I RISULTATI DELLA COP 4 SULL’INQUINAMENTO ATMOSFERICO

Mercurio come propellente spaziale, l’Onu dice no

Durante la quarta Conference of parties della Convenzione di Minamata sul mercurio, è stato deciso di vietarne l’uso come propellente nelle missioni spaziali, e sono state gettate le basi per valutare e limitare tutte le fonti di emissione atmosferica di questo inquinante. Media Inaf ne parla con uno dei massimi esperti italiani di inquinamento atmosferico, Nicola Pirrone

     05/05/2022
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Nicola Pirrone, dirigente di ricerca all’Istituto sull’inquinamento atmosferico (Iia) del Cnr e professore alla School of public health dell’università del Michigan.

Monossido di carbonio, ossidi di zolfo, ossidi di azoto, particolato, radon, benzene, idrocarburi policiclici aromatici: sono questi i principali inquinanti ambientali che si trovano se si fa una rapida ricerca in rete. Se parliamo di cambiamento climatico, invece, le principali molecole climalteranti che troveremo sono senz’altro anidride carbonica e metano. Lo scorso marzo, però, un’intera Conference of parties (Cop) – la quarta della serie, per la precisione – è stata dedicata all’inquinamento globale da mercurio e in particolare alla Convenzione Internazionale di Minamata, approvata nel 2013, entrata in vigore nel 2017 e ratificata da 137 Paesi tra cui dall’Italia nel 2021. Fra i risultati raggiunti, il divieto di usare il mercurio come propellente per lo spazio, e l’accordo sui criteri di valutazione dell’efficacia delle contromisure prese a livello globale per quel che riguarda il contenimento dell’inquinamento da mercurio.

Del mercurio non si sente molto parlare, né come inquinante ambientale, né tantomeno come soluzione alternativa ai gas nobili nella propulsione spaziale. Eppure, i suoi effetti sulla salute dell’uomo e degli ecosistemi in generale possono essere devastanti. Media Inaf ne ha parlato con Nicola Pirrone, ingegnere nucleare, dirigente di ricerca e già direttore dell’Istituto sull’inquinamento atmosferico (Iia) del Cnr e professore alla School of public health dell’università del Michigan. Da più di vent’anni Pirrone è in prima linea come rappresentante italiano nelle conferenze politiche che riguardano l’inquinamento atmosferico e, nel 2019, ha pubblicato uno studio sull’impatto dell’uso di propellente a mercurio su una nuova costellazione di satelliti proposta da una compagnia privata degli Usa.

«Abbiamo fatto questo studio perché nella Cop del 2017 della convenzione di Minamata sul mercurio uscì la notizia che il governo americano aveva autorizzato una società privata al lancio di una nuova costellazione di mille satelliti per le telecomunicazioni con propulsione a mercurio».

È comune l’impiego di mercurio nel settore spaziale?

«L’idea di usare il mercurio come propellente risale agli anni ’70: era stata fatta una sperimentazione al Jpl della Nasa ma poi l’uso di questo metodo fu subito abbandonato. È stato riconsiderato – devo dire non senza sorpresa – dopo più di trent’anni proprio qualche mese prima della Cop 2 nel 2017, diventando così uno dei temi principali discussi alla Cop-2. In quella sede ci fu richiesto di studiare le possibili dinamiche di ricadute di questo inquinante sulla Terra per poi valutarne l’impatto potenziale sugli ecosistemi.

Per quale ragione?

«I vantaggi, principalmente, sono tre. Il primo è che, siccome il mercurio a temperatura ambiente è liquido, non richiede recipienti in pressione, e questo è un aiuto nella progettazione di mezzi che devono volare. Il secondo è che costa poco rispetto ad altri gas comunemente usati per la propulsione dei satelliti in fase di de-orbiting e riposizionamneto (gas nobili per lo più, come lo xenon). Il terzo motivo è che il mercurio, avendo un peso atomico abbastanza alto, ha un’elevata forza di spinta. In generale, possiamo dire che si tratta di un ottimo propellente. Il problema, però, è che il mercurio è tossico, e se noi lanciamo costellazioni di centinaia o migliaia di satelliti nello spazio generiamo un’elevata quantità di spazzatura spaziale – con conseguenze non trascurabili sia per quel che riguarda l’inquinamento atmosferico che, come abbiamo evidenziato nell’articolo pubblicato nel 2019, impiegherebbe circa 5 anni per arrivare nell’atmosfera terrestre e essere depositato sugli ecosistemi terrestri».

Come avete affrontato il problema, nel vostro studio, e cosa ne è emerso?

«Il nostro studio aveva come obiettivo la valutazione dell’impatto di questi satelliti a mercurio che dovrebbero essere posti a circa mille chilometri d’altezza. Abbiamo calcolato quanto tempo avrebbe impiegato questo materiale a raggiungere la terra e quindi a inquinare. Grazie a una serie di simulazioni, abbiamo innanzitutto visto che effettivamente il mercurio rilasciato arriverebbe sulla terra in uno spazio temporale di circa 5 anni, e che le aree più impattate sarebbero quelle polari con un contributo significativo anche sugli ecosistemi terrestri e oceanici».

Ora però, con la nuova conferenza di Minamata che c’è stata a Bali a marzo, è stato stabilito il divieto di usare combustibile a base di mercurio sia sulla terra che nei voli spaziali…

«Esatto, questa è la situazione attuale: non dovrebbero più autorizzare lanci di nuove costellazioni di satelliti alimentate a mercurio. Per le autorizzazioni già concesse, però, non so come si regolerà il governo americano. Pare che ci sarà un’operazione di moral suasion per essere ottemperanti al trattato internazionale di Minamata. Quando si ha a che fare con contratti già firmati, però, le cose sono un po’ più complicate».

Tornando un secondo alla domanda iniziale, se ho capito bene non si tratta di un propellente che viene utilizzato in larga misura nello spazio.

«No, direi che la percentuale è trascurabile. Il problema, però, è che se si apre una fetta di mercato si rischia di creare una tendenza. Quindi, è meglio prevenire, e io spero che anche le licenze concesse nel 2017 vengano ridiscusse dal governo. Questo provvedimento rientra nel divieto dell’uso di mercurio nei cosiddetti “end product”. Il mercurio, ad esempio, è stato sempre molto utilizzato in farmaceutica, in molti medicinali o nei termometri, nell’elettronica o in molti prodotti perché è un elemento che ha tante caratteristiche chimiche e fisiche che lo rendono utilizzabile per molti usi. La stessa impostazione legislativa è stata attribuita ai combustibili di mercurio, e quindi in questo modo si è riusciti a renderlo non conforme con il trattato».

Nel vostro studio avevate anche considerato quale potesse essere l’impatto sulla salute delle persone?

«Allora, il mercurio è un po’ diverso rispetto agli altri inquinanti ambientali, perché quello che viene rilasciato in atmosfera dalle centrali a carbone, dagli inceneritori, dagli impianti di produzione di acciaio e metalli non ferrosi, e anche quello che viene usato per estrarre l’oro nelle miniere in Africa o America Latina, si deposita sugli ecosistemi terrestri e sulla superficie del mare, viene ingerito dai pesci sotto forma di metilmercuio e si bioaccumula aumentando le sue concentrazioni con i livelli trofici dei pesci per poi entrare a pieno titolo della nostra catena alimentare. Quindi, l’impatto sull’uomo avviene per lo più in maniera indiretta, attraverso alimenti contaminati. Naturalmente parliamo principalmente di pesci – specie quelli di taglia grossa come il pesce spada e il tonno. Il mercurio ingerito si bioaccumula nell’organismo e può portare a seri problemi di disordine mentale e problemi neurologici al sistema nervoso centrale. Il trattato di Minamata mira proprio a limitare le emissioni in atmosfera che poi si depositano nel mare, e di conseguenza a ridurre le concentrazioni di mercurio nel biota marino che finisce anche sulle nostre tavole. Ovviamente, poi, non possiamo non considerare l’impatto sul biota terrestre, perché anche gli uccelli che si nutrono di pesce si ammalano e sviluppano problemi al sistema nervoso centrale e non riescono più a volare».

Di per sé, quindi, non costituisce un problema se inalato?

«Su larga scala l’inquinamento da mercurio è quello descritto. Nelle regioni in cui la concentrazione atmosferica è alta però, come le miniere per l’estrazione dell’oro di cui parlavo prima, i danni sono causati dall’inalazione diretta. I minatori che lavorano in questi luoghi, infatti, soffrono di problemi neurologici già all’età di 30 anni, quando in genere hanno respirato fumi di mercurio ad alte concentrazioni per anni. Sviluppano malattie simili al Parkinson, oppure soffrono di demenza senile precoce, di problemi motori che impediscono loro di camminare e, in generale, hanno danni irreversibili del sistema nervoso centrale».

Quali sono i luoghi maggiormente inquinati nel pianeta?

«Il mercurio si distribuisce su scala globale, perché ha un tempo di residenza in atmosfera di circa un anno, e quindi ha tutto il tempo di viaggiare e distribuirsi su scala continentale e anche oltre. Se prendiamo la Cina, ad esempio, che con le sue attività industriali rilascia in atmosfera circa il 40 per cento delle emissioni totali, dobbiamo considerare che l’impatto di queste emissioni riguarda molte altre regioni del mondo. Per questo, quello del mercurio e di altri inquinanti atmosferici, è un problema di politica ambientale internazionale. Poi, c’è da dire che l’oceano stesso è una sorgente di mercurio, oltre a essere un recettore, perché una parte di quello che si deposita si bioaccumula nei pesci, una parte viene catturata nei sedimenti marini, ma una terza parte resta nel top water microlayer (lo strato più superficiale), il quale viene fotoridotto dalla radiazione solare e diventa di nuovo mercurio elementare gassoso che viene immesso nell’atmosfera. Quindi, in gergo si dice che il mercurio “cicla” fra vari ecosistemi in base al clima e in base alla temperatura – e infatti i cambiamenti climatici stanno avendo un impatto importante sul ciclo globale di questo inquinante così come di altri inquinanti persistenti semivolatili. Attraverso analisi isotopiche riusciamo a vedere il mercurio che si è depositato nei sedimenti marini anche più di 200 anni fa, prima dell’era industriale».

E cosa si vede? Quanto è aumentato il mercurio nell’epoca industriale?

«Attualmente le sorgenti antropiche rilasciano in atmosfera circa 2.400 tonnellate di mercurio all’anno. Questo numero è tre volte di quello delle emissioni da sorgenti antropiche all’inizio dell’era industriale che risale a oltre 200 anni fa».

Quali sono le principali fonti naturali di mercurio?

 «Le principali fonti naturali sono gli oceani – per i processi di fotoriduzione di cui parlavo prima – i vulcani e, in generale, tutta l’attività geotermica, e gli incendi dei boschi – perché gli alberi nel corso della loro vita assorbono tutta una serie di elementi, fra cui il mercurio, che poi viene rilasciato durante gli incendi. In una pubblicazione di un po’ di anni fa avevamo stimato la quantità di mercurio rilasciata su scala globale dai wild fires e abbiamo trovato circa 600 tonnellate annue rilasciate a scala globale, un numero importante se consideriamo che riguarda solo il contributo degli incendi boschivi».

Quali sono i risultati principali che sono stati ottenuti nell’ultima conferenza di marzo per quel che riguarda l’uso del mercurio, al di là del divieto rispetto ai propellenti spaziali?

«Diciamo che nell’ultima Cop-4 di marzo sono stati definiti i criteri per la valutazione dell’efficacia del trattato. Per ogni trattato internazionale ogni dieci anni viene fatta la cosiddetta effectiveness evaluation, per valutare se i provvedimenti presi siano efficaci e abbiano veramente consentito di ridurre i fattori di rischio per la popolazione e per l’ambiente. Ora, quello che abbiamo fatto è stato definire i parametri e i criteri di monitoraggio ambientale dell’aria, del biota marino, quelli che devono essere misurati quando si fanno gli studi di human exposure e di bio-monitoraggio delle popolazioni. In questi studi si monitora il livello di mercurio nelle urine, nel sangue e nei capelli per stimare l’impatto sulla catena alimentare dell’inquinamento e le eventuali variazioni di questo nel tempo. Sono state definite anche le linee guida per tutta una serie di attività industriali. Quindi, progressi ne sono stati fatti tanti, però l’efficacia è ancora presto per valutarla. Si farà una prima valutazione nel 2023 come starting point per il futuro, per fare una fotografia della situazione attuale. C’è una commissione esperti di cui faccio parte anche io in quanto rappresentante dell’Italia per il Ministero per l’Ambiente nonché per la Presidenza dell’Unione Europea. Stiamo lavorando già da qualche anno alla definizione di metodologie standard appropriate sia per il monitoraggio in campo che per le analisi in laboratorio. Devo dire che questo è un ottimo esempio di collaborazione tra scienza e politica, e quindi fra chi scrive la legislazione e la deve implementare e chi invece rappresenta lo stato dell’arte delle conoscenze nel settore, e deve essere in grado di trasferire le conoscenze ai decisori».

Lei, quindi, da un lato lavora come ricercatore, dall’altro si occupa anche del dialogo politico sull’ambiente e l’inquinamento atmosferico?

«Sì, io ho sempre fatto un po’ il doppio mestiere: ho cominciato come ricercatore ma poi negli ultimi anni mi hanno coinvolto nel policy developement, da cui ho imparato molto. Devo dire che questo ha migliorato anche la mia attività come ricercatore, nello scrivere progetti ad esempio. Come dicono gli americani, siccome noi ricercatori facciamo ricerca usando fondi pubblici, abbiamo un compito doppio: da un lato dobbiamo produrre ottimi articoli che assicurino il progresso delle nostre conoscenze, dall’altro dobbiamo preoccuparci di trasferire queste conoscenze ai decisori politici affinché i provvedimenti presi abbiano come risultato il miglioramento della qualità della vita dei cittadini. È la dimensione etica della ricerca, un obiettivo che mi sono sempre posto da quando mi sono laureato e che mi ha guidato negli ultimi 30 anni».

Quanto è impegnativo, a livello mentale, avere la responsabilità di rappresentare l’Italia in contesti politici internazionali?

«È una grossa responsabilità. Io rappresento l’Italia in molti contesti internazionali, spesso anche come capo delegazione negoziale. Lo faccio ormai da più di vent’anni. Ti senti responsabile perché devi difendere il bene comune, gli interessi comuni. La difficoltà principale, nelle Cop o nei meeting interministeriali, è quella di saper sintetizzare le conoscenze scientifiche e farle comprendere bene a chi non fa quel mestiere. È una sfida incredibile, perché spesso ci si trova – un po’ come i divulgatori scientifici – a dover spiegare un problema complesso a persone che non hanno una base scientifica. Inoltre, ho dovuto imparare a gestire i negoziati, a mediare e individuare le conoscenze scientifiche più importanti da mettere in evidenza per raggiungere un risultato che rappresentasse gli interessi collettivi. In questo mi hanno aiutato molto gli studi di ingegneria. Ho avuto il privilegio di influire sulle strategie di ricerca in ambito europeo, partecipando a molti programmi da FP4 all’attuale Horizon Europe, perché è proprio in questi contesti che si decide dove spendere i soldi per la ricerca. Ho cercato di usare al meglio queste possibilità coordinando grandi progetti multi-disciplinari europei e internazionali inerenti lo studio dell’impatto dell’inquinamento ambientale sugli ecosistemi sensibili, a varie latitudini comprese le aree polari, nonché l’impatto sulle popolazioni».