La metà dell'acqua del rubinetto negli Stati Uniti è contaminata da "sostanze chimiche per sempre" - Il metodo di rilevamento innovativo agisce in pochi minuti.

I chimici hanno ideato una nuova tecnica per identificare i composti PFAS in meno di tre minuti, fornendo una soluzione rapida e sensibile per la sorveglianza ambientale e il problema della diffusa contaminazione da PFAS.

I ricercatori hanno segnalato uno dei metodi più rapidi e sensibili per identificare le sostanze per- e poli-fluoroalchiliche nocive (PFAS) che si accumulano nel nostro ambiente. Questi sono collegati a vari rischi per la salute, inclusi tumori e difetti congeniti.

I PFAS, spesso definiti "sostanze chimiche eterne" a causa della loro origine artificiale e del loro tasso di degradazione estremamente lento - che a volte impiega migliaia di anni - sono presenti in una moltitudine di articoli, dagli imballaggi alimentari resistenti ai grassi all'acqua- indumenti repellenti. Hanno contaminato quasi la metà di tutte le riserve di acqua di rubinetto degli Stati Uniti.

Evidenziato nel Journal of Hazardous Materials di Elsevier, i chimici del New Jersey Institute of Technology (NJIT) hanno dimostrato che tracce di PFAS da imballaggi alimentari, campioni di acqua e terreno possono essere rilevate in meno di tre minuti con un nuovo processo di laboratorio.

Secondo i ricercatori, il loro metodo potrebbe accelerare sostanzialmente gli sforzi per studiare e affrontare il bioaccumulo di PFAS nell'ambiente. Ciò include più di 2 miliardi di dollari in sovvenzioni EPA dalla legge bipartisan sulle infrastrutture del presidente Biden affinché gli stati conducano test sulla qualità dell’acqua e trattamenti per questi contaminanti emergenti.

Hao Chen, autore corrispondente dello studio e professore di chimica del NJIT, afferma che il loro studio dimostra un metodo più veloce, sensibile e adattabile per rilevare la contaminazione nell'acqua potabile, nel terreno e nei prodotti di consumo in pochi minuti. Secondo Chen, questo è fondamentale perché esistono migliaia di specie diverse di PFAS e la loro distribuzione nel nostro ambiente non è completamente compresa a causa dei costi elevati e della lunga durata degli attuali metodi di test.

Chen e i suoi colleghi affermano che il loro nuovo metodo, che prevede una tecnica di ionizzazione per analizzare la composizione molecolare dei materiali campione nota come spettrometria di massa a spruzzo di carta (PS-MS), è da 10 a 100 volte più sensibile della tecnica standard attualmente disponibile per i test PFAS , cromatografia liquida/spettrometria di massa.

Chen ha spiegato che i PFAS possono essere ionizzati e rilevati rapidamente da uno spettrometro di massa ad alta risoluzione, che mostra chiaramente ciascuna specie di PFAS presente e l’entità della contaminazione fino al livello di parti per trilione (ppt). Inoltre, per matrici più complesse come il suolo, viene utilizzato un metodo chiamato spettrometria di massa a spruzzo di carta dissalata (DPS-MS) per lavare via i sali che solitamente sopprimono il segnale ionico dei PFAS, migliorando notevolmente la nostra capacità di rilevare questi composti.

Dottorato di ricerca NJIT Lo studente di chimica e primo autore dell'articolo, Md Tanim-Al Hassan, ha aggiunto che il loro limite di rilevamento per PFAS è di circa 1 ppt, che è simile a una goccia d'acqua in 20 piscine olimpioniche.

Nei loro esperimenti, il team è stato in grado di identificare i PFAS in meno di un minuto esaminando direttamente pezzi di vari materiali di imballaggio alimentare, tra cui carta per popcorn per microonde, scatole di noodle istantanei e confezioni di hamburger e patatine fritte di due catene multinazionali di fast food.

Nella loro analisi hanno trovato tracce di 11 diverse molecole PFAS, inclusi tipi comuni legati a un maggiore rischio di cancro e alla soppressione del sistema immunitario, come PFOA (acido perfluoroottanoico) e PFOS (acido perfluoroottanosolfonico).

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

Il professore associato di scienze ambientali del NJIT e coautore dello studio, Mengyan Li, ha affermato che il loro metodo analitico potrebbe aiutare screening più intensivi per PFAS tossici che potrebbero essere necessari per proteggere la sicurezza della nostra fornitura idrica secondo la proposta dell'EPA di stabilire i livelli massimi di contaminazione (MCL) ) per sei PFAS nell'acqua potabile a livello nazionale, compresi PFOA e PFOS.

Inoltre, il team è riuscito a identificare due specie di PFAS da appena 40 milligrammi di terreno in meno di tre minuti utilizzando DPS-MS.

Il metodo di rilevamento rapido del team è già in fase di test per l'uso insieme ad approcci avanzati per il trattamento dei PFAS che sono in fase di sviluppo presso il Centro BioSMART di NJIT.

"Sorprendentemente, nel nostro laboratorio, siamo stati in grado di accoppiare questo metodo analitico a un nuovo catalizzatore di degradazione, che degrada il 98,7% dei PFAS nei campioni di acqua potabile entro tre ore", ha affermato Wunmi Sadik, coautore dello studio e presidente del Dipartimento di Chimica e Scienze Ambientali. “Quest’opera potrà avere un impatto nazionale, ma l’effetto immediato si farà sentire nell’area del Nordest. Circa il 10% dei 9,2 milioni di abitanti del New Jersey hanno livelli elevati di acido perfluoroottanoico nell’acqua potabile rispetto alla media nazionale dell’1,9%”.