La qualità dell'acqua pubblica ha ricevuto molta attenzione negli ultimi anni poiché sono state fatte alcune scoperte inquietanti sui livelli di piombo nelle città di tutto il paese. Ora, un nuovo studio della Johns Hopkins University individua altre sostanze chimiche nell'acqua a cui vale la pena prestare attenzione - e in effetti, alcuni di essi possono essere creati, ironicamente, durante il processo di trattamento dell'acqua stesso.

Per liberare l'acqua dai composti noti per essere tossici, gli impianti di trattamento delle acque ora usano spesso metodi per ossidarli, trasformandoli in altro, presumibilmente sostanze chimiche meno dannose chiamate "prodotti di trasformazione". Sebbene studi precedenti abbiano esaminato i sottoprodotti dei processi di trattamento delle acque come la clorazione, non si sa molto sui prodotti formati durante alcuni dei processi più recenti, come l'ossidazione con perossido di idrogeno e luce UV, che sono particolarmente rilevanti nel riutilizzo dell'acqua.

"Tipicamente, consideriamo questi prodotti di trasformazione meno tossici, ma il nostro studio mostra che questo potrebbe non essere sempre il caso, ", afferma l'autore principale Carsten Prasse, assistente professore presso il Dipartimento di salute ambientale e ingegneria presso la Johns Hopkins Whiting School of Engineering e la Bloomberg School of Public Health dell'università. "I nostri risultati evidenziano che questa è solo metà della storia e che i prodotti di trasformazione potrebbero svolgere un ruolo molto importante quando pensiamo alla qualità dell'acqua trattata".

Prasse, insieme ai colleghi dell'Università della California, Berkeley, ha scelto di guardare ai fenoli, una classe di sostanze chimiche organiche tra le più comuni nell'approvvigionamento idrico, poiché sono presenti in tutto, dai coloranti ai prodotti per la cura personale, ai prodotti farmaceutici, ai pesticidi, nonché nelle sostanze chimiche presenti naturalmente nell'acqua.

Per determinare in quali composti si trasformano i fenoli durante il trattamento, Il gruppo, i cui risultati sono pubblicati in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , primi fenoli ossidati mediante radicali perossidici, un processo spesso utilizzato dagli impianti di trattamento delle acque. Prossimo, hanno preso in prestito un metodo intelligente dalla biomedicina:hanno aggiunto aminoacidi e proteine ​​al mix. A seconda delle reazioni chimiche avvenute, Prasse e il suo team potrebbero fare alcuni calcoli a ritroso per determinare in quali composti devono essersi trasformati i fenoli nella fase precedente.

Hanno scoperto che i fenoli convertiti in prodotti tra cui 2-butene-1, 4-quadrante, un composto noto per avere effetti negativi, compreso il danno al DNA, sulle cellule umane. interessante, furano, un composto tossico nel fumo di sigaretta e negli scarichi delle auto, viene anche convertito in 2-butene-1, 4-quadrante nel corpo, e potrebbe essere questa conversione responsabile della sua tossicità.

Per testare gli effetti specifici del 2-butene-1, 4-comporre sui processi biologici in modo più completo, il team ha esposto il composto alle proteine ​​del fegato di topo. Hanno scoperto che ha colpito 37 diversi bersagli proteici, che sono coinvolti in una serie di processi biologici, dal metabolismo energetico alla sintesi proteica e steroidea.

Un enzima che 2-butene-1, 4-dial ha dimostrato di legarsi è fondamentale nell'apoptosi, o "suicidio cellulare". L'inibizione di questo composto in un organismo vivente potrebbe portare a una proliferazione cellulare incontrollata, o crescita del cancro. E altri composti che 2-butene-1, 4-dial interferisce con il gioco di ruoli chiave nel metabolismo. "Ci sono molti potenziali risultati sulla salute, come obesità e diabete, " dice Prasse. "C'è una connessione nota tra l'esposizione ai pesticidi e l'obesità, e studi come il nostro possono aiutare a spiegare perché sia ​​così".

I risultati sono entusiasmanti poiché questa è la prima volta che questi metodi sono stati applicati al trattamento delle acque, dice Prasse. In tempo, possono essere espansi per schermare altri tipi di composti oltre ai fenoli.

La purificazione dell'acqua è straordinariamente impegnativa, poiché i contaminanti provengono da così tante fonti diverse:batteri, impianti, agricoltura, acque reflue e non è sempre chiaro cosa viene generato nel processo. "Siamo molto bravi a sviluppare metodi per rimuovere i prodotti chimici", afferma Prasse. "Una volta che la sostanza chimica è sparita, il lavoro - sembrerebbe - è fatto, ma in effetti non sempre sappiamo cosa significa rimozione della sostanza chimica:si trasforma in qualcos'altro? quel prodotto di trasformazione è dannoso?"

Prasse e il suo team sottolineano che entro il 2050, è stato stimato che i due terzi della popolazione mondiale vivranno in aree che dipendono dall'acqua potabile che contiene il deflusso delle fattorie e le acque reflue delle città e delle fabbriche. Quindi metodi di purificazione sicuri ed efficaci saranno ancora più critici nei prossimi anni.

"I prossimi passi sono studiare come questo metodo può essere applicato a campioni più complessi e studiare altri contaminanti che potrebbero causare la formazione di prodotti di trasformazione reattivi simili, "dice Prasse. "Qui abbiamo esaminato i fenoli. Ma usiamo prodotti per la casa che ne contengono circa 80, 000 diversi prodotti chimici, e molti di questi finiscono nelle acque reflue. Dobbiamo essere in grado di esaminare più sostanze chimiche contemporaneamente. Questo è l'obiettivo più grande".