Un batterio può ridurre la quantità di PFAS nell’ambiente

Diciamoci la verità: è praticamente impossibile evitare di entrare in contatto con un’enorme quantità di sostanze chimiche, che esse siano nell’acqua che beviamo, nell’aria che respiriamo o nel cibo che mangiamo. Anche se pesticidi dannosi come il DDT non sono più disponibili sul mercato, altre sostanze, come gli acidi perfluoroalchilici, meglio conosciuti come PFAS, si stanno facendo strada nella nostra vita quotidiana.

PFAS: che cosa sono?

I PFAS sono una famiglia di sostanze chimiche utilizzate prevalentemente in campo industriale. In termini chimici sono catene alchiliche idrofobiche, ossia, in estrema sintesi, acidi molto forti caratterizzati da un legame carbonio-fluoro. Quest’ultimo è il più forte legame singolo noto in chimica organica. Per questa ragione, sostanze di questo tipo rimangono intatte per molto tempo nell’ambiente circostante. Esse sono infatti molto stabili e resistenti a numerosi reagenti chimici, alle alte temperature, alle radiazioni nucleari e agli UVC.

In quali campi vengono utilizzati?

Meglio conosciuti per il loro uso iniziale nella produzione del Teflon, una polvere bianca e leggera che galleggia sull’acqua, e delle giacche anti-macchia Scotchgard, a partire dagli anni cinquanta, questi composti possono essere trovati in ogni tipo di prodotto (Figura 1).

Grazie alle loro caratteristiche oleo- e idrorepellenti sono utilizzati per rendere resistenti all’acqua e ai grassi la carta e cartone per uso alimentare, le pelli, e per rivestire le padelle antiaderenti. Per la stessa ragione, sono utilizzati per la produzione di abbigliamento tecnico in campo sportivo. Una delle classi di PFAS più diffusa, il perfluorottanosulfonato (PFOS), è usato per esempio nelle schiume antincendio.

Figura 1. Riserve di PFAS che possiamo trovare negli oggetti di tutti i giorni

Rischi per la salute

Il risultato del largo consumo dei PFAS è la loro presenza ubiquitaria nei fiumi, terreni, aria, polvere e acqua potabile. Proprio per questo, si ritiene che siano correlati a molti problemi di salute che insorgono in seguito alla lunga esposizione agli stessi, come tumori a reni e testicoli, problemi del sistema immunitario, disfunzioni collegate al sistema endocrino, sviluppo di malattie tiroidee e coliti ulcerose.

Se smaltiti illegalmente e non correttamente, i PFAS penetrano facilmente nelle falde acquifere e, attraverso l’acqua, raggiungono i campi e i prodotti agricoli, e così gli alimenti (Figura 2). Queste sostanze tendono ad accumularsi attraverso processi di bioamplificazione. Con questo termine ci si riferisce agli organismi ai vertici della piramide alimentare, i quali accumulano quantità di inquinanti maggiori di quelle diffuse nell’ambiente.

Figura 2. Ciclo dei PFAS

Un batterio è la soluzione

In un articolo fresco di pubblicazione, alcuni ricercatori hanno dimostrato che un batterio può rompere il legame inossidabile tra carbonio e fluoro dei PFAS. Il batterio, chiamato Acidimicrobium A6, è stato isolato da un terreno acido del New Jersey. Gli autori, dell’Università di Princeton, scrivono che il processo è reso possibile grazie ad un adattamento del genoma. Usando il ferro, naturalmente presente nel terreno, la specie A6 riesce a rompere il legame scomponendo i PFAS in due classi differenti: perfluorottanosulfonato (PFOS) ed acido perfluoroottanoico (PFOA).

In condizioni normali, questo batterio utilizza l’energia prodotta dalla conversione di ammoniaca in nitrito. Questo processo unico, chiamato Feammox, include la possibilità di donare gli elettroni dell’ammoniaca all’ossido di ferro. Per simulare queste condizioni, i ricercatori hanno fatto crescere il batterio in un terreno di coltura acido, ricco di ammoniaca e ferro, aggiungendo anche degli ingredienti speciali: PFOA e PFOS.

Dopo 100 giorni Acidimicrobium A6 aveva ridotto del 60% la concentrazione di PFOA e PFOS, rilasciando, durante il processo, una quantità equivalente di fluoro. Una prova, questa, che indicherebbe la possibilità di usare il batterio durante i processi di rimozione dei PFAS dal suolo e dalle falde acquifere contaminate.

Federica Angius

Bibliografia e Sitografia

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Post-Doc nel dipartimento di microbiologia ambientale della Radboud University a Nimega, Paesi Bassi. Dopo aver frequentato una triennale in Biotecnologie e una specialistica in Genomica Funzionale, ho ottenuto il dottorato in Francia in Biologia Molecolare. Dal 2018 studio fisiologia e genetica dei batteri estremofili e le loro implicazioni nel ciclo del metano. Appassionata di troppe cose per il poco tempo libero. Non potrei fare a meno di viaggiare, una buona birra e del buon cibo.

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