Osservazioni ad alta quota confermano la fonte stratosferica di un contaminante tossico nelle falde acquifere
Nuovi risultati ricordano che la stratosfera non è ancora del tutto compresa
Un nuovo studio guidato dalla NOAA Research ha confermato che una consistente parte della contaminazione delle falde acquifere causata dai perchlorati, una classe di sostanze tossiche a base di cloro, ha origine in un luogo sorprendente: la stratosfera. Lo studio, condotto dai ricercatori del Chemical Sciences Laboratory (CSL) della NOAA e pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academies of Science, fornisce nuove prove che collegano la formazione del perchlorato a minuscole particelle sospese in aria (aerosol) nella stratosfera, lo strato dell’atmosfera che si estende da 7 a 30 miglia sopra la superficie terrestre.
La ricerca ha analizzato misurazioni chimiche dettagliate degli aerosol raccolte a bordo di aerei da ricerca in alta quota nella parte bassa della stratosfera, dove la maggior parte delle particelle sono composte da biossido di zolfo. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che i perclorati erano quasi del tutto legati a particelle aerosol provenienti dalla combustione di biomassa e da fonti ricche di azoto, trasportate nella stratosfera dalla circolazione atmosferica e da imponenti pennacchi di fumo di incendi boschivi. Sebbene queste particelle costituiscano solo una piccola frazione del totale degli aerosol stratosferici, trasportano quasi tutto il carico di perchlorati.
“È stata una vera sorpresa,” ha affermato Daniel Murphy, autore principale e responsabile del programma Aerosol Properties & Processes del CSL. “Abbiamo trovato che il perclorato evita le particelle aerosol più comuni nella stratosfera, che sono principalmente acido solforico. Si attacca invece a particelle con più contenuto organico e meno acidità, come quelle provenienti dagli incendi boschivi.”
Cos’è il perclorato?
I perclorati, usati in prodotti come propellenti per razzi, esplosivi, fuochi d’artificio, batterie e airbag per automobili, sono noti per interferire con la funzione tiroidea negli esseri umani. I composti clorurati precursori che poi formano il perchlorato hanno origine da fonti superficiali. Sebbene una parte della contaminazione da perchlorato nelle falde sia dovuta all’inquinamento industriale locale, analisi passate su campioni di acqua sotterranea e neve hanno stabilito che la maggior parte del perchlorato presente sulla superficie è stata depositata dopo essersi formata in atmosfera. Gli scienziati sospettavano una fonte stratosferica per la presenza di un isotopo caratteristico dell’atomo di cloro (36Cl) in quei campioni. Tale ipotesi è stata rafforzata dal trend di aumento delle concentrazioni di perclorato osservato nella neve sia della Groenlandia sia dell’Antartide, che segue da vicino l’aumento del cloro stratosferico derivante da sostanze come i clorofluorocarburi (CFC). I CFC, usati come refrigeranti e nell’espansione della schiuma dagli anni ’60 agli anni ’90, sono stati infine riconosciuti come causa del buco nell’ozono antartico. Lo studio attuale fornisce le prime osservazioni dirette a confermare questa ipotesi.
Poiché i perclorati sono legati a particelle e non persistono come gas, scendono verso la superficie terrestre per sedimentazione gravitazionale e precipitazioni. Una volta alla superficie, i perchlorati sono sorprendentemente persistenti, specialmente in regioni aride dove possono accumularsi per migliaia di anni.
“Questo studio evidenzia che i controlli sui CFC, grazie al Protocollo di Montreal — introdotti per proteggere lo strato di ozono dalle sostanze clorurate — stanno anche prevenendo un ulteriore inquinamento da perclorati nelle falde,” ha detto David Fahey, direttore del CSL e co-presidente del comitato scientifico del Protocollo di Montreal.
La scienza nella stratosfera
La nuova ricerca si basa su dati raccolti in tre importanti missioni aeree: SABRE (Stratospheric Aerosol processes, Budget and Radiative Effects), DCOTSS (Dynamics and Chemistry of the Summer Stratosphere) e ATom (Atmospheric Tomography Mission), condotte tra il 2016 e il 2024. Le misurazioni dirette sono state effettuate con uno spettrometro di massa per aerosol chiamato PALMS, che ha analizzato la composizione di centinaia di migliaia di particelle aerosol durante voli di ricerca che hanno campionato l’atmosfera dalla superficie alla stratosfera in entrambi gli emisferi e in diverse stagioni.
I segnali più forti di perclorato sono stati rilevati nella stratosfera, soprattutto a latitudini medio-alte e alte, con livelli più elevati osservati nell’emisfero sud rispetto a quello nord. Nonostante la presenza abbondante di incendi boschivi e altre particelle meno acide vicino alla superficie, i ricercatori hanno trovato una formazione di perchlorato praticamente nulla nell’atmosfera inferiore.
C’è ancora molto da scoprire
Murphy ha detto che saranno necessari studi di laboratorio dettagliati per rispondere a molte domande aperte riguardo ai meccanismi chimici precisi. Ad esempio, non è ancora chiaro se queste particelle attirino perchlorati già formati in atmosfera o se il perchlorato si formi direttamente sulle loro superfici tramite reazioni chimiche nella stratosfera, come sospettato dagli scienziati.
Se i perclorati si formassero direttamente sulle superfici degli aerosol, ciò implicherebbe che l’introduzione di particelle diverse dall’acido solforico nella stratosfera, sia intenzionale che accidentale, potrebbe aumentare la produzione di perchlorati e la loro deposizione a terra.
Questo avrebbe potenziali implicazioni per metodi di intervento climatico come l’iniezione di aerosol stratosferici (SAI), che mira a riflettere la luce solare per raffreddare il pianeta. Se il perchlorato si forma più facilmente su particelle non acide, come suggerisce questo studio, allora l’aumento degli incendi boschivi legati al clima o l’uso di particelle riflettenti come il carbonato di calcio potrebbero involontariamente incrementare la contaminazione da perchlorati.
“È un vero monito per approcci come la SAI,” ha detto Murphy. “Il perclorato ci ricorda che la chimica stratosferica non è ancora del tutto compresa e che manipolarla potrebbe portare a conseguenze inattese.”
Perclorato: che ci fa un componente per i carburanti dei razzi nel cibo per bambini? https://ilsalvagente.it/2024/08/13/perclorato-che-ci-fa-un-componente-per-i-carburanti-dei-razzi-nel-cibo-per-bambini/
I perclorati nei prodotti ortofrutticoli: origine e rischi connessi.
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