Un bacino sotterraneo in Danimarca è il luogo di un esperimento unico:testare una tecnologia per contribuire a liberare l'ambiente da un diffuso inquinamento tossico.
La falda acquifera, vicino alla città di Korsør, contiene alti livelli di sostanze per- e polifluoroalchiliche, o PFAS, che sono sostanze chimiche utilizzate in tutto il mondo a partire dagli anni ’40 in centinaia di prodotti, comprese le schiume antincendio. Le sostanze chimiche hanno contaminato il bacino idrico di Korsør attraverso il deflusso di una vicina scuola antincendio che utilizzava tali schiume durante esercitazioni di addestramento.
I PFAS preoccupano gli scienziati almeno dagli anni ’90. Conosciuti come "sostanze chimiche per sempre", non si decompongono naturalmente e non possono essere rimossi dal suolo e dall'acqua inquinati con nessun metodo esistente. Aumentano anche il rischio di cancro, disturbi del sistema immunitario e altri problemi di salute umana.
"I PFAS rappresentano un problema enorme", ha affermato il professor Francesco Dondero, ecotossicologo presso l'Università del Piemonte Orientale in Italia. "Non solo sono molto persistenti nell'ambiente, ma sono anche estremamente mobili."
Dondero guida un progetto di ricerca che mira a migliorare il rilevamento e la rimozione dei PFAS in Europa e oltre. Chiamato SCENARIOS, il progetto durerà quattro anni fino all'ottobre 2025 e ha sviluppato la tecnologia in fase di test a Korsør.
Ambiti dai produttori per la loro capacità di respingere olio e acqua, i PFAS sono una parte comune degli imballaggi alimentari, degli indumenti impermeabili e dei tessuti antimacchia. La produzione del famoso rivestimento antiaderente per utensili da cucina Teflon rilascia PFAS nell'ambiente.
Le proprietà uniche dei PFAS sono il risultato della loro struttura chimica, al centro della quale si trovano catene di atomi di carbonio di varia lunghezza circondati da atomi di fluoro.
Il legame carbonio-fluoro è estremamente forte e difficile da rompere. Di conseguenza, i PFAS persistono nell'ambiente per centinaia, forse migliaia, di anni.
"I tipi di PFAS con catene di carbonio più lunghe possono essere parzialmente rimossi dal suolo e dall'acqua, ma al momento non disponiamo di strumenti per quelli a catena corta", ha affermato Dondero. "Anche le fonti di inquinamento da PFAS sono molto diffuse e non abbiamo mezzi per monitorarle."
I PFAS vengono rilasciati in tutto il mondo con le acque reflue degli impianti chimici, ma non solo.
Perdono dalle discariche, contaminando il suolo e le acque superficiali. Gli scienziati hanno rilevato queste sostanze chimiche dannose nelle calotte glaciali artiche, nel latte materno umano e nell'acqua potabile di molte grandi città.
Sebbene alcuni dei tipi più pericolosi di PFAS siano già stati vietati, molti sono ancora in uso. Di conseguenza, la loro concentrazione nell'ambiente continua ad aumentare.
L'interesse di Dondero per i PFAS è emerso dopo che si è trasferito ad Alessandria, una città dell'Italia nordoccidentale con un importante impianto chimico.
"Ho trasferito qui la mia famiglia 20 anni fa e poi ho scoperto che le risorse idriche locali erano state contaminate da PFAS", ha detto Dondero. "Hanno trovato PFAS anche nel sangue della popolazione locale. Ecco perché ho messo insieme questo progetto."
SCENARIOS riunisce università, istituti di ricerca, centri medici e aziende di 11 paesi:Cipro, Danimarca, Finlandia, Germania, Grecia, Israele, Italia, Lussemburgo, Spagna, Svezia e Regno Unito.
I test a Korsør rappresentano il culmine del lavoro del progetto.
I ricercatori hanno unito le forze con un'azienda svedese, Envytech Solutions, per sviluppare un modo per rimuovere i PFAS a catena corta senza creare altro inquinamento nel processo.
La tecnica, chiamata Surface Active Foam Fractionation, o SAFF, si basa su minuscole bolle d'aria. I ricercatori pompano e trattano l'acqua contaminata dalla falda acquifera in un serbatoio e soffiano aria sul fondo. Mentre le bolle salgono attraverso il serbatoio, raccolgono le molecole PFAS idrorepellenti e le portano in superficie.
"Queste bolle d'aria hanno un'enorme affinità con i PFAS e aumentano le loro concentrazioni in superficie di un fattore pari a 100.000, consentendo in definitiva di concentrare i rifiuti finali dei PFAS a livelli superiori a un milione di volte", ha affermato Dondero.
La dimostrazione è iniziata a febbraio 2024 e durerà fino a settembre.
I ricercatori stanno testando varie sostanze che potrebbero essere aggiunte all'acqua per migliorare l'efficacia del processo di rimozione, in particolare per quanto riguarda i PFAS a catena corta, difficili da affrontare.
Finora i risultati sono promettenti. Secondo Dondero, in alcuni casi, il sistema è stato in grado di rimuovere oltre il 99% della contaminazione.
Il prossimo passo sarà che i ricercatori esaminino come distruggere i rifiuti concentrati di PFAS in modo sicuro.
"Per ora, sarebbe sufficiente conservarli da qualche parte finché non sarà sviluppata la tecnologia di distruzione", ha detto Dondero.
SCENARIOS fa parte di un gruppo di progetti di ricerca sanitaria che sostengono il Green Deal europeo e promuovono un piano d'azione dell'UE per l'inquinamento zero a partire dal 2021.
Il piano prevede che, entro il 2050, le concentrazioni di inquinanti pericolosi nell'aria, nel suolo e nell'acqua diminuiscano a livelli non più considerati dannosi per la salute e gli ecosistemi naturali.
Nell'ambito della strategia, i PFAS dovrebbero essere gradualmente eliminati a meno che il loro utilizzo non sia ritenuto essenziale.
Ma creare un sostituto non tossico, degradabile e conveniente non è un compito facile.
"In natura, non esiste altra alternativa che offra il tipo di proprietà dei PFAS", ha affermato la dott.ssa Miika Nikinmaa, ricercatrice di biomateriali presso il Centro di ricerca tecnica VTT della Finlandia. "Sono anche molto competitivi in termini di costi."
Nikinmaa guida un progetto finanziato dall'UE per sviluppare alternative sicure e sostenibili ai PFAS da utilizzare negli imballaggi e nei rivestimenti alimentari.
Chiamato ZeroF, il progetto triennale dovrebbe durare fino alla fine del 2025.
Per le applicazioni di imballaggio, i ricercatori stanno sperimentando la cellulosa modificata con acidi grassi insieme a nuovi metodi e prodotti chimici di rivestimento per produrre le proprietà desiderate di resistenza all'acqua e all'olio.
"Abbiamo avuto un discreto successo nel creare la funzione di barriera d'acqua", ha detto Nikinmaa. "La barriera petrolifera è più difficile. Ma la cosa più difficile è raggiungerli entrambi allo stesso tempo."
Per sostituire i PFAS nei tessili e nelle tappezzerie, i ricercatori stanno sperimentando un tipo di polimero organico-inorganico chiamato ORMOCER. È stato sviluppato dal Fraunhofer Institute for Silicate Research con sede in Germania, che è un partner di ZeroF.
Il materiale può essere combinato con vari rivestimenti per avvicinarsi il più possibile alle proprietà del PFAS.
Entro la fine del progetto, i ricercatori sperano di aver sviluppato e testato alternative PFAS sicure e sostenibili che non sarebbero più costose del 20%.
Ciononostante, Nikinmaa afferma che per superare la contaminazione da PFAS sarà necessario l'aiuto dei politici europei attraverso nuove regole, compresi possibili divieti più ampi.
"Non mi aspetto che si verifichi un grande salto tecnologico che ci consenta di sostituire i PFAS in tutte le applicazioni, in modo competitivo in termini di costi, nel prossimo futuro senza grandi cambiamenti nella legislazione", ha affermato. "Sono semplicemente troppo convenienti e troppo convenienti. Tutte le nuove tecnologie sono più complesse e quindi più costose."
Dondero di SCENARIOS ha sottolineato il punto affermando che sono necessari divieti più severi sui PFAS.
"Dobbiamo iniziare a introdurre restrizioni per costringere l'industria a eliminarle gradualmente", ha affermato. "Non saremo in grado di vietarli in tutti i settori contemporaneamente, ma dobbiamo iniziare da qualche parte."
Ulteriori informazioni:
Fornito da Horizon:rivista europea per la ricerca e l'innovazione
