Conosciute come sostanze chimiche "per sempre" per il fatto che non si degradano nell'ambiente, le sostanze poli- e perfluoroalchiliche (PFAS) sono utilizzate in un'ampia gamma di prodotti e processi, dall'ignizione alle superfici antimacchia.

Lo studio della Lancaster University li ha trovati nell'acqua di mare superficiale vicino allo scioglimento dei ghiacci artici a concentrazioni fino a due volte superiori ai livelli osservati nel Mare del Nord, anche se la regione del Mare di Barents in esame si trovava a migliaia di chilometri da zone popolate d'Europa.

La ricerca ha dimostrato che queste sostanze chimiche non hanno viaggiato per mare, ma attraverso l'atmosfera, dove si accumulano nel ghiaccio marino artico. Poiché il ghiaccio artico si sta sciogliendo più rapidamente di prima, queste sostanze chimiche nocive vengono rilasciate in modo efficiente nell'acqua di mare circostante, determinando alcune concentrazioni molto elevate.

Il dottor Jack Garnett di Lancaster e il professor Crispin Halsall insieme ai colleghi di HZG, Germania, hanno studiato il trasporto a lungo raggio e la deposizione di PFAS nell'Artico come parte di EISPAC, un progetto finanziato congiuntamente dal NERC del Regno Unito e dal BMBF della Germania nell'ambito del programma Changing Arctic Ocean.

I PFAS comprendono un numero molto elevato di sostanze chimiche che hanno una miriade di usi, compresi coadiuvanti tecnologici nella produzione di fluoropolimeri come Teflon, antimacchia e idrorepellenti negli imballaggi alimentari, tessili e abbigliamento, così come l'uso in schiume antincendio.

Un particolare gruppo di queste sostanze chimiche, gli acidi perfluoroalchilici (PFAA), sono estremamente stabili e non si degradano nell'ambiente, ma possono bioaccumularsi ed è noto per essere tossico per l'uomo e la fauna selvatica.

I PFAA possono entrare nella catena alimentare a causa della loro mobilità nell'ambiente e delle caratteristiche di legame alle proteine. I composti a catena di carbonio più lunghi dell'acido perfluoroottanoico (PFOA) e dell'acido perfluorottano solfonico (PFOS) sono generalmente associati a danni al fegato nei mammiferi, con l'esposizione dello sviluppo al PFOA che influisce negativamente sulla crescita fetale nell'uomo e in altri mammiferi.

Il Dr. Jack Garnett ha scoperto un fenomeno insolito per cui i PFAA presenti nell'atmosfera si depositano con la nevicata sulla superficie dei banchi di ghiaccio dove possono eventualmente accumularsi all'interno del ghiaccio marino. Jack ha fatto questa osservazione mentre prelevava campioni di ghiaccio e acqua nell'ambito di una spedizione scientifica nell'ambito del progetto norvegese Nansen Legacy (arvenetternansen.com/).

Intraprendendo sia la salinità che l'analisi degli isotopi stabili della neve, ghiaccio e acqua di mare, è stato in grado di determinare quale contributo dell'acqua racchiusa nella neve e nel ghiaccio proveniva dall'atmosfera e quale contributo proveniva dall'acqua di mare. In questo modo è stato possibile valutare il ruolo che il trasporto atmosferico da regioni lontane ha avuto sulla presenza di queste sostanze chimiche nel ghiaccio.

Il PFAA presente nella componente atmosferica era molto superiore alla componente dell'acqua di mare, confermando che il trasporto a lungo raggio e la deposizione dall'atmosfera è la principale fonte di queste sostanze chimiche verso il remoto Artico piuttosto che il "riciclaggio" di vecchi stock di questi inquinanti presenti nelle acque oceaniche.

Per di più, gli studi del team condotti in una struttura di ghiaccio marino presso l'Università dell'East Anglia, hanno scoperto che la presenza di salamoia (acqua altamente salina) nel ghiaccio giovane serve ad arricchire i contaminanti come PFAS in diversi strati all'interno del ghiaccio marino. PFAS come altri inquinanti organici, generalmente risiedono nella salamoia piuttosto che nella stessa matrice di ghiaccio solido. Con l'invecchiamento del ghiaccio, la salamoia diventa più concentrata con conseguente arricchimento di questi inquinanti in aree mirate all'interno della banchisa.

Periodi prolungati di disgelo, soprattutto quando i banchi di ghiaccio sono ancora coperti di neve, provoca la rimobilizzazione della salamoia di ghiaccio e anche l'interazione dell'acqua di fusione della neve con la salamoia. Ciò può comportare un marcato rilascio di PFAA nell'acqua di mare sottostante.

I canali della salamoia sul lato inferiore del ghiaccio fungono da habitat unici per gli organismi alla base della rete trofica marina, e, come conseguenza, saranno esposti ad alti livelli di PFAA rilasciati con il drenaggio della salamoia e l'acqua di disgelo dalla banchisa in fase di scongelamento.

Il professor Halsall, coautore del recente rapporto dell'Arctic Monitoring Assessment Program (AMAP) su "POPs and Chemicals of Emerging Arctic Concern:The Influence of Climate Change, " dice che abbiamo una sfortunata situazione in cui l'Oceano Artico è ora dominato dal ghiaccio di un anno a scapito del ghiaccio pluriennale a causa del riscaldamento globale. Ciò significa che la maggior parte del ghiaccio nell'Artico si è formato l'inverno precedente, piuttosto che per molti anni.

Questo ghiaccio di un anno contiene molta salamoia mobile che interagisce con il manto nevoso sovrastante e può servire a concentrare inquinanti come i PFAS che di solito si trovano a livelli molto bassi.

Sfortunatamente, con eventi di disgelo precedenti e più irregolari, questo può portare al rapido rilascio delle sostanze chimiche immagazzinate con conseguente elevata concentrazione nelle acque che circondano i banchi di ghiaccio.

È solo attraverso questo tipo di scienza investigativa che possiamo comprendere le dinamiche del comportamento degli inquinanti e identificare i rischi chiave, in particolare quelli legati al cambiamento climatico.

A sua volta questo può guidare la legislazione internazionale in modo che le sostanze chimiche che mostrano questo tipo di comportamento siano vietate.