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“Contaminazione da microplastiche nell’acqua corrente di tutto il mondo”: Houston, abbiamo un problema?

In evidenza

Claudia Campanale*

Il giorno 25 Agosto scorso mi trovavo in Germania presso l’Istituto Federale di Idrologia di Coblenza per svolgere parte del mio dottorato di ricerca sulle microplastiche nell’ambiente acquatico quando ricevo una telefonata da parte di uno dei giornalisti che stava seguendo il caso “Microplastiche nell’acqua potabile”. Il giornalista mi parla dell’inchiesta in corso preannunciandomi i risultati della ricerca condotta dall’Università statale di New York e del Minnesota e da Orb Media che sarebbero poi stati pubblicati il 05 settembre 2017 sul “the guardian” e secondo cui l’83% dei campioni di acqua potabile prelevati da tutto il mondo conterrebbero microscopiche fibre di plastica.

https://www.theguardian.com/environment/2017/sep/06/plastic-fibres-found-tap-water-around-world-study-reveals

Il giornalista inoltre, mi chiede di analizzare tre campioni di acqua prelevati dalle fontane pubbliche di Roma per avere un controllo su altri tre campioni prelevati dagli stessi punti e analizzati contemporaneamente dall’Università del Minnesota.

Al momento a livello globale non sono state mai eseguite azioni di intercalibrazione tra laboratori e non sono disponibili standards di qualità a cui far riferimento. A causa della mancanza di protocolli standardizzati per il campionamento, l’estrazione, la purificazione e la caratterizzazione delle microplastiche, la comparabilità dei dati disponibili rimane altamente limitata, soprattutto per quanto riguarda: la definizione delle diverse classi dimensionali, le procedure di campionamento, i metodi analitici e i valori di riferimento.

Generalmente l’analisi delle microplastiche in matrici ambientali consta di tre fasi: campionamento, estrazione, quantificazione e identificazione.

1° Step: CAMPIONAMENTO

Il primo aspetto da considerare riguarda proprio il significato insito nella definizione di campionamento che secondo i metodi analitici per le acque APAT-IRSA è la seguente:

“Il campionamento può definirsi come l’operazione di prelevamento della parte di una sostanza di dimensione tale che la proprietà misurata nel campione prelevato rappresenti, entro un limite accettabile noto, la stessa proprietà nella massa di origine. In altre parole, il fine ultimo del campionamento ambientale è sempre quello di consentire la raccolta di porzioni rappresentative della matrice che si vuole sottoporre ad analisi“.

La qualità dei risultati di un’analisi è quindi strettamente correlata a quella del campione prelevato; ne consegue che il campionamento risulta essere una fase estremamente complessa e delicata che incide in misura non trascurabile sull’incertezza totale del risultato dell’analisi.

Così come indicato nei Metodi analitici ufficiali per le acque destinate al consumo umano (D.Lgs. 31/2001), per individuare le caratteristiche di qualità di un’acqua e per seguire le sue variazioni temporali è innanzitutto necessario che i campioni da analizzare siano il più possibile rappresentativi delle reali condizioni qualitative e quantitative esistenti nella matrice. Al momento del campionamento è necessario dunque considerare con attenzione i volumi di acqua da prelevare. Essi vanno definiti in funzione dei parametri da determinare e comunque devono essere superiori al minimo necessario per procedere allo svolgimento degli esami richiesti.

Seguendo le metodiche di campionamento utilizzate dai ricercatori dell’Università del Minnesota i tre campioni da analizzare prelevati dalle fontane pubbliche di Roma sono stati campionati in bottiglie di HDPE per un volume totale di 500 ml a campione. In relazione a questa prima fase di campionamento ciò che desta maggiore perplessità è proprio la rappresentatività del campione relativamente all’esiguo volume di acqua campionato. Un volume di 500 ml è abbastanza rappresentativo per avere un valore che si discosti sufficientemente da quella che è la contaminazione ambientale di fondo e avere quindi un risultato superiore al valore del bianco? Basti pensare che, studi finalizzati a determinare la concentrazione di microplastiche a valle di impianti di trattamento delle acque reflue, utilizzano, per l’analisi delle microplastiche, un volume di campione che varia tra i 50 e i 100L (Mintening et al., 2016, Murphy et al., 2016, Carr et al., 2016).

Inoltre, diverse ricerche specifiche dimostrano che determinare la contaminazione ambientale derivante dalla deposizione atmosferica di microfibre sintetiche o dall’abbigliamento dei ricercatori risulta indispensabile per garantire che il contenuto di plastica nel campione analizzato non venga sovrastimato (Hanvey et al., 2017). Pertanto, valutare l’affidabilità della metodica utilizzata mediante test di validazione e bianchi ambientali risulta indispensabile per riportare i risultati di uno studio.

Un secondo aspetto da tener presente in questa prima fase riguarda il concetto di incertezza. Attualmente è accettato che, nel momento in cui tutte le componenti di errore siano state valutate e le relative correzioni apportate, rimanga tuttavia un’incertezza sulla correttezza del risultato. L’incertezza in generale può essere valutata dalla distribuzione statistica dei risultati di una serie di misurazioni e può essere caratterizzata mediante il calcolo delle deviazioni standard.

I tre campioni di controllo, prelevati dalla città di Roma, sono stati campionati in singola copia senza replicati, quindi non è stato possibile calcolare il livello di incertezza associato al risultato analitico.

Inoltre, secondo la guida EURACHEM/CITAC e la UNI CEI ENV 13005 “Guida all’espressione dell’incertezza di misura” , nel riportare il risultato di una misurazione è necessario:

– specificare il misurando;

– descrivere chiaramente i metodi usati per calcolare il risultato di una misurazione e la sua incertezza dalle osservazioni sperimentali e dai dati di ingresso;

– identificare le sorgenti di incertezza e documentare in modo esauriente come esse sono state valutate;

– quantificare le componenti dell’incertezza;

– calcolare l’incertezza combinata o composta;

– presentare l’analisi dei dati in modo tale che ogni passaggio possa essere agevolmente seguito e che il calcolo del risultato riportato possa essere ripetuto in modo autonomo, se necessario;

– fornire le correzioni e le costanti utilizzate nell’analisi e le loro fonti.

Nell’articolo pubblicato sul “the guardian” non viene descritta nessuna delle metodologie utilizzate per il campionamento, l’estrazione, la quantificazione e l’identificazione delle microplastiche trovate nei campioni analizzati. I risultati pubblicati fanno riferimento ad una concentrazione di microplastiche (espressa come numero di fibre/500mL) senza alcun valore di deviazione standard associato.

2° Step ESTRAZIONE

Al campionamento segue la fase di estrazione, che consiste in una serie di steps volti a separare le microplastiche dalla loro matrice per mezzo di una degradazione chimica e/o enzimatica della sostanza organica interferente, seguita da una separazione densimetrica e da una filtrazione finale del campione. Va detto che questa fase risulta essere la più complicata e, al momento, non esiste una metodica che permetta una rimozione del 100% della componente naturale con un recupero del 100% delle particelle sintetiche. Tuttavia, per campioni di acqua potabile, la degradazione chimica e/o enzimatica non è strettamente necessaria in quanto si presuppone un contenuto di matrice basso o pressoché inesistente, pertanto risulta fondamentale la caratterizzazione chimica.

3° Step QUANTIFICAZIONE e IDENTIFICAZIONE

Una volta che le particelle sono state separate dalla matrice, la quantificazione richiede la pesatura o il conteggio, compito assai difficile soprattutto per le particelle appena visibili ad occhio nudo. La caratterizzazione visiva del campione al microscopico (Visual Sorting) tuttavia presenta un elevato rischio di sovrastima a causa di grandi quantità di sostanze di origine naturale (parti di animali, minerali, fibre di origine naturale, ecc.) ancora presenti negli estratti (Dekiff et al., 2014). Da qui l’identificazione chimica delle particelle estratte risulta indispensabile a valle di una pre-caratterizzazione al microscopio allorquando diversi studi affermano che fino al 70% delle particelle visivamente identificate al microscopio vengono poi, in seguito ad una caratterizzazione chimica, identificate come falsi positivi (Hidalgo-Ruz et al., 2012, Hanvey et al., 2017).

Tra le tecniche consigliate per la corretta identificazione di materie plastiche vi sono spettroscopia Raman o FTIR, o pirolisi-GC / MS (Löder et al., 2015).

Come già accennato precedentemente, l’articolo pubblicato sul “the guardian”, manca dei riferimenti metodologici utilizzati dai ricercatori per eseguire l’analisi delle microplastiche seguendo un approccio scientifico rigoroso che, in questa fase ancora embrionale della ricerca, risulta indispensabile al fine di avere risultati attendibili. Inoltre ciò che desta maggiore scetticismo è che i risultati presentati dai colleghi siano stati divulgati, a livello mondiale, prima ancora della pubblicazione ufficiale di un articolo scientifico su una rivista accreditata.

 

Come ultimo aspetto da approfondire, prima di diffondere allarmismi su scala globale, particolarmente importante è ampliare la conoscenza di quelli che sono gli impatti delle microplastiche sull’ambiente e sulla salute.

Ad oggi non sono ancora state definite “concentrazioni prevedibili senza effetti (PNEC)” e “concentrazioni ambientali previste (PEC)” per le microplastiche presenti nell’ambiente e, non esistono nemmeno approcci alternativi per la valutazione del rischio delle materie plastiche.

Ciò che sappiamo al momento è che una serie di studi ha messo in luce la possibile ingestione di microplastiche da parte di pesci e molluschi in ​​condizioni naturali, sollevando diverse preoccupazioni; si pensa che le particelle possano provocare una risposta biologica attraverso meccanismi fisici e chimici. In primo luogo, sono stati riscontrati danni fisici come abrasioni interne e blocchi ed è stato dimostrato che le microplastiche possono causare lesioni che portano alla necrosi cellulare, all’infiammazione e a lacerazioni dei tessuti nei tratti gastrointestinali di alcuni organismi acquatici. In secondo luogo, l’elevata persistenza e galleggiabilità della plastica la rende un vettore ideale per il trasporto di specie aliene e per il potenziale rischio di dispersione di agenti patogeni per lunghe distanze. La colonizzazione da specie invasive è considerata come una delle più grandi minacce alla biodiversità globale. In terzo luogo, le microplastiche potrebbero essere considerate come possibili micro assorbitori di contaminanti organici (alteratori endocrini, POP) e metalli in tracce in grado di aumentarne la biodisponibilità negli organismi e di fungere da trasportatori in sistemi acquatici ed a lungo raggio in aree remote. Tuttavia, non è stato dimostrato in modo convincente che ciò avviene in condizioni naturali (Hermsen et al., 2017). In questa fase della ricerca quello di cui siamo certi è che le plastiche sono ubiquitarie, si frammentano in microplastiche e, probabilmente, la loro dispersione nell’ambiente è destinata ad aumentare; ciò di cui non siamo a conoscenza è la tossicità e le conseguenze a livello ecologico delle microplastiche in quanto non è ancora stata fatta una valutazione del rischio.

Houston, abbiamo un problema?

 

Bibliografia 

Carr S.A., Liu J., Tesoro A.G., 2016. Transport and fate of microplastic particles in wastewater treatment plants. Water Res. 91, 174 e 182.

Dekiff J.H., Remy D., Klasmeier J., Fries E., 2014. Occurrence and spatial distribution of microplastics in sediments from Norderney. Environmental Pollution 186 (2014) 248e256.

Löder, M. G. J. & Gerdts, G., 2015. Methodology used for the detection and identification of microplastics – A critical appraisal in Marine Anthropogenic Litter (eds Bergmann, M. et al.) Ch. 8, 201–227 (Springer, 2015).

Murphy, F., Ewins, C., Carbonnier, F., Quinn, B., 2016. Wastewater treatment works (WwTW) as a source of microplastics in the aquatic environment. Environ. Sci. Technol. 50, 5800e5808.

Hanvey J. S., Lewis P.J., Lavers J.L., Crosbie N.D., Pozo K., Clarke B.O. 2017. A review of analytical techniques for quantifying microplastics in sediments. Anal. Methods 9, 1369.

Hermsen E., Pompe R., Besseling E., Koelmans A.A. 2017. Detection of low numbers of microplastics in North Sea fish using strict quality assurance criteria. Marine Pollution Bullettin, http://dx.doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.06.051.

Hidalgo-Ruz V, Gutow L, Thompson RC, Thiel M. 2012. Microplastics in the marine environment: a review of the methods used for identification and quantification. Environ Sci Technol. 46:3060 − 3075.

Mintenig S.M., Int-Veen I., Löder M.G.J., Primpke S., Gerdts G., 2016. Identification of microplastic in effluents of waste water treatment plants using focal plane array-based micro-Fourier-transform infrared imaging. Water Research, http://dx.doi.org/10.1016/j.waters.2016.11.015

*Claudia Campanale è laureata in biologia presso UniBa con il massimo dei voti, sta svolgendo un dottorato in Chimica  con un tutor di eccezione, Angela Agostiano e proprio sul tema del campionamento, estrazione, quantificazione e caratterizzazione di microplastiche presenti in acque interne superficiali; ha  fatto esperienza in Italia e Germania sui temi dell’inquinamento ambientale, della sua caratterizzazione e della sua eliminazione.

Il tallio, i piccioni e i giornali.

In evidenza

Claudio Della Volpe

In questi giorni circola sui giornali una notizia su una famiglia di Desio che dopo una vacanza ha scoperto di essersi avvelenata col tallio; due dei componenti, padre e figlia, entrambi anziani sono deceduti e ce ne spiace, ovviamente.

Ma sono qui a scrivere di questo episodio di cronaca sia perchè ha a che fare con la chimica sia (soprattutto) per il modo in cui i giornali grandi e piccoli ne parlano stavolgendone il senso e inventandosi addirittura notizie inesistenti.

(da Wikipedia)

Il Tallio è un elemento del gruppo 13/III, elemento pesante, ma con lo stesso stato ionizzato principale +3 di Boro ed Alluminio; ma come anche gli elementi più pesanti di questo gruppo Gallio e Indio, il Tallio aggiunge uno stato +1. Le dimensioni dello ione +1 sono simili a quelle del Potassio e qua starebbe il busillo del Tallio. Il Tallio è considerato un potentissimo veleno, anche se l’esatto meccanismo rimane ancora sconosciuto; le ipotesi più significative sono le seguenti: alterazione del metabolismo del glutatione, stress ossidativo e alterazione della omeostasi del potassio.

Questi meccanismi sarebbero giustificati dicevo dalla somiglianza delle dimensioni ioniche dello ione Tl+ e dello ione K+.

Come sapete le dimensioni ioniche non sono banali da stimare e dipendono da una serie di fattori complessi, dovendo anzitutto chiarire se ci si riferisce alle dimensioni dello ione nel reticolo cristallino o in soluzione; ma ancora dipendono dal tipo di coordinazione. Evito dunque di prendere dati in giro da lavori sperimentali o programmi di calcolo per “provare”, come è scritto anche su wikipedia, che i raggi sono simili o perfino uguali.

Secondo me si tratta piuttosto di un “comportamento” analogo, che inganna almeno sul breve periodo alcuni dei meccanismi di discriminazione della cellula. Alla fine si tratta di reazioni specifiche che consentono di usare l’uno o l’altro ione; se la somiglianza è sufficiente il Tallio passa la reazione ma viene poi scambiato nei processi successivi dove però la somiglianza è inferiore e di qua parte l’effetto di avvelenamento.

Ci vogliono giorni o perfino settimane perchè le differenze si manifestino e portino a situazioni molto pericolose e mortali; per questo motivo il Tallio viene considerato un veleno perfetto, il veleno dell’avvelenatore, che consentirebbe di uccidere e fuggire senza destare sospetti.

Il sale più comune è il solfato di Tallio, che è anche insapore ed è stato usato come topicida per un certo periodo. Ma è un sale e dunque una sostanza ben poco volatile; perchè faccio notare questo?

Vediamo cosa hanno scritto i giornali:

Il Corriere della Sera del 30 settembre:
http://milano.corriere.it/notizie/cronaca/17_settembre_30/avvelenata-tallio-62enne-coma-colpa-escrementi-piccione-b83b0a50-a5e1-11e7-8477-789085dabc53.shtml

Da venerdì sera i carabinieri di Desio stanno indagando per capire come la famiglia possa aver inalato il tallio. Secondo una prima ipotesi, la sostanza potrebbe essere stata usata per una campagna di disinfestazione dei campi vicino all’abitazione. Ma forse è più probabile che l’avvelenamento sia stato provocato da un’esposizione prolungata a escrementi di piccione, che contengono sostanze altamente tossiche, tra cui il tallio, come confermato da ricerche dell’Oms. L’infestazione di piccioni sarebbe avvenuta nel fienile della casa-vacanza. Le esalazioni delle sostanze contenute negli escrementi, inalate per un tempo prolungato, potrebbero essere state la causa dell’avvelenamento.”

Pensate un pò! Esalazioni di un sale provenienti dagli escrementi di piccione? A parte che se gli escrementi fossero così velenosi i primi a risentirne sarebbero i piccioni, per i quali il Tallio è altrettanto velenoso che per noi. E’ una notizia che è stata poi destituita di ogni fondamento, ma non si sa come l’abbia avuto e da chi questo fondamento. L’OMS avrebbe detto che il tallio è contenuto negli escrementi di piccione?
Giuro che ho cercato come un pazzo ma ho solo trovato lavori vari in cui l’OMS ha usato il contenuto di tallio nel corpo o nelle feci degli animali (fra i quali anche i piccioni) per provare che certi impianti (per esempio i cementifici) inquinano l’ambiente in termini di metalli pesanti; per esempio qui: http://www.townsendletter.com/Jan2016/thallium0116_3.html oppure qui

https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0ahUKEwiS0ZPl-9PWAhVnIsAKHe0vDygQFgg0MAI&url=http%3A%2F%2Fapps.who.int%2Firis%2Fbitstream%2F10665%2F37931%2F2%2F9241561734_eng.pdf&usg=AOvVaw2VwgH2Pp5qZS-V5DtYc7Bh

Oh la fantasia del Corrierone!

Il Secolo XIX addiritura titola:

http://www.ilsecoloxix.it/p/italia/2017/09/30/ASuGX4hJ-piccioni_escrementi_uccidere.shtml

I piccioni possono uccidere: donna in coma per aver inalato i loro escrementi

In un primo tempo i medici avevano pensato che la causa dell’avvelenamento delle due donne fosse un topicida, che le due donne tenevano evidentemente in casa a Nova Milanese. Il tallio, infatti, è una sostanza contenuta in alcuni topicidi. Analisi più approfondite da parte di carabinieri di Desio, su input della direzione sanitaria, hanno consentito di accertare, però, che le due donne erano state per un periodo prolungato in una casa-vacanze di famiglia, in campagna in provincia di Udine, nel cui fienile stazionano decine e decine di piccioni. I responsabili sanitari hanno riferito che il tallio si trova anche negli escrementi di piccione.”

Un metabolismo piccionesco contente tallio è una invenzione altamente creativa!

Anche perchè il Tallio non è un elemento comune in natura e dunque i poveri piccioni (che a me non stanno molto simpatici, topi con le ali) avrebbero avuto difficoltà a reperirne; ma certo poi avrebbero potuto anche avvelenare tutti i turisti di Piazza San Marco che da anni si respirano polvere di escremento di piccione!

Per uccidere ci vogliono alcuni mg pro chilo e dunque un mezzo grammo assorbito dalla polvere attraverso gli escrementi di piccione? Ma nemmeno se fossero fatti di tallio puro! Oh poveri noi!

Ragionevolmente il tallio può trovarsi in agenti topicidi, ma dovrebbero essere antiquati poichè l’UE lo ha escluso da questo uso proprio per la sua infida natura.

Potrebbe essere presente nell’acqua potabile o esserci stato erroneamente aggiunto attraverso l’uso di prodotti illegali, di cui casomai qualcuno si è liberato; potrebbe essersi trovato sparso su vegetali usati poi per l’alimentazione; le ipotesi ragionevoli non mancano; colpisce però che le prime ad esser fatte siano state quelle impossibili: esalazioni di sali e metabolismo del tallio nei piccioni.

Ancora più sicuro il Gazzettino:

http://www.ilgazzettino.it/nordest/udine/morto_padre_donna_intossicata_da_tallio_varmo_udine-3275907.html

I piccioni si sa sono veramente pericolosi spargitori di tallio!!!! Una scoperta da IGNobel!

Piano piano la verità si farà strada: i piccioni non c’entrano, ne sono sicuro: qualcuno avrà usato o scaricato un topicida o un insetticida in modo improprio avvelenando cibi o acqua; non vedo alternative. Anche la possibilità di una fonte naturale di Tallio appare alquanto difficile; nel mondo esiste una sola miniera di tallio, in Macedonia dove si scava la lorandite; in genere viene estratto come sottoprodotto di altre azioni minerarie oppure come sottoprodotto industriale (dall’arrostimento dellla pirite).

Conclusione: ma i giornali o chi li informa non potrebbero imparare un po’ di chimica prima di comunicare? O quanto meno rivolgersi a chi ne sa di più?

Fatemi chiudere con una quasi battuta; sembra che durante la guerra fredda l’FBI abbia considerato la possibilità (ma poi vi abbia rinunciato) di avvelenare Fidel Castro con il tallio, sparso nelle scarpe; pare che uno degli elementi del piano fosse che il tallio avrebbe potuto far cadere i peli della barba di Fidel, un effetto collaterale; ma dato che questo effetto arriva solo dopo un lungo avvelenamento il vantaggio mediatico non era poi così notevole per lottare contro i barbudos.

Ecco questa probabilmente è una bufala, ma date quelle di chimica che ci propinano i giornali, sono sicuro che nessuno me ne vorrà male.

Great Salt Lake, un grande laboratorio naturale.

In evidenza

Claudio Della Volpe

Pochi giorni fa AstroPaolo, ossia Paolo Nespoli, attualmente sulla Stazione Spaziale, ha fotografato il Grande Lago salato, nello Utah, NO degli Stati Uniti e si è chiesto da dove nascesse la strana differenza di colore che si nota dal satellite e che vedete riprodotta qui sotto. ”Il Great Salt Lake nello Utah, le cui acque sono più salate del mare! Qualcuno sa indovinare cosa sia la linea nel mezzo?” ha scritto AstroPaolo.

(Foto dall’ISS 2003, quando il lago a seguito di una serie di stagioni secche ha raggiunto le dimensioni minori in epoca storica, Nord in alto è più rosso, Sud in basso più verde)

Poi ha trovato la risposta che riporto qua da La Repubblica:
”Dagli anni ’50 le acque sono divise da una ferrovia! I due colori sono dovuti alle diverse alghe e batteri che abitano le due metà del lago”.

Ma è proprio così? Una foto ravicinata mostra meglio la situazione:

Questo lago è veramente speciale e costituisce a mio parere un grande laboratorio naturale sulla chimica fisica, la biologia e la meteorologia innescate dal comportamento delle soluzioni saline.Cominciamo col dire che la striscia al centro del lago non è semplicemente una ferrovia, ma una strada sopraelevata sulla quale corre una ferrovia, la Lucin Cutoff; una strada sopraelevata dunque fondamentalmente una barriera di terra che separa le parti nord e sud del lago. Essa divide il lago in tre parti, come si vede da questa mappa, anche se una delle tre divisioni è meno vistosa. E in certi momenti anche in quattro zone come apprezzate dalla mappa più avanti.Questa barriera di terra ha costituito una divisione semipermanente fra le due parti del lago anche se di recente (dicembre 2016) si è definitivamente accettato che ci fosse un punto di connessione fra le due metà, qui rappresentato (il Sud è in alto in questa foto):Il Grande Lago Salato (GLS) è il residuo di un lago glaciale, denominato Lago Bonneville, la cui area era 10 volte maggiore e che 16800 anni fa si scaricò in Idaho; al momento GLS è comunque un lago di notevoli dimensioni, poichè è lungo 120 km e largo 45; questo in media, poichè esso è un lago particolare, privo di emissari e dunque soggetto a forti variazioni di livello e di superficie; l’acqua arriva nella zona Sud da parte di tre affluenti e viene persa solo per evaporazione; data la separazione (separazione parziale poichè anche in passato c’erano due punti di giunzione) la parte Sud viene diluita da parte dell’acqua in arrivo e si presenta meno salata della parte Nord, la baia di Gunnison; questa diversa concentrazione salina comporta una differente crescita algale e questa componente biologica dà al lago la diversa colorazione visibile dall’alto. Al momento dell’apertura della connessione mostrata in figura (che al momento è l’unica fra le due zone) la differenza di altezza era di quasi un metro, ma si è ridotta in questi mesi del 2017. La profondità del lago è di qualche metro.

Il GLS presenta una salinità molto più alta di quella oceanica, il bacino principale quello Sud, la Gilbert Bay, varia dal 5 al 27% a seconda delle precipitazioni. In paragone la salinità media dell’oceano è del 3.5% mentre è del 33.7% quella del Mar Morto in Medio oriente. La composizione ionica è simile a quella oceanica ma arricchita di potassio e impoverita di calcio.Nella zona Nord dove la concentrazione salina è maggiore sono situati alcuni impianti per l’estrazione di sali che producono: cloruro di sodio, solfato di potassio e cloruro di magnesio; dal sale di magnesio si produce magnesio metallico in una quantità pari ad un settimo della produzione mondiale totale.

Le specie animali che possono tollerare una salinità così alta sono sostanzialmente tre: i crostacei come Artemia franciscana, le mosche del sale, e gli uccelli che se ne nutrono; su alcune delle isole sono stati reintrodotti i bisonti che una volta dominavano tutta la zona prima che stupidi uomini con il cappello e il fucile li distruggessero. Tutte queste alla fine basano la propria esistenza sulle alghe.

Le alghe rosse, Dunaliella salina, il cui colore rosso dipende dall’accumulo nei loro tilacoidi di β-carotene e la specie batterica Halobacterium dominano la parte Nord più salata, mentre quelle verdi come Dunaliella viridis dominano la parte Sud più diluita.

Dunaliella salina e il b-carotene.

Gli halobacteria presenti nel GLS possiedono la rodopsina nella loro membrana, una proteina capace di produrre ATP in assenza di ossigeno e in presenza di luce. La rodopsina o batteriorodopsina è una proteina che dà ai batteri un colore rossastro. Alla fine della loro stagione di crescita quando la concentrazione dei batteri è al massimo l’acqua assume una tinta fortemente rossastra. La rodopsina è anche una proteina di membrana con 7 domini transmembrana a α-elica, che si trova nelle cellule a bastoncello della retina umana che permettono la vista in bianco e nero. Del confronto fra le due rodopsine trovate trattazione in un articolo di qualche anno fa su Le Scienze.

Un altro aspetto che è legato alla chimica è il comportamento meteorologico molto particolare; la concentrazione salina influenza molto la tensione di vapore del lago e comunque impedisce ad esso di congelare, attraverso il meccanismo dell’abbassamento crioscopico. Una delle conseguenze di questa situazione è il cosiddetto effetto Grande lago salato che ha una certa specificità anche rispetto a comportamenti analoghi del mare o di altri laghi meno salati.

Le forti precipitazioni tipiche del Great Salt Lake si verificano quando un vento che proviene da NO soffia attraverso un lago relativamente più caldo. Questa situazione è comune dopo il passaggio di un fronte freddo, dove i venti siano prevalentemente da NO e l’aria parecchio più fredda del lago.

Quando il vento arriva sul lago si forma una zona di convergenza che si rafforza sul centro del lago ed incrementa la precipitazione.La salinità del GLS impedisce il congelamento, anche se riduce la tensione di vapore saturo e il flusso di calore latente nell’aria sul lago.

Come risultato l’aggiunta di umidità e di calore al flusso di aria è più basso, ma in assenza di congelamento e dunque l’azione è attiva anche a temperature più basse, durante quella parte dell’anno in cui altri laghi sono gelati. Infine i rilievi montagnosi delle Wasatch mountains rinforzano il fenomeno producendo enormi nevicate molto intense, specie nella vallate a sud-est.I colori della Terra sono i colori della vita, la reazione chimica meglio riuscita!

Per approfondire:

http://hydrology.usu.edu/dtarb/ibrahim_thesis.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Lake-effect_snow

https://wildlife.utah.gov/gsl/index.php

http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0434%281993%29008<0181:TLEOTG>2.0.CO%3B2

https://ral.ucar.edu/projects/armyrange/references/forecastconf_06/11_lakeEffect.pdf

Post, F.J., 1977a, Microbiology of the Great Salt Lake north arm, Hydrobiologia 81, 59-69. Post, F.J., 1977b, The Microbial Ecology of the Great Salt Lake, Microbial Ecology 3, 143-165

Nuove strade per le batterie al litio.

In evidenza

Claudio Della Volpe

(una parte del testo è tradotto “liberamente” dall’articolo citato)

Le batterie ricaricabili con anodi metallici (per esempio di Li, Al, Na) hanno richiamato di recente una grande attenzione perchè promettono di accrescere di 10 volte la capacità anodica rispetto alle odierne batterie al litio.

Il lettore non esperto potrebbe pensare che un limite sia costituito dal solvente: l’acqua reagisce violentemente con il litio o il sodio, ma in realtà questo problema è stato risolto già in passato usando solventi non acquosi come per esempio il CH3CN acetonitrile o il propilencarbonato CH3CHCH2CO3. Questi solventi resistono alla differenza di potenziale indotta dalla reazione principale e dunque possono essere usati con problemi ridotti, anche se la sicurezza ha portato ad una evoluzione che sta privilegiando solventi molto particolari, polimeri come il PEO per esempio.

Tuttavia nonostante questi enormi progressi una barriera importante è costituita dal fatto che durante le fasi di ricarica la elettrodeposizione del metallo è irregolare e porta alla formazione per diffusione di dendriti, strutture allungate, simili ai rami di un albero come dice la parola, che in condizioni opportune (ricariche complete e veloci per esempio) possono crescere da un lato all’altro, in modo da cortocircuitare la batteria.

Come si può evitare questo problema?

Non c’è ancora una soluzione vittoriosa, ma ci sono molti tentativi.

Un ruolo importante nel percorso per l’eliminazione della crescita dendritica è giocato dal calcolo teorico che permette di prevedere gli effetti delle varie strategie prima di fare dei complessi e costosi esperimenti.

Per esempio elettroliti con un modulo meccanico significativo, oppure elettroliti a stato solido, polimeri nanoporosi o materiali ceramici che ospitano il liquido nella porosità, polimeri cross-linkati o gelificati.

Però nonostante questo si è scoperto che si possono anche verificare reazioni indesiderate fra elettrolita in soluzione ed elettrodo metallico.

Teoricamente nelle batterie che usano elettrodi metallici l’eletrolita tende a formare uno strato passivato, ossia un film di materiale che ha reagito e che è anche compatto e limita la reazione ulteriore, la cosiddetta interfase dell’elettrolita solido (SEI).

Qui interviene un altro fenomeno “sottile” tipico delle batterie ricaricabili, che coinvolgano materiali solidi (anche delle vecchie batterie piombo acido): l’elettrodo viene distrutto e ricostruito durante le fasi di carica/scarica; l’elettrodo ha “una storia”, invecchia e questo lo porterà a fine vita dopo un certo nero di cicli (a differenza di ciò che accede nelle batterie in flusso per esempio che hanno elettrodi “liquidi”). Questo processo ciclico degrada il SEI esponendo il metallo nativo all’elettrolita e formando così ulteriori prodotti di reazione.

Anche in questo caso la creatività dei ricercatori si è sbizzarrita nel cercare una soluzione che protegga il film iniziale oppure che impedisca una deposizione irregolare.

Per esempio strati di nanosfere cave di carbonio che formino uno strato protettivo, fibre di polimero prodotte per elettrospinning o ancora strati molto sottili di allumina. Si è anche provato a generare dei film molto sottili di materiali provenienti dalla soluzione elettrolitica: come fluoroetilene carbonato (FEC) oppure sali come LiFSI, LiPF6, LiF, e CsF.

In questo lavoro si è tentata una nuova strada per certi aspetti più semplice.

Creare un rivestimento uniforme per prevenire il contatto con l’elettrolita ma senza eliminare uno scambio ionico veloce.

I colleghi americani hanno pensato di usare l’Indio come strato protettivo. Essi hanno dimostrato prima teoricamente e poi sperimentalmente che questo è possibile; si spera che quanto prima questa o altre strategie possano incrementare di almeno un ordine di grandezza le prestazioni delle batterie ricaricabili; uesto ci consentirebbe di superare una parte essenzizale del gap che rende ancora così indispensabili i combustibili fossili.

Colla Neanderthal: garantita 200.000 anni.

In evidenza

Claudio Della Volpe

(una parte del testo è tradotto liberamente dall’introduzione del lavoro citato appresso)

In altri articoli e post ho ricordato che la attività chimica dell’uomo è iniziata molto presto; a parte il fuoco, che risale a 1 milione di anni fa e che è addirittura precedente a Homo Sapiens Sapiens, essendo un ritrovato di Homo erectus, i ritrovamenti di Blombos dimostrano che 100.000 anni fa Homo Sapiens svolgeva in Sud Africa una attività chimica propriamente detta consistente nel preparare pigmenti e la svolgeva in un sito apposito, non usato per altre attività.

C’è un ulteriore prova di come la Chimica sia una attività “umana” in senso proprio, attinente ad altre specie di ominidi, diverse da noi ed è la produzione di adesivi da parte di Homo sapiens Neanderthalensis, una specie umana che ha preceduto la nostra nell’ambiente europeo che era all’epoca, attorno a 200.000 anni fa, seconda metà del Pleistocene, più difficile di quello africano da cui provenivano i nostri antenati propriamente detti (in pratica possiamo metterla così: mentre il clima europeo cambiava, i nostri antenati furono immigrati invasori che spodestarono i Neanderthal nell’ambiente europeo il cui clima andava lentamente riscaldandosi).

L’uomo di Neandertal che è diventato parte della nostra cultura, delle nostre storie, dei nostri modi di dire ci ha certamente lasciato anche eredità genetiche, ma soprattutto culturali; piano piano si evidenzia che le differenze fra noi e “loro” non erano poi così forti.

Oltre al fatto che aveva sensibilità artistica e che seppelliva i morti, ci sono parecchie evidenze sperimentali che Neanderthal gestiva il fuoco e produceva ed usava adesivi per bloccare le sue punte di freccia di pietra su un’asta di legno, una sofisticata attività da chimico e tecnologo.La produzione e l’impiego di adesivi per hafting (adesivi da traino, che consentono di attaccare un dispositivo ad un supporto, per esempio una punta ad una freccia o ad un giavellotto, un metodo sviluppato durante il Paleolitico che ha potenziato enormemente la capacità umana di procurarsi cibo) è diventato un punto focale nel dibattito sulle capacità cognitive e tecnologiche dei Neanderthaliani e degli esseri umani primitivi.

Journal of Archaeological Science 33 (2006) 1310e1318 A new Palaeolithic discovery: tar-hafted stone tools in a European Mid-Pleistocene bone-bearing bed, di Paul Peter Anthony Mazza et al.

Gli adesivi sono una delle più antiche tecnologie trasformative conosciute e la produzione di catrame è vecchia di almeno di 200 mila anni. Il catrame è sintetizzato dalla distillazione asciutta (distruttiva) di materiale organico, comunemente la corteccia di betulla (Betula sp.) o di pino (Pinus sp.). La distillazione della corteccia è considerata un processo complicato che richiede pianificazione, conoscenza dei materiali e l’astrazione. I più antichi strumenti di pietra a catrame conosciuti sono stati scoperti in un sito di Pleistocene medio in Italia, (Campitello, in Valdarno) durante un periodo in cui solo Neanderthaliani erano presenti in Europa. L’età di questi reperti è stimata in circa 200.000 anni, dunque ben più antichi di quelli di Blombos.

Sono stati trovati anche grumi e residui adesivi su utensili in pietra su due siti di Neanderthal in Germania, appartenenti a 40-80 ka e ~ 120 ka . L’evidenza diretta dell’uso di adesivi in Africa è più numerosa ma risale solo a ~ 70 Ka. Tali adesivi sono di composizione più complessa ma gli adesivi composti condividono molte analogie con la produzione di catrame di betulla e possono essere altrettanto sensibili agli additivi o post processi di produzione. La produzione di catrame nell’Europa paleolitica è a sua volta utilizzata per argomentare le somiglianze tra le capacità tecnologiche dei neanderthaliani e dei loro emulatori in Africa.

La corteccia di betulla è più adatta alla produzione di catrame rispetto ad altri materiali, ma l’assenza di betulle in Africa potrebbe essere una ragionevole spiegazione del diverso tipo di adesivo usato.

Nei periodi storici e moderni, il catrame è stato prodotto su una scala industriale utilizzando grossi tumuli di terra o in forni usando contenitori in ceramica o in metallo. Non è chiaro come è stato prodotto durante il Pleistocene quando i contenitori in ceramica sono rari o sconosciuti. I tentativi sperimentali precedenti alla produzione di catrame utilizzando la tecnologia aceramica o paleolitica spesso non forniscono dettagli. Inoltre, la resa in catrame risultante è sconosciuta o troppo piccola da misurare (ad esempio residui superficiali che rivestono una termocoppia) e quindi non sono sufficienti per bloccare in modo efficace uno strumento. Non possiamo comprendere appieno le complessità cognitive e ricostruire il grado richiesto di innovazione associato alla produzione di catrame se non sappiamo quali metodi di produzione erano disponibili.

Nel lavoro di cui parliamo qui, che è un lavoro di archeologia sperimentale si è cercato di riprodurre un metodo di produzione del catrame di betulla con metodi disponibili all’uomo di Neanderthal e in quantità sufficienti allo scopo.

SCIENTIFIC REPORTS 7-8033 Experimental methods for the Palaeolithic dry distillation of birch bark: implications for the origin and development of Neanderthal adhesive technology di P.R.B.Kozowyk et al. liberamente scaricabile qui. Un commento semplificato scaricabile qui.

Quindi se volete si è trattato di riprodurre i metodi di questi chimici-tecnologi primitivi che erano fondamentalmente dei costruttori di frecce e lance.

Gli autori hanno testato tre procedure diverse qui sotto rappresentate che danno produzioni crescenti con la complessità del metodo:

In tutti i casi l’elemento critico è riprodurre il contenimento “ceramico” che si è usato anche in tempi moderni; la metodologia richiama ampiamente la tradizione della produzione di carbone di legna che affonda anch’essa in una storia certamente millenaria; l’altro elemento chiave è il controllo della temperatura. La produzione di fuoco in modo ripetitivo da parte dei Neanderthal è stato spesso contestato ma test di questo tipo confermano che in effetti essi erano ragionevolmente capaci di un buon controllo del fuoco se sono stati in grado di produrre dispositivi come quelli ritrovati in Toscana e in Germania.

La cosa che ha più colpito me come scienziato che si occupa di adesione è che l’adesivo in questione è rimasto adeso al supporto all’aperto per 200.000 anni (il legno verosimilmente si è degradato e non conosco colle moderne in grado di assicurare una tenuta di questa durata); come chimico invece mi ha colpito il fatto che la chimica è in grado di svolgere qui un ruolo duplice: essa è contemporaneamente l’oggetto di studio ma è anche il metodo di indagine, è una specie di riscoperta delle proprie origini, del proprio punto di partenza, di quella enorme base sperimentale che si è poi elaborata in secoli e secoli per divenire solo di recente una teoria astratta.

Fra l’altro mi chiedo quanto invece potrebbe essere utile riproporre queste tecniche (quelle primitive o legate alla vita quotidiana) nell’insegnamento elementare della chimica a scuola.

Lettera aperta al governo

In evidenza

Vincenzo Balzani

Al  Presidente  del  Consiglio  dei  Ministri,  Paolo  Gentiloni

e,  p.c.,
   al  Ministro  dello  Sviluppo  Economico,  Carlo  Calenda

al  Ministro  dell’Ambiente  e  della  Tutela  del  Territorio  e  del  Mare,  Gianluca  Galletti

al  Ministro  per  le  Politiche  Agricole,  Alimentari  e  Forestali  ,
Maurizio  Martina

al  Ministro  dell’Economia  e  Finanze,  Pietro  Carlo  Padoan

al  Ministro  della  Salute,  Beatrice  Lorenzin

al  Ministro  per  le  Infrastrutture  e  Trasporti,  
Graziano  Delrio


al  Ministro  dell’Istruzione,  Università  e  Ricerca,  Valeria  Fedeli

Lettera Aperta

Caro  Presidente,

Dopo   mesi   di   siccità,   temperature   ben   più   alte   della   media   stagionale,   ghiacciai   che   si   sciolgono,   foreste  che  vanno  in  fumo,  chi  può  dubitare  che  il  cambiamento  climatico  sia  già  oggi  un  problema   che   colpisce   duramente   l’Italia?   Il   nostro   Paese,   collocato   in   mezzo   al   Mediterraneo,   è   uno  dei   punti   più   critici   del   pianeta   in   termini   di   cambiamento   climatico,   fenomeno   globale   dovuto   principalmente  alle  emissioni  di  gas  serra  causate  dalle  attività  umane.


Tutti   i   settori   economici   e   sociali   sono   colpiti   (se   non   addirittura   sconvolti)   dal   cambiamento   climatico:   l’agricoltura,   fortemente   danneggiata   dalla   siccità;   la   sanità,   che   deve   far   fronte   agli   effetti   diretti   (canicola,   inquinamento   atmosferico)   e   indiretti   (nuovi   vettori   di   malattie)   che   mettono  in  pericolo  la  salute  della  popolazione;  il  turismo  invernale,  che  non  può  più  contare  sulla   neve  naturale,  e  quello  estivo,  danneggiato  dalla  erosione  delle  spiagge;  il  territorio,  degradato  da   disastri   idrogeologici   (frane,   alluvioni);   gli   ecosistemi,   devastati   dai   cambiamenti   climatici;   le   città   che,  come  Roma,  hanno  gravi  difficoltà  di  approvvigionamento  idrico.

I  cambiamenti  climatici  sono  principalmente  causati  dall’uso  dei  combustibili  fossili  che  producono   anidride   carbonica   e   altri   gas   serra,   come   è   stato   unanimemente   riconosciuto   nella   Conferenza   delle  Parti  di  Parigi  del  2015  (COP21).     In   Italia,   in   media   ogni   persona   ogni   anno   provoca   l’emissione   di   gas   serra   per   una   quantità   equivalente   a   sette   tonnellate   di   anidride   carbonica.   Gran   parte   di   queste   emissioni   non   possono   essere   addebitate   direttamente   ai   singoli   cittadini   poiché   sono   l’inevitabile   conseguenza   di   decisioni   politico-­‐amministrative   errate,   a   vari   livelli.

Ad   esempio:   le   scelte   urbanistiche   (uso   del   territorio  e  localizzazione  dei  servizi)  da  parte  dei  comuni  e  delle  regioni;  le  decisioni  prese  in  tema  di   mobilità   locale,   regionale   e   nazionale   che,   direttamente   o   indirettamente,   favoriscono   l’uso   dell’auto;   gli   incentivi,   diretti   ed   indiretti,   alla   ricerca,   estrazione,   trasporto   (spesso   da   regioni   molto   remote)   e   commercio   dei   combustibili   fossili;   la   costruzione   di   infrastrutture   superflue   o   addirittura  inutili  (autostrade,  gasdotti,  supermercati);  la  mancanza  di  una  politica  che  imponga  o   almeno   privilegi   il   trasporto   merci   su   rotaia;   le   limitazioni   e   gli   ostacoli   burocratici   che   frenano   lo   sviluppo  delle  energie  rinnovabili;  gli  incentivi  alla  produzione  e  consumo  di  carne;  la  mancanza  di   una  politica  culturale  che  incoraggi  la  riduzione  dei  consumi  e  l’eliminazione  degli  sprechi.
Nel  nostro  Paese  sembra  che  molti  settori  della  politica,  dell’economia  e  del’informazione  abbiano   gli   occhi   rivolti   al   passato   e   siano   quindi   incapaci   di   capire   che   oggi   siamo   di   fronte   a   problemi   ineludibili   con   cui   è   necessario   e   urgente   confrontarsi:   le   risorse   del   pianeta   sono   limitate   e   limitato   è   anche   lo   spazio   in   cui   collocare   i   rifiuti,   l’uso   dei   combustibili   fossili   va   rapidamente   abbandonato  e  altrettanto  rapidamente  è  necessario  sviluppare  le  energie  rinnovabili.     Si   continua   a   sviluppare   politiche   economiche   ed   industriali   “tradizionali”,   senza   considerare   le   mutate   condizioni   climatiche   e   ambientali.   Il   dogma:   strade-­‐cemento-­‐idrocarburi   appare,   pur   con   qualche  piccola  deviazione,  l’unico  obiettivo  delle  politiche  economiche.     Se   puntassimo   seriamente   alla   realizzazione   di   mitigazione   e   adattamento   climatico   avremmo   grandi  benefici:  aumento  dell’occupazione,  minori  costi  per  emergenze  e  calamità  naturali,  minori   spese  sanitarie  e  un  miglioramento  nella  bilancia  commerciale  (minori  importazioni  di  combustibili   fossili).     Quali   sono   i   principali   obiettivi   strategici   che   dovrebbero   sostituire   il   dogma   strade-­‐cemento-­‐ idrocarburi?

Risparmio-­‐riuso-­‐rinnovabili.     Infatti,   la   sola   conversione   alle   energie   rinnovabili,   pur   essendo   una   condizione   necessaria,   non   è   di   per   sé   sufficiente   per   mitigare   i   cambiamenti   climatici.   E’   indispensabile   anche   ridurre   il   consumo  di  energia  e  di  ogni  altra  risorsa,  particolarmente  nei  paesi  sviluppati  come  il  nostro  dove   regna   lo   spreco.   Attualmente,   un   cittadino   europeo   usa   in   media   6.000   watt   di   potenza,   mentre   negli   anni   ’60   la   potenza   pro   capite   usata   in   Europa   era   di   2000   watt   per   persona,   corrispondenti   ad  una  quantità  di  energia  sufficiente  per  soddisfare  tutte  le  necessità.     Naturalmente,  questo  cambiamento  di  strategia,  richiede,  innanzitutto  una  rivoluzione  culturale  e   una   forte   coesione   sociale.   Senza   la   consapevolezza   della   inevitabile   necessità   di   cambiare   direzione  e  l’analisi  di  un’adeguata  transizione,  rimane  solo  la  conservazione  dello  stato  di  fatto,  e   la  ragionevole  certezza  che  ci  saranno  catastrofi  naturali  e  sociali.     Per   questi   motivi,   chiediamo   ai   colleghi   delle   Università   e   Centri   di   ricerca   italiani   e   a   tutti   i   cittadini   che   condividono   quanto   sopra   riportato   di   firmare   il   nostro   appello   sul   sito   energiaperlitalia   per   stimolare   il   Governo   ad   organizzare   una   Conferenza   Nazionale   sui   cambiamenti  climatici  e  a  mettere  in  atto  i  provvedimenti  necessari.

La  versione  integrale  della  lettera-­‐appello  al  governo  è  sul  sito  energiaperlitalia

Vincenzo  Balzani   Coordinatore  del  gruppo  energiaperlitalia

La chimica della stretta di mano ed altre storie di olfatto e gusto.

In evidenza

Claudio Della Volpe.

I sensi umani hanno tutti, quale più quale meno, a che fare con la chimica. Anzi forse ne costituiscono il substrato, la condizione biologica. Fra di essi il gusto e l’olfatto sono quelli in cui la chimica è più implicata (anche se qualcuno potrebbe dire che la vista è basata dopo tutto su una reazione chimica anch’essa).

Prima vorrei segnalarvi un articolo non recentissimo (2015) ma molto stimolante che parla del ruolo dell’olfatto nella stretta di mano.

Il fatto colpisce per la sua apparente stranezza, ma in effetti la cosa appare rigorosamente logica e stringentemente umana. Dopo tutto siamo mammiferi e usiamo i metodi che la natura ha dato a noi come appartenenti a questa classe dei vertebrati.

L’articolo è scaricabile liberamente in rete.

Frumin I, Perl O, Endevelt-Shapira Y, Eisen A, Eshel N, Heller I, Shemesh M, Ravia A, Sela L, Arzi A, Sobel N. 2015. A social chemosignaling function for human handshaking. eLife 4:e05154. doi: 10.7554/eLife.05154 insieme con il commento della rivista Semin and Farias. eLife 2015;4:e06758. DOI: 10.7554/eLife.06758.

Di che si tratta?

Segnali chimici ad uso sociale sono parte del comportamento umano, ma come si trasmettano da un individuo all’altro è un argomento non ben conosciuto. Inoltre gli umani si salutano reciprocamente stringendosi la mano, ma i motivi di questo comportamento non sono chiari né lo sono le sue origini.

La stretta di mano non è un prodotto della società moderna, e nemmeno esclusivo del mondo occidentale. La sua origine risale a più di 5000 anni fa, confermato da geroglifici egiziani che rappresentano patti ed accordi tra uomini e dei che, solamente stringevano la mano in segno di accordo.(wikipedia)

Hera and Athena handshaking, late 5th century BC, Acropolis Museum, Athens

 Dicono gli autori:

Sebbene ci sia controversia sulla statistica della sincronia mestruale e sull’uso del termine feromone applicato a situazioni di segnalazione chemiosociale negli umani, che gli umani emettano odori che possono influenzare il comportamento e la percezione negli altri umani è una cosa su cui c’è ampio accordo. Tuttavia diversamente da altri mammiferi gli umani non usano aperte investigazioni olfattorie sui loro cospecifici. Quindi si pone la domanda di come gli umani ottengano i segnali chimici che poi così chiaramente li influenzano. Sebbene alcune culture umane includano espliciti analisi olfattive in comportamenti di saluto sterotipati come abbracciarsi e baciarsi che di fatto costituiscono nascoste opportunità di analisi olfattiva l’analisi olfattiva di persone sconosciute è largamente considerata un tabù. In questo lavoro ci siamo chiesti se la stretta di mano umana possa servire come un meccanismo subliminale di campionamento dei segnali chimici umani. La stretta di mano è comune nelle culture e nella storia anche se i suoi antecedenti funzionali rimangono non chiari e la nozione comunemente citata di mostrare che non si hanno armi ha solo un supporto scientifico limitato.

Il lavoro è sperimentale ed è consistito nell’analizzare tramite video centinaia di strette di mano fra persone ed anche il loro comportamento successivo, inoltre gli autori hanno analizzato in un numero ristretto di casi le sostanze trasferite attraverso la stretta di mano usando il trucco di coprire una delle due mani con un guanto in modo da poter sottoporre ad analisi la superficie del guanto tramite le tradizionali tecniche dell’analisi chimica.

I risultati sono stati veramente interessanti:

Il primo è che si trasferiscono molecole ben precise che sono indicate nel grafico qui sotto.

Come si vede dal grafico alcune sostanze si trovano comunque sul guanto sia a causa della sua composizione che a causa dell’inquinamento ambientale (per esempio silossani che sono ahimè ubiquitari oggi), ma alcune sono specifiche della stretta di mano e fanno parte di classi di composti che svolgono un ruolo di segnale chimico fra altre specie di mammiferi e di altri animali (anche insetti!!).

“squalene, which is a putative social chemosignaling component in several species including dogs (Apps et al., 2012) and rats (Achiraman et al., 2011); hexadecanoic acid, which is a putative social chemosignaling component in both mammals (Briand et al., 2004) and insects (Tang et al., 1989); and geranyl acetone, which is present in human secretions (Gallagher et al., 2008), but to date was considered a social chemosignaling component in insects alone.”

La seconda scoperta è stata che nella maggior parte dei casi le persone dopo una stretta di mano avvicinano la mano alla faccia o al naso entro secondi o minuti e annusano o hanno la possibilità di annusare la mano con i segnali chimici che essa ha raccolto dalla stretta.

Inoltre questo comportamento si differenzia nei dettagli a seconda se la stretta di mano è avvenuta fra persone del medesimo genere o di genere diverso.

Ed infine se si introduce artatamente un profumo artificiale nel processo, ossia una delle persone che stringe la mano ha usato un profumo artificiale e dunque la sua mnao risente di questo trattamento il comportamento successivo dell’altra persona ne viene fortemente influenzato.

La conclusione degl autori è che:

This combination leads us to conclude that handshaking may subserve sampling of social chemosignals. In addition to providing a functional framework for a common human behavior, these results imply an extensive role for social chemosignaling, which persists mostly without awareness for the signaling process.

Affascinante certamente.

L’olfatto e il gusto interagiscono durante la masticazione ed è difficile spesso distinguere gli effetti di un cibo o di una sostanza sui due sensi. E’ uno degli argomenti trattati da Bob Holmes in un libro recentemente pubblicato.

Forse per questo il gusto è il senso più “negletto” come lo definisce Holmes, un redatore di New Scientist (https://books.google.it/books/about/Flavor_The_Science_of_Our_Most_Neglected.html?id=YUp8DAAAQBAJ&redir_esc=y) Flavor, the science of our most neglected sense, W.W. Norton & Company, 2017

Di questo libro potete caricare le prime 25 pagine da GoogleBooks.

Holmes scrive brillantemente e tocca molti argomenti sia pure in modo giornalistico e forse non così profondo come si potrebbe.

Un esempio dei temi trattati è la definizione dei supergustatori, delle persone che sono dotate di una spiccata sensibilità del gusto; la classificazione è fatta sulla base della reazione al composto denominato PROP;

si tratta in effetti di un farmaco, il 6-n-propiltiouracile) un farmaco antitiroideo derivato dal tiouracile che deprime la produzione degli ormoni tiroidei.

Tutte le persone del mondo si possono dividere in tre gruppi a seconda della loro sensibilità gustativa a questo prodotto: dice Holmes:

E infine vi segnalo un altro libro più professionale sul gusto

Flavour From Food to Perception EDITED BY

Elisabeth Guichard, Christian Salles, Martine Morzel, Anne-Marie Le Bon

Questo è un vero e proprio libro professionale sui temi del gusto; il capitolo che può più interessare il chimico medio è il 6 che è dedicato alla chimica del gusto:

Qui vengono analizzate tutte le classi di molecole che hanno effetti aromatici importanti e intendiamo con aroma proprio quel territorio di confine fra gusto e olfatto di cui dicevamo prima:

Over 10000 volatile compounds have been detected in foods. Among them, only a few hundred (5–10%) are aroma compounds. Moreover, in a recent meta-analysis of 5642 publications on food aroma from 1980 to 2013 and 949 other documents, Hofmann and co-workers (Dunkel et al. 2014) iden- tified 226 key food odorants from the analysis of a total of 119 publications dealing with 227 food samples, based on their odour activity value (OAV>1).

Qui sotto un esempio di come la struttura chimica possa influenzare l’aroma di una sostanza:

Come vedete la semplice lunghezza della catena laterale cambia l’aroma della sostanza.

Sono argomenti affascinanti e poco noti a cui forse si dedicano pochi, troppo pochi di noi; voi che ne dite?

PS chi è interessato ai testi ma ha difficoltà a procurarseli si può rivolgere a me.