Inquinanti nell’acqua scovati con un sistema laser

La protezione delle risorse idriche è una priorità per la salute pubblica e la salvaguardia degli ecosistemi. In questo contesto, ENEA ha sviluppato una metodologia innovativa basata su un sistema laser portatile per l’analisi dell’acqua. Questa tecnologia, che sfrutta la spettroscopia Raman, è in grado di identificare in tempo reale la presenza di sostanze inquinanti, anche quando presenti in concentrazioni molto basse, offrendo uno strumento rapido e versatile per il monitoraggio ambientale.

Come funziona la tecnologia laser per l’analisi dell’acqua

Il dispositivo messo a punto dai ricercatori ENEA utilizza un laser per analizzare campioni d’acqua senza la necessità di pretrattamenti. La tecnica, nota come spettroscopia Raman, si basa sull’interazione tra la luce e le molecole presenti nel campione. Quando il raggio laser colpisce una molecola, la luce viene diffusa in un modo unico, creando una sorta di “impronta digitale” chimica che permette di identificare la sostanza e la sua concentrazione.

I principali vantaggi di questo approccio sono:

• Rapidità: i risultati sono disponibili in tempo reale, a differenza dei metodi di laboratorio tradizionali che richiedono tempi più lunghi.
• Portabilità: lo strumento è compatto e maneggevole, consentendo analisi direttamente sul campo, come lungo fiumi, laghi o bacini artificiali.
• Metodo non distruttivo: il campione d’acqua non viene alterato o distrutto durante l’analisi, permettendo eventuali ulteriori verifiche.
• Semplicità: non richiede una preparazione complessa del campione, rendendo il processo più efficiente.

Quali inquinanti è in grado di rilevare

Il team di ricerca si è concentrato su alcuni degli inquinanti più comuni derivanti da attività agricole e industriali, che possono contaminare le acque superficiali e, di conseguenza, entrare nella catena alimentare. I test hanno dimostrato l’efficacia del sistema nel rilevare diverse sostanze pericolose.

In particolare, la tecnologia si è rivelata molto efficace per:

• Nitrati: rilevati a concentrazioni fino a 20 milligrammi per litro, un valore significativamente inferiore al limite di legge fissato a 50 mg/l.
• Solfiti: identificati entro la soglia legale di 500 mg/l. Il solfito di sodio, usato in vari processi industriali, è stato preso come riferimento per questa classe di composti.

Sono stati condotti test anche su altri indicatori di inquinamento, come batteri coliformi, glifosato e fosfati. Mentre per nitrati e solfiti i risultati sono stati eccellenti, la rilevazione dei fosfati richiede ulteriori studi per migliorare la sensibilità del sistema.

Rischi per la salute e l’ambiente

La presenza di questi inquinanti nell’acqua rappresenta un rischio concreto sia per gli ecosistemi che per la salute umana. Le acque inquinate, se utilizzate per l’irrigazione o per abbeverare il bestiame, possono contaminare i prodotti agricoli e la carne, introducendo sostanze tossiche nella nostra alimentazione.

I principali rischi associati a questi composti includono:

• Nitrati: una volta ingeriti, possono trasformarsi in nitriti. Nei neonati, questo può causare la cosiddetta “sindrome del bambino blu”, una grave condizione che compromette il trasporto di ossigeno nel sangue. Nell’adulto, contribuiscono alla formazione di nitrosammine, composti considerati potenti agenti cancerogeni.
• Solfiti: un’assunzione eccessiva può provocare problemi di salute come emicrania e asma. A livello ambientale, reagendo con l’acqua nell’atmosfera, possono contribuire alla formazione delle piogge acide.
• Fosfati: un eccesso di fosfati, provenienti principalmente da detersivi e fertilizzanti, provoca l’eutrofizzazione. Questo fenomeno causa una crescita anomala di alghe che, morendo, consumano l’ossigeno disciolto nell’acqua, portando alla morte di pesci e altre forme di vita acquatica.

Prospettive future e altre applicazioni

I risultati positivi ottenuti incoraggiano i ricercatori a estendere l’uso di questa tecnologia oltre il monitoraggio delle risorse idriche. La rapidità, la portabilità e la semplicità del dispositivo lo rendono un candidato ideale per applicazioni in altri settori strategici. Tra questi, il controllo della qualità e della sicurezza alimentare, dove potrebbe essere usato per rilevare contaminanti direttamente sui prodotti. Un altro campo di interesse è quello della sicurezza, per l’identificazione rapida di minacce chimiche, biologiche, radiologiche e nucleari (CBRNe).

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