Le sostanze chimiche che hanno contribuito a risanare lo strato di ozono potrebbero aver scatenato, in modo silenzioso, un problema chimico globale di portata permanente.
Le sostanze chimiche introdotte per contribuire a riparare e proteggere lo strato di ozono terrestre potrebbero aver creato un problema ambientale inaspettato. Secondo un nuovo studio, alcune delle sostanze che hanno sostituito i prodotti chimici dannosi per l’ozono sono ora responsabili della diffusione in tutto il mondo di grandi quantità di una sostanza chimica persistente, definita “sostanza chimica eterna”.
I ricercatori guidati dall’Università di Lancaster stimano che le sostanze chimiche sostitutive dei CFC e alcuni anestetici abbiano causato il deposito di circa un terzo di milione di tonnellate (335.500 tonnellate) di acido trifluoroacetico (TFA) dall’atmosfera sulla superficie terrestre tra il 2000 e il 2022.
I risultati suggeriscono che il problema è in continua crescita. Poiché alcune di queste sostanze chimiche sostitutive rimangono nell’atmosfera per decenni, si prevede che l’inquinamento da TFA continuerà ad aumentare. Gli scienziati stimano che la produzione annuale di TFA da queste fonti potrebbe raggiungere il picco in un periodo compreso tra il 2025 e il 2100.
Cos’è TFA e da dove proviene?
Lo studio, pubblicato su Geophysical Research Letters , ha utilizzato modelli avanzati di “trasporto chimico” per tracciare il modo in cui le sostanze chimiche si muovono attraverso l’atmosfera, reagiscono con altre sostanze e infine si depositano nuovamente sulla Terra.
Utilizzando questo approccio, i ricercatori hanno calcolato la quantità di TFA prodotta dalla decomposizione nell’atmosfera di idroclorofluorocarburi (HCFC), idrofluorocarburi (HFC) e sostanze chimiche utilizzate negli anestetici per inalazione.
Gli HCFC e gli HFC sono stati ampiamente utilizzati nei sistemi di refrigerazione e condizionamento dell’aria. Sebbene questi composti, noti come gas fluorurati, vengano gradualmente eliminati (in seguito al Protocollo di Montreal e al successivo Emendamento di Kigali), le loro concentrazioni atmosferiche continuano ad aumentare.
Il TFA fa parte di una più ampia famiglia di sostanze chimiche sintetiche chiamate sostanze alchiliche perfluorurate e polifluorurate (PFAS). Le PFAS sono comunemente note come sostanze chimiche eterne perché resistono alla degradazione e possono rimanere nell’ambiente per periodi estremamente lunghi.
Preoccupazioni relative alla salute ambientale e umana
Gli scienziati stanno ancora lavorando per comprendere appieno gli effetti a lungo termine del TFA. L’Agenzia europea per le sostanze chimiche classifica questa sostanza chimica come dannosa per la vita acquatica.
I ricercatori hanno inoltre rilevato la presenza di TFA nel sangue e nelle urine umane. In aggiunta, l’Ufficio federale tedesco per le sostanze chimiche ha recentemente proposto di classificare il TFA come potenzialmente tossico per la riproduzione umana.
Alcune agenzie sostengono che gli attuali livelli ambientali siano al di sotto delle soglie considerate dannose per la salute umana. Tuttavia, permangono le preoccupazioni poiché il TFA continua ad accumularsi e potrebbe essere estremamente difficile da rimuovere una volta immesso nell’ambiente. Questo crescente accumulo ha spinto a chiedere che il TFA venga considerato una potenziale minaccia per il pianeta.
“Il nostro studio dimostra che i sostituti dei CFC sono probabilmente la principale fonte atmosferica di TFA”, ha affermato Lucy Hart, ricercatrice di dottorato presso l’Università di Lancaster e autrice principale dello studio. “Questo evidenzia i rischi più ampi che devono essere presi in considerazione dalla regolamentazione quando si sostituiscono sostanze chimiche nocive come i CFC, che danneggiano lo strato di ozono.”
Monitoraggio di TFA in tutto il mondo
Per verificare i loro calcoli, il team ha confrontato le stime modellistiche della produzione di TFA (derivante dalla decomposizione chimica) e della deposizione con osservazioni reali, tra cui misurazioni dell’acqua piovana e carote di ghiaccio artiche.
Il modello ha incorporato dati provenienti da una rete di monitoraggio mondiale che tiene traccia delle concentrazioni atmosferiche dei gas di origine e della loro distribuzione geografica. Quando questi gas reagiscono con altri composti atmosferici, finiscono per decomporsi e formare TFA.
I ricercatori hanno inoltre incluso nelle loro simulazioni modelli meteorologici realistici. Il TFA può ritornare sulla superficie terrestre attraverso le precipitazioni o depositarsi direttamente dall’atmosfera su terra e acqua.
I ghiacci artici rivelano la portata del problema
Uno dei risultati più sorprendenti dello studio riguarda l’Artico. Le simulazioni indicano che quasi tutto il TFA rilevato in quella regione proviene da sostanze chimiche che sostituiscono i CFC, nonostante l’area sia molto distante dalle principali fonti di emissioni.
Il risultato evidenzia l’efficacia con cui queste sostanze chimiche possono viaggiare in tutto il mondo.
“I sostituti dei CFC hanno una lunga durata e sono in grado di essere trasportati nell’atmosfera dal punto di emissione fino a regioni remote come l’Artico, dove possono decomporsi formando TFA”, ha affermato Lucy Hart. “Alcuni studi hanno rilevato livelli crescenti di TFA nelle carote di ghiaccio artiche remote e i nostri risultati forniscono la prima prova conclusiva che praticamente tutti questi depositi possono essere spiegati da questi gas.”
I nuovi refrigeranti potrebbero aumentare i futuri livelli di acidi grassi trans.
I ricercatori hanno inoltre individuato una fonte crescente di TFA al di fuori delle regioni polari. La loro analisi indica l’HFO-1234yf, un refrigerante comunemente utilizzato nei sistemi di climatizzazione dei veicoli, come un fattore che contribuisce in misura sempre maggiore a tale fenomeno.
“Gli HFO rappresentano l’ultima classe di refrigeranti sintetici commercializzati come alternative ecocompatibili agli HFC”, ha affermato il professor Ryan Hossaini dell’Università di Lancaster e coautore dello studio. “È noto che diversi HFO formano acidi grassi trans (TFA) e il crescente utilizzo di queste sostanze chimiche nei sistemi di climatizzazione per auto in Europa e altrove aumenta l’incertezza sui futuri livelli di TFA nel nostro ambiente.”
“È necessario affrontare l’inquinamento ambientale da TFA perché è diffuso, altamente persistente e i livelli sono in aumento”, ha affermato il professor Hossaini.
Gli scienziati chiedono un maggiore monitoraggio
Secondo i ricercatori, i risultati sottolineano la necessità di una migliore comprensione dell’inquinamento da TFA e dei suoi potenziali impatti.
“L’aumento dei livelli di TFA derivanti dai gas fluorurati è impressionante. Sebbene l’uso di HFC stia venendo gradualmente ridotto, questa fonte di TFA rimarrà con noi per decenni. C’è un bisogno urgente di comprendere altre fonti di TFA e di valutarne l’impatto ambientale. Ciò richiede uno sforzo internazionale concertato, compreso un monitoraggio più esteso dei TFA nel Regno Unito e altrove”, ha affermato.
Il professor Cris Halsall, direttore del Lancaster Environment Centre e coautore dello studio, ha osservato che ora si sa che gli acidi grassi trans provengono da una gamma di fonti molto più ampia di quanto si credesse in precedenza.
“In genere abbiamo considerato il TFA come un prodotto di degradazione derivante dall’uso di alcuni pesticidi fluorurati, ma è chiaro che il TFA (una sostanza chimica molto persistente nell’ambiente) deriva dall’uso e dalla degradazione di un gruppo molto ampio di sostanze chimiche organofluorurate, tra cui refrigeranti, solventi, farmaci e il gruppo PFAS in generale.”
Il coautore, il dottor Stefan Reimann, il cui team di ricerca in Svizzera monitora attentamente l’abbondanza atmosferica dei gas fluorurati che formano TFA, ha affermato che le prove di una crescente contaminazione stanno emergendo in tutto il mondo.
“In tutte le regioni in cui sono disponibili misurazioni di TFA, sta emergendo un quadro coerente di aumento delle concentrazioni atmosferiche e della deposizione sulla superficie terrestre.”
“Questo studio è eccezionale, in quanto combina per la prima volta tutte le principali fonti di TFA atmosferici e ha una prospettiva globale. Con il crescente utilizzo di HFO, l’accumulo di TFA nei corpi idrici potrebbe aumentare, rendendo necessario un monitoraggio a lungo termine.”
Abstract
L’acido trifluoroacetico (TFA) è un inquinante persistente con potenziali effetti a lungo termine sull’ambiente e sulla salute. Studi recenti basati su carote di ghiaccio riportano un notevole aumento (fino a dieci volte) della deposizione di TFA nell’Artico a partire dagli anni ’70, e le tendenze suggeriscono che i sostituti dei clorofluorocarburi (CFC) a lunga durata potrebbero essere una fonte importante. In questo studio, utilizziamo un modello di trasporto chimico per esaminare il bilancio globale di TFA derivante dai sostituti dei CFC – idroclorofluorocarburi (HCFC), idrofluorocarburi (HFC) – e anestetici per inalazione. La deposizione globale di TFA da queste fonti è aumentata di circa 3,5 volte, passando da 6,8 (5,9–7,6) Gg/anno nel 2000 a 21,8 (18,6–25,0) Gg/anno nel 2022, con una deposizione cumulativa che ha raggiunto i 335,5 Gg. Abbiamo riscontrato che HCFC-123, HCFC-124 e HFC-134a rappresentano la maggior parte della produzione di TFA modellata e che i sostituti dei CFC a lunga durata sono responsabili praticamente di tutta la tendenza di deposizione artica osservata. Alle latitudini inferiori, la nostra analisi supporta la recente comparsa degli idrofluoroolefine (HFO) come fonte di TFA. Concludiamo che è necessario un maggiore monitoraggio dei TFA.
Riassunto in linguaggio semplice
L’acido trifluoroacetico (TFA) è un contaminante emergente noto come “sostanza chimica eterna” a causa della sua lunga permanenza nell’ambiente. È noto che alcuni gas fluorurati si decompongono in TFA nell’atmosfera, ma la loro importanza non è ancora ben compresa. Questo studio utilizza un modello atmosferico globale per quantificare il contributo dei gas refrigeranti fluorurati e degli anestetici per inalazione alla deposizione ambientale di TFA. Abbiamo riscontrato che la produzione di TFA da queste fonti è aumentata di circa 3,5 volte tra il 2000 e il 2022. Il confronto tra i risultati del nostro modello e le misurazioni suggerisce che questi gas fluorurati rappresentano la principale fonte di TFA nell’Artico, ma che nelle regioni di media latitudine dell’emisfero settentrionale, più industrializzate, è probabile che contribuiscano anche altre fonti. I nostri risultati confermano la necessità di un maggiore monitoraggio del TFA.
Materiale fornito dall’Università di Lancaster . Nota: il contenuto potrebbe essere modificato per motivi di stile e lunghezza.
Lucy Hart, Ryan Hossaini, Oliver Wild, Andrea Mazzeo, Crispin Halsall, Xuewei Hou, Zihao Wang, Martyn P. Chipperfield, Jgor Arduini, Paul B. Krummel, Chris R. Lunder, Jens Mühle, Simon O’Doherty, Sunyoung Park, Stefan Reimann, Kieran M. Stanley, Ray F. Weiss, Dickon Young. Growth in Production and Environmental Deposition of Trifluoroacetic Acid Due To Long‐Lived CFC Replacements and Anesthetics. Geophysical Research Letters, 2026; 53 (3) DOI: 10.1029/2025GL119216
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