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: rectorgral@correo.uam.mx

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,

2

como consecuencia del

rápido desarrollo humano

y económico y de su uso

inadecuado ha sufrido un

alarmante deterioro

(FNCDA,2015).

3

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.

4

La especie humana ha

creado más de 100,000

sustancias químicas

sintéticas extrañas a la

naturaleza

5

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.

6

Contaminantes emergentes en

el agua

Bromadas

cloroalcanos

fármacos

drogasplastificantes

plaguicidas

metabólicos y/o

productos de degradación

7

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

8

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.

9

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)

10

El promedio per cápita del consumo de agua embotellada a nivel

global osciló desde 4.6 L hasta 243 L en el 2010

11

NUEVOS CONTAMINANTES EMERGENTESEN EL MEDIO EL CASO DE LOSPLASTIFICANTES EN AGUA

12

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)

13

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)

14

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)

15

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)

16

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

17

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

18

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

19

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

20

Se calculo en 2009 una producción

anual de ftalatos plastificantes en

Europa de un millón de toneladas (US

EPA, 2009)

Ftalatos

21

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)

22

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS Y TOXICOLÓGICAS DE LOS FTALATOS

23

• 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)

24

Las cadenas laterales

(lineales, ramificadas o

ciclos) determinan su

potencial toxicológico,

propiedades químicas y

aplicaciones industriales

(Halden, 2010)

Ftalatos

25

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)

26

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)

27

Toxicidad de los ftalatos

Recientemente se ha

sugerido que los EDCS

están implicados en

problemas

cardiovasculares, cáncer

y desordenes metabólicos

(Janesicu et al, 2011)

28

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)

29

FTALATOS EN AGUA ENVASADA EN BOTELLAS PLÁSTICA

30

• 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)

31

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

32

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

33

UNA EXPERIENCIA EN MÉXICO

34

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

35

METODOLOGÍA

36

ZONA DE ESTUDIO

La zona de estudio para el desarrollo del presente trabajo fue al sur de la Ciudad de México.

37

• 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

38

• 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

39

• 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

40

RESULTADOS

41

PREVALENCIA DE ESTERES DE FTALATOS EN AGUA EMBOTELLADLAS POR TRATAMIENTOS

42

Evaluación de migración de ftalatos en almacenaje

Migración de FDEH

43

INCREMENTO DE FTALATO BIS(2-ETILHEXILO) (FDEH) A LOS 35 Y 70 DÍAS EN LOS DIFERENTES TRATAMIENTOS

44

µµg L-1

Evaluación de migración de ftalatos en envases reutilizados

45

Evaluación de migración de ftalatos en envases reutilizados

46

Evaluación de migración de ftalatos en envases reutilizados

47

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

48

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.

50

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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