Una drammatica fuoriuscita di petrolio, come l'incidente della Deepwater Horizon nel Golfo del Messico dieci anni fa, può dominare i titoli per mesi mentre gli scienziati, i politici e il pubblico si preoccupano per ciò che accade a tutto quel petrolio nell'ambiente. Però, molta meno attenzione è dedicata al destino di un prodotto petrolifero che da decenni è stato deliberatamente diffuso in tutto il pianeta:il legante per asfalto.

Ora uno studio condotto da chimici presso il National High Magnetic Field Laboratory della Florida State University mostra che il legante per asfalto, quando esposto al sole e all'acqua, rilascia nell'ambiente migliaia di composti potenzialmente tossici. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali .

Legante per asfalto, detto anche cemento bituminoso, è la colla che tiene insieme le pietre, sabbia e ghiaia nelle strade asfaltate. Il pesante, Nero, appiccicoso è derivato dal petrolio greggio dal fondo del barile alla fine del processo di distillazione.

Il MagLab, finanziato dalla National Science Foundation e dallo Stato della Florida, è leader mondiale nel settore della petrolomica, che studia gli idrocarburi incredibilmente complessi che compongono il petrolio greggio e i suoi sottoprodotti. Utilizzando spettrometri di massa a risonanza ciclotronica ionica (ICR) ad alta risoluzione, i chimici hanno sviluppato competenze nell'identificare le decine di migliaia di diversi tipi di molecole che una singola goccia può contenere, e come tale composizione può essere modificata dal tempo, batteri o condizioni ambientali.

Ryan Rodgers, direttore delle applicazioni petrolifere e del Future Fuels Institute al MagLab, desiderava da anni studiare il legante per asfalto utilizzando gli strumenti ICR. È stato un logico passo successivo nello sforzo durato anni dal suo gruppo per comprendere meglio la struttura e il comportamento delle molecole di petrolio e dei loro effetti potenzialmente tossici. Precedenti studi avevano dimostrato che i terreni e il deflusso vicino alle strade asfaltate presentano concentrazioni più elevate di idrocarburi policiclici aromatici (IPA), che sono noti per essere cancerogeni. Rodgers sospettava che ci fossero dei punti che collegavano quegli IPA e il legante per asfalto, e voleva trovarli.

"La stabilità a lungo termine dei materiali derivati ​​dal petrolio nell'ambiente è sempre stata una mia curiosità, " ha detto Rodgers, che è cresciuto sulla costa del Golfo della Florida. "Conoscendo la loro complessità compositiva e strutturale, sembrava altamente improbabile che sarebbero stati rispettosi dell'ambiente. In che modo le strade nere e lisce come la seta si trasformano in grigie, strade sconnesse? E dove diavolo è finito tutto l'asfalto?"

Alla fine acquistò una brocca di legante per asfalto da un'azienda di pavimentazione locale e passò il progetto a Sydney Niles, un dottorato di ricerca candidato in chimica allo stato della Florida, e la chimica MagLab Martha Chacón-Patiño. Hanno progettato un esperimento in cui hanno creato un film di legante su un vetrino, lo sommerse nell'acqua, e l'ho irradiato in un simulatore solare per una settimana, campionare l'acqua in diversi momenti per vedere cosa c'era dentro. Sospettavano che l'energia del sole avrebbe fatto interagire i composti reattivi contenenti ossigeno nell'acqua con gli idrocarburi nel legante, un processo chiamato fotoossidazione, creando così nuovi tipi di molecole che sarebbero lisciviate nell'acqua.

"Avevamo questo campione di strada e ci illuminavamo con la luce del sole finta in presenza di acqua, " ha spiegato Niles, autore principale della carta. "Poi abbiamo esaminato l'acqua e abbiamo scoperto che ci sono tutti questi composti che derivano dal petrolio, e probabilmente tossico. Abbiamo anche scoperto che più composti vengono lisciviati nel tempo".

Gli idrocarburi che hanno trovato nell'acqua contenevano più atomi di ossigeno. Gli scienziati erano fiduciosi che il sole fosse davvero il meccanismo alla base del processo perché molti meno composti sono stati lisciviati in un campione di controllo che era stato tenuto al buio, e quelli avevano meno atomi di ossigeno. Infatti, la quantità di composti organici idrosolubili per litro che il team ha trovato nell'acqua del campione irradiato dopo una settimana era più di 25 volte superiore a quella del campione che era stato lasciato al buio. E, utilizzando i magneti ICR del laboratorio, hanno rilevato più di 15, 000 diverse molecole contenenti carbonio nell'acqua del campione irradiato.

Data la tossicità generale degli IPA, questi risultati sono motivo di preoccupazione, Dissero Niles e Rodgers. Ma il team dovrà fare più esperimenti per indagare su tale tossicità.

"Abbiamo definitivamente dimostrato che il legante per asfalto ha il potenziale per generare contaminanti idrosolubili, ma l'impatto e il destino di questi saranno oggetto di ricerche future, " ha detto Rodgers.

Hanno anche in programma ulteriori studi per esaminare esattamente come si stanno trasformando i composti e se diverse categorie di molecole di petrolio si comportano in modo diverso.

Niles si preoccupa degli idrocarburi dentro e fuori dal laboratorio. Se si dimentica di portare al supermercato i sacchetti riutilizzabili dei prodotti, preferisce destreggiarsi tra le verdure mentre si reca alla cassa piuttosto che usare un sacchetto di plastica fornito dal negozio. Sebbene questi risultati non siano una buona notizia per il pianeta, lei disse, potrebbero portare a un cambiamento positivo.

"Speriamo che sia la motivazione per una soluzione, " ha detto. "Spero che gli ingegneri possano utilizzare queste informazioni per trovare un'alternativa migliore, che si tratti di un sigillante che metti sull'asfalto per proteggerlo o di trovare qualcos'altro da usare per pavimentare le strade".