La chimica ambientale
La chimica ambientale
è stata definita come lo
studio delle sorgenti, reazioni, trasporto, effetti e destino delle specie
chimiche nell'ambiente, inteso come acqua, aria, suolo e organismi viventi.
La chimica ambientale esamina a vari livelli di scala, in funzione del problema, lo stato di salute dell'ambiente, dai microhabitats agli
ecosistemi più complessi, ai compartimenti globali; lo
stato di salute, a sua volta, riflette le conseguenze dei comportamenti
passati. La chimica ambientale identifica e misura le specie chimiche naturali e
non, ne studia il destino (mobilità, tempo di residenza,
trasformazioni) e gli effetti sull'ambiente. La chimica
analitica è alla base di ogni ricerca ambientale, ma, una volta definito lo
scopo del dato analitico (es. caratterizzazione di un sito, monitoraggio del
rispetto delle norme e dei limiti di legge, determinazione del grado di
contaminazione, valutazione del rischio tossicologico, monitoraggio del
personale, studi di disinquinamento), parti essenziali dell'attività del chimico
ambientale sono: la pianificazione di metodi di campionamento che soddisfino lo
scopo prefissato, la
scelta dei protocolli analitici più appropriati, l'interpretazione dei dati, la
loro validazione
anche ai fini della
difendibilità legale degli stessi.
La grande area della chimica ambientale spazia dalla chimica analitica, chimica organica
e chimica inorganica, alla ingegneria chimica, alla radiochimica, alla chimica
del suolo, alla tossicologia chimica, alla statistica. Inoltre una sfida ed insieme una necessità
per il chimico ambientale è rappresentata dal lavoro di gruppo con tutti gli
utenti dei dati ambientali, ecologi, biologi, geologi, idrogeologi,
tossicologi, ingegneri, perché solo da un lavoro interdisciplinare può derivare
una comprensione completa di un problema ambientale.
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Fig. 1:
Il
ciclo biogeochimico
del mercurio. Il mercurio rilasciato nell'ambiente subisce una serie
complessa di reazioni. In determinate condizioni si forma la specie
metilmercurio
(CH3Hg+) capace di agire sugli organismi come una
potente neurotossina. (Credit: Academy of Natural Sciences - Estuarine Research Center) |
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Quando in un ecosistema
si riscontrano elementi di criticità per la salute e la sopravvivenza degli
organismi che lo popolano, è estremamente probabile che ci si trovi di fronte
all'immissione di sostanze chimiche
inquinanti. Il relativo studio di
chimica ambientale si articola nelle seguenti
fasi:
- Progettare una opportuna strategia di campionamento e raccolta dati.
- Definire la natura dell'inquinamento (analisi qualitativa).
- Definire l'estensione (mappatura) e il livello di inquinamento (indagine quantitativa).
- Risalire all'origine dell'inquinamento: incidente isolato o rilascio continuo da sorgente puntiforme, ecc.
- Valutare la mobilità ambientale: come una sostanza possa ripartirsi ed essere trasferita a diversi comparti ambientali (atmosfera, acqua, suolo e sedimento, organismi viventi).
- Valutare quali siano le trasformazioni più significative che la sostanza subisce nell'ambiente (idrolisi, fotolisi, ossidazione, biodegradazione) ed il conseguente tempo di residenza medio nei vari comparti.
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| Fig. 2:
Una tipica
catena alimentare.
Un inquinante immesso in un terreno può subire trasformazioni chimiche o microbiologiche,
così come può inserirsi nella catena alimentare
e subire
biomagnificazione.
È stato il caso del DDT, insetticida persistente nell'ambiente per tempi
molto lunghi, che, trasportato lungo la rete trofica marina, è stato
rinvenuto nel tessuto adiposo dei grandi carnivori polari. (Credit: Soil Biological Communities) |
Fig. 3: I primi Premi Nobel alla Chimica Ambientale.
Lo strato di
ozono - il tallone di Achille della
biosfera.