Los subproductos de desinfección (DBP) son compuestos orgánicos e inorgánicos que resultan de reacciones químicas entre sustancias orgánicas e inorgánicas, como contaminantes y agentes de desinfección de tratamientos químicos, respectivamente, en el agua durante los procesos de desinfección del agua . [1]
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 y el olor y formar un residuo desinfectante para que el agua llegue 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 variedad de DBP, como los trihalometanos (THM), los ácidos haloacéticos (HAA), el bromato y el clorito (que están regulados en los EE. UU.) y los denominados DBP "emergentes", como los halonitrometanos , los haloacetonitrilos , las haloamidas, los halofuranonas , los yodoácidos como el ácido yodoacético , los yodo-THM (yodotrihalometanos), las nitrosaminas y otros. [1]
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 las aguas de origen. [1] [2]
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 influenciadas por los tipos de materia orgánica e inorgánica en el agua de origen, 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 transcurrido desde la dosificación (es decir, la edad del agua), la temperatura y el pH del agua. [3]
Se ha descubierto que las piscinas que utilizan cloro contienen trihalometanos, aunque en general están por debajo de la norma actual de la UE para el agua potable (100 microgramos por litro). [4] Se han medido concentraciones de trihalometanos (principalmente cloroformo ) de hasta 0,43 ppm. [5] Además, se ha detectado tricloramina en el aire sobre las piscinas, [6] y se sospecha que es responsable del aumento de asma observado en nadadores de élite. La tricloramina se forma por la reacción de la urea (de la orina y el sudor) con el cloro y le da a la piscina cubierta su olor característico.
Se utilizan varios agentes oxidantes potentes 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 bromuro presente en las aguas de origen puede convertirse mediante el ozono en bromato , un potente carcinógeno regulado en los Estados Unidos, así como en otros DBP bromados. [1]
A medida que se endurezcan las normas sobre los subproductos de desinfección establecidos, como los trihalometanos y los amoníacos, las plantas de tratamiento de agua potable podrían cambiar a métodos de desinfección alternativos. Este cambio alterará la distribución de las clases de subproductos de desinfección. [1]
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 cientos de DBP en el agua potable tratada y se han identificado al menos 600. [1] [7] Los bajos niveles de muchos de estos DBP, junto con los costos analíticos para analizar las muestras de agua en busca de ellos, significa que en la práctica solo se monitorean unos pocos DBP. Cada vez se reconoce más que las genotoxicidades y citotoxicidades de muchos de los DBP que no están sujetos a monitoreo regulatorio (en particular, los DBP yodados y nitrogenados) son comparativamente mucho más altas que las de los DBP que se monitorean comúnmente en el mundo desarrollado (THM y HAA). [1] [2] [8]
En 2021, se descubrió un nuevo grupo de DBP conocidos como piridinoles halogenados, que contienen al menos 8 DBP nitrogenados heterocíclicos previamente desconocidos. Se descubrió que requieren tratamientos con un pH bajo de 3,0 para eliminarse de manera efectiva. Cuando se probó su toxicidad aguda y para el desarrollo en embriones de pez cebra , se descubrió que era ligeramente inferior a la de las benzoquinonas halogenadas , pero decenas de veces superior a la de los DBP comúnmente conocidos, como el tribromometano y el ácido yodoacético . [9]
Los estudios epidemiológicos han analizado las asociaciones entre la exposición a los DBP en el agua potable con cánceres, resultados adversos en el nacimiento y defectos congénitos. Los metanálisis y los análisis agrupados de estos estudios han demostrado asociaciones consistentes para el cáncer de vejiga [10] [11] y para los bebés que nacen pequeños para la edad gestacional , [12] pero no para las anomalías congénitas (defectos congénitos). [13] También se han informado abortos espontáneos tempranos en algunos estudios. [14] [15] Sin embargo, el supuesto agente exacto sigue siendo desconocido en los estudios epidemiológicos, ya que la cantidad de DBP en una muestra de agua es alta y se utilizan sustitutos de la exposición, como los datos de monitoreo de un subproducto específico (a menudo trihalometanos totales), en lugar de una evaluación de la exposición más detallada. 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 (SPD)" {y} el "riesgo de enfermedad por patógenos es al menos 10 000 a 1 millón de veces mayor que el riesgo de cáncer por subproductos de desinfección". [16]
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). [17] En Europa, el nivel de TTHM se ha establecido en 100 microgramos por litro, y el nivel de bromato en 10 microgramos por litro, según la Directiva sobre el agua potable. [18] 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. [19]