Aria e acqua pulite sono fondamentali per la nostra salute e quella degli ecosistemi. Secondo l’OMS ogni anno si verificano circa 7 milioni di morti premature attribuibili agli effetti congiunti dell'inquinamento atmosferico ambientale e domestico. Negli ultimi anni l’attenzione sembra essersi concentrata particolarmente sui PFAS, sostanze tossiche, prodotte dall’industria e presenti in grosse quantità nelle acque superficiali, sotterranee e potabili. Se smaltite illegalmente o non correttamente nell’ambiente, questi acidi penetrano facilmente nelle falde acquifere e, attraverso l’acqua, raggiungono i campi e prodotti agricoli, e quindi gli alimenti, causando gravi danni alla salute umana. Ricorderemo tutti l’indagine svolta nel 2013 dal CNR e dal Ministero dell’Ambiente nel bacino del Po e nei principali bacini fluviali italiani con lo scopo di studiare i potenziali inquinanti 'emergenti' nelle acque reflue. Durante la ricerca furono prelevati campioni di acqua destinata al consumo umano in più di 30 comuni nella provincia di Vicenza e nelle zone limitrofe delle province di Padova e Verona. La ricerca rilevò che oltre 300.000 persone residenti in queste aree avevano bevuto acqua contaminata da PFAS con gravi conseguenze sulla salute, come infertilità e tumori. Queste sostanze sono state individuate successivamente anche in altre regioni come Piemonte, Lombardia, Emilia Romagna e Toscana. Ma la contaminazione delle acque reflue non è un problema solo italiano. Una recentissima ricerca scientifica condotta dall’Università di Stoccolma, ha dimostrato che queste sostanze sono presenti in livelli altamente inquinanti in quasi tutta l’acqua piovana del mondo.

Al momento, per eliminare i PFAS dall’acqua, in ambito domestico, sono disponibili filtri a carboni attivi o depuratori a osmosi inversa. Tuttavia, il problema andrebbe risolto a monte. Per questo motivo sono allo studio tecniche ingegneristiche che puntano a depurare l’acqua da questi composti tossici prima che questa raggiunga le nostre case. Tra le ultime novità nel settore c’è un metodo rivoluzionario sviluppato da un team di scienziati dell'Università della California (UC), e in attesa di brevetto, che si è mostrato capace di eliminare rapidamente e a basso costo il 95% dei PFAS presenti nell'acqua potabile. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sul Journal of Hazardous Materials Letters.

Cosa sono i PFAS

I PFAS sono Sostanze Perfluoro Alchiliche prodotte dall'uomo, quindi non presenti in natura. Dagli anni cinquanta vengono utilizzate dall’industria per rendere impermeabili tessuti e carta, o per rendere anti-aderenti pentole e rivestimenti per contenitori di alimenti. Ma si trovano anche in schiume antincendio, detergenti per la casa, prodotti per l’igiene personale, cosmetici, ecc. La composizione chimica li rende, da un lato particolarmente resistenti sia al calore che ad altri agenti chimici, permettendo i molteplici utilizzi in campo industriale, e dall’altro estremamente persistenti nell’ambiente e quindi rischiosi per la salute dell’uomo. Sono infatti definite "sostanze chimiche eterne", poiché non si decompongono nell’ambiente. Se non vengono smaltite correttamente, sia dal produttore che dal consumatore, finiscono nelle falde acquifere, raggiungendo i campi e i prodotti agricoli, e l’acqua potabile erogata dai rubinetti (principale fonte di contaminazione per l'uomo).

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Perché sono così nocivi per la salute

Gli effetti sulla salute di queste sostanze sono sotto indagine. Al momento sono considerati tra i fattori di rischio per un’ampia serie di patologie. Studi hanno riscontrato che i PFAS vengono assorbiti in modo particolarmente veloce dall’organismo, e possono accumularsi e depositarsi nel plasma, nel fegato e nei reni del corpo umano, causando importanti danni alla salute umana, tra i quali:

• disfunzioni del sistema immunitario e malattie alla tiroide;
• aumento del rischio di cancro al rene o ai testicoli;
• sviluppo di malattie metaboliche, come obesità e diabete di tipo 2;
• infertilità e patologie gestazionali, come effetti sullo sviluppo o ritardi nei bambini, basso peso alla nascita e pubertà accelerata;
• aumento della pressione sanguigna nelle donne in gravidanza.

Al momento, sia in Italia che all’estero dei gruppi di ricerca stanno svolgendo ulteriori approfondimenti sulla correlazione diretta tra contaminazione da PFAS e comparsa di gravi malattie.

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Come si eliminano dalle acque reflue

Oltre ai provvedimenti normativi necessari per regolarizzare a livello industriale il corretto smaltimento di queste sostanze e proteggere le acque reflue dalla contaminazione, ad oggi esiste un solo modo per risolvere a monte il problema PFAS: rimuovere queste sostanze dall’ambiente, ad esempio filtrando le riserve di acqua potabile utilizzando il carbone (una via più semplice rispetto alla pulizia di suoli o acque sotterranee contaminati), e successivamente smaltirle senza creare altre sostanze nocive nel processo, ma questa seconda fase è estremamente difficile. I PFAS possono, infatti, essere bruciati ad alte temperature, ma è un metodo molto costoso e l'incenerimento di prodotti contenenti queste sostanze rischia di diffonderli ulteriormente.

Come funziona il nuovo metodo di depurazione dell’acqua

Ed è qui che entra in gioco la nuova tecnica sviluppata dal gruppo di ricerca guidato dall'ingegnere chimico e ambientale, Haizhou Liu, dell'Università della California. Questo nuovo metodo, basato su luce ultravioletta e idrogeno gassoso, scompone chimicamente le sostanze nocive (PFAS) presenti nell'acqua potabile in composti più piccoli rendendoli essenzialmente innocui. In pratica, il processo, da un lato sottopone l'acqua contaminata a idrogeno gassoso, che polarizza le molecole d'acqua rendendole più reattive, e dall'altro la espone alla luce ultravioletta che, catalizzando le reazioni chimiche, distrugge gli inquinanti. Questo processo, in attesa di brevetto, rompe i forti legami chimici tra fluoro e carbonio che rendono questi inquinanti così persistenti e accumulabili nell'ambiente. "La distruzione molecolare dei PFAS - hanno affermato i ricercatori - è aumentata dal 10% a quasi il 100% rispetto ad altri metodi di trattamento dell'acqua con raggi ultravioletti, mentre non vengono generati altri sottoprodotti indesiderabili. Questa tecnologia è, infatti, molto sostenibile".

La nuova tecnica elimina il 95% dei PFAS in soli 45 minuti

La nuova tecnica è stata testata al momento solo su piccoli volumi (500 millilitri) di acqua del rubinetto arricchita con PFOA e PFOS, due tipi di "sostanze chimiche eterne", dimostrando una rapida e quasi completa degradazione degli inquinanti presenti. La doppia azione dell'idrogeno gassoso e della luce UV ha distrutto il 95% delle sostanze chimiche PFOA e PFOS entro 45 minuti. "La tecnologia - ha affermato Liu - ha mostrato risultati molto promettenti nella distruzione di PFAS sia nell'acqua potabile che in diversi tipi di acque reflue industriali. Ora la stiamo ottimizzando con l’obiettivo di renderla versatile e applicabile ad un'ampia gamma di acque contaminate da PFAS".

Dall’esperimento in laboratorio alle applicazioni nell'industria

In California, lo State Water Resources Control Board (Consiglio di controllo delle risorse idriche statali) ha emesso quest'anno un ordine per i fornitori pubblici di acqua potabile per testare i livello di PFAS. Se i test superano i livelli specificati, i fornitori devono emettere notifiche pubbliche, rimuovere la fonte o le fonti o trattare o miscelare l'acqua. "Alla luce di questo provvedimento normativo - ha affermato Liu - ci auguriamo di poter commercializzare al più presto la nostra tecnologia. Gazie alle sovvenzioni dell'Office of Technology Partnership dell'UCR potremo ora testarla su maggiori volumi di acqua". Questo è fondamentale se la si vuole portare dal laboratorio al mondo dell'industria.