Nell’Antropocene, l’epoca geologica attuale fortemente caratterizzata dalle attività dell’uomo, la Chimica ha il compito di custodire il pianeta e aiutare a ridurre le diseguaglianze mediante l’uso delle energie rinnovabili e dell’economia circolare.
Fra tutti i sensi di cui gli animali dispongono, l’olfatto è molto particolare. Per gli umani la vista è il principale senso che consente di controllare il presente, ciò che entra nell’orizzonte immediato, mentre l’udito è probabilmente più legato alla riflessione, al pensiero astratto, come ad esempio la musica. L’olfatto è invece il senso più legato alle emozioni e ai ricordi. Ognuno di noi nella propria vita associa un particolare odore a qualcuno, e questa memoria è molto potente, può arrivare a ritroso fino ai primi anni dell’infanzia e segnare in modo indelebile il ricordo di una persona cara, di una situazione, o di un ambiente.
La specie umana ha perso molto in termini di capacità olfattiva. Il cane da caccia ha una quantità di cellule sensoriali strepitosa (220 milioni di recettori), l’uomo ne possiede molte meno (20 milioni). Eppure anche nel parlato comune i modi di dire legati all’olfatto sono suggestivi: espressioni del tipo “a naso…”, oppure “questa cosa mi puzza”, o “essere in odore di…” o “sentire odor di quattrini” ci raccontano quanto gli odori siano fondamentali nel modo in cui percepiamo e interpretiamo la realtà.
Se consideriamo poi l’importanza degli odori nel mondo del sacro e del trascendente (pensiamo all’incenso) e più in generale nella vita culturale e nella storia dell’umanità (mulier recte olet, ubi nihil olet ci riferisce Plauto1), ci rendiamo conto di quanto questo felice connubio tra molecole più o meno volatili, recettori olfattivi e specifiche zone del cervello, sia fondamentale nella vita di ciascuno.
Nel mondo vegetale e animale poi le essenze2 giocano un ruolo ancora più vitale, si pensi ad esempio all’importanza e al ruolo dei feromoni.
Insieme al gusto, l’olfatto si basa evidentemente su una percezione sensoriale legata strettamente alla struttura chimica delle molecole. E qui si apre un orizzonte praticamente infinito. La Chimica è ovviamente coinvolta nei processi che presiedono all’olfatto. La Chimica Organica ci permette infatti di individuare i gruppi funzionali (come il gruppo aldeidico o “aromatico”) che determinano certi effetti olfattivi3, ma anche di progettare nuove molecole con lo scopo di ottenere nuove fragranze, ad esempio mimetiche di quelle di origine animale (il famoso musk) o di quelle vegetali per ovviare ai problemi legati alla variabilità genetica e stagionale degli estratti. Inoltre, la Stereochimica permette di spiegare come differenti stereoisomeri abbiano proprietà olfattive totalmente differenti. E infatti le hanno, ma purtroppo sappiamo troppo poco a questo riguardo, e le relazioni tra struttura e attività sono state ad oggi ancora troppo poco approfondite.
La Chimica Analitica ci offre potenti mezzi (per esempio GC/MS, gas cromatografia accoppiata con gas massa)) che ci permettono di capire quali componenti siano presenti in una miscela e quale sia la loro concentrazione. Questo riveste un’importanza capitale ovviamente anche sul controllo di qualità delle materie prime e dei prodotti finiti o sul regulatory, e altri aspetti ancora dell’attività industriale.
La possibilità di percepire una fragranza dipende, gioco forza, dalla volatilità delle molecole. È sempre la volatilità a determinare la classificazione in note di testa, di corpo e di coda. Queste vengono sprigionate dal profumo in sequenza, e su questo fenomeno gioca con maestrìa il profumiere accorto ed esperto. Questa è Chimica Fisica. Oltre a studiare gli aspetti legati alla caratterizzazione spettroscopica dei gruppi funzionali presenti nelle molecole, ad esempio mediante spettroscopia infrarossa o risonanza magnetica nucleare, il chimico fisico riesce a interpretare in termini di interazioni intermolecolari (guarda caso!) le proprietà olfattive delle molecole odorose. E questo non solo per gli odori gradevoli (i profumi), ma anche per nascondere o eliminare odori sgradevoli. Ricordiamo a questo proposito l’uso delle ciclodestrine per inglobare molecole più o meno idrofobiche in un complesso host-guest e quindi abbatterne la volatilità. Ma la Chimica Fisica è essenziale anche per comprendere e proporre una parametrizzazione di concetti come la tenacità, il sillage (la scia lasciata da un profumo), la persistenza, il bloom, e altri ancora, tutti aspetti legati in qualche modo alle interazioni fra le molecole odorose e il substrato cui aderiscono. Insomma, tutti quegli aspetti essenziali per il formulatore di fragranze, sui quali la ricerca scientifica deve fare ancora molta strada.
Non parliamo solo di profumi o di accessori del cosiddetto mondo fashion, ma anche di prodotti cosmetici inclusi i deodoranti e gli antitraspiranti, detergenti per usi civili e industriali, prodotti per la deodorazione e la profumazione di ambienti. Letteralmente un mondo di formulati attende che la Chimica sviluppi a livello teorico e sperimentale modelli e metodologie, utili al progresso scientifico e alle realtà produttive.
Tutto questo, oltre che di packaging, design e marketing, di neurofisiologia dell’olfatto e di tossicologia, di storia e cultura del profumo, e soprattutto di formulazioni e di risposta olfattiva, ci occupiamo nell’ambito del corso di perfezionamento post-laurea in “Chimica delle molecole odorose” organizzato dal Dipartimento di Chimica “Ugo Schiff” dell’Università di Firenze in collaborazione con alcune delle più prestigiose realtà imprenditoriali nel settore delle fragranze. Tutte le informazioni sono disponibili online (www.corsofragranze.eu).
Note.
1: la donna profuma di buono quando non profuma (Plaut. Most. 273 Mart. 2, 12, 4)
2: il termine olio essenziale deriva direttamente dalla quintessenza, il quinto elemento introdotto da Aristotele, che per gli alchimisti sarà il componente principale della pietra filosofale
3: l’introduzione delle aldeidi ha garantito un successo imperituro a Chanel N° 5 a partire dal 1921.
L’autore:
*Pierandrea Lo Nostro (pierandrea.lonostro@unifi.it) è professore associato presso il Dipartimento di Chimica “Ugo Schiff” dell’Università di Firenze, dove insegna Chimica Fisica delle Formulazioni, Chimica Fisica Applicata, Soft Matter Materials e Storia della Chimica. È editor-in-chief di Substantia e svolge attività di ricerca nell’ambito della Chimica Fisica dei Sistemi Dispersi e delle Interfasi.
Il mercurio viene utilizzato principalmente per la produzione di sostanze chimiche industriali o per applicazioni elettriche ed elettroniche. È utilizzato in alcuni termometri, in particolare quelli usati per misurare le alte temperature. Una quantità ancora crescente viene utilizzata come mercurio gassoso nelle lampade fluorescenti, mentre la maggior parte delle altre applicazioni viene gradualmente eliminata a causa delle normative in materia di salute e sicurezza e in alcune applicazioni viene sostituita con lega Galinstan[1], a bassa tossicità ma notevolmente più costosa.
Produzione di cloro e soda caustica
Il cloro viene prodotto dal cloruro di sodio (sale comune, NaCl) utilizzando l’elettrolisi per separare il sodio metallico dal cloro gassoso. Di solito il sale viene sciolto in acqua per produrre una salamoia. I sottoprodotti di tali processi cloroalcali sono l’idrogeno (H2) e l’idrossido di sodio (NaOH), comunemente chiamato soda caustica. Di gran lunga il più grande uso di mercurio alla fine del XX secolo era nel processo delle celle di mercurio (chiamato anche processo di Castner-Kellner) dove il sodio metallico si forma come un’amalgama su un catodo di mercurio; questa amalgama viene quindi fatta reagire con acqua per produrre idrossido di sodio. Molti dei rilasci di mercurio industriale del XX secolo provenivano da questo processo, sebbene gli impianti moderni affermassero di essere sicuri a questo riguardo. Dopo il 1985 circa, tutti i nuovi impianti di produzione di cloroalcali costruiti negli Stati Uniti hanno utilizzato le tecnologie delle celle a membrana o delle celle a diaframma per produrre cloro.
Usi di laboratorio
Alcuni termometri, specialmente quelli per alte temperature, sono riempiti di mercurio, ma stanno gradualmente scomparendo. Negli USA, la vendita senza prescrizione di termometri per febbre a mercurio è stata vietata dal 2003.
Alcuni telescopi utilizzano una vasca di mercurio per formare uno specchio piano e assolutamente orizzontale, utile per determinare un riferimento verticale o perpendicolare assoluto. Specchi parabolici orizzontali concavi possono essere formati ruotando mercurio liquido su un disco, la forma parabolica del liquido così formato riflette e focalizza la luce incidente. Tali telescopi a specchio liquido sono più economici dei telescopi a specchio grande convenzionali fino a un fattore 100, ma lo specchio non può essere inclinato ed è sempre rivolto verso l’alto.
Il mercurio liquido fa parte del popolare elettrodo di riferimento secondario (elettrodo a calomelano) in elettrochimica, come alternativa all’elettrodo di idrogeno standard. L’elettrodo a calomelano viene utilizzato per misurare i potenziale redox. Ultimo, ma non meno importante, il punto triplo del mercurio, -38,8344 °C, è un punto fisso utilizzato come standard di temperatura per la scala internazionale della temperatura (ITS-90).
In polarografia, sia l’elettrodo di mercurio a caduta che l’elettrodo a goccia di mercurio sospeso usano mercurio elementare. Questo utilizzo consente di avere a disposizione un nuovo elettrodo non contaminato per ogni misura o ogni nuovo esperimento.
I composti contenenti mercurio sono anche utili nel campo della biologia strutturale. Composti mercurici come il cloruro di mercurio (II) o il tetraiodomercurato di potassio (II) possono essere aggiunti ai cristalli proteici nel tentativo di creare derivati di atomi pesanti che possono essere utilizzati per risolvere il problema di fase nella cristallografia a raggi X tramite sostituzione isomorfa o metodi di diffusione anomala.
Altri usi
Il mercurio gassoso viene utilizzato nelle lampade ai vapori di mercurio e in alcune insegne pubblicitarie del tipo “insegna al neon” e nelle lampade fluorescenti.
Figura 7. Lampada a vapori di mercurio (sopra), assortimento di lampade fluorescenti (sotto)
Queste lampade a bassa pressione emettono linee spettralmente strette, che sono tradizionalmente utilizzate nella spettroscopia ottica per la calibrazione della posizione spettrale. A questo scopo vengono vendute lampade di calibrazione commerciali; riflettere una plafoniera fluorescente in uno spettrometro è una pratica di calibrazione comune. Il mercurio gassoso si trova anche in alcuni tubi elettronici, inclusi gli ignitroni, i tiratroni e i raddrizzatori ad arco di mercurio. Viene anche utilizzato in lampade per cure mediche specialistiche, per l’abbronzatura e la disinfezione della pelle. Il mercurio gassoso viene aggiunto alle lampade a catodo freddo riempite di argon per aumentare la ionizzazione e la conduttività elettrica. Una lampada riempita di argon senza mercurio avrà punti opachi e non si illuminerà correttamente. Quando viene aggiunta a tubi pieni di neon, la luce prodotta sarà a punti rosso / blu incoerenti fino al completamento del processo di accensione iniziale; alla fine si illuminerà di un colore blu sporco opaco.
Le batterie al mercurio sono batterie elettrochimiche non ricaricabili, comuni dalla metà del XX secolo. Sono state utilizzate in un’ampia varietà di applicazioni ed erano disponibili in varie dimensioni, in particolare le dimensioni dei bottoni. La loro tensione costante e la lunga durata di conservazione ne hanno fatto un uso di nicchia per esposimetri, apparecchi acustici e orologi da polso. La batteria al mercurio è stata effettivamente vietata nella maggior parte dei paesi negli anni ’90, a causa delle preoccupazioni per la contaminazione da mercurio nelle discariche.
Usi in medicina
Il mercurio e i suoi composti sono stati usati in medicina, anche se oggi sono molto meno comuni di una volta, visto che gli effetti tossici del mercurio e dei suoi composti sono oggi più ampiamente compresi. La prima edizione del Manuale farmaceutico Merck (1899) presentava più di venti composti mercurici usati come medicinali. Oggi, l’uso del mercurio in medicina è notevolmente diminuito sotto tutti gli aspetti, soprattutto nei paesi sviluppati. I termometri e gli sfigmomanometri contenenti mercurio furono inventati rispettivamente all’inizio del XVIII e alla fine del XIX secolo. Dall’inizio del XXI secolo, il loro uso è in declino ed è stato vietato in alcuni paesi, stati e istituzioni mediche. I composti del mercurio si trovano ancora in alcuni farmaci da banco, come antisettici topici, lassativi stimolanti, pomate per dermatiti da pannolino, colliri e spray nasali, sebbene ora esistano sostituti per la maggior parte di questi usi terapeutici.
Il mercurio è stato largamente usato per amalgame dentali. L’amalgama dentale è comunemente costituita da mercurio (50%), argento (~ 22–32%), stagno (~ 14%), zinco (~ 8%) e altri metalli in tracce. Nel XIX e in gran parte del XX secolo, l’amalgama divenne il materiale da restauro dentale preferito grazie al suo basso costo, facilità di applicazione, resistenza e durata. Tuttavia nel luglio 2018 l’Unione Europea ha vietato l’amalgama per il trattamento dentale dei bambini sotto i 15 anni e delle donne incinte o che allattano.
Tossicità e misure di sicurezza
Il mercurio e la maggior parte dei suoi composti sono estremamente tossici e devono essere maneggiati con cura; in caso di fuoriuscite (ad esempio da alcuni termometri o lampadine fluorescenti), vengono utilizzate procedure di pulizia specifiche per evitare l’esposizione e contenere la fuoriuscita. I protocolli richiedono l’unione delle goccioline più piccole su superfici dure, combinandole in un’unica goccia più grande per una più facile rimozione con un contagocce o per spingerla delicatamente in un apposito contenitore. Aspirapolvere e scope provocano una maggiore dispersione del mercurio e non devono essere utilizzati.
In seguito vengono spruzzati sull’area della fuoriuscita zolfo in polvere fine, zinco o qualsiasi altra polvere metallica che formi immediatamente un’amalgama con il mercurio a temperature ordinarie, che vengono raccolte e adeguatamente smaltite. La pulizia delle superfici porose e degli indumenti non è efficace per rimuovere tutte le tracce di mercurio e pertanto si consiglia di scartare questi tipi di oggetti se esposti a una fuoriuscita di mercurio.
Il mercurio può essere assorbito attraverso la pelle e le mucose e i vapori di mercurio possono essere inalati, quindi i contenitori sono sigillati per evitare fuoriuscite ed evaporazione. Il riscaldamento del mercurio, o dei composti di mercurio che possono decomporsi se riscaldati, deve essere effettuato con un’adeguata ventilazione per ridurre al minimo l’esposizione ai suoi vapori.
Le forme più tossiche di mercurio sono i suoi composti organici, come il dimetilmercurio e il metilmercurio. Può causare avvelenamento sia cronico che acuto.
Gli effetti tossici includono danni al cervello, ai reni e ai polmoni. L’avvelenamento da mercurio può provocare diverse malattie, tra cui l’acrodinia[2], la sindrome di Hunter-Russell e la malattia di Minamata[3].
I sintomi includono tipicamente compromissione sensoriale (vista, udito, linguaggio), sensazioni disturbate e mancanza di coordinazione. Il tipo e il grado dei sintomi esposti dipendono dalla tossina individuale, dalla dose e dal metodo e dalla durata dell’esposizione. Studi caso-controllo hanno mostrato effetti come tremori, capacità cognitive alterate e disturbi del sonno nei lavoratori con esposizione cronica ai vapori di mercurio anche a basse concentrazioni nell’intervallo 0,7–42 μg /m3. Uno studio ha dimostrato che l’esposizione acuta (4-8 ore) a livelli calcolati di mercurio elementare da 1,1 a 44 mg/m3 provoca dolore toracico, dispnea, tosse, emottisi, compromissione della funzione polmonare ed evidenza di polmonite interstiziale. È stato dimostrato che l’esposizione acuta ai vapori di mercurio provoca effetti profondi sul sistema nervoso centrale, comprese reazioni psicotiche caratterizzate da delirio, allucinazioni e tendenza al suicidio. L’esposizione professionale ha provocato disturbi funzionali di ampio respiro, inclusi eretismo, irritabilità, eccitabilità, eccessiva timidezza e insonnia. Con l’esposizione continua, si sviluppa un lieve tremore che può degenerare in violenti spasmi muscolari. Il tremore inizialmente coinvolge le mani e successivamente si diffonde alle palpebre, alle labbra e alla lingua. L’esposizione a lungo termine e di basso livello è stata associata a sintomi più sottili di eretismo, tra cui affaticamento, irritabilità, perdita di memoria, sogni vividi e depressione.
La ricerca sul trattamento dell’avvelenamento da mercurio è limitata. I farmaci attualmente disponibili includono chelanti N-acetil-D, L-penicillamina (NAP), British Anti-Lewisite (BAL), acido 2,3-dimercapto-1-propansolfonico (DMPS) e acido dimercaptosuccinico (DMSA) . In un piccolo studio che includeva 11 operai edili esposti al mercurio elementare, i pazienti sono stati trattati con DMSA e NAP. La terapia chelante con entrambi i farmaci ha portato alla mobilizzazione di una piccola frazione del mercurio corporeo totale stimato. Il DMSA è stato in grado di aumentare l’escrezione di mercurio in misura maggiore rispetto al NAP.
Rilascio nell’ambiente
I tassi di deposizione preindustriale di mercurio dall’atmosfera possono essere di circa 4 ng/L di ghiaccio. Sebbene questo possa essere considerato un livello naturale di esposizione, le fonti regionali o globali hanno effetti significativi. Le eruzioni vulcaniche possono aumentare la sorgente atmosferica di 4-6 volte.
Le fonti naturali, come i vulcani, sono responsabili di circa la metà delle emissioni di mercurio atmosferico. La metà generata dall’uomo può essere suddivisa nelle seguenti percentuali stimate:
65% dalla combustione stazionaria, di cui le centrali elettriche a carbone sono la principale fonte aggregata (40% delle emissioni di mercurio degli USA nel 1999). Questo include le centrali elettriche alimentate a gas in cui il mercurio non è stato rimosso. Le emissioni della combustione del carbone sono tra uno e due ordini di grandezza superiori alle emissioni della combustione del petrolio, a seconda del paese.
11% dalla produzione d’oro. Il rilascio idrogeochimico di mercurio dai residui delle miniere d’oro è stato considerato una fonte significativa di mercurio atmosferico nel Canada orientale.
6,8% dalla produzione di metalli non ferrosi, tipicamente dalle fonderie.
6,4% dalla produzione di cemento.
3,0% dallo smaltimento dei rifiuti, inclusi rifiuti urbani e pericolosi, e incenerimento dei fanghi di depurazione.
3,0% dalla produzione di soda caustica.
1,4% dalla produzione di ghisa e acciaio.
1,1% dalla produzione di mercurio, principalmente per le batterie.
2,0% da altre fonti.
Le percentuali di cui sopra sono stime delle emissioni globali di mercurio causate dall’uomo nel 2000, esclusa la combustione di biomassa, una fonte importante in alcune regioni.
La recente contaminazione atmosferica da mercurio nell’aria urbana esterna è stata misurata in 0,01–0,02 µg/m3.
I laghi artificiali possono essere contaminati dal mercurio a causa dell’assorbimento da parte dell’acqua da alberi e suolo sommersi.
Il mercurio entra nell’ambiente anche attraverso lo smaltimento improprio (ad esempio, riempimento di discariche, incenerimento) di alcuni prodotti come ricambi auto, batterie, lampadine fluorescenti, prodotti medicali, termometri e termostati. A causa dei problemi di salute che provoca, gli sforzi di riduzione dell’uso di sostanze tossiche stanno tagliando o eliminando il mercurio in tali prodotti.
La maggior parte dei termometri ora utilizza alcol pigmentato al posto del mercurio e anche i termometri in lega galinstan sono un’opzione. I termometri a mercurio sono ancora occasionalmente utilizzati in campo medico perché sono più precisi dei termometri ad alcool, sebbene entrambi siano comunemente sostituiti da termometri elettronici e meno comunemente da termometri galinstan. I termometri a mercurio sono ancora ampiamente utilizzati per alcune applicazioni scientifiche a causa della loro maggiore precisione e raggio di azione.
Figura 8. Termometro a mercurio per la febbre
Storicamente, una delle più grandi emissioni proveniva dall’impianto di Colex, un impianto di separazione degli isotopi di litio a Oak Ridge, nel Tennessee (USA). L’impianto ha funzionato negli anni ’50 e ’60. I registri sono incompleti e poco chiari, ma le commissioni governative hanno stimato che mancano circa due milioni di libbre di mercurio.
Un grave disastro industriale è stato lo scarico di composti di mercurio nella baia di Minamata, in Giappone. Si stima che oltre 3000 persone abbiano sofferto di varie deformità, gravi sintomi di avvelenamento da mercurio o morte a causa di quella che divenne nota come malattia di Minamata.
La pianta del tabacco assorbe prontamente e accumula nelle sue foglie metalli pesanti come il mercurio dal terreno circostante. Questi vengono successivamente inalati durante il fumo di tabacco. Sebbene il mercurio sia un costituente del fumo di tabacco, gli studi non sono riusciti in gran parte a scoprire una correlazione significativa tra il fumo e l’assorbimento di Hg da parte degli esseri umani rispetto a fonti come l’esposizione professionale, il consumo di pesce inquinato e le otturazioni dei denti con amalgama.
I sedimenti all’interno dei grandi estuari urbani-industriali agiscono come un’importante sorgente di inquinamento diffuso da mercurio all’interno dei bacini. Uno studio del 2015 sui sedimenti costieri dell’estuario del Tamigi ha misurato il mercurio totale da 0,01 a 12,07 mg/kg con una media di 2,10 mg/kg. È stato dimostrato che le più alte concentrazioni di mercurio si verificano nella città di Londra e nei dintorni, in associazione con fanghi a grana fine e un alto contenuto di carbonio organico totale. La forte affinità del mercurio per i sedimenti ricchi di carbonio è stata osservata anche nei sedimenti delle paludi salmastre del fiume Mersey (Regno Unito), in media da 2 mg/kg fino a 5 mg/kg. Queste concentrazioni sono di gran lunga superiori a quelle mostrate nei sedimenti dei torrenti delle paludi salate del New Jersey (USA) e nelle mangrovie della Cina meridionale, che mostrano basse concentrazioni di mercurio, circa 0,2 mg/kg.
A causa degli effetti sulla salute dell’esposizione al mercurio, gli usi industriali e commerciali sono regolamentati in molti paesi. L’Organizzazione mondiale della sanità, l’OSHA e il NIOSH degli USA, trattano il mercurio come un rischio professionale e hanno stabilito limiti di esposizione professionale specifici.
Pesci e crostacei hanno una tendenza naturale a concentrare il mercurio nei loro corpi, spesso sotto forma di metilmercurio, un composto organico altamente tossico. Le specie di pesci che sono in cima alla catena alimentare, come lo squalo, il pesce spada, lo sgombro reale, il tonno rosso, il tonno bianco e il pesce tegola, contengono concentrazioni di mercurio più elevate rispetto ad altre. Poiché il mercurio e il metilmercurio sono liposolubili, si accumulano principalmente nei visceri, sebbene si trovino anche in tutto il tessuto muscolare. La presenza di mercurio nei muscoli dei pesci può essere studiata utilizzando biopsie muscolari non letali. Il mercurio presente nei pesci preda si accumula nel predatore che li consuma. Poiché i pesci sono meno efficienti nella depurazione rispetto all’accumulo di metilmercurio, le sue concentrazioni nel tessuto dei pesci aumentano nel tempo. Pertanto, le specie che sono in cima alla catena alimentare accumulano carichi corporei di mercurio che possono essere dieci volte superiori alle specie che consumano. Questo processo è chiamato biomagnificazione.
Regolamenti
A livello internazionale, 140 paesi hanno aderito alla Convenzione di Minamata sul mercurio dal Programma delle Nazioni Unite per l’ambiente (UNEP) per prevenire le emissioni. La convenzione è stata firmata il 10 ottobre 2013.
Negli Stati Uniti, l’Agenzia per la protezione ambientale (EPA) ha il compito di regolare e gestire la contaminazione da mercurio. Inoltre, la legge sulla gestione delle batterie contenenti mercurio, approvata nel 1996, elimina gradualmente l’uso del mercurio nelle batterie e prevede lo smaltimento efficiente ed economico di quelle usate. Lo United States Clean Air Act, approvato nel 1990, ha inserito il mercurio in un elenco di inquinanti tossici che devono essere controllati nella massima misura possibile. Pertanto, le industrie che rilasciano elevate concentrazioni di mercurio nell’ambiente hanno deciso di installare tecnologie di controllo massimo ottenibili (MACT). Nel marzo 2005, l’EPA ha promulgato un regolamento che ha aggiunto le centrali elettriche all’elenco delle fonti che dovrebbero essere controllate e ha istituito un sistema nazionale di limitazione e scambio. L’EPA ha annunciato nuove regole per le centrali elettriche a carbone il 22 dicembre 2011. I dati più recenti pubblicati nel 2015 hanno mostrato che dopo l’introduzione di controlli più severi il mercurio è diminuito drasticamente, indicando che il Clean Air Act ha avuto il suo impatto previsto.
Nell’Unione Europea, la direttiva sulla restrizione dell’uso di sostanze pericolose nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche vieta il mercurio in determinati prodotti elettrici ed elettronici e limita la quantità di mercurio in altri prodotti a meno di 1000 ppm. Esistono restrizioni per la concentrazione di mercurio negli imballaggi (il limite è 100 ppm per la somma di mercurio, piombo, cromo esavalente e cadmio) e batterie (il limite è 5 ppm). Nel luglio 2007, l’Unione Europea ha anche vietato il mercurio nei dispositivi di misurazione non elettrici, come termometri e barometri. Il divieto si applica solo ai nuovi dispositivi e contiene esenzioni per il settore sanitario e un periodo di esenzione di due anni per i produttori di barometri.
Figura 8. Barometro a mercurio
La Norvegia ha emanato un divieto totale sull’uso del mercurio nella produzione e importazione / esportazione di prodotti a base di mercurio, dall’1 ° gennaio 2008 e la Svezia ha vietato i prodotti contenenti mercurio nel 2009.
Riciclaggio
I processi per il riciclaggio dei rifiuti contenente mercurio sono utilizzati da imprese specializzate in diversi paesi. Qui riportiamo un progetto di UNIDO, l’agenzia specializzata delle Nazioni Unite che promuove lo sviluppo industriale per la sostenibilità ambientale, la riduzione della povertà e la globalizzazione inclusiva. Il progetto è stato realizzato dall’industria giapponese Nomura Kohsan, come frutto di un accordo concluso tra UNIDO e il governo del Giappone (UNIDO-ITPO Tokyo) [1]. Lo schema del processo è mostrato in figura 9:
Figura 9. Schema del processo UNIDO-ITPO Tokyo
In breve, i rifiuti contenenti mercurio (batterie, lampade fluorescenti, ecc.), dopo un pretrattamento, vengono scaldati in una fornace a una temperatura compresa fra 600 e 800 oC, così che il mercurio vaporizza. I vapori di Hg vengono fatti fluire in una torre di raffreddamento e uno scrubber (torre di abbattimento polveri e altre impurezze solide) e quindi raccolto allo stato liquido. Poiché c’è sempre la preoccupazione che piccole tracce di mercurio possano uscire entrando nell’atmosfera, per evitare che ciò accada, Nomura Kohsan utilizza un adsorbente al mercurio nel processo finale.
Ciclo biogeochimico
Il ciclo biogeochimico del mercurio è stato riportato da E-I Ochiai nel 2009 [2] ed è riportato in figura 10.
Figura 10. Ciclo biogeochimico del mercurio [2]
Lo spazio della figura è diviso in quattro sfere: la biosfera (al centro), l’atmosfera, l’idrosfera e la litosfera che la circondano. La quantità totale di un elemento in una sfera è espressa in kg e il numero è sottolineato. La velocità di trasferimento (flusso) da una sfera all’altra è data in termini di kg annui (kg y–1) e il valore è inserito in un freccia che mostra la direzione del trasferimento. Alcune delle principali forme chimiche di elementi (ad es. minerali, composti chimici, ecc.) sono indicati, se del caso. I trasferimenti antropogenici sono indicati da una linea tratteggiata che attraversa la biosfera. La quantità di un elemento è data come la massa dell’elemento contenuto in tutti i composti che lo contengono. È molto difficile stimare la quantità di un elemento nella biosfera. Le stime possono essere considerate accurate all’interno di più o meno un ordine di grandezza. Anche le stime per le velocità di flusso sono difficili e variabili, in particolare per il trasferimento antropogenico.
Nel 2020 un nutrito gruppo di ricercatori internazionale, coordinato da Mae Sexauer Gustin, professore del Dipartimento di Risorse Naturali e Scienze Ambientali dell’Università Nevada-Reno, ha pubblicato un’approfondita sintesi delle recenti scoperte sul ciclo biogeochimico del mercurio [3]. L’obiettivo dell’articolo è discutere i principali progressi del pensiero scientifico riguardo ai processi per governare il destino e il trasporto del mercurio nell’ambiente, ai progressi nei metodi di misurazione e su come questi progressi nella conoscenza si inseriscono nel contesto della Convenzione di Minamata sul mercurio.
[2] E-I. Ochiai, Biogeochemical Cycling of Micronutrients and Other Elements. In: Earth System: History and Natural Variability – Vol. IV, p. 237-238, Eolss Publisher Ltd., Oxford, UK, 2009.
[3] M. Sexauer Gustin et al., Mercury biogeochemical cycling: A synthesis of recent scientific advances., Science of the Total Environment, 2020, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139619
[1] Galinstan è il marchio di una lega eutettica composta da gallio (68,5%), indio (21,5%) e stagno (10,0%), bassofondente, quindi liquida a temperatura ambiente.
[2] L’acrodinia infantile (nota anche come “malattia da calomelano” e “malattia rosa”) è un tipo di avvelenamento da mercurio. Colpisce prevalentemente i bambini in età prescolare e scolare.
[3] La malattia di Minamata o malattia di Chisso-Minamata, è una sindrome neurologica causata da intossicazione acuta da mercurio.
Sul mercurio ricordate anche alcuni altri popst del blog da cercare con il search in alto a destra:
A novembre questo blog compirà 10 anni; e sono dunque 10 anni (ma in realtà di più) che mi occupo di cosa succede alle cose che pubblichiamo in rete.
Ho cominciato in realtà nei primi anni 90, quando si usavano browser come Mosaic; quasi nessuno lo ricorda; il nome mi fu dato, quasi di nascosto, dall’amico Gustavo Avitabile che era l’autorità indiscussa sulla rete del dipartimento di Chimica di Napoli;
allora usavo un Apple IIe e un modem a 2400baud (bit per secondo), ossia oltre 50mila volte più lento di quello che uso adesso a casa e circa 500mila-1 milione di volte più lento di quello che uso al lavoro.
La SCI non aveva una pagina web; la prima girò sul mio Macintosh di studio usando un name-server, cioè un programma che collegava i nomi dei siti ed i loro indirizzi di rete e che girava sulla medesima macchina (eravamo nel 1995-96 e si poteva ancora fare) e l’unica informazione che dava era una lista dei congressi e delle iniziative; anche la SCI-list partì così e ce n’erano addirittura due, una di avvisi e una di discussione, ma c’erano solo 300 iscritti; oggi SCI-list (che gira su Cineca per motivi di sicurezza) non è più l’unica lista della Sci e ci sono oltre 3500 iscritti; la pagina web gira seguita da uno specialista e il blog cammina indipendentemente su un servizio come WordPress, con circa 1000 accessi giornalieri (niente di eccezionale per carità) insomma la rete è diventata un altro mondo, ma proprio per questo occorre cercare di capirci un po’ di più.
Oggi vi parlerò di un solo argomento che però credo sia poco conosciuto al pubblico degli utenti, le SERP.
SERP è l’acronimo di Search Engine Result Page, ossia la pagina di risultati che ci viene mostrata quando cerchiamo qualcosa su internet.
Vi mostro quella di Google, perché è quella che più comunemente viene usata ma ricordate che non è l’unica possibile perché esistono molti e diversi motori di ricerca: Bing, Duck Duck Go, Wikipedia, Iandex, Baidoo, etc., che potete selezionare dalle impostazioni del vostro browser. Come vedete la pagina delle ricerche viene comandata da un meccanismo economico, i risultati che vedete per primi sono a pagamento e precedono quelli che non sono a pagamento; dunque la vostra ricerca non è del tutto “libera” o “corretta” ma influenzata dalla ricchezza di chi posta le informazioni su internet. Questa scelta dipende dal fatto che l’utente medio guarda quasi esclusivamente la prima pagina dei risultati; un grafico a riguardo è il seguente:
Dunque essere in prima pagina diventa economicamente decisivo. Tenete presente che le prime tre posizioni di ogni SERP fanno il 75% dei click totali!!
I risultati che cercate non dipendono dal contenuto!!!!
Occorre sapere che anche solo la lingua scelta per la ricerca influenza i risultati ottenuti; usare inglese o italiano per esempio fa ottenere risultati completamente diversi; anche la vostra posizione geografica fa cambiare i risultati per il semplice motivo che i risultati a pagamento sono spesso “localizzati”; se cercate anche solo “acqua” troverete risultati che dipendono dalla vicinanza di iniziative economiche a pagamento nella vostra zona.
Questi meccanismi sono legati anche al fatto che ci sono dei minuscoli programmini, i cookies, che vengono installati sul vostro computer ogni volta che vi collegate e che tengono nota (formalmente col vostro permesso) di cosa cercate e di quali sono le vostre preferenze.
E’ sostanzialmente impossibile evitare le trappole legate a questi meccanismi di ricerca; a meno che il vostro motore non sia molto particolare; per esempio Wikipedia è un motore che è basato sui contenuti perché si finanzia con i suoi lettori e dunque non traccia e non tiene nota delle vostre ricerche, non ha cookies; (tuttavia anche qui la lingua influenza i risultati che devono essere tradotti e non lo sono sempre) è un esempio di quel che scrivevano alcuni filosofi dell’800: da ciascuno secondo le sue capacità a ciascuno secondo i suoi bisogni, una filosofia che non è detto che dia sempre i migliori risultati, ma che nel tempo ha consentito a Wikipedia di diventare l’enciclopedia più consultata del mondo sulla base del lavoro gratuito dei suoi volontari. Adesso che sono diventato pensionato sto pensando di contribuire anche io, non solo economicamente ma culturalmente.
Il limite è che Wikipedia mostra solo le proprie pagine e dunque la ricerca è limitata e controllata dalle attività dei suoi contributori. Occorre anche dire che col tempo la precisione di Wikipedia e la sua correttezza si sono alzate significativamente. Sempre più difficile trovare errori e se li trovate potete segnalarli.
Invece tutti gli altri motori di ricerca attingono alle pagine presenti dappertutto e affibbiano ad ogni pagina un ranking, un punteggio, che viene scelto sulla base di un meccanismo abbastanza complesso; la posizione lungo le SERP, nella zona che segue la zona pagata e che viene definita “organica” è scelta sulla base di questa valutazione, di questo algoritmo che nessuno conosce completamente eccetto i motori di ricerca stessi, e dunque non sappiamo bene quali criteri vengano usati nella lista delle SERP; certamente uno di essi è il numero di click generati dal sito, ma non solo.
Un’altra cosa basica della rete di oggi è che il grosso del traffico ha finalità commerciali e spesso illegali; questo influenza enormemente tutto ma in particolare l’invio delle mails; tutti i vostri programmi e servizi di posta elettronica DEVONO effettuare un controllo sul cosiddetto SPAM, ossia l’invio, attraverso indirizzi generici non verificati o sconosciuti, di messaggi pubblicitari indesiderati o non richiesti; questo influenza ogni altra mail.
All’inizio dallo stesso Macintosh che gestiva name-server e pagina web inviavo anche la posta della SCI; ma ad un certo punto ho dovuto smettere perché sono stato attaccato da un virus che ha preso silenziosamente il controllo del mio computer e ha iniziato ad inviare mail di spam; esistono delle autorità di rete che a quel punto intervengono e vi mettono in quarantena; e così finì uno dei periodi più belli di vita della Rete (almeno per me).
In conclusione usate la rete con giudizio, non credete a tutto quel che vedete scritto, imparate ad usare e discriminare i vari strumenti di ricerca, usatene più di uno, non fermatevi MAI alla prima pagina e nemmeno al primo browser; personalmente uso Firefox, ma a volte anche Tor che cerca addirittura di costruire una rete protetta ma anche quella non è affatto sicura. Altre volte devo usare Chrome; per esempio lo SPID, la firma elettronica scelta dallo stato italiano non gira bene su Firefox; ma gira su Chrome; perché? Bah.
Non ci sono polizie mondiali di rete (per fortuna o per sfortuna), ma solo controllori che cercano di bloccare lo spam o l’invio di virus; quando fui “bucato” dal virus il mio computer fu messo in lista nera, ossia su una lista pubblica che contiene tutti i computer che inviano spam e che viene aggiornata, ma non quotidianamente e dunque se ci finite dentro, ci restate per un po’; può capitare a chiunque.
E’ questo anche il motivo per cui la SCI-list non ha mai inviato e per quanto sta a me non invierà mai attachments; anche il CINECA, che è il nostro centro di calcolo nazionale, è stato bucato almeno una volta da un virus; in quella occasione in pochi giorni mi sono visto cancellare l’intero elenco degli iscritti; sapete come? Gli altri computer hanno visto che il CINECA era in lista nera e lo hanno bloccato; e dunque rifiutavano di scambiare posta con esso. Quando un iscritto rifiuta la posta per parecchie volte il programma di posta Unix del Cineca lo cancella; conclusione in pochi giorni grazie a queste geniale regola da IA mi sono visto sparire a blocchi tutti gli iscritti; per fortuna avevo una copia.
Non ci sono agenti di controllo sui contenuti; o almeno non ci sono in genere; di fatto sui cosiddetti social il controllo viene esercitato spesso a sproposito; basti vedere cosa succede se postate su Facebook (oggi Meta) una immagine di nudo di qualche famoso quadro del passato.; rischiate di essere bloccato per aver diffuso immagini improprie o perfino porno.
In realtà la rete come altri potenti strumenti ci mette di fronte alle nostre responsabilità come specie sociale, come specie che vive soprattutto delle sue relazioni interne alla specie stessa e che oggi sono controllate non dall’etica o dalla cultura ma dall’economia e dalla forza bruta.
Come andare per strada ci sono regole, ma questo non vi assicura contro gli incidenti.
Dunque ancora una volta attenti alla Rete, usatela, sarebbe assurdo ed impossibile farne a meno, ma con un grano di sale. E occhi aperti; sempre.
Il mercurio (inglese mercury), simbolo Hg, è l’elemento n. 80 della tavola periodica, collocato al 12° gruppo, 6° periodo, unico metallo liquido a temperatura ambiente. È molto raro nella crosta terrestre, la sua abbondanza media è valutata in 0,08 ppm.
Figura 1. Gocce di mercurio
Nomi utilizzati anticamente per indicare il mercurio sono argento vivo (inglese quicksilver) e idrargirio, dal latino hydrargyrum (Hydrargyrum è il nome da cui deriva il simbolo Hg) che a sua volta deriva dal greco hydrárgyros, composto da ὕδωρ, “hydor” (acqua) e ἄργυρος, “árgyros” (argento).
Il mercurio è noto fin dall’antichità, è stato trovato in tombe egizie che risalgono al 1500 a.C.
In Cina e in Tibet si pensava che l’uso del mercurio prolungasse la vita, guarisse le fratture e mantenesse una salute generalmente buona, sebbene ora sia noto che l’esposizione al vapore di mercurio porta a gravi effetti negativi sulla salute. Il primo imperatore di una Cina unificata, Qín Shǐ Huáng Dì (presumibilmente sepolto in una tomba che conteneva mercurio fluente su un modello della terra che governava, rappresentativo dei fiumi della Cina) morì bevendo una miscela di mercurio e giada in polvere, formulata dagli alchimisti Qin che intendevano dargli la vita eterna.
Nel novembre 2014 sono state scoperte quantità di mercurio in una camera a 60 piedi sotto la piramide di 1800 anni fa conosciuta come il “Tempio del serpente piumato”, la terza piramide più grande di Teotihuacan, in Messico, insieme a statue di giada, resti di giaguaro, una scatola piena di conchiglie intagliate e palline di gomma.
Gli antichi greci usavano il minerale cinabro (solfuro di mercurio) negli unguenti; gli antichi egizi e romani lo usavano nei cosmetici. A Lamanai, un tempo una delle principali città della civiltà Maya, è stata trovata una pozza di mercurio sotto un campo da ballo mesoamericano.
Nel 500 d.C. il mercurio veniva utilizzato per produrre amalgama (dal latino medievale, “lega di mercurio”) con altri metalli.
Gli alchimisti pensavano al mercurio come alla Prima Materia da cui si formavano tutti i metalli. Credevano che diversi metalli potessero essere prodotti variando la qualità e la quantità di zolfo miscelato al mercurio. Il più puro di questi era l’oro, e il mercurio era richiesto nei tentativi di trasmutazione di metalli vili (o impuri) in oro, che era l’obiettivo di molti alchimisti.
Figura 2. Simbolo alchemico per il mercurio
Proprietà fisiche
Il mercurio è un metallo liquido pesante, bianco-argenteo. Rispetto ad altri metalli è un cattivo conduttore di calore, ma un discreto conduttore di elettricità.
Ha un punto di fusione di -38,83 °C e un punto di ebollizione di 356,73 °C, entrambi più bassi di qualsiasi metallo stabile, sebbene esperimenti preliminari sul copernicio (l’elemento inferiore al mercurio nella tavola periodica), abbiano indicato che ha un punto di ebollizione ancora inferiore, seguendo la tendenza alla diminuzione dei punti di ebollizione nel gruppo 12. Dopo solidificazione, il volume del mercurio diminuisce del 3,59% e la sua densità cambia da 13,69 g/cm3 a 14,184 g/cm3.
Figura 3. Una moneta da una sterlina galleggiante sul mercurio
Il mercurio solido è malleabile e duttile e può essere tagliato con un coltello.
Una spiegazione completa dell’estrema volatilità del mercurio si trova della fisica quantistica, ma può essere riassunta come segue: il mercurio ha una configurazione elettronica unica [Xe]4f155d106s2, in cui gli elettroni riempiono tutti gli orbitali disponibili. Poiché questa configurazione resiste fortemente alla rimozione di un elettrone, si comporta in modo simile ai gas nobili, che formano legami deboli e quindi fondono a basse temperature.
La stabilità del guscio 6s è dovuta alla presenza di un guscio 4f pieno. Un guscio f scherma scarsamente la carica nucleare che aumenta l’interazione coulombiana attraente del guscio 6s e del nucleo. L’assenza di un guscio interno pieno è la ragione per la temperatura di fusione più alta di cadmio e zinco, sebbene entrambi questi metalli fondano ancora facilmente e, inoltre, abbiano punti di ebollizione insolitamente bassi.
Il mercurio ha sette isotopi stabili, essendo 202Hg il più abbondante (29,86%).199Hg (16,94%) e 201Hg (13,17%) sono i nuclei NMR-attivi più studiati, con spin rispettivamente di 1⁄2 e 3⁄2. I radioisotopi più longevi sono 194Hg con un’emivita di 444 anni e 203Hg con un’emivita di 46.61 giorni. La maggior parte dei radioisotopi rimanenti ha un’emivita inferiore a un giorno.
Proprietà chimiche e amalgame
Il mercurio non reagisce con la maggior parte degli acidi diluiti, come l’acido solforico diluito, sebbene acidi ossidanti come l’acido solforico concentrato e l’acido nitrico o l’acqua regia lo dissolvano per dare solfato, nitrato e cloruro. Come l’argento, reagisce con l’idrogeno solforato atmosferico. Reagisce con i fiocchi di zolfo solido, che vengono utilizzati nei kit di fuoriuscita di mercurio per assorbirlo (i kit di fuoriuscita utilizzano anche carbone attivo e zinco in polvere).
Dissolve molti metalli come l’oro e l’argento per formare amalgame. Il ferro è un’eccezione e le fiasche di ferro sono state tradizionalmente utilizzate per contenere mercurio. Anche molti altri metalli di transizione del quarto periodo, ad eccezione di manganese, rame e zinco, sono resistenti alla formazione di amalgame. Altri elementi che non formano prontamente amalgame con il mercurio includono il platino. L’amalgama di sodio è un agente riducente comune in sintesi organica ed è utilizzata anche nelle lampade al sodio ad alta pressione.
Il mercurio si combina facilmente con l’alluminio per formare un’amalgama di mercurio-alluminio quando i due metalli entrano in contatto. Poiché l’amalgama distrugge lo strato di ossido di alluminio che protegge l’alluminio metallico dall’ossidazione (come nella ruggine del ferro), anche piccole quantità di mercurio possono corroderlo seriamente. Per questo motivo, nella maggior parte delle circostanze, il mercurio non è consentito a bordo di un aereo a causa del rischio che si formi un amalgama con parti di alluminio esposte dell’aereo.
Principali composti
Il mercurio esiste in due stati di ossidazione, I e II. Nonostante le affermazioni contrarie, i composti Hg (III) e Hg (IV) rimangono sconosciuti.
Composti di mercurio (I)
A differenza dei suoi vicini più leggeri, cadmio e zinco, il mercurio di solito forma composti stabili semplici con legami metallo-metallo. La maggior parte dei composti del mercurio (I) sono diamagnetici e presentano il catione dimerico, Hg2+2. I derivati stabili includono il cloruro e il nitrato. Il trattamento della complessazione dei composti di Hg (I) con forti leganti come solfuro, cianuro, ecc. induce una disproporzione rispetto a Hg2+ e mercurio elementare.
Il mercurio (I) cloruro, un solido incolore noto anche come calomelano (dal greco “bel nero”), è in realtà il composto con la formula Hg2Cl2, con legami Cl-Hg-Hg-Cl. È uno standard in elettrochimica. Reagisce con il cloro per dare cloruro mercurico, che resiste a un’ulteriore ossidazione. Il mercurio (I) idruro, un gas incolore, ha la formula HgH, che non contiene legami Hg-Hg.
Indicativo della sua tendenza a legarsi a se stesso, il mercurio forma policationi di mercurio, che consistono in catene lineari di centri di mercurio, ricoperti da una carica positiva. Un esempio è Hg32+(AsF6−)2.
Composti di mercurio (II)
Il mercurio (II) è lo stato di ossidazione più comune ed è anche il principale in natura. Tutti e quattro gli alogenuri mercurici sono noti. Formano complessi tetraedrici con altri ligandi ma gli alogenuri adottano una geometria di coordinazione lineare, un po’ come fa Ag+. Il più noto è il cloruro di mercurio (II), un solido bianco facilmente sublimabile. HgCl2 forma complessi di coordinazione che sono tipicamente tetraedrici, ad es. HgCl42−.
L’ossido di mercurio (II), il principale ossido di mercurio, si forma quando il metallo è esposto all’aria per lunghi periodi a temperature elevate. Ritorna agli elementi se riscaldato a 400° C, come è stato dimostrato da Joseph Priestley (1733-1804) in una prima sintesi dell’ossigeno puro.
Gli idrossidi di mercurio sono scarsamente caratterizzati, come per i suoi vicini oro e argento.
Essendo un metallo tenero, il mercurio forma derivati molto stabili con i calcogeni più pesanti. Preminente è il solfuro di mercurio (II), HgS, che si trova in natura come minerale cinabro, un brillante pigmento vermiglio. Come ZnS, HgS cristallizza in due forme, la forma cubica rossastra e la forma nera come la blenda dello zinco. Quest’ultima a volte si presenta naturalmente come metacinabro. Sono anche noti seleniuro di mercurio (II) (HgSe) e tellururo di mercurio (II) (HgTe). Essi, così come i vari derivati, ad es. tellururo di cadmio mercurio e tellururo di zinco mercurio, sono semiconduttori utili come materiali rilevatori di infrarossi.
I sali di mercurio (II) formano una varietà di derivati complessi con l’ammoniaca. Questi includono la base di Millon (Hg2N+), il polimero unidimensionale (sali di (HgNH+2)n) e il “precipitato bianco fusibile” o [Hg (NH3)2]Cl2. Conosciuto come reagente di Nessler, il tetraiodomercurato di potassio (II) (HgI42−) è ancora occasionalmente utilizzato per testare l’ammoniaca a causa della sua tendenza a formare lo ioduro di colore intenso.
Il fulminato di mercurio (cianato di mercurio, Hg(CNO)2), è un detonatore ampiamente utilizzato negli esplosivi.
Composti organomercurici
I composti organici del mercurio sono storicamente importanti ma hanno scarso valore industriale nel mondo occidentale. I sali di mercurio (II) sono un raro esempio di complessi metallici semplici che reagiscono direttamente con gli anelli aromatici. I composti organomercurici sono sempre bivalenti, di solito con geometria lineare. A differenza dei composti organocadmio e organozinco, non reagiscono con l’acqua. Di solito hanno la formula HgR2, che sono spesso volatili, o HgRX, che sono spesso solidi, dove R è arile o alchile e X è solitamente un alogenuro o acetato. Il metilmercurio, un termine generico per i composti con la formula CH3HgX, è una pericolosa famiglia di composti che si trova spesso nelle acque inquinate. Nascono da un processo noto come biometilazione.
Disponibilità
Poiché il mercurio non si fonde geochimicamente con gli elementi che costituiscono la maggior parte della massa crostale, i minerali di mercurio possono essere straordinariamente concentrati considerando l’abbondanza dell’elemento nella roccia ordinaria. I minerali più ricchi contengono fino al 2,5% di mercurio in massa, e anche i depositi meno concentrati contengono almeno lo 0,1% di mercurio (12.000 volte l’abbondanza media della crosta). Si trova come metallo nativo (raro) o nel cinabro, metacinabro, corderoite, livingstonite e altri minerali, con il cinabro (HgS) che è il minerale più comune.
Figura 4. Cinabro (sopra) e metacinabro (sotto)
I minerali di mercurio di solito si trovano in cinture orogeniche molto giovani, dove le rocce ad alta densità sono costrette alla crosta terrestre, spesso nelle sorgenti calde o in altre regioni vulcaniche.
Figura 5. Raro campione di mercurio nativo su cinabro
Dal 1558, con l’invenzione del processo patio[1] per estrarre l’argento dal minerale utilizzando il mercurio, quest’ultimo divenne una risorsa essenziale nell’economia della Spagna e delle sue colonie americane. Il mercurio veniva utilizzato per estrarre l’argento dalle lucrose miniere della Nuova Spagna e del Perù. Inizialmente, le miniere della Corona spagnola ad Almadén, nel sud della Spagna, fornivano tutto il mercurio per le colonie. Depositi di mercurio furono scoperti nel Nuovo Mondo e più di 100.000 tonnellate di mercurio furono estratte dalla regione di Huancavelica, Perù, nel corso di tre secoli dopo la scoperta dei depositi nel 1563. Il processo patio e il successivo processo pan amalgamation[2], continuarono a creare una grande richiesta di mercurio per trattare i minerali d’argento fino alla fine del XIX secolo.
Le ex miniere in Italia, Stati Uniti e Messico, che un tempo producevano una grande percentuale della fornitura mondiale, sono state ora completamente estratte o, nel caso di Idrija (Slovenia) e Almadén (Spagna), chiuse per la caduta del prezzo del mercurio. La McDermitt Mine del Nevada, l’ultima miniera di mercurio negli Stati Uniti, è stata chiusa nel 1992. Il prezzo del mercurio è stato molto variabile nel corso degli anni e nel 2006 era $ 650 per 76 libbre (34,46 kg).
Il mercurio viene estratto riscaldando il cinabro in una corrente d’aria e condensando il vapore. L’equazione per questa estrazione è:
HgS + O2 → Hg + SO2
Nel 2005, la Cina era il primo produttore di mercurio con quasi due terzi della quota globale seguita dal Kirghizistan. Si ritiene che diversi altri paesi abbiano una produzione non registrata di mercurio dai processi di elettroestrusione del rame e dal recupero dagli effluenti.
A causa dell’elevata tossicità del mercurio, sia l’estrazione del cinabro sia la raffinazione del mercurio sono cause storiche e pericolose di avvelenamento da mercurio. La salute dei lavoratori nelle miniere funzionanti è ad alto rischio.
La direttiva dell’Unione Europea che rende obbligatorie le lampadine fluorescenti entro il 2012, ha incoraggiato la Cina a riaprire le miniere di cinabro per ottenere il mercurio necessario per la produzione di lampadine CFL.
Figura 6. Lampadina CFL a mercurio
I pericoli ambientali sono stati una preoccupazione, in particolare nelle città meridionali di Foshan e Guangzhou, e nella provincia di Guizhou nel sud-ovest della Cina.
I siti di lavorazione delle miniere di mercurio abbandonate spesso contengono quantitativi di rifiuti molto pericolosi di cinabro esausto. Il deflusso dell’acqua da tali siti è una fonte riconosciuta di danno ecologico. Le ex miniere di mercurio possono essere adatte per un riutilizzo costruttivo. Ad esempio, nel 1976, la contea di Santa Clara, in California, ha acquistato la storica miniera di Almaden Quicksilver e ha creato sul sito un parco, dopo aver condotto un’ampia analisi sulla sicurezza e sull’ambiente dell’ex-miniera.
(continua)
Opere consultate
Handbook of Chemistry and Physics, 85th Ed., p. 4-19
[1] Il processo patio è un processo per estrarre l’argento dal minerale. Il processo, che utilizza la fusione del mercurio per recuperare l’argento dal minerale, sarebbe stato inventato da Bartolomé de Medina a Pachuca, Messico, nel 1554.
[2] Il processo pan amalgamation è un metodo per estrarre l’argento dai suoi minerali, utilizzando sale e solfato di rame (II) oltre al mercurio. Il processo è stato ampiamente utilizzato dal 1609 fino al XIX secolo; oggi non è più usato.
Si celebra oggi 22 marzo la Giornata Mondiale dell’Acqua, noi lo facciamo con ben due post dedicati al tema, uno di Luigi Campanella ed uno di Mauro Icardi.
Luigi Campanella, già Presidente SCI
Molto si è scritto sulla carenza di acqua e di acqua potabile in molte parti del mondo. Generalmente ci si sofferma sugli aspetti ambientali e sanitari, ma altre sono le ricadute della mancanza o al contrario della disponibilità di acqua.
Una di queste riguarda l’istruzione: la carenza di acqua pulita nelle zone rurali di Kenya, Burkina Faso, Costa d’Avorio comporta il diffondersi di malattie ed infezioni che obbligano i bambini colpiti a saltare le lezioni rimanendo indietro nel percorso di studi, ma con il rischio di finire a mendicare nella strada perché ogni giorno in più lontano dai libri è un giorno in più vicino all’abbandono scolastico.
Un’altra ricaduta della carenza o disponibilità di acqua pulita è il tasso di mortalità infantile: dati statistici dell’ONU e della FAO chiaramente evidenziano una correlazione diretta fra carenze idriche e tasso di mortalità infantile con il risultato di impegnare risorse per contrastarla mentre basterebbe una ricchezza idrica maggiore e di nuocere allo sviluppo demografico.
Una terza osservazione riguarda i mezzi di approvigionamento. Il nodo degli invasi per raccogliere acqua piovana è stato affrontato in sedi diverse, non sempre tutte d’accordo su tale strumento che invece, abbinato a pompe azionate da energia solare, può rappresentare un supporto significativo. Se poi la raccolta dell’acqua piovana avviene in cisterne, contenitori che si aprono solo in occasione delle piogge, rimanendo chiusi per il resto del tempo è possibile nei Paesi caldi-e molti di quelli poveri lo sono- riscaldare l’acqua fornendo un servizio prezioso in medicina neonatale. Infine vorrei ricordare la importanza nella formazione dei giovani dell’attività fisica che ovviamente sia per l’acqua emessa con il sudore sia per il sudore stesso che bagna la pelle e richiede di lavarla comporta la necessità di una minima quantità di acqua disponibile per ristorare il corpo, quindi poca acqua poca attività fisica con ricadute negative sullo sviluppo del corpo.
Anche l’aspetto energetico sembra oggi cambiare coinvolgendo l’acqua nell’era dell’idrogeno. La nuova forma pulita di energia ci obbliga a considerare l’acqua anche da questo punto di vista: risorsa preziosa di idrogeno. Se poi gli aspetti economici di bilancio non saranno soddisfatti, questo nulla toglie ad un’ennesima preziosità dell’acqua, essere un abbondante potenziale contenitore di idrogeno. Tra l’altro l’impiego della luce solare (in presenza di un catalizzatore) come energia estrattiva apre ulteriori spazi da percorrere. C’è infine il problema del monitoraggio: per proteggere e per correggere bisogna conoscere. I metodi analitici degli inquinanti in matrice acquosa sono stati messi a punto e pubblicati in forme diverse, praticamente in tutti i paesi sviluppati del mondo. C’è però bisogno di metodi alternativi capaci di fornire risposte in tempo reale, capaci di controllare sistemi automatici di correzione, capaci di indicare in tempo reale gli eventuali inconvenienti prodottisi in un impianto acquedottistico. La Scienza fa grandi progressi e sensoristica e biosensoristica ci vengono incontro.
I test di tossicità integrale rappresentano in tale linea un’ulteriore opportunità in quanto fornendo una risposta integrale ed in tempo reale ci affrancano, in una fase di urgenza, dalle analisi specifiche e puntuali che possono essere eseguite soltanto quando necessario. La ricchezza d’acqua non sempre significa disponibilità: in un terreno agricolo ad esempio si possono creare a seguito di ripetuti interventi sbagliati da parte dell’uomo delle condizioni assai negative a fini della trasferibilità e del trasporto dell’acqua. Anche su questo punto sono stati messi a punto test idonei propri e finalizzati a misurare non la quantità di acqua presente, ma il grado della sua disponibilità e quindi di sfruttamento da parte dell’uomo e della coltura scelta per il terreno.
Mauro Icardi
Giornata mondiale dell’acqua 2022. La ricorrenza è triste
Su questo blog, abbiamo cercato di celebrare la giornata mondiale dell’acqua tutti gli anni.
Francamente in questo 2022 sono davvero troppe le notizie che rischiano di oscurare la celebrazione di questa giornata. La guerra in Ucraina è la prima fra tutte. E in guerra si comprende crudelmente quanto sia importante.
Nelle città assediate, nei rifugi l’acqua comincia a scarseggiare. Come il cibo, i medicinali.
Intanto in un’Europa che subisce una sorta di sospensione della realtà dovuta alla guerra, la situazione della siccità e mostrata in questa immagine.
Le aree in rosso nella cartina rappresentano le zone dove la situazione di siccità si può definire da eccezionale a estremo.
Le conseguenze di questo stato di cose sono facilmente intuibili. Problemi per l’agricoltura, già in crisi per la contemporanea scarsità di materie prime e di fertilizzanti.
La produzione di energia elettrica soffre questo stato di cose. «La siccità che stiamo affrontando è unica da quando esistono i sistemi di misurazione», spiega Paolo Taglioli, direttore generale di Assoidroelettrica, l’associazione di categoria che rappresenta 427 operatori, circa il 40 per cento delle società del settore per energia prodotta. «Possiamo inventarci qualsiasi cosa, ma se non piove o nevica siamo impotenti».
Se guardiamo all’Italia praticamente non piove da quasi tre mesi. L’innevamento invernale è stato scarso soprattutto nel nord Ovest.
In passato ho scritto articoli che suggerivano modalità e tecniche per il risparmio idrico. Ma oggi, lo dico con franchezza la cosa mi sembra fuori luogo. È trascorso mezzo secolo dalla pubblicazione de “I limiti alla crescita”.
I problemi globali, non solo quello delle risorse idriche sono ormai tragicamente evidenti.
Nulla però sembra scalfire una mentalità unica, una negazione diffusa. Cosa che da sempre cerco di chiarire prima di tutto a me stesso. Senza trovare una spiegazione razionale.
Nessuna soluzione tecnica o scientifica può funzionare se non si cerca di riportare al centro dei dibattiti e delle iniziative la coscienza del bene comune.
Questa è la foto del lago artificiale di Ceresole Reale, in provincia di Torino. Mi ha molto colpito.
Ho passato da giovane molte delle mie estati in una valle dell’arco alpino occidentale, durante le vacanze estive. Li ho imparato dalle persone del luogo ad avere cura dell’acqua. Ma negli anni in cui trascorrevo le mie vacanze, l’acqua che vedevo scorrere nei torrenti e dalle fontane era percepita come inesauribile. Io stesso avevo questa idea. Ma le cose sono cambiate rapidamente. E penso che occorra fare attenzione a non subire un nuovo shock emozionale. Non solo quello del ritorno della guerra, ma anche a quello delle scarsità. Perché la scarsità di acqua, si porta dietro tutte le altre. E quando scorrendo i giornali vedo articoli che magnificano l’innevamento artificiale, oppure l’aumento delle spese militari, dentro di me c’è qualcosa che sento completamente dissonante. Vorrei che tutti ci risvegliassimo da questo sogno infranto. Da quella mentalità che spesso ci fa adagiare sulle rassicuranti favole, piuttosto che affrontare in maniera razionale le azioni che siamo obbligati a intraprendere.
Buona giornata mondiale dell’acqua, nonostante tutto.
L’ideale socialista ha contagiato molti giovani, me compreso: avevo 20 anni quando mi sembrò che la politica non potesse esprimere niente di meglio. Sono passati 60 anni, di acqua sotto i ponti ne è passata molta, molti valori si sono deteriorati, molti ideali hanno deluso, alcuni convinti principi restano vivi ed integri ancora. Io stesso spesso rifletto sulla dinamica della vita e dei tempi.
In ogni caso però sono stato felicissimo di leggere una notizia che non conoscevo e che assegna al Partito Socialista la nascita della Festa della Donna. Da parte di qualcuno si sostiene che nella Festa specifica è già insito un principio di discriminazione. Non sono d’accordo: la festa vuole essere una celebrazione del ruolo che la donna svolge nella vita, dal parto all’allattamento, dal sacrificio alla propria autonomia in favore della famiglia alla cultura dell’accoglienza e della gentilezza. Queste notizie recuperate sulla nascita della Festa della Donna sono la conferma di ciò.
In particolare l’occasione da cui nacque la celebrazione è legata al Parito Socialista Americano che nel 1909 decise di indire la prima giornata della donna per ricordare il grande sciopero organizzato dalle lavoratrici del settore tessile nell’anno precedente. i motivi per cui moltissime donne, affiancate da uomini del Partito Socialista Americano, scioperavano erano legati alle precarie condizioni di lavoro a cui erano costrette. Anche il secondo evento sulla festa della donna nasce in ambito socialista: l’Internazionale Socialista di Copenaghen riconobbe la celebrazione americana e diede il via ad una serie di congressi e manifestazioni in Europa, tutte finalizzate a migliorare le condizioni di lavoro della donna ed a garantire alle donne il diritto di voto. Oggi la festa della donna viene spesso legata a episodi della storia dai quali emergono sempre i valori della donna, i suoi sacrifici per conquistare un futuro di eguaglianza e dignità. Anche da questo punto di vista i due colossi, USA e Russia, sembrano a volte essere divisi su valori unificanti. Negli USA tradizione vuole che l’8 marzo si festeggi la donna per ricordare le vittime dell’incendio della Fabbrica Triangle a New York. 123 madri, sorelle, figlie che cucivano camicie per oltre 14 ore al giorno, chiuse a chiave dentro il palazzo della fabbrica, per non consentire distrazioni, rimasero intrappolate quando scoppiò un incendio. Era il 25 marzo del 1911 che fu ricondotto come data all’8 marzo già focalizzato. Questo spostamento non si è reso necessario nel caso di un altro incendio scoppiato nella fabbrica Cotton a New York, anch’esso assunto a simbolo delle condizioni precarie di lavoro della donna: era l’8 marzo del 1908.
Anche la Russia assegna all’8 marzo il significato di giornata delle rivendicazioni femminili, ma senza riferimento agli incendi americani. Per la Russia questo significato è intrecciato con la rivolta delle donne che filavano il cotone nella fabbrica Krasnaja di San Pietroburgo. Straziate dai dolori per la perdita di mariti, figli fratelli al fronte per la prima guerra mondiale si ribellarono; ma tutto finì in una sorta di solidale partecipazione da parte dei cosacchi che dovevano reprimere la rivolta: era la prima scintilla della Rivoluzione di Ottobre
Secondo la definizione data dai vocabolari (“pace è la situazione contraria allo stato di guerra”) e il pensiero comune (“per amor di pace”, “mettersi il cuore in pace”, “lasciare in pace”), pace è sinonimo di condiscendenza, tranquillità, quieto vivere, rassegnazione; in altre parole, è una situazione statica, è mancanza d’azione. In realtà, la pace vera è tutt’altro: non è vivere isolati in un fortino invalicabile; non è rinuncia, ma è azione, reazione consapevole nei confronti di quello che accade nel mondo che ci circonda. La pace, quella vera, ci porta a ricercare la verità, ad esercitare giustizia, a vivere nella libertà, a perdonare le offese, ad amare il prossimo e a praticare la misericordia. Se l’agire della scienza si interfaccia all’agire della vera pace, avremo un mondo più giusto e più solidale; se invece si intreccia all’egoismo, alla sopraffazione e all’odio, il mondo diventa un luogo inabitabile. Lo è già per il miliardo di persone che soffrono per la fame e la povertà.
Un famoso biologo, Stephen Gould, parlando della situazione dell’umanità, ha introdotto un concetto molto interessante indicato come “la grande asimmetria”: La tragedia umana, e anche la fonte della grande potenzialità cattiva della scienza, sta nel fatto che la realtà, le leggi naturali, sono caratterizzate da una grande asimmetria: per fare qualcosa di buono, ci vuole molto tempo. Per rovinare tutto, basta un attimo. Così la biblioteca di Alessandria, dove erano raccolte le conoscenze di un millennio, è stata distrutta in un giorno di fuoco e un attentato può compromettere in un attimo anni di colloqui di pace.
Questo concetto è quanto mai attuale. Negli ultimi decenni si è avuto un forte sviluppo della scienza e della tecnologia; basti a pensare ai settori dei trasporti e delle telecomunicazioni. Nello stesso tempo abbiamo potuto verificare che è praticamente impossibile controllare le frontiere (sbarchi degli immigrati), la sicurezza degli aeroporti e degli aerei (attentato delle Torri Gemelle) e persino le caserme dei soldati (strage di Nassirya); ci siamo inoltre accorti che basta un piccolo incidente (la caduta di un albero) per causare black out elettrici disastrosi anche nelle nazioni più avanzate. Tutto questo dimostra che i sistemi tecnologici che sorreggono il nostro mondo occidentale sono estremamente fragili e vulnerabili. Per questo, è illusorio pensare che il nostro benessere possa essere difeso con le guerre, perché le guerre seminano odio, l’odio alimenta il terrorismo ed il terrorismo ha buon gioco proprio per la fragilità delle nostre strutture.
Questo significa che la pace, oltre ad essere un imperativo morale, è una necessità perché un mondo altamente tecnologico caratterizzato dalla “grande asimmetria” può sopravvivere solo nella pace.
Più cresce la scienza, più si sviluppa la tecnologia, più c’è bisogno di pace.
Pochi sanno o ricordano che il nostro ministro per la transizione ecologica, Roberto Cingolani era stato nominato nel 2019 Chief Technology & Innovation Officer di Leonardo, un’azienda italiana che produce armi e tecnologie aerospaziali.
Non risulta che il suddetto ministro si sia dimesso da Leonardo dopo essere stato nominato Ministro, ma invece si è messo in congedo o come si dice in inglese “to take a leave”; in sostanza abbiamo un ministro della transizione ecologica che rimane dipendente in congedo di una grande azienda e questo prefigura un bel conflitto di interessi; questo conflitto è stato fatto notare recentemente in occasione del rinnovo dei permessi relativi agli scarichi della Solvay di Rosignano, una delle più grandi aziende chimiche italiane.
L’autorizzazione (denominata IPPC ossia Integrated Pollution Prevention and Control) è stata rinnovata con 5 anni di anticipo rispetto alla sua naturale scadenza e vale per altri 12 anni ossia fino al 2034. Sarà un caso, ma giusto 11 giorni prima di essere nominato ministro (nel febbraio 2021) Cingolani aveva firmato un accordo, o come si dice nel gergo, una joint-venture fra le due aziende, la Solvay e la Leonardo: ça va sans dire.
La Solvay è talmente integrata nella vita locale della comunità toscana che il nome del paese di Rosignano è in effetti Rosignano Solvay e questo perché sono più di 100 anni che lo stabilimento Solvay è a Rosignano con quel che ne consegue e che andiamo a presentare brevemente.
Sul numero di settembre 2021 di Vogue Italia, una rivista di moda c’è una foto di una spiaggia bianchissima ed un mare dai colori spettacolari (a destra); è la spiaggia prospiciente allo stabilimento della Solvay di Rosignano; invertendo la visuale di 180°(foto a sinistra) lo stabilimento compare sullo sfondo (mica tanto) a dimostrare come cambiare punti di vista è facile e spesso produttivo.
Il giornale Il Tirreno scrive a riguardo:nelle scorse ore è arrivata la nota di Francesco Berti, deputato labronico del Movimento Cinque Stelle. «Vogue Italia alimenta la narrazione truffaldina delle “Maldive toscane”, quelle di Rosignano Solvay. Un Luogo rappresentativo di “un nuovo inizio” (titolo e tema, come detto, del nuovo numero, ndr), dove sfoggiare la bellezza in tutte le sue forme. Niente di più ipocrita, falso e crudele». E aggiunge il deputato livornese: «Inutile nascondersi, le spiagge bianche sono sinonimo di avvelenamento dell’ambiente da parte di una multinazionale cui nessuno ha mai propriamente chiesto il conto. Se il fotografo avesse ruotato il suo obiettivo di 180 gradi, avrebbe immortalato la Springfield della Toscana”
Springfield è la città dei Simpson, con la sua grande centrale nucleare dove il capofamiglia del famoso fumetto lavora.
Il Gruppo Solvay, fondato in Belgio da Ernest Solvay nel 1863 ha sede a Bruxelles ed opera nel settore chimico e delle materie plastiche in 64 paesi con oltre 24mila dipendenti ed un fatturato superiore a 10 miliardi di euro. Solvay è particolarmente nota per la produzione di carbonato di sodio, mediante l’applicazione del cosiddetto “processo Solvay all’ammoniaca”. La Solvay rappresenta attualmente uno dei più importanti gruppi chimici presenti in Italia con 1.900 dipendenti in sette siti produttivi localizzati a: Ospiate (Milano), Spinetta Marengo (Alessandria, ne abbiamo parlato discutendo di PFAS), Mondovì (Cuneo), Livorno, Massa, Rosignano Solvay (Livorno) e Bollate (Milano).
Il ciclo produttivo dello stabilimento di Rosignano, che esiste dal 1912 ed impiega oggi meno di 500 dipendenti rispetto alle migliaia di appena qualche anno fa, è complesso e prevede molti aspetti non illustrati nella figura qui sopra; questa figura per esempio non dice da dove vengono due dei materiali importanti, ossia l’acqua e il sale che servono in grande quantità per l’impianto cloro-soda.
In effetti gli effetti ambientali sono enormi e si estendono ben al di fuori dello spazio dello stabilimento o delle immediate vicinanze; il sale dalle miniere di Volterra, quasi interamente, e di altre località toscane, acqua dai fiumi Cecina e Fine, quest’ultimo sbarrato in un lago di origine artificiale, il Santa Luce, che lascia poi passare poca acqua.
Da tenere presente che la salina di Volterra per la sua natura non può essere coltivata estraendo a secco perché è fatta di lenti poco spesse e dunque viene estratta mediante un flusso di acqua che la trasforma in salamoia.
In conclusione il totale dell’acqua “assoggettata” alla produzione dello stabilimento di Rosignano è veramente enorme (stimata in oltre cento milioni di metri cubi all’anno) e comporta un’alterazione ambientale notevole, che non viene direttamente considerata quasi in nessuna valutazione diretta sugli effetti ambientali del sito Solvay. Diciamo che il dissesto geologico del territorio di Volterra ha avuto un bel contributo da questa estrazione, che oggi è dedicata in prevalenza a Solvay.
Ultima cosa da dire è quanto paga la Solvay per l’acqua; non paga nulla per il dissesto ambientale corrispondente sia geologico che ecologico, ma paga anche pochissimo l’acqua come tale: 4 centesimi di euro a m3 fate voi il confronto con i costi tipici dell’acqua, che certo non è potabile, non tutta almeno, ma che sul mercato dell’acqua italiana costa in genere dieci volte di più alle grandi industrie che la comprano (sui 40centesimi al metro cubo).
In modo simmetrico un altro problema ambientale si verifica per l’emissione diretta in mare, dal famoso Fosso Bianco, del residuo di calcare e cloruro di calcio e altri composti inorganici che si depositano sul fondo marino per molti chilometri quadrati modificando enormemente la natura ecologica della zona circostante lo stabilimento. Il polo industriale Solvay è infatti dotato di un unico punto di scarico finale (SF) nel Fosso Bianco in cui afferiscono gli scarichi parziali derivanti, dalle Unità produttive Clorometani ed Elettrolisi della Società Inovyn SpA e dalle Unità produttive Perossidati e Sodiera/Cloruro di calcio della Società Solvay Chimica Italia SpA.
Gli effetti ecologici sono ancora in valutazione e non riesco a darvene conto, ma l’arretramento della pianura di posidonia è documentato. Nei confronti di questo problema c’è stata una iniziativa scientifica e pubblica con il tentativo di reimpianto della posidonia, documentato in uno dei documenti citati in fondo; tale tentativo a distanza di anni manifesta molte criticità e non ha avuto il successo sperato (progetto SEPOSSO).
“è necessario evidenziare che la prateria di Posidonia oceanica ha subito nel tempo una regressione verso il largo del proprio limite superiore, causata dall’elevato apporto di sedimenti presenti nello scarico. Tale situazione, sulla quale non sono disponibili informazioni quantitative recenti, sarà oggetto di indagini successive, in fase di programmazione”
Oltre che sull’ecologia l’attenzione pubblica e di varie associazioni ambientaliste si è soffermata nel corso del tempo sugli apporti di metalli pesanti che sono stati scaricati in oltre un secolo in questo tratto di costa e che hanno avuto due origini, una naturale ed una artificiale; naturale perché quel tratto di costa raccoglie le piogge che arrivano su minerali naturali ricchi di certi metalli pesanti, ma anche artificiali perché nel carbonato di calcio residuo delle lavorazioni ci sono alte percentuali di arsenico, mercurio e cromo (nel solo 2017 3.88 ton di arsenico, 3.7 di cromo e 59 kilogrammi di mercurio per dichiarazione Solvay); in totale si stima che nei decenni di attività la Solvay di Rosignano abbia scaricato dalle decine alle centinaia di tonnellate di questi metalli nel mare antistante.
Questo mare è valutato contraddittoriamente: pulito dal punto di vista microbiologico,(tanto da avere una valutazione di “eccellente” dal punto di vista biologico, ossia assenza di Escherichia Coli ed Enterobacter) ma il suo inquinamento in mercurio è parecchio più alto del massimo valore ammissibile; dunque il mare non è balneabile, ma di fatto costituisce una attrazione turistica a causa del colore bianco delle spiagge a sua volta causato dagli scarichi di carbonato di calcio.
Nel 2003 (quando la Solvay scaricava 200mila ton/anno di polveri o meglio di solidi sospesi) ci fu un accordo di programma fra l’amministrazione pubblica e la Solvay per ridurre gli scarichi a “sole” 60mila tonnellate; ma si vide ben presto che questo valore non era possibile tecnicamente alla Solvay la quale non lo ha mai rispettato; l’amministrazione pubblica rifacendosi ai valori e metodi di livello europeo stabilì allora un livello 250mila ton/anno che è il valore che il ministro Cingolani ha confermato per altri 12 anni pochi mesi fa. Comunque prima di arrivare a questa conclusione l’amministrazione pubblica in varie forme ha finanziato per decine di milioni di euro l’aggiornamento ambientale Solvay.
Cerchiamo di seguire il ragionamento Solvay e del Ministero; questo ragionamento si basa sulle cosiddette BAT e sulle corrispondenti BREF; di che si tratta? BAT= Best available techniques, migliori tecniche disponibili mentre BREF significa BAT references documents, documenti di riferimento delle BAT; questi documenti finalizzati a rendere diffusa ed efficace la conoscenza sulle BAT disponibili, sono predisposti a livello europeo e sono disponibili sul sito dell’European IPPC Bureau.
La logica delle BAT è riconoscere che c’è un rischio accettabile e che occorre bilanciare rischio ambientale e beneficio produttivo. Su questa base il gestore dello stabilimento di Rosignano afferma che dato che le sue emissioni si collocano al di sotto dei valori di emissione previsti dalle BAT per unità di prodotto non c’è modo di abbassare ulteriormente gli scarichi.
Ovviamente questo ragionamento è valido a condizione che non si consideri la possibilità di abbassare la produzione!
Ecco allora che attraverso un mezzo tecnico (le BAT) si accetta la logica di produzione continuamente crescente; tenete presente che nel 2003 la Solvay di Rosignano scaricava già 200mila ton di residui/anno; alla fine del processo di aggiornamento quando la Solvay rifiuta l’accordo del 2003 e il Ministero accetta la logica BAT-BREF (siamo nel 2015) la emissione totale SALE a 250mila tonnellate; dunque non si dice solo che non si può scendere sotto un tot di emissioni per kg di prodotto ma che la produzione DEVE salire; è un po’ la versione adattata del paradosso di Jevons (se aumenta la produttività in realtà non si lavora di meno ma di più perché si allarga il mercato e sale la produzione); per questa seconda implicita scelta non c’è spiegazione logica a parte quella indicata socialmente dai numeri che mostravo prima; se uno riduce la produzione, riduce l’occupazione e questo ha un costo sociale: nessuno lo dice ma questo è quanto in un posto che dipende di fatto dalla Solvay.
Sono rimaste poche voci che protestano contro questa situazione; il precedente ministro dell’ambiente Costa ha dichiarato che non poteva non concedere la deroga sulla base delle BAT e che dunque occorre cambiare le regole europee; l’ARPAT scarica sul ministero e sulle regole esistenti; alcuni medici fanno notare che i problemi di inquinamento di metalli pesanti ci sono, ma sono (anche giustamente) interessati a far notare un altro aspetto dell’attività Solvay che si evidenzia facilmente: fra gli operai dello stabilimento ci sono decine di casi di mesotelioma pleurico (il 300% dei casi in più rispetto al numero atteso in quella popolazione); questo vuol dire una cosa sola: AMIANTO; le cause sono in corso.
In questa situazione quasi kafkiana, in cui la Solvay nonostante questi ed altri problemi ambientali (l’impianto di Spinetta Marengo di cui abbiamo parlato discutendo di PFAS, vedi qui), è quotata alla Borsa di Bruxelles, con il massimo dei voti (tripla A per l’ambiente), rilasciato da parte delle agenzie (come Msci) che danno i “voti” alle aziende, anche se operano in campo chimico o petrolifero, questo fatto ha prodotto degli anticorpi interni all’ambiente industriale e finanziario.
Ormai miliardi di dollari vanno su asset Esg cioè Environmental, Social and Governance, (ossia le istanze ambientali, sociali e di governance) che sarebbero i criteri chiave di natura non finanziaria che gli investitori possono integrare nel loro processo d’investimento e l’affare sta diventando enorme, si parla di investimenti ESG totali che raggiungono i 50 trilioni di dollari nel mondo; dunque fregiarsi di questo titolo è importante per chi va in borsa.
Cosa succede allora? Ce lo racconta Il Sole -24 ore: Bluebell, società londinese guidata dagli italiani Marco Taricco, Giuseppe Bivona e Francesco Trapani, famosi per le battaglie assembleari su Telecom, Ansaldo Sts e per l’ingresso in Mediobanca, ha avviato un’azione ormai di moda tra i fondi attivisti: si chiama «One Share Esg Campaign», nella quale i fondi mettono a disposizione la propria esperienza per causa ambientaliste, chiedendo alla società nel mirino determinati e immediati interventi. Dopo averne acquistato una sola azione han diritto di dire la loro e Bluebell ha iniziato a fare domande e proposte scomode chiedendo la testa dell’attuale AD della Solvay di Rosignano; potrà questa strategia riuscire dove han fallito le altre?
Vedremo; noi chimici dovremmo dire la nostra; in particolare cosa può fare la Solvay per ridurre VERAMENTE il suo impatto ambientale? Quali tecniche si possono applicare per migliorare le cose, per esempio far depositare gli effluenti prima di scaricare l’acqua in mare? Costa; ma quanto costa alla società italiana un inquinamento che dura da oltre 100 anni?
Devo dire che non è banalissimo trovarlo ma ci si riesce con un po’ di attenzione, se qualcuno lo vuole posso mandarglielo via mail in pdf. Se cliccate sull’indirizzo qui sopra è il primo documento della lista, poco meno di 5 megabytes.Nella medesima lista anche gli altri documenti allegati; non sono veri pdf e non si può usare il search, sono documenti grafici leggibili ma poco usabili tecnicamente.
Un recente articolo di Licia Troisi, la conduttrice di Terza Pagina RAI 5 ha portato alla luce una interessante storia dalla quale in anticipo si possono ridurre due conclusioni: non è vero quanto si scrive circa la scienza- materia per uomini concetto peraltro più volte ed in sedi diverse già contrastato e poi che sulla base di ricerche successive trovano a volte la loro prima essenza meno noti eventi e fatti precedenti che finiscono per riavere la giusta visibilità.
Il caso descritto è quello di Augusta Ada Byron figlia del grande poeta Byron (da lei però mai conosciuto) e della matematica Anne Isabel Milbanke, meglio conosciuta come Ada Lovelace, l’incantatrice di numeri.
Galeotta fu l’attrazione che provò per il matematico Charles Babbage. Da una corrispondenza fra di loro uscì uno scritto di lei che di fatto conteneva il primo programma per computer. Era stata stimolata dalla Macchina Analitica costruita su progetto originario del suo amore Charles Babbage che non si limitava a calcolare i valori delle funzioni ma, nelle intenzioni del suo ideatore, sarebbe stata in grado di compiere calcoli di qualsiasi genere: si tratta del primo esempio di macchina che ragiona come un moderno computer.
Ada già appassionata al funzionamento del sistema nervoso e del cervello restò affascinata dalla macchina Analitica e ne cominciò a studiare le potenzialità e quali calcoli si sarebbero potuti portare a termine, si concentrò insomma sul software da collegare all’hardware di Babbage. Così in un suo successivo scritto a commento della macchina di Babbage, Ada descrisse un algoritmo-un elenco di istruzioni- che avrebbe permesso alla macchina di Babbage di calcolare i numeri di Bernoulli, ossia una successione di numeri razionali utili in una vasta gamma di problemi matematici.
Quello ora riportato è un caso di ieri diuna scienziata per caso. Oggi l’attenzione per la donna è sbocciata anche nell’organizzazione di impresa con importanti riconoscimenti alle manager donne che da una serie di analisi condotte nel mondo stanno dimostrando di essere le trascinatrici verso la crescita. Secondo i dati di Manageritalia, la Federazione Nazionali dei Dirigenti, il bilancio 2020 si è chiuso con un + per loro ed un – per i loro colleghi uomini e nel 2021 la crescita nel terziario è a 2 cifre per le donne ed a una sola per gli uomini. La percentuale complessiva di donne manager in Italia e pari al 19,1 %,ma con un aumento di quasi il 5% fra 2020 e 2021. Dove questo avanzamento non si avverte, anche se un’inversione di tendenza già si intravede, è nel caso delle neo imprese e delle imprese in crisi: in questi casi quando l’azienda cerca un responsabile a tempo si affida prevalentemente ad uomini.
Un altro aspetto negativo si coglie nei gradi più alti: cioè più si sale più si fatica per una donna, come dimostra la percentuale degli amministratori delegati scesa dal 4 al 3%. Questo dato è tanto più negativo se lo si confronta con il + 13 % dell’Europa dove l’emergenza COVID ha proprio spinto per un maggiore impegno delle donne al top: prima del covid il suddetto dato era solo un 8% a dimostrazione della fiducia nella donna nelle contingenze difficili.
Il diagramma di Ada Lovelace per calcolare i numeri di Bernoulli, che servono nel calcolo delle potenze di interi successivi a loro volta utili in molti campi di applicazione.
L’Organizzazione Mondiale della Sanità definisce una terza età sana il processo che sviluppa e mantiene l’abilità funzionale che rende possibile il buono stato in vecchiaia, il cui mantenimento richiede particolare attenzione alla nutrizione.
In questo senso l ‘attenzione si è concentrata sulle microalghe per il loro contenuto di composti. antiossidanti, anticancro, antidiabetici, antiipertensivi, antiiperlipidemici. Le alghe sono state presenti in molte fasi della mia vita di ricerca: come indicatori ambientali (la loro doppia funzione, fotosintetica e respiratoria, è molto sensibile alla qualità ambientale), come sensori di tossicità, come materia prima per composti di restauro della carta degradata, come risorsa alimentare.
Prima di parlare di quest’ultima su cui è incentrato questo post vorrei parlare brevemente del sensore ambientale e di tossicità: in ragione della suddetta doppia funzione le alghe consumano ossigeno al buio e ne producono alla luce; entrambi i processi e quindi, in un’alternanza luce/ buio, l’andamento della concentrazione dell’ossigeno nel tempo risente delle condizioni di qualità ambientale e della tossicità di composti messi a contatto con le alghe.
Circa invece le applicazioni nel campo dei Beni Culturali, esse derivano dalla possibilità di estrarre dalle alghe polisaccaridi capaci, con le loro catene molecolari, di ricomporre quelle della cellulosa frammentate nei processi di degradazione della carta.
Tornando agli aspetti alimentari negli anni 80 la mia università, nell’ambito di un accordo con Cuba, aveva sviluppato una ricerca di caratterizzazione e valorizzazione delle alghe cubane come risorsa alimentare. Rilevo con piacere che dopo 40 anni questo tema presenta spunti di rinnovata attualità. La spirulina è stata per secoli considerata come un superalimento consumato come polvere disidratata, pasticche, tavolette o anche come prodotto fresco, in relazione alle sue eccellenti componenti proteiche. Questo cianobatterio è anche un’ottima fonte di ferro e selenio ed inoltre delle vitamine A, E, D, del gruppo B e K, di elementi minerali come calcio, magnesio, di carboidrati, acidi grassi, pigmenti.
Chlorella è un’altra alga verde unicellulare con una composizione proteica al 60%, grassa al20%, carboidratica al 20%, anch’essa ricca di vitamine, minerali e fitonutrienti.Una sua capacità particolare è stata di recente esaltata: si tratta di controllore del peso, proprietà molto richiesta in una società dove la componente obesa non è trascurabile. Un’altra proprietà, più nota da tempo, è quella nutraceutica per il controllo del colesterolo, della sintesi epatica degli acidi grassi, della secrezione di insulina. La spirulina è anche ricca di fibre come il betaglucano che viene metabolizzato ad acidi grassi a catena corta come il propionato.
I betaglucani promuovono anche la crescita di probiotici, mentre il propionato ha proprietà antiinfiannatorie. La chlorella per parte sua, se consumata in concomitanza allo svolgimento di attività fisica aerobica, aiuta significativamente nel miglioramento del controllo glicemico attraverso l’accresciuta attivazione del segnale di fosforilazione dei muscoli. Da quanto detto non è improprio quanto alcuni affermano circa la natura di alimenti funzionali di queste alghe.
L’attività biologica della Spirulina e della Chlorella vulgaris nel controllo del peso e nella protezione della salute in terza età è attribuita alla loro composizione in acidi grassi come linoleico, arachidonico, linolenico determinanti per il metabolismo cellulare e tissutale, inclusi la regolazione della fluidità della membrana, il trasporto di ossigeno, l’adattamento termico. Si tratta per tutte e 2 le alghe di materiali commerciali prodotti in molti Paesi nel mondo. Per la chlorella, di cui peraltro a seconda del processo di produzione esistono diversi tipi (verde, gialla, bianca), la produzione mondiale è pari a 2000 tonn/anno. La produzione avviene in condizioni fotoautropiche all’aperto o eterotropicamente in adatti fermentatori.
La Chimica e la Società 