El análisis de contaminantes emergentes en agua se ha convertido en uno de los desafíos más importantes de la química ambiental moderna. Sustancias como fármacos, hormonas, microplásticos, pesticidas de nueva generación, productos de cuidado personal, compuestos perfluorados (PFAS) y metabolitos industriales están apareciendo con cada vez mayor frecuencia en ríos, lagos, aguas residuales y hasta fuentes de consumo humano.

Lo preocupante es que, aunque suelen encontrarse en concentraciones extremadamente bajas —nanogramos o incluso picogramos por litro—, sus efectos a largo plazo aún se están estudiando. Y, sin embargo, ya se sabe que pueden alterar la salud humana, afectar a ecosistemas completos e influir en microorganismos y cadenas tróficas.

Por esta razón, los laboratorios modernos requieren métodos analíticos avanzados, equipos de altísima sensibilidad y protocolos estrictos para su detección confiable. En esta guía encontrarás los fundamentos, técnicas más utilizadas, preparación de muestras, límites de detección y aplicaciones prácticas para el análisis de contaminantes emergentes.

¿Qué son los contaminantes emergentes?

Los contaminantes emergentes son compuestos químicos que no están completamente regulados, que suelen aparecer en bajas concentraciones y que presentan impactos potenciales sobre la salud o el ambiente. Entre los más relevantes están:

• Fármacos: antibióticos, analgésicos, hormonas sintéticas.

• Productos de cuidado personal (PPCPs): bloqueadores solares, fragancias, preservantes.

• Hormonas naturales y sintéticas.

• Pesticidas de última generación.

• Micropartículas y nanoplásticos.

• PFAS (sustancias perfluoroalquiladas).

• Retardantes de llama bromados.

• Metabolitos industriales y subproductos de desinfección del agua.

Muchas plantas de tratamiento no están diseñadas para removerlos, por lo que llegan al ambiente y vuelven al ciclo urbano del agua.

Preparación de muestras: el paso más crítico del análisis

Dado que las concentraciones son extremadamente bajas, la preparación de muestras se convierte en un paso esencial para garantizar exactitud. Las técnicas más utilizadas son:

1. SPE (Extracción en fase sólida)

La más común para concentrar analitos antes del análisis cromatográfico.
Ventajas:

• Alta recuperación

• Selectividad

• Reducción de interferencias

2. Microextracción en fase sólida (SPME)

Ideal para compuestos volátiles y semivolátiles.
Ventajas:

• No usa disolventes

• Menor tiempo de preparación

3. LLE (Extracción líquido-líquido)

Se usa aún para pesticidas y compuestos apolares.
Desventaja:

• Requiere solventes orgánicos en mayor cantidad.

4. Filtración avanzada (0.22 µm) y filtración para microplásticos

En el caso de microplásticos, se utilizan filtros especiales de malla fina o membranas de policarbonato.

Métodos modernos para analizar contaminantes emergentes

A continuación, los principales métodos analíticos y su aplicación:

1. CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA ACOPLADA A ESPECTROMETRÍA DE MASAS (LC-MS/MS)

Es el estándar de oro para contaminantes emergentes. Su alta sensibilidad permite detectar trazas en niveles de ng/L y pg/L.

Aplicaciones típicas:
✔ Hormonas
✔ Fármacos
✔ PFAS
✔ Pesticidas modernos
✔ Aditivos industriales

Ventajas:

• Altísima sensibilidad

• Alta selectividad

• Requiere menos preparación de muestra con tecnologías modernas (UHPLC)

2. CROMATOGRAFÍA DE GASES ACOPLADA A ESPECTROMETRÍA DE MASAS (GC-MS/MS)

Ideal para compuestos volátiles o semivolátiles.

Se usa en:
✔ Pesticidas
✔ Retardantes de llama
✔ Compuestos aromáticos
✔ Bifenilos policlorados (PCBs)

Permite separar analitos con gran precisión y detectarlos en niveles ultrabajos.

3. Espectroscopia FTIR y Raman para microplásticos

Los microplásticos y nanoplásticos requieren métodos vibracionales.

FTIR identifica composiciones poliméricas según la absorción infrarroja.
Raman permite detección de partículas incluso más pequeñas y con mayor resolución espacial.

4. Bioensayos y detección de actividad hormonal

Para compuestos que actúan como disruptores endócrinos, se usan:

• Ensayos de receptor-estrogeno (ER)

• Ensayos de actividad androgénica

• Ensayos de citotoxicidad

• Bioensayos de ecotoxicidad

No identifican un compuesto específico, pero indican actividad biológica relevante.

5. Técnicas emergentes

• LC-HRMS (espectrometría de masas de alta resolución): Detecta compuestos desconocidos.

• Electroforesis capilar: aplicaciones crecientes para moléculas pequeñas.

• Sensores electroquímicos: detección rápida in situ.

• Espectrometría ICP-MS para nanopartículas metálicas.

Estas tecnologías están expandiendo el alcance del análisis ambiental.

Límites de detección: ¿cuán bajo se puede medir?

Los límites dependen del método, pero típicamente:

Los laboratorios deben validar sus límites mediante curvas de calibración, recuperación y controles internos.

Aplicaciones reales del análisis de contaminantes emergentes

✔ Monitoreo ambiental de ríos, lagos y aguas subterráneas

Para evaluar impacto industrial, agrícola o urbano.

✔ Control de calidad en plantas de tratamiento de agua

Incluye aguas residuales y potables.

✔ Estudios epidemiológicos

Relacionan presencia de contaminantes con efectos en la salud.

✔ Evaluación de tecnología de filtración avanzada

Como ósmosis inversa, carbón activado o membranas nanométricas.

✔ Investigación en ecotoxicología

Para estudiar efectos en peces, algas y microorganismos.

Buenas prácticas para laboratorios que analizan contaminantes emergentes

• Utilizar recipientes libres de contaminantes (vidrio borosilicato, PTFE).

• Evitar plásticos que liberen aditivos.

• Filtrar reactivos y agua de laboratorio.

• Trabajar en cabinas limpias cuando sea posible.

• Minimizar la exposición a luz para evitar degradación.

• Realizar blancos de campo, laboratorio y reactivos.

• Calibración frecuente de equipos de masas.

Cada paso cuenta: un error mínimo puede contaminar la muestra o afectar los resultados.

Preguntas frecuentes (FAQs)

1. ¿Por qué los contaminantes emergentes no están regulados?

Porque muchos han sido descubiertos recientemente y aún se estudian sus efectos a largo plazo.

2. ¿Cuál es el método más sensible para detectarlos?

La combinación UHPLC + MS/MS es la técnica más utilizada y confiable.

3. ¿Los microplásticos pueden analizarse con cromatografía?

No. Se utilizan técnicas vibracionales como FTIR o Raman.

4. ¿Necesito preconcentrar las muestras?

Sí, en la mayoría de los casos. La extracción en fase sólida (SPE) es la más común.

5. ¿Los contaminantes emergentes pueden eliminarse con cloración?

Generalmente no; muchos requieren tratamientos avanzados como carbón activado o ósmosis inversa.