Inquinamento da PFAS: una nuova tecnica di rilevamento

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Redazione
26 Febbraio 2024
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Alcuni ricercatori hanno presentato uno dei metodi di rilevamento più rapido e affidabile delle sostanze tossiche per e polifluoroalchiliche (PFAS) che si accumulano nell’ambiente e che sono collegate a rischi per la salute che vanno dai tumori alle malformazioni congenite.

I PFAS sono “sostanze chimiche eterne” per una buona ragione: i composti artificiali, che possono impiegare migliaia di anni per degradarsi e che si trovano in qualsiasi cosa, dagli imballaggi alimentari resistenti al grasso agli indumenti idrorepellenti, si sono fatti strada in quasi la metà dell’acqua di rubinetto degli Stati Uniti.

Lo studio pubblicato sul Journal of Hazardous Materials

I chimici del New Jersey Institute of Technology hanno dimostrato un nuovo metodo di laboratorio per rilevare tracce di PFAS da materiale di imballaggio alimentare, acqua e campioni di terreno in soli tre minuti.

I ricercatori affermano che il loro approccio potrebbe accelerare in modo significativo gli sforzi per studiare e affrontare il bioaccumulo dei PFAS nell’ambiente, compresi gli oltre 2 miliardi di dollari di finanziamenti dell’EPA previsti dalla legge bipartisan sulle infrastrutture del presidente Biden, destinati agli Stati per condurre test sulla qualità dell’acqua e il trattamento dei contaminanti emergenti.

“Esistono migliaia di tipologie diverse di PFAS, ma non abbiamo ancora compreso l’entità della loro distribuzione nel nostro ambiente perché gli attuali metodi di analisi sono costosi e richiedono molto tempo, in alcuni casi ore per la preparazione e l’analisi dei campioni”, ha dichiarato Hao Chen, autore principale dello studio e professore di chimica del NJIT. “Il nostro studio dimostra che si tratta di un metodo molto più veloce, sensibile e versatile, in grado di monitorare la contaminazione dell’acqua potabile, dei terreni e dei prodotti di consumo in pochi minuti”.

Chen e colleghi affermano che il nuovo metodo – che prevede una tecnica di ionizzazione per analizzare la composizione molecolare dei materiali del campione chiamata spettrometria di massa a spruzzo su carta (PS-MS) – è da 10 a 100 volte più sensibile dell’attuale tecnica standard per l’analisi dei PFAS, la cromatografia liquida/spettrometria di massa.

“I PFAS possono essere ionizzati e rilevati rapidamente da uno spettrometro di massa ad alta risoluzione, che fornisce una visione chiara di ogni specie di PFAS presente e del grado di contaminazione fino a un livello di parti per trilione (ppt)”, ha spiegato Chen. “Per matrici più complesse come il suolo, abbiamo applicato un metodo correlato chiamato spettrometria di massa a spruzzo su carta desalinizzata (DPS-MS) che lava via i sali che normalmente sopprimono il segnale ionico dei PFAS. Insieme, questi metodi migliorano notevolmente la nostra capacità di rilevare questi composti”.

“Il nostro limite di rilevamento per i PFAS è di circa 1ppt. Per contestualizzare, questa quantità va paragonata a una goccia d’acqua in 20 piscine olimpioniche“, ha aggiunto Md Tanim-Al Hassan, primo autore del lavoro e dottorando in chimica al NJIT.

Nei test, il team è stato in grado di rilevare i PFAS in un minuto o meno analizzando direttamente pezzi di vari materiali di imballaggio alimentare, tra cui carta per popcorn per microonde, scatole di pasta istantanea, nonché imballaggi di patatine e hamburger di due catene multinazionali di fast food.

L’analisi ha rivelato tracce di 11 diverse molecole di PFAS, compresi tipi comuni collegati a un aumento del rischio di cancro e alla soppressione del sistema immunitario, come il PFOA (acido perfluoroottanoico) e il PFOS (acido perfluoroottanesolfonico).

Nell’analisi dell’acqua, il team ha rilevato tracce di PFOA in campioni di acqua di rubinetto del luogo in meno di due minuti, mentre non ha trovato tracce di PFAS in campioni prelevati dall’acqua filtrata della fontana dell’università.

“L’EPA ha già proposto di stabilire livelli massimi di contaminazione (MCL) per sei PFAS nell’acqua potabile a livello nazionale, e PFOA e PFOS sono tra questi”, ha dichiarato Mengyan Li, co-autore dello studio e professore associato di scienze ambientali del NJIT. “Questo metodo analitico potrebbe facilitare uno screening più intensivo dei PFAS tossici, che potrebbe essere necessario nell’ambito di una proposta di questo tipo per proteggere la sicurezza del nostro approvvigionamento idrico”.

Utilizzando il DPS-MS, il team ha anche identificato due specie di PFAS da appena 40 mg di terreno in meno di tre minuti.

Il metodo di rilevamento rapido del team è già in fase di sperimentazione per l’utilizzo insieme alle tecniche all’avanguardia per il risanamento dei PFAS sviluppate presso il BioSMART Center del NJIT.

“Nel nostro laboratorio siamo riusciti ad associare questo metodo analitico a un nuovo catalizzatore per la degradazione, che in tre ore degrada il 98,7% dei PFAS nei campioni di acqua potabile“, ha dichiarato Wunmi Sadik, co-autore dello studio e presidente del Dipartimento di Chimica e Scienze Ambientali del NJIT. “Questo lavoro potrebbe avere un impatto nazionale, ma l’effetto immediato si sentirà nell’area del Nord-Est”. Circa il 10% dei 9,2 milioni di cittadini del New Jersey ha livelli elevati di acido perfluoroottanoico nell’acqua potabile, rispetto alla media nazionale dell’1,9%”.

Secondo Chen, questa scoperta potrebbe avere un rapido impatto anche sul monitoraggio dei prodotti di consumo, dai cosmetici ai medicinali, fino agli alimenti freschi e lavorati. Il team prevede di dimostrare le capacità del metodo anche per il monitoraggio dell’aria.

“A breve termine, questo metodo potrebbe essere estremamente utile per garantire la sicurezza dei prodotti alimentari... potrebbe consentire di monitorare in modo più efficiente i prodotti agricoli per la contaminazione da PFAS, ad esempio”, ha spiegato Chen. “Il nostro metodo potrebbe anche far progredire lo studio dei PFAS aerodispersi in modo simile a quello che abbiamo dimostrato in questo studio, il che ci aiuterebbe ulteriormente ad affrontare questo diffuso problema ambientale”.

Fonte articolo: NJIT Researchers Unveil Method to Detect ‘Forever Chemicals’ in Under 3 Minutes