destino y efectos de nuevos contaminantes emergentes en el agua … · 2016-10-15 · contaminantes...
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DESTINO Y EFECTOS DE NUEVOS CONTAMINANTES EMERGENTES EN EL
AGUA CON ÉNFASIS EN LOS FTALATOS
Ponente: Dr. Salvador Vega y León
Rector General Universidad Autónoma Metropolitana
Email: [email protected]
Red de Universidades Agrarias (RUNIVA)Curso-Taller Calidad e inocuidad de los alimentos. Actualidad y retos.
14 al 16 de septiembre. La Habana, Cuba
El agua es un recurso natural
escaso indispensable para la vida
humana y el sostenimiento del
medio ambiente,
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como consecuencia del
rápido desarrollo humano
y económico y de su uso
inadecuado ha sufrido un
alarmante deterioro
(FNCDA,2015).
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Por otro lado, la contaminación del
agua puede servir de vehículo para
transmitir enfermedades como el
cólera, así como acarrear residuos y
contaminantes que pueden ocasionar
trastornos crónicos a los animales
domésticos y a la especie humana.
Para este siglo XXI, se observan como
una amenaza permanente.
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La especie humana ha
creado más de 100,000
sustancias químicas
sintéticas extrañas a la
naturaleza
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sólo una mínima parte de
ellas se han estudiado y
conocido sus efectos para la
salud humana, la de los
animales domésticos y del
medio ambiente.
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Contaminantes emergentes en
el agua
Bromadas
cloroalcanos
fármacos
drogasplastificantes
plaguicidas
metabólicos y/o
productos de degradación
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Se ha pensado que la intervención
humana en el ciclo del agua, al
incorporar las estaciones de
depuración de aguas residuales
(EDAR) disminuye la concentración
de microorganismos patógenos y de
residuos y contaminantes
antropogénicos diversos, sin embargo
es posible que varios de ellos no se
eliminen como se ha demostrado en
diferentes investigaciones (Gutiérrez
et al, 2014)
Ciclo del agua
EDAR: Estaciones, Depurar, Aguas, Residuales
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En la década de los 80 del siglo pasado debido a las enfermedades y
decesos causados por microorganismos como el cólera, se intensificó el
consumo de agua embotellada particularmente en envases plásticos.
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A nivel global el consumo de agua envasada en botellas plásticas
se intensificó en todo el mundo en los últimos 35 años.
(El Financiero, 2014)
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El promedio per cápita del consumo de agua embotellada a nivel
global osciló desde 4.6 L hasta 243 L en el 2010
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NUEVOS CONTAMINANTES EMERGENTESEN EL MEDIO EL CASO DE LOSPLASTIFICANTES EN AGUA
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Los plastificantes son
“sustancias que se incorporar aun material plástico o
elastómero para aumentar suflexibilidad y facilitar sutransformación. Un plastificante
puede reducir la viscosidad delfundido, rebajar la temperatura
de transición vítrea o disminuirel módulo elástico del fundido(International Union of Pure and
Applied Chemistry IUPAC)
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Químicamente los plastificantes son
disolventes de baja volatilidad, los cuales son
incorporados en la formulación de PVC para
impartirle propiedades elastoméricas de
flexibilidad, elongación y elasticidad. Por lo
general son líquidos aunque también los hay
sólidos. Pueden ser ésteres dibásicos,
alifáticos o aromáticos, diésteres glicólicos
derivados de ácidos monobásicos,
poliésteres lineales, glicéridos epoxidados e
hidrocarburos aromáticos de monoésteres,
así como hidrocarburos alifáticos clorados
(Araujo, 2007)
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La adición de pequeñas
moléculas de plastificante,con cadenas flexibles implica
gran cantidad de volumenlibre. El resultado de aumentarel volumen libre de una
molécula al incorporar unplastificante da como
resultado una mayorflexibilidad, aumento de laelongación a la rotura, etc.
(Beltrán y Marcilla, 2011)
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Para el caso de las botellas
plásticas se usan variassustancias plastificantes pero
en particular con base enestudios toxicológicos laatención se ha enfocado en el
bisfenol A y los derivados delácido ftálico (Warner et al,
2015)
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Es el término genérico con el que se
denomina a a los ésteres o di-ésteres del
ácido ftálico presentes de forma obicua en el
entorno
Uso de los Ftalatos
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Se sintetizaron por primera vez
en la década de los 20 del
siglo pasado, aunque su
producción en grandes
volúmenes se llevó a cabo a
la aparición del cloruro de
polivilino (PVC). Son poco
solubles en agua, con baja
volatilidad y persistencia
(Ramos et al, 2015)
Ftalatos
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Ftalatos
TIPO DE CADENA
LATERAL
EJEMPLO USOS INDUSTRIALES
Corta EDE (Ftalato de dietilo) -Disolvente
-Lubricante
-Aditivo en textiles
Larga FDEH (Ftalato de bis (2-
etil hexilo))
-Plastificante para
aumentar la
flexibilidad y resistencia
del PVC
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La incorporación de los
ftalatos al material
polimérico no se lleva a
cabo mediante enlaces
covalentes por lo tanto se
facilita su liberación al
medio (aire, agua o
alimentos)
Ftalatos
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Se calculo en 2009 una producción
anual de ftalatos plastificantes en
Europa de un millón de toneladas (US
EPA, 2009)
Ftalatos
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Vías de exposición de adultos y niños a los ftalatos
En general los ftalatos de
cadena larga como FDEH se
incorporan al organismo
humano por la vía oral
asociada a la dieta, mientras
que los de cadena corta
como FDE por la vía aérea
durante la inhalación
(Carlstedt et al, 2013)
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CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS Y TOXICOLÓGICAS DE LOS FTALATOS
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• Los ftalatos son ésteres de ácido ftálico sintetizados por condensación de los
alcoholes C4 a C9.
• La estructura química general de un ftalato, está compuesta por ácido
bencenodicarboxílico y pares de ésteres.
FDEH (ftalato de bis (2-etilhexilo)), FDID ((ftalato de
diisodecilo), FDIIN (ftalato de diisononilo), FBB (ftalato debenzilbuitlo) y FDB (ftalato de dibutilo)
(Bustamante-Montes et al. 2001; Mendoza Cantú, 2004; García García, 2006; Plastivida, 2007; Romanno Mozo 2012)
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Las cadenas laterales
(lineales, ramificadas o
ciclos) determinan su
potencial toxicológico,
propiedades químicas y
aplicaciones industriales
(Halden, 2010)
Ftalatos
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Toxicidad de los ftalatos
El interés de la comunidad
científica por la toxicidad
de los ftalatos es
relativamente reciente, ya
que apenas hace 15 años
se dispone de los primeros
datos toxicológicos en
humanos (Ramos et al, 2015
y Kay et al, 2013)
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Toxicidad de los ftalatos
Se ha señalado que existen
sustancias plastificantes
como los ftalatos que
pueden afectar los
procesos reproductivos, se
les ha denominado
disruptores químicos del
sistema endócrino (EDCS)
(Silva et al, 2004)
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Toxicidad de los ftalatos
Recientemente se ha
sugerido que los EDCS
están implicados en
problemas
cardiovasculares, cáncer
y desordenes metabólicos
(Janesicu et al, 2011)
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Toxicidad de los ftalatos
Particularmente algunos
estudios epidemiológicos
que han informado
alteración del semen
(Hauser et al, 2007) y otros
sobre sus efectos en la
reducción de hormonas
sexuales masculinas (Dity
et al, 2005)
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FTALATOS EN AGUA ENVASADA EN BOTELLAS PLÁSTICA
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• Cuando hay saturación de ftalatos en la matriz
plástica ya no hay polimerización
• Sustancias de baja permanencia en la matriz
plástica
• Peso molecular bajo y cadenas cortas= mayor
volatilidad
Migración de ftalatos
Factores para la migración
• Características del alimento
(pH/aditivos)
• Tiempo de contacto (Semanas/
meses)
• Temperaturas altas ( 1' 30ºC)
• Luz (Rayos solares)
• Superficie de contacto
(Bustamante et al. 2001; García García, 2006;
Córdoba, 2009; Xu et al., 2010)
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Ftalatos en bebidas
Autor Bebida
Bosnir et al,. 2007 (Croacia) Refrescos con diferentes conservadores
Cano et al., 2008 (España) Agua embotellada carbonatada y no
carbonatada
Schimid et al., (Alemania) Agua embotellada
Xu et al., 2010 Agua mineral y aceite de cocina
García et al., 2013 (México) Agua embotellada Las concentraciones de ftalatos de mayor uso se encuentran en el orden µg L-1
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Normatividad
Ftalato Ingesta diaria tolerable unidades µg L-1
U.S.EPA U.E
Ftalato de dibutilo (FDB) 0.5 0.01
Ftalato de bis(2-etilhexilo) (FDEH) 0.02 0.05
Ftalato de benzilbutilo (FBB) 0.2 0.5
Ftalato de dietilo (FDE) 0.8 NE
Ftalato de dimetilo (FDM) NE NE
Tereftalato de dimetilo (TFDM) 0.1 NE
Ftalato de di-n-octilo (FDnO) 3 NE
Ftalato de diisononilo (FDHN) NE 0.15
Ftalato de diisodecilo (FDID) NE 0.15
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UNA EXPERIENCIA EN MÉXICO
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Evaluar la migración y contenido
del número de ftalatos (FDE, FDB,
FBB, FDEH y FDUN) presentes en
muestras de agua embotellada
que se comercializa en el sur de la
Ciudad de México.
Objetivo
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METODOLOGÍA
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ZONA DE ESTUDIO
La zona de estudio para el desarrollo del presente trabajo fue al sur de la Ciudad de México.
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• Cromatógrafo de líquidos
marca Hitachi Elite LaChrom
• Bomba Hitachi L-2130
• Detector UV-VIS Hitachi L-2420
• Columna XTerra RP 18, 3 x
15ommy5µm
• Fase móvil: Metanol HPLC(fase
A) y Agua HPLC (fase B)
Establecimiento de las condiciones de operación del equipo
Longitud de onda: 230 nm
Tiempo de corrida: 30 minutos
Flujo: 0.7 mL min-1
Volumen de inyección: 20 µL
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• Identidad y selectividad: Se realizó diluciones de los cinco estándares
(FED, FDB, FBB, FDEH y FDIIN) y se determinó su tiempo de retención
• Exactitud: Se fortificaron muestras de agua en diferentes
concentraciones.
• Sensibilidad: Se determinó el límite de detección (LD) y límite de
cuantificación (LC), con la fortificación de muestras por triplicado.
• Linealidad: Se realizaron cinco diluciones para cada uno de los
estándares.
Validación
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• Emigración de ftalatos a diferentes temperaturas
• Temperaturas : 8, 23 y 35ºC
• Duración: 77 días
• Presentación: 1 L
• n= 36
Diseño experimental
Experimento 1
• Evaluación ftalatos en cuatro marcas de agua embotelladas
• Cuatros marcas: A, B, C y D
• Tiempo de muestreo: 6 meses
• Presentación: 1 L
• n=24
Experimento 2
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RESULTADOS
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PREVALENCIA DE ESTERES DE FTALATOS EN AGUA EMBOTELLADLAS POR TRATAMIENTOS
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Evaluación de migración de ftalatos en almacenaje
Migración de FDEH
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INCREMENTO DE FTALATO BIS(2-ETILHEXILO) (FDEH) A LOS 35 Y 70 DÍAS EN LOS DIFERENTES TRATAMIENTOS
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µµg L-1
Evaluación de migración de ftalatos en envases reutilizados
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Evaluación de migración de ftalatos en envases reutilizados
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Evaluación de migración de ftalatos en envases reutilizados
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Contenido de ftalatos en cuatro marcas de agua
Media
µg L-1
Mediana
µg L-1
EE Min
µg L-1
Max
µg L-1
Frecuencia
%
FDB 81.98 71.00 8.00 50.0 139.8 54
FBB 29.42 21.05 8.28 18.9 70.5 25
FDEH 844.55 10.0 418.54 20.0 8100.0 96
Sum_EF 898.56 223.90 421.88 20.0 8190.0
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CONCLUSIONES
49
Conclusiones
El incremento de latemperatura y el
almacenamiento favorece
la migración del FDEH en los
envases plásticos de agua
embotellada llegando a unasaturación a los 70 días.
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Conclusiones
Se encontró que el FDEH estuvo
presente en todas las marcascomercializadas de agua
embotelladas en la Ciudad deMéxico y en la marca A dosmuestras sobrepasaron el límite
permisible para este compuesto(0.02 o 0.05 mg/Kg/dia),
mientras los ftalatos FDB y FBBsus valores se encuentra pordebajo del límite umbral
establecido.
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