Come una sostanza chimica persistente entra nelle nostre acque di superficie
Modellazione della formazione e della distribuzione dell'acido trifluoroacetico (TFA) nell'atmosfera
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In collaborazione con l'Ufficio federale dell'ambiente (UFAM) e l'Università di Berna, i ricercatori dell'Empa hanno studiato come l'acido trifluoroacetico (TFA), la più piccola delle molecole PFAS, si forma nell'atmosfera ed entra nei corpi idrici attraverso le precipitazioni. Lo studio ha combinato un periodo di misurazione di tre anni con campioni di acqua archiviati negli ultimi decenni e un modello atmosferico dettagliato. Il risultato: Il rilascio di questa sostanza chimica nell'ambiente si è moltiplicato negli ultimi decenni e continuerà ad aumentare in futuro.
I PFAS, acronimo di sostanze per- e polifluoroalchiliche, non per niente sono chiamati "sostanze chimiche per sempre". Queste molecole organiche contenenti fluoro sono difficili da scomporre ed è probabile che rimangano nell'ambiente per decenni o addirittura secoli, dove possono accumularsi nell'uomo e negli animali e avere effetti nocivi sulla salute. Questo è un motivo convincente per adottare misure precauzionali.
La classe dei PFAS comprende migliaia di composti chimici. Non tutti sono stati studiati a fondo. Il rilascio, la diffusione, l'accumulo e gli effetti di numerosi PFAS sono oggetto di ricerche continue. Tra le altre cose, i ricercatori si stanno concentrando sul TFA, acronimo di acido trifluoroacetico. La molecola più piccola della famiglia dei PFAS si forma come prodotto di degradazione di varie altre sostanze, come molti refrigeranti e propellenti fluorurati. Una volta formatosi, il TFA viene difficilmente degradato nell'ambiente. "Il TFA formatosi nell'atmosfera entra rapidamente nelle precipitazioni e da lì si diffonde nelle acque superficiali e poi nelle falde acquifere", spiega il ricercatore dell'Empa Stefan Reimann del laboratorio Inquinanti atmosferici/Tecnologia ambientale.
Come e dove si forma esattamente il TFA nell'atmosfera e in quali quantità la sostanza entra nei corpi idrici è rimasto in gran parte inesplorato fino ad oggi. In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Atmospheric Chemistry and Physics, i ricercatori dell'Empa, in collaborazione con l'Ufficio federale dell'ambiente (UFAM) e l'Università di Berna, hanno approfondito la questione. Hanno modellato le vie di formazione e trasporto del TFA nell'atmosfera e le hanno confrontate con le misurazioni del TFA effettuate su campioni ambientali.
Per un periodo di tre anni, l'UFAM ha analizzato campioni di precipitazioni e di acque superficiali per rilevare la presenza di TFA e ha consultato campioni di acqua archiviati risalenti al 1984. Allo stesso tempo, i ricercatori dell'Empa hanno creato un modello dettagliato degli apporti atmosferici di TFA. "Abbiamo modellato i precursori noti del TFA, le loro vie di degradazione e i prodotti intermedi, nonché la deposizione del TFA così formato, sia attraverso le precipitazioni che direttamente sulle superfici", spiega Stephan Henne, ricercatore dell'Empa e autore principale dello studio. Il complesso modello permette di fare previsioni su lunghi periodi di tempo con un'alta risoluzione spaziale e temporale. "Per ogni località in Europa, possiamo ora calcolare la quantità di TFA rilasciata nell'ambiente in un determinato mese", spiega Henne.
Previsto un ulteriore aumento
I risultati dello studio mostrano che le concentrazioni di TFA nelle precipitazioni e nelle acque superficiali si sono moltiplicate negli ultimi decenni. Secondo i ricercatori, ciò è dovuto principalmente all'aumento dell'uso di idrofluoroolefine (HFO). Questi gas fluorurati servono come refrigeranti e propellenti, sostituendo in questo ruolo gli idrofluorocarburi (HFC), che causano il riscaldamento del clima. A differenza degli HFC, che hanno vita lunga, gli HFO si decompongono rapidamente nell'atmosfera, trasformandosi tra l'altro in TFA. "Con l'aumento dell'uso degli HFO nei sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria, riteniamo che anche la deposizione di TFA aumenterà in futuro", afferma Reimann.
Un'altra fonte significativa di TFA è rappresentata dalla degradazione dei pesticidi; in questo caso, però, la sostanza non fa una deviazione attraverso l'atmosfera, ma entra nell'acqua più o meno direttamente attraverso il suolo. "Una volta che il TFA è nell'acqua, vi rimane quasi senza eccezioni", aggiunge Stephan Henne. Il sito di accumulo finale dell'acido fluorurato persistente è quindi l'oceano.
Oltre a fornire risposte, lo studio solleva anche nuove domande. "Il nostro modello spiega circa due terzi dell'apporto atmosferico totale misurato di TFA", afferma Stephan Henne. "Questo significa che probabilmente esistono altri precursori e vie di formazione di cui non siamo ancora a conoscenza". Ciò è supportato anche dal fatto che il TFA è presente anche in campioni di precipitazioni storiche, sebbene in concentrazioni molto più basse rispetto a oggi. Tuttavia, i precursori noti sono stati utilizzati solo a partire dagli anni Novanta. In futuro, i ricercatori intendono esaminare più da vicino questi precursori ancora sconosciuti e integrarli nel loro modello atmosferico.
La misura in cui il TFA è dannoso per gli organismi viventi, compresi gli esseri umani, non è ancora stata studiata in modo definitivo. Alcuni studi recenti forniscono prove di una possibile tossicità a lungo termine. "Il TFA è molto persistente, si accumula sempre più nelle nostre acque ed è quasi impossibile da rimuovere", avverte Reimann. Dovremmo quindi agire secondo il principio di precauzione e limitare il più possibile l'uso dei precursori".
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