3 Luglio 2024

Dall’Australia un nuovo metodo per la decontaminazione da PFAS

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I ricercatori dell’Università di Sidney hanno elaborato una tecnica efficace per spezzare i forti legami carbonio-fluoro che rendono i PFAS difficili da scomporre

di Matteo Cavallito

 

Le sostanze perfluoroalchiliche o PFAS (PerFluorinated Alkylated Substances) rappresentano notoriamente una minaccia per il suolo. Particolarmente persistenti nei terreni, infatti, questi composti sono difficili da eliminare al punto da costituire un serio ostacolo nel ripristino ambientale. Un gruppo di ricercatori della University of New South Wales di Sydney, però, potrebbe aver trovato una soluzione al problema.

Gli scienziati, spiega una nota dell’ateneo australiano, avrebbero infatti progettato un sistema di catalizzatori in grado di attivare una reazione per scomporre i PFAS ramificati più comuni. “Grazie alla sua solidità, alla semplicità di applicazione e all’efficienza dei suoi costi, il nuovo sistema che abbiamo sviluppato si è dimostrato efficace in laboratorio e speriamo ora di poterlo testare su scala più ampia”, ha dichiarato Jun Sun, ricercatrice e co-autrice dello studio pubblicato sulla rivista Water Research. Il nuovo metodo, sostengono gli scienziati, dovrebbe aprire la strada a una bonifica più efficiente e sostenibile in futuro.

Le caratteristiche dei PFAS

Chiamati non a caso forever chemicals per via della loro persistenza nei terreni, i PFAS sono sostanze altamente stabili che “vengono utilizzate nei prodotti progettati per resistere al grasso e all’acqua ma non sono facilmente biodegradabili”, ha scritto la rivista Scientific American. Questi composti si trovano tipicamente nei pesticidi fluorurati (quelli cioè che contengono uno o più atomi di fluoro nella loro struttura molecolare) che sono considerati particolarmente efficaci nel contrasto ai parassiti delle piante.

Tale efficacia deriva proprio dalla stabilità chimica che ne favorisce l’azione prolungata. Una caratteristica, quest’ultima, cui si accompagna l’inevitabile rovescio della medaglia: la difficoltà di smaltimento.

Secondo alcune stime, l’emivita di alcuni fluorurati – ovvero il tempo necessario per il dimezzamento della loro presenza nell’ambiente dopo l’irrorazione – può raggiungere i 2 anni e mezzo. Secondo l’EPA, l’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente, le sostanze inquinanti si definiscono “persistenti” quando presentano un’emivita superiore ai 60 giorni.

La soluzione? I nano metalli zero-valenti

Dal punto di vista tecnico, spiegano gli esperti, il problema principale con i PFAS è legato alla difficoltà di spezzare i forti legami carbonio-fluoro che li caratterizzano a livello molecolare. Uno dei metodi di bonifica più utilizzati consiste nell’impiego di carbone attivo per assorbire queste sostanze. Un’altra tecnica prevede l’utilizzo di un forte agente ossidante per separare la sostanza. Entrambi i metodi risultano però impegnativi, non del tutto efficaci e poco sostenibili.

Per risolvere questi problemi gli autori hanno scelto di puntare sui cosiddetti nano metalli zero-valenti (nZVM).

Questi particolari agenti chimici, spiega lo studio, “sono stati ampiamente utilizzati per decenni nella bonifica riduttiva delle acque sotterranee contaminate da composti organici clorurati, grazie alle loro solide capacità di degradazione, alla semplicità di applicazione e all’efficienza dei costi”. Tuttavia, “permane una scarsità di informazioni sulla loro capacità di trattamento dei PFAS lineari o ramificati in gran parte a causa dell’assenza di catalizzatori appropriati”. Ed è proprio su questo aspetto che si è concentrato il lavoro dei ricercatori.

Una tecnica molto più efficace

I catalizzatori sono tutte quelle sostanze che sono in grado di attivare una reazione chimica. Tra questi c’è anche la vitamina B12, un composto molto diffuso in grado di innescare la reazione tra nano metalli e PFAS. Il suo impiego, tuttavia, non appare soddisfacente: il processo di innesco, infatti, risulta lento e inefficace. Per questo i ricercatori hanno scelto di  sintetizzare un catalizzatore che rispecchiasse la forma ad anello della B12: la porfirina di cobalto.

Gli autori hanno testato il metodo misurando la quantità di fluoruro (il sale dell’acido fluoridrico, ndr) rilasciata spezzando i legami carbonio-fluoro.

In questo modo hanno scoperto che nello spazio di cinque ore la porfirina provocava il rilascio del 75% dell’ammontare di quest’ultimo. Contemporaneamente, il quantitativo liberato con l’impiego della B12 non superava l’8%. L’efficacia del sistema, insomma, è evidente. E la speranza dei ricercatori è che il metodo possa essere impiegato in futuro nelle operazioni di bonifica.