Las actividades antropogénicas de la agricultura, provocan la aparición de cloratos y percloratos. Al hablar de cloratos y percloratos, nos referimos a iones de sales de cloro que pueden estar presentes en alimentos y que resultan contaminantes. Especialmente, están presentes en vegetales de hoja, además de frutas y hortalizas. Suelen ser la consecuencia de actividades realizadas por parte de las personas puesto que, tienen su origen en fertilizantes y plaguicidas. Por otra parte, también aparece como subproducto en el proceso de desinfección de agua durante el tratamiento que se realiza a fin de potabilizarla.
La ingesta de clorato y perclorato que puede estar presente en el agua potable y alimentos, supone un potencial peligro para la salud. El riesgo es especialmente sensible para los grupos de población vulnerable puesto que puede provocar hipertiroidismo. La asimilación de los contaminantes por parte del alimento, es irreversible y, por lo tanto, al no poder ser eliminados, llegan hasta los seres humanos a través del consumo de esos alimentos.
El Clorato y el perclorato puede tener distintos orígenes
Clorato y perclorato son aniones inorgánicos con las características de ser incoloros e inodoros. El clorato tiene su origen en las sales de cloro derivadas del ácido clórico, mientras que, el perclorato, proviene de las sales del ácido perclórico. En el caso de los percloratos, su forma molecular es CIO4-, poseen una gran solubilidad en agua y, además, ofrecen estabilidad a temperatura ambiente.
Mientras que el origen del clorato es siempre artificial, en el caso del perclorato, puede ser también, natural. En el caso del perclorato, se encuentra en determinados tipos de suelos y aguas. Otro aspecto clave del perclorato es la utilidad que ofrece, puesto que es empleado con distintos propósitos; es utilizado como fertilizante químico pero, de igual forma, es usado también en otro tipo de actividades químicas de tipo industrial, como puede ser la producción de perclorato de amonio. Como hemos mencionado anteriormente, el origen del clorato está siempre en la realización de una actividad llevada a cabo por personas. En este caso, el empleo de los cloratos se asocia a plaguicidas, aunque también a subproductos de desinfección de agua durante el proceso de potabilización con cloro.
Aminorar su concentración en el agua es la única alternativa disponible para evitar que, tanto el clorato, como el perclorato, lleguen a los alimentos.
La presencia de clorato y perclorato en el suelo agrícola, deriva en la absorción de estos por parte de frutas y hortalizas. Una vez se ha realizado la absorción por parte de las plantas o los frutos que producen, no sufren ningún tipo de alteración, ni su presencia puede ser eliminada. En esencia, aminorar su concentración en el agua es la única alternativa disponible para evitar que, tanto el clorato, como el perclorato, lleguen a los alimentos.
Presencia de los cloratos y percloratos en el agua potable
El proceso de desinfección del agua utilizada en tareas agrícolas, es la causa de que cloratos y percloratos lleguen a los alimentos. La actividad predominante a través de la que estas sustancias hacen su presencia, es el riego. Esto es debido a que el agua, antes de ser utilizada en tales tareas, recibe un tratamiento de desinfección que le permita alcanzar el estándar de calidad que establece la normativa vigente. Durante la desinfección, se forman subproductos que están condicionados por distintos factores como son el pH, la temperatura o el tiempo de exposición.
Los subproductos, son formados en base al desinfectante empleado en la operación. Entre ellos, los principales son:
Tabla 1 - Principales desinfectantes y subproductos de la desinfección formados en la desinfección del agua para la potabilización (Tecnoaqua, 2019).
Según se puede observar, tanto cloratos como percloratos, son producidos al utilizar la cloración con hipoclorito, cloro o dióxido de cloro.
2 OClˉ → O2 + 2 Clˉ
3 OClˉ → ClO3ˉ + 2 Clˉ
La reacción producida entre el hipoclorito y los iones de clorato, da lugar al perclorato. Por lo tanto, cloratos y percloratos acaban en el agua en forma de subproductos resultado de la desinfección del agua y, en consecuencia, son asimilados por los alimentos.
Efectos de la presencia de cloratos y percloratos en el agua para la salud humana
La absorción de percloratos puede ser perjudicial para la salud humana, especialmente para la glándula tiroidea. A la hora ser procesados por un cuerpo humano, el clorato y el perclorato, son absorbidos por el intestino, a continuación se distribuyen por el cuerpo y, finalmente, son expulsados a través de la orina. Sin embargo, en el caso de la glándula tiroidea, encontramos una excepción puesto que, aquí sí se producen efectos sobre la salud, tales como el hipertioridismo y alteraciones de tipo hormonal. Estos desajustes son producidos por la acumulación de estas sustancias en la glándula tiroidea y que tiene como consecuencia, la no asimilación adecuada de yodo. Por consiguiente, la cantidad de hormonas tiroideas producidas por el cuerpo, es anómala.
Existen determinados grupos dentro de la población que son más sensibles a los efectos que provoca la asimilación de cloratos y percloratos. De forma particular, entre el conjunto de la población, destacan fetos, neonatos o personas con tendencia hacia los problemas de hipertiroidismo o de asimilación de yodo en su organismo. En relación al factor edad dentro de la ingesta, la tabla a continuación relacionada, evidencia una mayor asimilación en personas de menor edad.
Tabla 2 - Ingestas estimadas en Europa de percloratos (European Food Safety Authority (EFSA), 2017).
A causa del posible perjuicio que pueden causar a la salud, en el año 2015, la Unión Europea fijó unos valores máximos en relación a la presencia de cloratos y percloratos en los alimentos.
Contenido máximo de residuos cloratos en determinados productos alimentario
A través de la Recomendación (UE) 2015/682, la Unión Europea trata de recabar datos reveladores en relación a la presencia de percloratos en alimentos. De esta forma, se configura un marco jurídico que regula su presencia. El año 2020, fue publicado el Reglamento (UE) 2020/685 por el que se establece legalmente el contenido máximo de perclorato.
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Tabla 3 - Contenido máximo de perclorato en los alimentos (Reglamento (UE) 2020/685, 2020).
Una vez observado el marco regulador de los percloratos, contemplamos la normativa al respecto de los cloratos. En este caso, es el Reglamento (UE) 2020/749 el responsable de fijar los límites máximos aceptados. Concretamente, el límite que se establece es de entre 0,05 y 0,7 mg por kilogramo de alimento. El margen que se advierte en la normativa atiende a los diferentes tipos de alimentos donde puede estar presentes; la cantidad se amolda al alimento, como pueden ser frutas, hortalizas, cereales, especias, entre otros.
Evaluación del Riesgo
La definición de distintos parámetros técnicos, nos permite controlar la presencia de cloratos y percloratos en la alimentación. Un valor clave en el marco normativo establecido es el parámetro IDA (Ingesta Diaria Admisible) que, fijado por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria en el año 2015, se concreta en 0,3 µg/kg de peso de la persona para el caso del perclorato, mientras que, para los cloratos, es de 3 µg/kg de peso de la persona. La diferencia entre ambos valores radica en que la potencia toxicológica del clorato es menor que la del perclorato, aunque los dos ofrecen los mismos efectos sobre la salud de la persona.
Es esencial realizar un adecuado tratamiento de desinfección de agua. Reducir el contenido de agua en los alimentos, es la única forma que se dispone para reducir el clorato y perclorato que contienen
IDA es un valor esencial para controlar la presencia de estas sustancias. Con la implementación de este valor, puede establecerse una comparación entre la asimilación de los contaminantes, por parte de grupos poblaciones con distintas características. Acorde a las estimaciones realizadas, los jóvenes componen el grupo de edad que supera el valor máximo establecido como Ingesta Diaria Admisible, en el caso del perclorato en exposición a medio plazo; este último, es un dato especialmente preocupante viendo que es un grupo sensiblemente vulnerable.
La IDA, pone de manifiesto que, en el caso del clorato, la ingesta es superior en el segmento de la población que forman menores de edad. Las estimaciones apuntan que, tanto adolescentes como adultos, no superan la ingesta de las cantidades máximas recomendadas. Por el contrario, en el caso de los grupos de menores de edad, sí superan el valor límite recomendado. El agua potable, dentro de las distintas estimaciones llevadas a cabo, representa un peso significativo en el aporte de cloratos; además, encontramos otros tipos de alimentos que destacan por la exposición que ofrecen a este tipo de contaminantes, como son los vegetales, leche, frutas, entre otros.
Cómo eliminar el clorato y perclorato del agua
Es esencial realizar un adecuado tratamiento de desinfección de agua. Reducir el contenido de agua en los alimentos, es la única forma que se dispone para reducir el clorato y perclorato que contienen. Como se ha descrito anteriormente, estas sustancias llegan al agua en forma de subproductos de la desinfección, la cual, es llevada a cabo habitualmente con hipoclorito sódico, añadiendo cloratos al fluido. En este proceso, aparece el ion perclorato, como consecuencia de la reacción entre hipoclorito y cloratos. A tenor de lo expuesto, el propósito que debe lograrse es llevar a cabo una desinfección de forma eficiente que permita reducir a su mínima expresión la formación de subproductos de cloración.
Existen distintos factores que repercuten en la eficacia de un proceso de desinfección, y en la aparición de cloratos y percloratos, en los principales encontramos:
- Características que muestra el agua objeto de desinfección. Idóneamente, las propiedades del agua deberían ser: tener una baja concentración de sólidos en suspensión y materia orgánica, una alta concentración de amonio, un pH por debajo de 8 y una baja presencia de bromuros.
- Dosificación del hipoclorito añadido y tiempo de contacto. En ambas situaciones, se deben alcanzar los valores apropiados en función del caso particular.
- Adición del hipoclorito con el agua. El proceso de mezclar hipoclorito con el agua, debe ser realizado de forma que ofrezca una solución homogénea, preferiblemente en régimen turbulento.
- Tiempo de almacenamiento de fluidos con hipoclorito, previo a su utilización. Con el transcurso del tiempo, el hipoclorito disuelto en un líquido, se descompone y da lugar a clorato, perclorato y oxígeno. Por ello, la solución con hipoclorito debe ser utilizada en un plazo de tiempo breve y evitar largos periodos de almacenaje.
Cloratos y percloratos pueden producirse de forma prematura en soluciones con hipoclorito en el caso de que no se utilice adecuadamente. La dilución del hipoclorito o su almacenaje a bajas temperaturas, son prácticas que permiten evitar la aparición de contaminantes previa a la utilización de la solución. De igual forma, realizar un control sobre el pH de las soluciones con hipoclorito, manteniéndolas por encima de 11, también nos permitirá reducir la formación de contaminantes.
Los profesionales de BlueGold, diseñan procesos de desinfección de agua, acorde a cada tipo de agua y proceso de potabilización
También existen otro tipo de acciones que contribuyen a incrementar la eliminación de cloratos y percloratos. Es posible eliminar los subproductos que surgen en la cloración, sin embargo, es una operación que desde la perspectiva económica, resulta inviable. Una alternativa es reemplazar la desinfección con hipoclorito por tecnologías alternativas, como pueden ser la adición de ozono, o a través de radiación ultravioleta.
Conclusiones
El origen de los cloratos está en los plaguicidas mientras que el de los percloratos está en los fertilizantes que se utilizan. Como hemos expuesto con anterioridad, un peso considerable de estas sustancias se produce en forma de subproductos como consecuencia del tratamiento de desinfección del agua empleada en el riego. Existen distintas medidas que pueden reducir la formación de estos subproductos, como es el utilizar soluciones de hipoclorito frescas, o realizar un control continuo sobre la dosificación y el tiempo de contacto entre la solución y el agua.
Los profesionales de BlueGold, diseñan procesos de desinfección de agua, acorde a cada tipo de agua y proceso de potabilización. Para ello, se realiza una estimación sobre la dosis de hipoclorito necesaria para cada tipo de agua y, además, contemplando también las condiciones particulares del proceso. De esta forma, se evita la formación de subproductos como son los cloratos y percloratos, evitando así que puedan llegar a contaminar alimentos.
La tecnología determina el éxito de la operación. Existen tecnologías alternativas que pueden evitar la formación de este tipo de compuestos, como son la ozonización o la radiación ultravioleta. BlueGold cuenta con un equipo de ingenieros especializado, a través de una amplia experiencia, en realizar diseños de procesos de desinfección, a través de este tipo de tecnologías. De esta forma, el equipo de BlueGold siempre ofrece, para cada tipo de instalación, la mejor solución disponible para minimizar la generación de cloratos y percloratos.
