulfonato, amidas o estructuras de éter.
• Las PFAS tienen algunos o varios de estos grupos funcionales en diferentes combinaciones; y, por lo tanto, tienen una estructura mucho más variada, con más de 4000 compuestos de PFAS diferentes identificados en los datos.
• Como resultado de la multitud de estructuras químicas, las PFAS son mucho más variadas y complicadas que los PFC, en términos de fabricación, destino, transporte, toxicidad, riesgo ambiental, vías de descomposición, tratamiento, saneamiento, química, destrucción final, pruebas, seguridad, y requisitos y técnicas de manipulación.
• Las PFAS más comunes son cadenas de entre 3 y 12 carbonos, normalmente, pero no necesariamente, saturadas con flúor y que terminan en un grupo carboxilato o sulfonato (COOH o SO3H o sus respectivas sales).

¿Por qué existen las PFAS?

Esta clase especial de compuestos se inventó hace alrededor de 60 años. Se descubrió que otorgaban grandes beneficios a una amplia variedad de aplicaciones. Su uso más importante fue como ingrediente activo en las espumas contra incendios. Al mezclarse con agua, este producto puede sofocar un incendio provocado por hidrocarburos mejor que cualquier otra sustancia conocida. Para ámbitos que involucren grandes cantidades de combustible, como aviación, usos militares, gasoductos y depósitos, tener una buena espuma contra incendios es indispensable. La molécula, paradójicamente, es hidrofóbica y lipofóbica a la vez. Significa que no le "gusta" el agua ni el aceite. Por lo tanto, cuando se usa, migra de inmediato a la interfaz entre el combustible y el aire, de modo que ahoga y sofoca el fuego. Su espuma se esparce más rápido que cualquier otra sustancia conocida para sofocar estos incendios. Otras aplicaciones son: recubrimientos antimanchas para alfombras, ropa y equipos para el aire libre, además de recubrimientos resistentes a la grasa para los empaques.

¿Cómo se tratan las PFAS?

Las PFAS se pueden tratar en agua con una de estas tres técnicas: resinas de intercambio de iones selectivas, adsorción de carbón y separación de membrana, también llamada ósmosis inversa o nanofiltración. Cada una de estas técnicas tiene ventajas y desventajas, como se detalla en la tabla que se muestra aquí. Algunos factores que influyen en el enfoque a tomar son los componentes del agua, cocontaminantes tales como sólidos suspendidos, contaminación orgánica, otros compuestos fluorados relacionados y los diversos sólidos disueltos; restricciones reglamentarias y de descarga; requisitos y permisos; disponibilidad e idoneidad de medios de remoción; disponibilidad de espacio de impacto; decisiones sobre rentar en lugar de comprar; preferencias por operar en lugar de usar presupuesto de capital; disponibilidad y consumo de energía, y más.

¿Cómo puedo saber si mi agua tiene PFAS?

Para determinar el nivel y tipo(s) de PFAS en un suministro de agua, se debe enviar una muestra a un laboratorio que cuente con el equipo y los procesos apropiados para evaluarla. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de EE. UU. tiene métodos de laboratorio documentados para analizar PFAS, como los métodos 533 y 537.1. Muchos laboratorios en los EE. UU. y en todo el mundo pueden realizar la prueba. Hasta 25 compuestos PFAS (y la lista sigue creciendo) pueden identificarse con este método, generalmente en un plazo de 1 a 2 semanas. El método de laboratorio que se usa es cromatografía de líquidos seguido de una espectrometría de masas en tándem. Los resultados suelen informarse en partes por trillón, o ppt. Antes del análisis, en EE. UU. vale la pena consultar el sitio web de la agencia EPA destinado a la regla de control de contaminantes sin regular, o UCMR, por su sigla en inglés. El sitio contiene resultados de miles de análisis de lugares en todos los EE. UU. y suele ser consultado por las municipalidades, el Ejército y diversas industrias cuando inician procesos de limpieza.

¿Cómo se eliminan o destruyen las PFAS?

Las PFAS que se recolectan en los sistemas de tratamiento se concentran y se capturan en medios de filtración especiales. Estos medios deben retirarse del servicio y enviarse fuera del sitio para su eliminación adecuada, incluidos los vertederos debidamente autorizados y/o las instalaciones de incineración que pueden descomponer las PFAS a altas temperaturas. La incineración a altas temperaturas puede romper el enlace carbono-flúor para tratar las PFAS y convertir el flúor en un ion de fluoruro en un proceso llamado "mineralización". Una vez mineralizado, el fluoruro puede tratarse según sea necesario.

Las legislaciones pendientes ¿afectarán cómo se pueden tratar las PFAS?

El Congreso, la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) y la Unión Europea están trabajando activamente en nuevas normas y leyes que limitarían el uso y/o descarga de materiales con PFAS. En muchas aplicaciones, se las reemplazará con compuestos que no son perfluorados ni polifluorados. En situaciones donde la vida humana y la seguridad requieren que se continúe con su uso, tales como peligrosos incendios de hidrocarburos líquidos a bordo de naves militares y en tierra, esperamos que se implementen el uso prudente y la limpieza cuidadosa para evitar una posible contaminación ambiental. Mientras tanto, la agencia EPA, el Ejército y el Departamente de Estado están evaluando los suministros de agua de todo el país para asegurar que, en lugares donde la población pueda estar en riesgo, se implementen soluciones a cortísimo y largo plazo para ofrecer agua limpia y segura. Afortunadamente, como hemos visto en el caso del PFOA y el PFOS, que han dejado de producirse durante más de 10 años, las concentraciones en el suero sanguíneo de la población están disminuyendo significativamente, lo que indica que la limpieza, aunque lenta, es posible.

Veolia tiene una amplia experiencia en el suministro de equipos, químicos y servicios para los mercados de saneamiento, limpieza y agua potable. Más específicamente, hemos aplicado tecnología de medios, resinas y membradas a una variedad de desafíos para producir agua para tomar segura y limpia. Hemos desarrollado e introducido una gama de tecnologías de tratamiento para tratar la contaminación en cada una de las aplicaciones industriales, militares y municipales que se encuentran en todo el mundo. Nuestras tecnologías incluyen: