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La degradazione biologica dei repellenti per zanzare è solo parzialmente chiarita
22 agosto 2024 |
Quando le acque reflue vengono reimmesse nel fiume dall'impianto di depurazione, il lavoro di pulizia non è ancora finito. I microrganismi presenti nell'acqua decompongono le sostanze estranee e i contaminanti rimasti nell'acqua. Uno dei biocidi considerati biodegradabili è la dietiltoluamide (DEET). Si trova nei repellenti per zanzare ed è una delle sostanze chimiche organiche più frequentemente misurate nelle acque superficiali, anche in Svizzera. Tuttavia, si sa poco sulle condizioni di degradazione del DEET. Il fatto che possa essere rilevato in quasi tutti i corpi idrici della Svizzera per lunghi periodi di tempo indica anche che non è così biodegradabile come si pensava (vedi infobox "DEET").
Alta percentuale di acque reflue = migliore degradazione
Grazie al progetto EcoImpact 2, i ricercatori dei dipartimenti di Microbiologia Ambientale e Chimica Ambientale dell'Eawag, guidati da Serina Robinson e Kathrin Fenner, hanno scoperto che i biofilm nei corpi idrici con una maggiore percentuale di acque reflue provenienti da impianti di depurazione sono in grado di degradare meglio il DEET (Desiante et al. 2022). Invece di accontentarsi di questo risultato, il team guidato dalla microbiologa Serina Robinson dell'Eawag e dal primo autore dello studio, Yaochun Yu, è andato a fondo della questione. Volevano trovare gli enzimi responsabili della degradazione del DEET. A tal fine, i ricercatori hanno sequenziato il DNA ambientale delle acque reflue dell'impianto di prova Eawag e hanno trovato migliaia di enzimi particolarmente attivi nei processi di biotrasformazione. Tuttavia, la correlazione "alto contenuto di acque reflue = più enzimi di degradazione = migliore degradazione del DEET" non ci dice quali dei tanti enzimi stiano facendo il lavoro.
I veri degradatori non sono ancora stati trovati
I ricercatori hanno prodotto in laboratorio 65 delle migliaia di enzimi scoperti nei campioni per analizzarli singolarmente e scoprire se sono in grado di trasformare il DEET. Come enzima di controllo, hanno utilizzato un enzima che era stato confermato in studi precedenti come in grado di scomporre il biocida. I ricercatori hanno ipotizzato che enzimi simili potessero degradare anche il DEET. "Con nostra sorpresa, però, non è stato così. Gli enzimi simili scoperti nei campioni svolgevano altre funzioni, ma nessuno era in grado di trasformare il DEET", spiega Robinson. La constatazione che anche enzimi simili svolgono funzioni diverse è entusiasmante per i ricercatori. "Dimostra che verificare le ipotesi con gli esperimenti può essere fondamentale", afferma Robinson. "Quando le ipotesi si rivelano sbagliate, impariamo".
"Quando le ipotesi si rivelano sbagliate, impariamo".
Database per il futuro
Nonostante la collaborazione tra i due dipartimenti di Microbiologia Ambientale e Chimica Ambientale dell'Eawag, nel caso del DEET i processi biochimici nelle nostre acque non sono ancora del tutto noti. Analizzando e sequenziando i biofilm in modo più dettagliato, in futuro sarà possibile prevedere quali sostanze vengono degradate nell'acqua e in che misura, in base alla composizione e alla natura dei microrganismi. I ricercatori hanno realizzato questo progetto esclusivamente in laboratorio. Uno studio di follow-up in corso sta ora analizzando la relazione tra il DEET e la sua degradazione nelle acque con afflussi da impianti di trattamento delle acque reflue direttamente sul campo. Fa parte di un progetto del Fondo Nazionale Svizzero per la Ricerca Scientifica (FNS) e della Fondazione Tedesca per la Ricerca (DFG) guidato dalla ricercatrice dell'Eawag Kathrin Fenner e da Michael Zimmermann del Laboratorio Europeo di Biologia Molecolare (EMBL).
Il team di Robinson sta estendendo il sequenziamento e l'analisi anche ad altri inquinanti, come i composti fluorurati. L'obiettivo è quello di creare un database il più completo possibile sui microrganismi e sul loro ruolo nell'ambiente. "Quando i responsabili politici elaborano le linee guida per i biocidi, vale la pena di sapere che cosa ne fanno gli organismi presenti nell'ambiente, o che sono in grado di fare", afferma Robinson. Questo può aiutare i politici, le agenzie specializzate e le organizzazioni ambientali a prendere misure sostenibili per combattere gli inquinanti nei corpi idrici".
Infobox DEET
Il biocida dietiltoluamide (DEET) è utilizzato in tutto il mondo nei repellenti per zanzare e finisce nell'ambiente. È una delle sostanze chimiche organiche più frequentemente misurate nelle acque superficiali e può essere rilevata tutto l'anno. Finora si sa poco dei rischi per l'uomo e per l'ambiente. Uno studio condotto insieme al ricercatore dell'Eawag Heinz Singer ha riassunto la presenza, il destino e le dinamiche di emissione del DEET in Svizzera. Le conclusioni di Singer: Non può essere solo il repellente per zanzare usato prevalentemente nella stagione calda a essere responsabile dell'alta concentrazione nell'ambiente, e il tasso di degradazione del DEET nell'ambiente non è probabilmente così alto come ci si aspetta dalla letteratura. (Inglese)
Immagine di copertina: La maggior parte dei repellenti per zanzare contiene il principio attivo DEET (Foto: Bussola acquisti F.A.Z.).