I PFAS sono un gruppo di prodotti chimici fabbricati per la prima volta negli anni ’40 e come caratteristica principale è che non possono essere distrutti ne da batteri, ne il fuoco incenerirli e ne l’acqua diluirli, tanto da essere denominate “sostanze chimiche per sempre”. Quando queste sostanze chimiche tossiche vengono seppellite, penetrano nel suolo circostante, diventando un problema persistente per le generazioni a venire.
Ora un nuovo gruppo di chimici sembrerebbe aver fatto qualcosa di impossibile. Utilizzando basse temperature e reagenti comuni poco costosi, il team di ricerca ha sviluppato un processo che provoca la rottura di due classi principali di composti PFAS, lasciando dietro di sé solo prodotti finali benigni. La semplice tecnica potrebbe potenzialmente essere una soluzione potente per lo smaltimento definitivo di queste sostanze chimiche nocive, che sono collegate a molti effetti pericolosi per la salute dell’uomo, del bestiame e dell’ambiente.
Sostanze chimiche, trovato un modo semplice per distruggerle
Queste sostanze chimiche sono diventate un vero e proprio problema della società. Anche solo una piccola, minuscola quantità di PFAS provoca effetti negativi sulla salute e non si rompe. Non possiamo semplicemente aspettare che questo problema si risolva. I ricercatori volevano utilizzare la chimica per affrontare questo problema, creando una soluzione che il mondo potesse facilmente usare. Ovviamente il metodo è abbastanza semplice, ma al momento non è ancora riconosciuto. Queste sostanze sono in uso da 70 anni come agenti antiaderenti e impermeabilizzanti.
Si trovano comunemente in pentole antiaderenti, cosmetici impermeabili, schiume antincendio, tessuti idrorepellenti e prodotti che resistono a grasso e olio. Nel corso degli anni poi queste sostanze sono entrate nelle nostre acque potabili e persino nel 97% della popolazione. Sebbene gli effetti sulla salute non siano ancora completamente compresi, l’esposizione al PFAS è fortemente associata a una diminuzione della fertilità, effetti sullo sviluppo nei bambini, aumento dei rischi di vari tipi di cancro, ridotta immunità per combattere le infezioni e aumento dei livelli di colesterolo. Tenendo presente di questi effetti negativi sulla nostra salute, gli esperti della protezione dell’ambiente hanno dichiarato queste sostanze non sicure paragonandole sullo stesso piano del piombo.
I legami possono essere il tallone d’Achille
Le poche opzioni che stanno emergendo in genere riguardavano la distruzione di PFAS a temperature e pressioni elevate o altri metodi che richiedono grandi apporti di energia. Il segreto dell’indistruttibilità di PFAS risiede nei suoi legami chimici. Le sostanze contengono molti legami carbonio-fluoro, che sono i legami più forti in chimica organica. Essendo l’elemento più elettronegativo nella tavola periodica, il fluoro vuole elettroni e male. Il carbonio, d’altra parte, è più disposto a rinunciare ai suoi elettroni. Tuttavia lo studio, mentre analizzava i composti, ha trovato un punto debole. PFAS contiene una lunga coda di legami carbonio-fluoro inflessibili. Ma a un’estremità della molecola c’è un gruppo carico che spesso contiene atomi di ossigeno carichi.
Il team ha preso di mira questo gruppo principale riscaldando il PFAS in dimetilsolfossido, un solvente insolito per la distruzione del PFAS, con idrossido di sodio, un reagente comune. Il processo ha decapitato il gruppo di testa, lasciando dietro di sé una coda reattiva. Ciò ha innescato tutte queste reazioni e ha iniziato a sputare atomi di fluoro da questi composti per formare fluoro, che è la forma più sicura di fluoro. Sebbene i legami carbonio-fluoro siano super forti, quel gruppo di testa carico è il tallone d’Achille. La nuova tecnica si basa su condizioni più miti e un reagente semplice ed economico, rendendo la soluzione potenzialmente più pratica per un uso diffuso.
Dopo aver scoperto le condizioni di degradazione del PFAS, i chimici hanno anche scoperto che gli inquinanti fluorurati si sgretolano a causa di processi diversi da quelli generalmente ipotizzati. Sebbene in precedenza si presumesse che il PFAS dovesse sfaldarsi di un carbonio alla volta, la simulazione ha mostrato che in realtà si sfalda di due o tre atomi di carbonio alla volta. Comprendendo questi percorsi, i ricercatori possono confermare che rimangono solo prodotti benigni. Questa nuova conoscenza potrebbe anche aiutare a guidare ulteriori miglioramenti al metodo.
Foto di Arturs Budkevics da Pixabay
