PFAS: scienziati hanno trovato un nuovo metodo più rapido e meno costoso per rimuovere gli inquinanti eterni dai terreni agricoli

Prima si sparge sul campo uno strato sottile di roccia frantumata. Poi si coltivano canapa e graminacee, si raccoglie la biomassa contaminata e la si porta a temperature molto alte. Il materiale carbonioso ottenuto torna infine sul terreno, dove dovrebbe trattenere una parte dei PFAS rimasti.

È la strategia descritta da un gruppo coordinato dall’Università di Yale in uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences. Secondo i calcoli, potrebbe costare poco più di 29 mila dollari per ettaro nell’arco di vent’anni, contro gli 800 mila-1,6 milioni richiesti negli Stati Uniti dalle bonifiche più invasive. Per ora, però, il campo ripulito esiste nelle simulazioni statistiche costruite con dati sperimentali già disponibili.

I fertilizzanti che hanno portato i PFAS nei campi

Il problema è cresciuto insieme a una pratica considerata per anni conveniente e circolare: usare come fertilizzanti i biosolidi, cioè i fanghi trattati prodotti dagli impianti di depurazione. Sono ricchi di nutrienti come azoto e fosforo, dunque possono sostituire una parte dei concimi. Insieme ai nutrienti, però, possono trascinarsi dietro sostanze scaricate nelle reti fognarie da abitazioni e industrie.

Gli impianti tradizionali di trattamento delle acque reflue non rimuovono né distruggono PFOA e PFOS. I due composti possono concentrarsi nei fanghi, arrivare nel terreno e spostarsi verso falde, corsi d’acqua, piante e animali. È quanto ricorda anche l’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente nella sua valutazione preliminare sui rischi legati ai biosolidi.

La valutazione dell’EPA riguarda scenari modellizzati e due sole sostanze della numerosa famiglia dei PFAS. Indica comunque che, in determinate condizioni, anche fanghi con concentrazioni vicine ai limiti di rilevazione possono produrre esposizioni problematiche per chi vive nei pressi dei campi o consuma soprattutto latte, uova, carne, pesce e acqua provenienti dall’area interessata. Il rischio cambia con il terreno, il numero di applicazioni, il tipo di coltivazione e la profondità dei pozzi. Due appezzamenti confinanti possono quindi raccontare storie diverse.

Lo studio di Yale utilizza dati provenienti dal Maine, lo Stato americano che nel 2022 ha vietato lo spandimento dei fanghi sui terreni. Secondo il Dipartimento locale dell’Agricoltura, la contaminazione da PFAS legata ai biosolidi e ad altre fonti ha interessato, in misura diversa, 90 aziende agricole. Per anni molti agricoltori avevano distribuito sui propri campi un fertilizzante economico e autorizzato. Il resto è arrivato senza etichetta.

Il basalto rende il PFOS più facile da assorbire

La strategia proposta comincia con l’applicazione di roccia alcalina finemente frantumata, come il basalto. La polvere aumenta il pH del terreno e rende il PFOS più mobile. Una caratteristica che, in questo caso, viene sfruttata per facilitarne l’assorbimento da parte delle radici.

Sul campo vengono quindi coltivate specie capaci di accumulare parte della contaminazione, tra cui canapa e graminacee perenni. Secondo il modello, gestire il pH in questo modo potrebbe accelerare la rimozione del PFOS e accorciare i tempi della bonifica di oltre dieci anni nei terreni con livelli di contaminazione considerati tipici dagli autori. L’effetto riguarda soprattutto il PFOS; il comportamento del PFOA è differente e la grande famiglia dei PFAS comprende migliaia di altre sostanze. Già due bastano a complicare parecchio il raccolto.

La biomassa contaminata, naturalmente, non può finire nelle mangiatoie o nella filiera alimentare. Viene sottoposta a pirolisi, un trattamento ad alta temperatura in assenza di ossigeno che dovrebbe distruggere PFOA e PFOS presenti nei tessuti vegetali. Dal processo si ottiene biochar, una forma di carbone vegetale che può essere riportata sul terreno.

Qui il sistema cambia funzione. Durante la prima fase i PFAS vengono resi più disponibili alle piante; il biochar, invece, lega quelli rimasti e ne limita lo spostamento. Le simulazioni stimano una riduzione superiore al 95% della lisciviazione verso le acque sotterranee. Aggiungerlo troppo presto potrebbe però rallentare l’assorbimento vegetale: tempi e quantità andrebbero scelti in base alla contaminazione e alle caratteristiche del campo.

Il conto da 29 mila dollari comprende anche la CO2

Il costo mediano stimato dagli autori è di 1.460 dollari per ettaro ogni anno. Ripetendo il trattamento per un periodo massimo di vent’anni si arriva a poco più di 29 mila dollari per ettaro, compreso un indennizzo per il reddito perso dall’agricoltore durante la bonifica. Una cifra molto più bassa rispetto allo scavo del terreno contaminato, al suo trasporto e ai trattamenti termici dell’intero suolo.

Dentro quel prezzo entra anche il valore economico attribuito all’anidride carbonica rimossa. Il basalto, alterandosi, reagisce con la CO2, mentre il biochar conserva una parte del carbonio assorbito dalle piante. Secondo il modello, applicare il sistema su circa un milione di ettari agricoli statunitensi potrebbe sottrarre all’atmosfera intorno a 10,5 milioni di tonnellate di CO2 all’anno. I ricavi associati alla rimozione del carbonio riducono sensibilmente il costo finale della bonifica: senza un mercato disposto a riconoscerli, il conto salirebbe.

Anche il bilancio climatico deve uscire dal computer. Frantumare e trasportare roccia, raccogliere la biomassa, portarla agli impianti e alimentare la pirolisi richiede energia. Gli autori hanno incluso queste emissioni nelle simulazioni, ma un’applicazione reale dipenderebbe dalle distanze, dagli impianti disponibili e dalla possibilità di usare unità mobili direttamente vicino ai campi. Spostare tonnellate di basalto e raccolto attraverso gli Stati Uniti difficilmente avviene per fotosintesi.

Il lavoro mette insieme tecniche già studiate separatamente e le trasforma in una strategia unica: le piante estraggono parte della contaminazione, la pirolisi tratta la biomassa raccolta, il biochar limita la dispersione e il basalto modifica il terreno contribuendo anche ad assorbire CO2.

Ora il sistema dovrà essere sperimentato per più anni su campi reali, dove contano il tipo di suolo, la miscela di PFAS presente, le rese delle colture e la distanza dagli impianti di pirolisi. La direzione, intanto, è concreta: bonificare il terreno lasciandolo al suo posto, una stagione dopo l’altra, invece di scavarlo e trasformarlo in una montagna di rifiuti da trasportare altrove.