Subproducto de desinfección - Disinfection by-product
Los subproductos de desinfección (DBP) son el resultado de reacciones químicas entre la materia orgánica e inorgánica en el agua con agentes de tratamiento químico durante el proceso de desinfección del agua .
Subproductos de desinfección por cloración
Los agentes desinfectantes clorados como el cloro y la monocloramina son agentes oxidantes fuertes que se introducen en el agua para destruir los microbios patógenos , oxidar los compuestos que forman el sabor / olor y formar un desinfectante residual para que el agua pueda llegar al grifo del consumidor a salvo de la contaminación microbiana. Estos desinfectantes pueden reaccionar con ácidos fúlvicos y húmicos , aminoácidos y otras materias orgánicas naturales presentes de forma natural, así como con iones de yoduro y bromuro, para producir una gama de DBP como los trihalometanos (THM), ácidos haloacéticos (HAA), bromato. , y clorito (que son regulados en los EE.UU.), y la llamada DBP tales como "emergente" halonitromethanes , haloacetonitrilos , haloamidas , halofuranones , yodo-ácidos tales como ácido yodoacético , yodo-THMs ( iodotrihalomethanes ), nitrosaminas , y otros.
La cloramina se ha convertido en un desinfectante popular en los EE. UU. Y se ha descubierto que produce N -nitrosodimetilamina ( NDMA ), que es un posible carcinógeno humano, así como DBP yodados altamente genotóxicos , como el ácido yodoacético , cuando el yoduro está presente en la fuente. aguas.
El cloro residual y otros desinfectantes también pueden reaccionar más dentro de la red de distribución, tanto por reacciones posteriores con la materia orgánica natural disuelta como con las biopelículas presentes en las tuberías. Además de estar muy influenciados por los tipos de materia orgánica e inorgánica en la fuente de agua, las diferentes especies y concentraciones de DBP varían según el tipo de desinfectante utilizado, la dosis de desinfectante, la concentración de materia orgánica natural y bromuro / yoduro. , el tiempo desde la dosificación (es decir, la edad del agua), la temperatura y el pH del agua.
Se ha encontrado que las piscinas que usan cloro contienen trihalometanos, aunque generalmente están por debajo del estándar actual de la UE para el agua potable (100 microgramos por litro). Se han medido concentraciones de trihalometanos (principalmente cloroformo ) de hasta 0,43 ppm. Además, se ha detectado tricloramina en el aire por encima de las piscinas y se sospecha en el aumento del asma observado en los nadadores de élite. La tricloramina se forma por reacción de la urea (de la orina y el sudor) con el cloro y le da a la piscina cubierta su olor característico.
Subproductos de desinfectantes no clorados
Se utilizan varios agentes oxidantes poderosos para desinfectar y tratar el agua potable, y muchos de ellos también provocan la formación de DBP. El ozono , por ejemplo, produce cetonas, ácidos carboxílicos y aldehídos, incluido el formaldehído. El ozono puede convertir el bromuro en las fuentes de agua en bromato , un potente carcinógeno regulado en los Estados Unidos, así como en otros DBP bromados.
A medida que se endurecen las regulaciones sobre los DBP establecidos, como los THM y los HAA, las plantas de tratamiento de agua potable pueden cambiar a métodos alternativos de desinfección. Este cambio alterará la distribución de clases de DBP.
Ocurrencia
Los DBP están presentes en la mayoría de los suministros de agua potable que han sido sometidos a cloración , cloraminación , ozonización o tratamiento con dióxido de cloro . Existen muchos cientos de DBP en el agua potable tratada y se han identificado al menos 600. Los bajos niveles de muchos de estos DBP, junto con los costos analíticos de analizar muestras de agua para ellos, significa que en la práctica solo se monitorea un puñado de DBP. Se reconoce cada vez más que las genotoxicidades y citotoxicidades de muchos de los DBP que no están sujetos a control regulatorio (en particular, los DBP yodados y nitrogenados) son comparativamente mucho más altos que los DBP comúnmente monitoreados en el mundo desarrollado (THM y HAA).
En 2021, se descubrió un nuevo grupo de DBP conocido como piridinoles halogenados, que contiene al menos 8 DBP heterocíclicos nitrogenados previamente desconocidos. Se encontró que requerían tratamientos de pH bajo de 3.0 para eliminarlos de manera efectiva. Cuando se probó su toxicidad aguda y para el desarrollo en embriones de pez cebra , se encontró que era ligeramente más baja que la de las benzoquinonas halogenadas , pero docenas de veces más alta que la de los DBP comúnmente conocidos, como el tribromometano y el ácido yodoacético .
Efectos en la salud
Los estudios epidemiológicos han analizado las asociaciones entre la exposición a los DBP en el agua potable con el cáncer, los resultados de nacimiento adversos y los defectos de nacimiento. Los metanálisis y los análisis combinados de estos estudios han demostrado asociaciones consistentes para el cáncer de vejiga y para los bebés que nacen pequeños para la edad gestacional , pero no para las anomalías congénitas (defectos de nacimiento). En algunos estudios también se han informado abortos espontáneos prematuros. Sin embargo, el agente putativo exacto sigue sin conocerse en los estudios epidemiológicos, ya que el número de DBP en una muestra de agua es alto y se utilizan sustitutos de la exposición, como los datos de seguimiento de un subproducto específico (a menudo, trihalometanos totales) en lugar de una exposición más detallada. evaluación. La Organización Mundial de la Salud ha declarado que "el riesgo de muerte por patógenos es al menos 100 a 1000 veces mayor que el riesgo de cáncer por subproductos de desinfección (DBP)" {y} el "riesgo de enfermedad por patógenos es al menos 10 000 a 1 millón de veces mayor que el riesgo de cáncer de los DBP ".
Regulación y seguimiento
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha establecido niveles máximos de contaminantes (MCL) para bromato , clorito , ácidos haloacéticos y trihalometanos totales (TTHM). En Europa, el nivel de TTHM se ha establecido en 100 microgramos por litro y el nivel de bromato en 10 microgramos por litro, en virtud de la Directiva sobre agua potable. No se han establecido valores de referencia para los HAA en Europa. La Organización Mundial de la Salud ha establecido directrices para varios DBP, incluidos bromato, bromodiclorometano, clorato, clorito, ácido cloroacético, cloroformo, cloruro de cianógeno, dibromoacetonitrilo, dibromoclorometano, ácido dicloroacético, dicloroacetonitrilo, NDMA y ácido tricloroacético.