Questo articolo è tratto dalla rivista Hakai, una pubblicazione online sulla scienza e la società negli ecosistemi costieri. Leggi altre storie come questa su hakaimagazine.com.
Quando una forte pioggia colpisce la Nuova Caledonia, i fiumi diventano rossi.
Situata a circa 1.200 chilometri ad est dell'Australia, la Nuova Caledonia ha uno degli ecosistemi della barriera corallina più estesi al mondo e circa il 10 percento del nichel del mondo. Più di un secolo di estrazione e deforestazione nel territorio del Pacifico francese ha creato alcuni dei più alti livelli di erosione del suolo nel mondo. La copertura della foresta pluviale è stata ridotta dal 70% al 20% e quando piove, l'acqua e la terra scorrono senza ostacoli dalle colline ai fiumi e al mare, portando con sé nichel e altri metalli tossici.
Alla fine, questi metalli - principalmente nichel, cobalto, ferro e cromo - finiscono nella catena alimentare. Le ostriche che vivono vicino ai fiumi che attraversano siti minerari contengono 20 volte più nichel di quelle che vivono vicino ad altri fiumi. Le anguille vicino alla costa hanno concentrazioni più elevate di nichel e altri metalli rispetto a quelle più lontane dal mare.
"Le conseguenze di questo tipo di inquinamento sono disastrose", afferma Peggy Gunkel-Grillon, un chimico ambientale dell'Università della Nuova Caledonia. I metalli tossici si muovono lungo la catena alimentare e si accumulano nei migliori predatori, dice.
Ma le prove sugli effetti tossicologici del nichel sulle creature e sulle persone marine sono limitate. "In Nuova Caledonia, stiamo iniziando a studiare l'impatto dei metalli sull'ambiente: questo è un nuovo argomento per governo e scienziati", afferma Yannick Dominique, ecotossicologo della società di consulenza californiana Bioeko. Dominique fa parte di un nuovo progetto del governo che esamina i livelli e le fonti di esposizione al metallo nelle persone in Nuova Caledonia.
Nell'uomo, la ricerca ha collegato l'esposizione al nichel, spesso attraverso il fumo di sigarette o l'industria, a una maggiore prevalenza del diabete di tipo 2 e l'Organizzazione mondiale della sanità classifica il nichel puro come cancerogeno. Poco si sa, tuttavia, sull'effetto del consumo di acqua e cibi ad alto contenuto di nichel.
Pensando alla minaccia del deflusso del nichel, Gunkel-Grillon e i suoi colleghi si chiedevano se si potesse fare qualcosa.
Nelle industrie marittime vengono create formazioni artificiali simili a rocce attorno a strutture come turbine eoliche e piattaforme petrolifere offshore per proteggerle dall'erosione. Queste barriere sono create da materiali a base di calcio nell'acqua di mare che sono attratti e si accumulano attorno a strutture metalliche cariche elettricamente. I ricercatori si sono chiesti se questo processo potesse essere spinto oltre. Cioè, se i metalli caricati elettricamente possono attirare materiali a base di calcio, le formazioni a base di calcio potrebbero attrarre inquinanti di metalli pesanti?
In esperimenti di laboratorio, Gunkel-Grillon sta lavorando con Marc Jeannin, un ingegnere dell'Università francese di La Rochelle, per sviluppare un metodo per estrarre il nichel dall'acqua di mare al largo della Nuova Caledonia.
Posizionando l'acciaio galvanizzato nell'acqua di mare e caricandolo con una corrente elettrica debole, i ricercatori hanno dimostrato di poter estrarre ioni metallici dalla soluzione, intrappolandoli in depositi calcificati che crescono sull'elettrodo d'acciaio.
In esperimenti di laboratorio, i ricercatori sono stati in grado di estrarre il nichel da una soluzione. (Foto di Charlotte Carré) In un test di laboratorio a prova di concetto, gli scienziati hanno immerso piccoli pezzi di acciaio elettrificato nell'acqua di mare addizionata di nichel. Dopo sette giorni, hanno scoperto che fino al 24 percento del nichel aggiunto all'acqua era intrappolato.
Ma la vera sfida, afferma Gunkel-Grillon, è vedere se la loro tecnica si tradurrà in condizioni del mondo reale. Il prossimo passo è già in corso in una laguna della Nuova Caledonia. Alla fine di marzo, gli scienziati hanno effettuato un esperimento su larga scala nella baia di Numbo, che è la zona industriale della capitale, Nouméa.
Se questi esperimenti funzionano, gli scienziati immaginano una struttura ancora più grande e permanente di elettrodi zincati che si trovano verticalmente nell'acqua.
"Posizionando il nostro dispositivo alla foce di fiumi, acque reflue, porti o altri luoghi in cui può verificarsi tale inquinamento, saremo in grado di limitare la contaminazione del nichel disciolto", afferma Gunkel-Grillon.
La rete elettrica locale alimenta l'esperimento della Nuova Caledonia, ma in futuro dovrebbe essere possibile eseguire tale configurazione con turbine eoliche o pannelli solari.
La contaminazione da metalli nell'ambiente marino è un problema in tutto il mondo e questa soluzione ha grandi promesse. Il team ha anche usato la tecnica per intrappolare il piombo e Jeannin afferma di non vedere alcun motivo per cui non possa funzionare anche per altri elementi metallici.
"I porti più vecchi possono avere un livello abbastanza alto di contaminanti come metalli e metalli pesanti nei loro sedimenti", afferma Philippe Andréani, CEO di Géocorail, una società che sviluppa strutture marine artificiali per la protezione dall'erosione. “Deriva dalle vernici antivegetative utilizzate in passato sugli scafi e da altre fonti. I porti non sono molto profondi, quindi la turbolenza causata dalle eliche delle navi tende a sollevare i sedimenti e rilasciare i loro inquinanti. "
Géocorail ha brevettato una versione diversa di un elettrodo intrappolante in metallo, che viene testato in un paio di porti francesi.
Entro la prossima primavera, saranno disponibili i risultati del test sul campo della Nuova Caledonia, e gli scienziati dovrebbero sapere se questa tecnica può aiutare con l'inquinamento da metalli tossici.
"Quando otteniamo i depositi dall'acqua di mare, saremo in grado di verificare quali elementi metallici sono stati intrappolati, compresi tutti gli inquinanti metallici presenti nella laguna della Nuova Caledonia", afferma Jeannin.
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