Membrana al palladio distrugge oltre il 90% dei PFAS nei test

Ogni composto della famiglia PFAS è stato concepito per durare. Le sostanze per- e polifluoroalchiliche, note come «sostanze chimiche eterne», non marciscono, non arrugginiscono e non si degradano alla luce del sole né nel suolo. Un team guidato da ricercatori dell'Arizona State University ha ora costruito una membrana che le fa a pezzi invece di trattenerle: oltre il 90% di ciascuno dei sei composti regolamentati è stato distrutto durante una prova continua di 58 giorni, secondo lo studio.

Il problema è che gli strumenti di bonifica più diffusi si limitano a spostare la contaminazione. Filtri a carbone attivo, resine a scambio ionico e osmosi inversa estraggono i PFAS dall'acqua potabile, ma non li distruggono. Restano salamoia concentrata e filtri pericolosi, che gli impianti interrano o incenerono. La chimica spiega il perché. Il legame carbonio-fluoro è considerato il legame singolo più forte della chimica organica, e gli atomi di fluoro avvolgono lo scheletro di carbonio come corazze d'armatura che si incastrano tra loro. Come ha spiegato Bruce Rittmann, direttore del Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology: «Non c'è davvero un punto da cui cominciare a scomporla».

La risposta del team è una membrana a fibre cave, un fascio di microscopiche cannucce rivestite all'esterno di nanoparticelle di palladio. L'idrogeno gassoso pressurizzato scorre al centro delle cannucce e si diffonde verso l'esterno finché non incontra il palladio, che scinde le molecole di idrogeno a coppie in singoli atomi altamente reattivi. Le molecole di PFAS presenti nell'acqua circostante si attaccano alla stessa superficie metallica, così l'idrogeno reattivo e l'inquinante si incontrano lì. L'idrogeno toglie l'armatura di fluoro e la molecola si scompone in componenti innocui. Nella prova è stato rimosso l'83% del fluoro totale.

Per chi beve acqua dai pozzi vicino a basi militari, discariche comunali, aeroporti e impianti di depurazione, l'arrivo di un metodo che distrugge invece di trattenere potrebbe cambiare ciò che un filtro deve fare. I PFAS raggiungono già colture, bestiame e tessuti umani, e l'esposizione è stata collegata al cancro ai reni, a malattie della tiroide, a disfunzioni immunitarie e a ritardi nello sviluppo. La tecnologia non è ancora pronta per gli acquedotti cittadini. Le fonti citano un ostacolo principale: il palladio, che si scambia a circa 50.000 dollari al chilogrammo, deve essere usato in quantità minori per rendere il processo economicamente sostenibile. La strada più probabile è abbinare il reattore alla filtrazione esistente, che concentrerebbe prima l'acqua contaminata così che il sistema catalitico tratti solo il flusso di rifiuti più piccolo e concentrato. Nessuna data di impiego è stata annunciata.

Un metodo che funziona su tutta la famiglia di composti, e non su uno solo, è ciò che rende questo risultato più di una curiosità di laboratorio. Il prossimo passo è ridurre la spesa per il palladio e dimostrare le stesse prestazioni al di fuori di un singolo studio.