Spettroscopia laser Raman applicata all’analisi dell’inquinamento idrico
(Rinnovabili.it) – I ricercatori e le ricercatrici di ENEA hanno messo a punto una tecnica innovativa di analisi delle acque che consentirà di individuare l’inquinamento idrico anche con basse concentrazioni di sostanze nocive. La spettroscopia laser Raman – questo il nome della tecnica – utilizza un dispositivo portatile che riesce a trovare la presenza di inquinanti e analizzarne la struttura chimica grazie all’osservazione dell’interazione della luce con le loro molecole.
La tecnica, già utilizzata nel monitoraggio dell’aria, ha molti vantaggi perché applica una tecnologia non “distruttiva”, non necessita di un laboratorio per analizzare le sostanze e si può applicare direttamente sul campione, senza doverlo trattare precedentemente.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Sensors.
“Abbiamo preso in esame gli inquinanti più comuni che è possibile trovare nelle acque di fiumi, laghi e bacini artificiali, come conseguenza di attività agricole e industriali. Queste sostanze mettono in pericolo gli ecosistemi naturali e rappresentano un rischio per la salute di uomini e animali quando quelle stesse acque vengono utilizzate per l’irrigazione in agricoltura e l’abbeveramento del bestiame, entrando così nella nostra catena alimentare”, ha spiegato Salvatore Almaviva, ricercatore ENEA del Laboratorio Diagnostiche e Metrologia presso il Centro Ricerche di Frascati e coautore dello studio insieme alle ricercatrici Antonia Lai, Florinda Artuso, Isabella Giardina e Alessandra Pasquo.
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Utilizzo del laser Raman per analizzare l’inquinamento idrico da nitrati e solfiti
L’utilizzo del laser portatile Raman applicato all’analisi delle acque per monitorare l’inquinamento idrico ha permesso di trovare livelli di concentrazione di nitrati fino a 20 mg per litro, ben al di sotto dei limiti di legge che arrivano a 50 milligrammi per litro; l’apparecchiatura rileva inoltre i solfiti entro il valore soglia di 500 milligrammi per litro.
Nitrati e solfiti, le due sostanze principali prese in esame, sono caratteristici dell’inquinamento idrico e possono avere conseguenze gravi sulla salute umana: un’alta concentrazione di nitrati nell’acqua potabile può portare al blocco del trasporto di ossigeno da parte dell’emoglobina e alla cosiddetta “sindrome del bambino blu”, ma la loro ingestione può anche incidere sullo sviluppo dei tumori nel tratto digestivo perché contribuisce alla formazione di nitrosammine, sostanze riconosciute come tra i più forti agenti cancerogeni per i mammiferi.
La ricerca ENEA ha esaminato in particolare il solfito di sodio, un composto utilizzato largamente nell’industria tessile come sbiancante e desolforante e nelle piscine come declorante. “L’assunzione eccessiva di queste sostanze tossiche – ha spiegato Almaviva – può causare danni alla salute, a partire da emicrania, asma fino a patologie più gravi. Invece, a livello ambientale, i solfiti possono portare alla formazione di pioggia acida dopo aver reagito con l’acqua”.
Le ulteriori applicazioni della tecnica
Il monitoraggio operato da ENEA ha riguardato anche altre sostanze connesse alle matrici antropiche dell’inquinamento idrico come i batteri coliformi, tipici delle acque usate in agricoltura, il glifosato e altri agenti rilasciati dalle automobili tramite i gas di scarico e i fosfati collegati ai detersivi liberati negli scarichi domestici, ai concimi e ai pesticidi utilizzati in agricoltura.
“La nostra tecnica di indagine si è dimostrata adeguata nel ‘dare la caccia’ a nitrati e solfiti, – ha spiegato la ricercatrice ENEA Antonia Lai – mentre per i fosfati servono ulteriori studi di ottimizzazione e un miglioramento della sensibilità. I risultati ottenuti finora ci incoraggiano a proseguire non solo nel monitoraggio ambientale e delle risorse idriche ma anche in altri ambiti come la qualità e sicurezza alimentare e la security per rilevare minacce CBRNe, sfruttando la rapidità e semplicità del dispositivo nelle fasi di analisi e le sue caratteristiche di compattezza e maneggevolezza per le misure in-situ”.