I PFAS indistruttibili sono ancora relativamente facili da abbattere

C’è finalmente un modo per abbattere i PFAS più dannosi a temperature miti, semplicemente reagendo con sostanze economiche e innocue. Lo hanno scoperto giovedì ricercatori americani e cinesi le loro scoperte in Scienza pubblicato. In precedenza, le sostanze potevano essere scomposte solo a temperature estremamente elevate, il che non è applicabile su larga scala.

I PFAS, abbreviazione di poli e perfluoroalchili, sono molecole che contengono molti legami tra atomi di carbonio e fluoro. È il legame di carbonio più forte che esista. Per questo motivo i PFAS non si decompongono mai in natura e i batteri non sono in grado di rompere i legami. Sono quindi sostanze innaturali: solo gli esseri umani sono responsabili dei migliaia o milioni di PFAS diversi che vagano per la terra. Le loro proprietà uniche le rendono adatte a innumerevoli applicazioni, da pentole e incarti per alimenti a ciotole e cemento.

Questo mese è diventato chiaro che i PFAS sono troppo comuni nel mondo in acqua e suolo, dai Paesi Bassi all’Antartide. Le concentrazioni sono così elevate che possono causare effetti dannosi. A concentrazioni più basse sono dannosi per il sistema immunitario: riducono l’efficacia delle vaccinazioni, soprattutto nei bambini. A concentrazioni più elevate, sono cancerogeni e dannosi per il fegato e la tiroide, tra gli altri.

solubile in acqua

I ricercatori hanno studiato la classe più dannosa di PFAS: gli acidi carbossilici. Questi includono i PFAS più noti e diffusi, come il PFOA. Queste sostanze sono costituite da una catena composta solo da atomi di carbonio e fluoro, con un gruppo di acido carbossilico (-COOH) all’estremità. Questa parte è composta da carbonio, ossigeno e idrogeno, il che rende questa parte della molecola solubile in acqua e acida. Il legame carbonio-fluoro è intoccabile, hanno spiegato i ricercatori, ma il gruppo acido è un punto debole della molecola.

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In una soluzione specifica, il gruppo di acido carbossilico all’estremità della molecola si destabilizza, hanno scoperto i chimici. Poi cade spontaneamente dalla molecola. Ciò che resta è una catena di fluoruro di carbonio, con un atomo di carbonio caricato negativamente all’estremità. È una situazione estremamente instabile. Quindi inizia una reazione a catena: pezzo per pezzo i legami carbonio-fluoro si rompono, rilasciando una forma innocua di fluoro.

La chiave della reazione è il solvente, una miscela di dimetilsolfossido (DMSO) e acqua. Destabilizza la molecola quel tanto che basta: il gruppo dell’acido carbossilico si stacca spontaneamente dalla molecola, ma la carica negativa instabile sull’atomo di carbonio può esistere per un po’. Se nelle vicinanze si trova anche la sostanza idrossido di sodio (NaOH), inizia la reazione a catena in cui i legami fluoro si rompono.

Sicuro e durevole

Tutte le condizioni di reazione sono miti, il che rende il processo sicuro e sostenibile. Ad esempio, la reazione avviene a temperature comprese tra 80 e 100 gradi Celsius. Questo sminuisce alle temperature necessarie per bruciare PFAS, superiori a 1.100 gradi. Queste temperature non raggiungono i normali impianti di trattamento dei rifiuti. Inoltre, tutte le sostanze chimiche e i sottoprodotti necessari sono innocui ed economici.

“Sono molto entusiasta di questo lavoro”, afferma Timothy Noël. È professore di chimica dei flussi all’Università di Amsterdam. “Può davvero essere una svolta, perché è incredibilmente semplice. Puoi catturare e concentrare PFAS dall’acqua o da altri luoghi inquinati: sono già state fatte molte ricerche su questo. È quindi possibile scomporre il PFAS concentrato con questo metodo. In altre parole, questo metodo ricicla PFAS e chiude il ciclo.