All'inizio i prodotti chimici PFAS sembravano una buona idea. Come Teflon, hanno reso le pentole più facili da pulire a partire dagli anni '40. Realizzavano giacche impermeabili e tappeti antimacchia. Involucri alimentari, schiuma antincendio e persino il trucco sembravano migliori con sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche.

Quindi i test hanno iniziato a rilevare PFAS nel sangue delle persone.

Oggi, i PFAS sono pervasivi nel suolo, nella polvere e nell'acqua potabile in tutto il mondo. Gli studi suggeriscono che si trovano nel 98% dei corpi degli americani, dove sono stati associati a problemi di salute tra cui malattie della tiroide, danni al fegato e cancro ai reni e ai testicoli. Ora ci sono oltre 9.000 tipi di PFAS. Sono spesso indicati come "prodotti chimici per sempre" perché le stesse proprietà che li rendono così utili assicurano anche che non si decompongano in natura.

Gli scienziati stanno lavorando a metodi per catturare queste sostanze chimiche sintetiche e distruggerle, ma non è semplice.

L'ultima svolta, pubblicata il 18 agosto 2022 sulla rivista Scienza , mostra come una classe di PFAS può essere scomposta in componenti per lo più innocui usando idrossido di sodio, o liscivia, un composto poco costoso usato nel sapone. Non è una soluzione immediata a questo vasto problema, ma offre nuove informazioni.

Il biochimico A. Daniel Jones e lo scienziato del suolo Hui Li lavorano su soluzioni PFAS presso la Michigan State University e hanno spiegato le promettenti tecniche di distruzione dei PFAS in fase di sperimentazione oggi.

In che modo i PFAS arrivano dai prodotti di uso quotidiano nell'acqua, nel suolo e infine negli esseri umani?

Esistono due principali vie di esposizione ai PFAS per entrare negli esseri umani:acqua potabile e consumo di cibo.

I PFAS possono entrare nel suolo attraverso l'applicazione sul terreno di biosolidi, cioè i fanghi dal trattamento delle acque reflue, e possono fuoriuscire dalle discariche. Se i biosolidi contaminati vengono applicati ai campi agricoli come fertilizzanti, i PFAS possono entrare nell'acqua, nelle colture e negli ortaggi.

Ad esempio, il bestiame può consumare PFAS attraverso i raccolti che mangia e l'acqua che beve. Sono stati segnalati casi in Michigan, Maine e New Mexico di livelli elevati di PFAS nella carne bovina e nelle vacche da latte. Quanto grande sia il rischio potenziale per gli esseri umani è ancora in gran parte sconosciuto.

Gli scienziati del nostro gruppo presso la Michigan State University stanno lavorando su materiali aggiunti al suolo che potrebbero impedire alle piante di assorbire PFAS, ma lascerebbero PFAS nel terreno.

Il problema è che queste sostanze chimiche sono ovunque e non esiste alcun processo naturale nell'acqua o nel suolo che le scomponga. Molti prodotti di consumo vengono caricati con PFAS, inclusi trucco, filo interdentale, corde per chitarra e sciolina da sci.

In che modo i progetti di bonifica stanno rimuovendo la contaminazione da PFAS ora?

Esistono metodi per filtrarli fuori dall'acqua. Le sostanze chimiche si attaccheranno al carbone attivo, per esempio. Ma questi metodi sono costosi per progetti su larga scala e devi comunque sbarazzarti delle sostanze chimiche.

Ad esempio, vicino a un'ex base militare vicino a Sacramento, in California, c'è un enorme serbatoio di carbone attivo che assorbe circa 1.500 galloni di acqua sotterranea contaminata al minuto, la filtra e poi la pompa sottoterra. Quel progetto di bonifica è costato oltre 3 milioni di dollari, ma impedisce al PFAS di spostarsi nell'acqua potabile utilizzata dalla comunità.

Il filtraggio è solo un passaggio. Una volta che il PFAS è stato catturato, devi smaltire i carboni attivi caricati con PFAS e il PFAS si muove ancora. Se seppellisci materiali contaminati in una discarica o altrove, il PFAS finirà per dilavarsi. Ecco perché è essenziale trovare il modo di distruggerlo.

Quali sono i metodi più promettenti che gli scienziati hanno trovato per abbattere i PFAS?

Il metodo più comune per distruggere i PFAS è l'incenerimento, ma la maggior parte dei PFAS è notevolmente resistente alla combustione. Ecco perché sono in schiume antincendio.

I PFAS hanno più atomi di fluoro attaccati a un atomo di carbonio e il legame tra carbonio e fluoro è uno dei più forti. Normalmente per bruciare qualcosa, devi rompere il legame, ma il fluoro resiste a staccarsi dal carbonio. La maggior parte dei PFAS si decomporrà completamente a temperature di incenerimento intorno ai 1.500 gradi Celsius (2.730 gradi Fahrenheit), ma è ad alta intensità energetica e gli inceneritori adatti sono scarsi.

Esistono molte altre tecniche sperimentali che sono promettenti ma non sono state ampliate per trattare grandi quantità di sostanze chimiche.

Un gruppo di Battelle ha sviluppato l'ossidazione dell'acqua supercritica per distruggere i PFAS. Le alte temperature e pressioni cambiano lo stato dell'acqua, accelerando la chimica in un modo che può distruggere le sostanze pericolose. Tuttavia, l'incremento resta una sfida.

Altri stanno lavorando con reattori al plasma, che utilizzano acqua, elettricità e gas argon per abbattere i PFAS. Sono veloci, ma anche non facili da scalare.

Il metodo descritto nel nuovo documento, guidato dagli scienziati della Northwestern, è promettente per ciò che hanno imparato su come rompere il PFAS. Non si estenderà al trattamento industriale e utilizza dimetilsolfossido o DMSO, ma questi risultati guideranno le scoperte future su ciò che potrebbe funzionare.

Cosa vedremo probabilmente in futuro?

Molto dipenderà da ciò che impareremo da dove viene principalmente l'esposizione umana ai PFAS.

Se l'esposizione proviene principalmente dall'acqua potabile, ci sono più metodi con potenziale. È possibile che alla fine possa essere distrutto a livello domestico con metodi elettrochimici, ma ci sono anche potenziali rischi che restano da capire, come la conversione di sostanze comuni come il cloruro in sottoprodotti più tossici.

La grande sfida della bonifica è assicurarsi di non peggiorare il problema rilasciando altri gas o creando sostanze chimiche dannose. Gli esseri umani hanno una lunga storia di tentativi di risolvere i problemi e di peggiorare le cose. I frigoriferi sono un ottimo esempio. Il freon, un clorofluorocarburo, era la soluzione per sostituire l'ammoniaca tossica e infiammabile nei frigoriferi, ma poi ha causato l'esaurimento dell'ozono stratosferico. È stato sostituito con idrofluorocarburi, che ora contribuiscono al cambiamento climatico.

Se c'è una lezione da imparare, è che dobbiamo pensare all'intero ciclo di vita dei prodotti. Quanto tempo abbiamo davvero bisogno delle sostanze chimiche per durare? + Esplora ulteriormente

Esame degli effetti delle "sostanze chimiche per sempre" PFAS sulla struttura e la funzione del suolo

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.