Fondamenti di chimica

Nuovi sensori per determinare i residui farmaceutici nelle acque

La presenza di residui farmaceutici nelle acque è un problema ambientale di grande importanza. Occorre quindi sviluppare nuovi strumenti per un controllo diffuso, a basso costo e veloce di questi inquinanti emergenti. Il sensore elettrochimico da noi sviluppato risponde a queste richieste

Le attività antropiche incidono sulla qualità delle acque superficiali e il cambiamento delle abitudini umane porta a una progressiva variazione della tipologia di inquinanti presenti. Questo richiede un continuo adeguamento dei sistemi di controllo della qualità dell’acqua. La presenza di residui di farmaci nell’ambiente, in particolare nelle acque superficiali, è una problematica che sta destando una crescente preoccupazione. Si tratta di composti spesso tossici per pesci e invertebrati, e favoriscono i meccanismi di resistenza dei ceppi batterici agli antibiotici. I processi di purificazione delle acque reflue, principalmente basati su fanghi attivi, spesso non sono in grado di eliminare efficacemente questi inquinanti perché gli impianti di trattamento delle acque non sono stati concepiti per agire su tali composti. Analgesici, antiinfiammatori e beta-bloccanti sono i composti più resistenti al trattamento.

Un altro aspetto da tener conto nella valutazione della qualità delle acque è la possibilità che questi micro inquinanti subiscano trasformazioni portando alla formazione di sottoprodotti che, a volte, si rivelano più dannosi per l’ecosistema dei loro precursori. L’analisi di composti farmaceutici dispersi nell’ambiente richiede attualmente l’uso di strumenti costosi e sofisticati. Tali tecniche non possono essere applicate in campo e prevedono una fase di pre-trattamento del campione che aumenta inevitabilmente i tempi di analisi. Lo sviluppo di sensori dedicati alla rivelazione di residui farmaceutici in campioni ambientali consentirebbe l’automatizzazione delle procedure di controllo della qualità delle acque e ridurrebbe in modo sostanziale i costi di monitoraggio.

Sono stati condotti esperimenti per valutare l’efficienza di due tipi di sensori: ottici ed elettrochimici. I sensori ottici sfruttano una variazione di colore dovuta all’interazione del farmaco con una molecola sonda; quelli elettrochimici, invece, si basano sulla generazione di una corrente elettrica dovuta all’ossidazione/riduzione del farmaco che avviene per imposizione di una tensione. I sistemi elettrochimici sono risultati più efficienti e sono in grado di rilevare quantità molto basse di inquinante. È stato quindi messo a punto un sensore per quantificare il paracetamolo, noto antipiretico di ampio consumo. Con lo sviluppo di sensori per la rivelazione di altri composti farmaceutici si potrà pensare alla preparazione di un sistema multiplo in grado di rilevare contemporaneamente diversi inquinanti. Lo sviluppo di questi strumenti potrebbe cambiare in modo sostanziale l’approccio alla valutazione della qualità delle acque, consentendo di aumentare il numero di controlli nello spazio e nel tempo e, di conseguenza, potrebbe essere uno strumento importante per la tutela delle risorse idriche.


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autore

Mery Malandrino
Dipartimento

Chimica
Pubblicato il

16 Gennaio 2017

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