L'uso di pesticidi può portare a un accumulo di residui tossici ed ecologicamente dannosi nel suolo. Fino a poco tempo fa, non è stato possibile accertare in dettaglio a quali pesticidi ciò si applica e in che misura. Ora, ricercatori del Centro Helmholtz per la ricerca ambientale (UFZ), lavorando in collaborazione con i colleghi della Technical University of Denmark (DTU), hanno sviluppato un modello che consente di prevedere con maggiore precisione la formazione di residui potenzialmente tossici. Il modello potrebbe essere utilizzato per la futura valutazione dei pericoli nel processo di approvazione dei pesticidi dell'Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA). Lo studio appare nell'attuale edizione di Scienze e tecnologie ambientali .

Quando i pesticidi si disgregano, sostanze note come residui non estraibili (NER) si accumulano nel terreno. Legato alle particelle del suolo, questi possono essere costituiti da biomassa batterica innocua (residui biogeni), il pesticida stesso, o prodotti di trasformazione che hanno un effetto tossico e rappresentano un problema ambientale (residui tossici). La proporzione di residui rilevanti dal punto di vista tossicologico varia da un pesticida all'altro, e i metodi precedenti non consentivano di determinarlo. "Ma è importante sapere questo per rendere la valutazione dei pericoli il più realistica possibile, " afferma il prof. Matthias Kästner, un biotecnologo ambientale all'UFZ.

Lavorando con i colleghi dell'Università tecnica della Danimarca, I ricercatori dell'UFZ hanno ora sviluppato un modello con cui possono inizialmente calcolare la quantità di residui biogeni che possono essere formati dai processi di degradazione batterica. Quando i residui biogeni modellati vengono poi sottratti dalla quantità totale di residui non estraibili (NER) – che viene misurata per tutti i pesticidi nel processo di approvazione – il risultato è la proporzione di residui rilevanti dal punto di vista tossicologico. "Questi sono i residui che contano davvero, " dice Kästner. "Spesso non possono essere ulteriormente degradati dai microrganismi, quindi possono essere tossici e dannosi per il suolo".

Il modello si basa su un'analisi della struttura chimica del rispettivo pesticida, che viene esaminato in dettaglio per determinare se può essere utilizzato dai batteri. "Poiché i microrganismi possono in linea di principio nutrirsi di tutto ciò che dà loro energia, anche gli inquinanti come i pesticidi possono fornire loro una fonte di cibo, " spiega Kästner. "Il legame chimico e le proprietà energetiche di una sostanza determinano la facilità con cui i batteri possono scomponerla e quanta energia possono estrarre da essa". I ricercatori hanno utilizzato i risultati dell'analisi per calcolare la quantità di biomassa microbica che può essere potenzialmente prodotto dalla degradazione del pesticida, e che rimane nel terreno sotto forma di innocui residui biogeni.

Per lo studio, gli scienziati hanno modellato i residui biogenici di 40 diversi pesticidi e li hanno confrontati con i valori misurati dai test del suolo effettuati nell'ambito del processo di approvazione chimica, in cui sono state determinate le quantità di residui biogeni di questi pesticidi. "È stato molto soddisfacente vedere che i calcoli del nostro modello sono in gran parte correlati ai valori misurati effettivi, " dice Kästner. "Questo significa che, in base alle proprietà molecolari, ora possiamo valutare in anticipo quali pesticidi sono potenzialmente biodegradabili e qual è la probabile quantità di residui tossici. Non ci sarà più bisogno di lunghe serie di test." I ricercatori prevedono che il nuovo modello migliorerà la futura valutazione dei rischi dei pesticidi. Ci sono buone probabilità che venga utilizzato nel processo di approvazione dell'Agenzia europea per le sostanze chimiche ( ECHA).