Nanopartículas de hierro frente a la contaminación por lindano

El lindano es una sustancia tóxica y bioacumulable, y presenta una gran persistencia y resistencia a la degradación en el medio ambiente.

Durante muchos años, dos empresas ubicadas en Bizkaia, Bilbao Chemicals (Barakaldo 1947-1987) y Nexana (Erandio 1952-1982), han estado fabricando lindano y vertiéndolo al medio ambiente sin ningún tipo de control. Estos vertidos representan un grave riesgo para la salud y el medio ambiente, y su eliminación entraña una gran dificultad ya que todavía no existe un proceso viable para destruir con seguridad el lindano mezclado con tierra.

Ahora, un estudio del Departamento de Química Física y Química Analítica de la UPV/EHU en colaboración con Tecnalia confirma la hipótesis de la alta reactividad de las nanopartículas de hierro para degradar el lindano. El estudio se ha publicado en la prestigiosa revista Chemosphere.

El lindano se ha utilizado habitualmente entre los agricultores como insecticida y plaguicida, y aunque en la actualidad su uso está prohibido, las consecuencias de la fabricación y utilización de lindano no han desaparecido. El peligro del lindano procede de que además de ser tóxico, tiene la capacidad de ser almacenado en los seres vivos. Desde el punto de vista ambiental, presenta baja solubilidad, alta estabilidad y alta persistencia y resistencia a la degradación en el medio ambiente.

Aunque todavía no existe un proceso viable para destruir con seguridad el lindano, una alternativa innovadora y eficiente es el empleo de nanopartículas de hierro. Las nanopartículas de hierro han demostrado una alta eficacia como agente descontaminante frente a distintas familias de compuestos de elevada toxicidad como es el caso del lindano. Sin embargo, presentan una serie de inconvenientes que limitan y dificultan su aplicación, puesto que se oxidan con facilidad en presencia del aire y su tendencia a aglomerarse limita su movilidad en el medio que se quiera aplicar. Por este motivo, deben protegerse, utilizando como recubrimientos polímeros biodegradables como la celulosa de carboxilo metilo (CMC), el poliaspartato (PAP) y el poli(ácido acrílico) (PAA).

Del laboratorio a tierra firme

«El objetivo principal de nuestro estudio ha sido validar, a escala de laboratorio, la aplicabilidad y la capacidad de estas nanopartículas de hierro de eliminar el lindano» explica Itxaso San Román, miembro del Departamento de Química Analítica de la UPV/EHU. Para ello, se precisa de técnicas analíticas avanzadas capaces de monitorizar el proceso de degradación que se dará en presencia de las diferentes nanopartículas, determinar la velocidad de dicha reacción y detectar a su vez los posibles subproductos que se formen de esta reacción.

El proceso de degradación del propio contaminante se evaluó mediante el análisis de muestras de agua con lindano, empleando la técnica denominada extracción en fase sólida (SPE). De este modo, se midió el lindano que iba quedando en la disolución a lo largo del tiempo. A su vez, se utilizó la técnica de microextracción en fase sólida (SPME) con el fin de detectar en cada momento del estudio los subproductos gaseosos generados en la degradación mediante un cromatógrafo de gases con detector de espectrometría de masas (GC/MS).

Efectividad de las nanopartículas

Mediante las técnicas empleadas, se ha podido comparar y estudiar la efectividad de los diferentes tipos de nanopartículas utilizadas para degradar el lindano, además de conocer la velocidad de reacción en cada caso. En el estudio se ha observado cómo el lindano ha ido desapareciendo en presencia de las nanopartículas a lo largo del tiempo (entre 1 y 72 horas), mostrando diferentes tendencias y velocidades de reacción.

«La protección de las nanopartículas incrementa la eficiencia de la degradación del lindano, previniendo además, la aglomeración de las nanopartículas dando como resultado una mayor superficie de reacción», señala Itxaso San Román. Por otro lado, «a medida que la concentración de lindano en agua disminuía con el tiempo, se observó la aparición de otros subproductos menos nocivos, los cuales con el tiempo se transformarán probablemente en compuestos más inócuos», cuenta la investigadora.

De este modo, «queda demostrado que, tanto las nanopartículas recubiertas como las que no, son capaces de transformar el lindano en otros productos menos perjudiciales», subraya San Román. «Este hecho proporciona una valiosa información para su futura aplicación como herramienta de descontaminación en matrices medioambientales reales» añade.

Fuente:
UPV/EHU
Foto de portada:
volante en Flickr (cc)