Una nuova tecnologia di biorisanamento per ripulire le sostanze per- e polifluoroalchiliche, o PFAS, inquinanti chimici che minacciano la salute umana e la sostenibilità dell'ecosistema, è stata sviluppata dai ricercatori del Texas A&M AgriLife. Il materiale ha il potenziale per l'applicazione commerciale per lo smaltimento dei PFAS, noti anche come "prodotti chimici per sempre".

Pubblicato il 28 luglio in Comunicazioni sulla natura , la ricerca è stata una collaborazione di Susie Dai, Ph.D., professore associato presso il Texas A&M Department of Plant Pathology and Microbiology, e Joshua Yuan, Ph.D., cattedra e professore alla Washington University di St. Louis Department of Energy , Ingegneria ambientale e chimica, in precedenza presso il Dipartimento di patologia vegetale e microbiologia del Texas A&M.

Rimuovere la contaminazione da PFAS è una sfida

I PFAS sono utilizzati in molte applicazioni come involucri e imballaggi per alimenti, filo interdentale, schiuma antincendio, pentole antiaderenti, tessuti ed elettronica. Al giorno d'oggi, i PFAS sono ampiamente distribuiti nell'ambiente dalla produzione o da prodotti contenenti sostanze chimiche, ha affermato Dai.

Ma, secondo l'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti, EPA, studi scientifici dimostrano che, a determinati livelli, alcune di queste sostanze chimiche possono essere dannose per l'uomo e la fauna selvatica. Gli effetti sulla salute potrebbero includere:

• Effetti sulla riproduzione come diminuzione della fertilità o aumento della pressione sanguigna alta nelle donne in gravidanza.
• Effetti o ritardi sullo sviluppo nei bambini, inclusi basso peso alla nascita, pubertà accelerata, variazioni ossee o cambiamenti comportamentali.
• Rischio aumentato di alcuni tipi di cancro, inclusi i tumori della prostata, dei reni e dei testicoli.
• Ridotta capacità del sistema immunitario di combattere le infezioni, inclusa una ridotta risposta al vaccino.
• Interferenza con gli ormoni naturali del corpo.
• Livelli di colesterolo aumentati e/o rischio di obesità.

"I PFAS non si degradano facilmente nell'ambiente e sono tossici anche a concentrazioni in tracce", ha affermato Dai. "Devono essere rimossi e distrutti per prevenire l'esposizione umana e gli impatti negativi sull'ecosistema.

"I PFAS sono così stabili perché sono composti da una catena di atomi di carbonio e fluoro collegati tra loro e il legame carbonio-fluoro è uno dei legami chimici più forti. Possono verificarsi in acqua a una concentrazione molto bassa e devi concentrarli e poi distruggili."

Il modo attuale per distruggerli è bruciarli, un costoso processo a più fasi. I prodotti commerciali come il carbone attivo vengono utilizzati come materiale di pulizia per adsorbire i composti PFAS. Il materiale viene quindi inviato all'incenerimento.

Alternativa sostenibile ed economica

Dai e Yuan hanno sviluppato una tecnica per utilizzare un materiale di origine vegetale per adsorbire i PFAS e smaltirli con funghi microbici che letteralmente mangiano le "sostanze chimiche per sempre".

"Abbiamo prodotto un materiale vegetale sostenibile che potrebbe essere utilizzato per concentrare le sostanze chimiche PFAS", ha affermato Dai.

"Il materiale della parete cellulare della pianta funge da struttura per adsorbire il PFAS", ha affermato. "Quindi questo materiale e la sostanza chimica adsorbita servono come cibo per un fungo microbico. Il fungo lo mangia, se n'è andato e tu non hai il problema dello smaltimento. Fondamentalmente, il fungo sta eseguendo il processo di disintossicazione."

Si tratta di un sistema di trattamento sostenibile con un potente potenziale per rimuovere le sostanze chimiche dannose per proteggere la salute umana e l'ecosistema in un modo non tossico e più conveniente, ha affermato Dai.

Potenziali applicazioni commerciali

L'EPA ha istituito un programma nazionale per monitorare la frequenza ei livelli di PFAS nei sistemi idrici pubblici e sta valutando l'aggiunta di livelli di soglia PFAS agli standard dell'acqua potabile.

"Se i livelli di soglia diventano parte degli standard per l'acqua potabile, gli impianti municipali di trattamento delle acque devono essere conformi alle normative EPA. I produttori dovranno monitorare queste sostanze chimiche e rimuoverle quando necessario", ha affermato Dai.

L'innovativa bonifica della biomassa sviluppata da Dai e Yuan potrebbe aiutare a implementare questi cambiamenti in modo più conveniente. L'interesse per questa tecnologia va oltre gli standard per l'acqua potabile.

"Viviamo su un pianeta in cui ogni componente interagisce", ha affermato Dai. "Le persone sono preoccupate non solo per l'acqua, ma anche per le colture locali prodotte utilizzando quell'acqua per nutrire gli animali che fanno parte dell'approvvigionamento alimentare". + Esplora ulteriormente

I prodotti chimici PFAS non durano per sempre