Un sensore portatile permette di rilevare il piombo nell'acqua del rubinetto
La contaminazione da piombo nelle fonti d'acqua municipali è una minaccia costante per la salute pubblica. L'ingestione di quantità anche minime di piombo può danneggiare il cervello umano e il sistema nervoso, soprattutto nei bambini piccoli. Per consentire alle persone di rilevare la contaminazione da piombo nelle proprie case, un team di ricercatori ha sviluppato un sistema di analisi dell'acqua accessibile e portatile chiamato E-Tongue. Questo dispositivo, descritto in ACS Omega, è stato testato attraverso un progetto di citizen science in quattro città del Massachusetts.
L'E-Tongue è un dispositivo facile da usare che analizza la potenziale contaminazione da piombo dell'acqua potabile a casa propria.
Adapted from ACS Omega 2025,
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"Sono stato spinto dalla realtà che le famiglie potevano essere inconsapevolmente esposte al piombo", dice Pradeep Kurup, ricercatore principale. "Con l'E-Tongue, mettiamo la conoscenza e il potere direttamente nelle mani delle persone, in modo che possano proteggere la loro salute e sostenere un'acqua più sicura nelle loro comunità".
I test tradizionali sull'acqua sono costosi e lunghi, in quanto richiedono attrezzature scientifiche specializzate e lunghi tempi di elaborazione. Inoltre, sebbene gli impianti di trattamento delle acque facciano un ottimo lavoro di rimozione dei contaminanti, i vecchi tubi di piombo e gli impianti idraulici delle case possono ancora essere una fonte di contaminazione da piombo. Per risolvere questo problema, un team di ricercatori guidato da Kurup ha progettato un dispositivo portatile chiamato E-Tongue, in grado di analizzare i campioni d'acqua e di essere utilizzato da una persona comune.
L'E-Tongue funziona applicando una tensione a un campione d'acqua, facendo sì che gli ioni di piombo presenti si attacchino all'elettrodo d'oro del sensore. Poi, la tensione viene invertita, facendo sì che il piombo si stacchi dal sensore e produca una corrente elettrica. L'intensità della corrente indica la quantità di piombo presente nel campione d'acqua. Se viene rilevato del piombo, un'applicazione per smartphone collegata al dispositivo avvisa l'utente con una lettura codificata a colori e un valore di concentrazione che indica la gravità della contaminazione. Una schermata verde indica che la concentrazione di piombo è inferiore ai limiti normativi dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti (EPA). Uno schermo rosso indica che la concentrazione di piombo supera i limiti normativi.
Per testare l'usabilità e le prestazioni di E-Tongue, i ricercatori hanno lavorato con 317 residenti di quattro città locali. I residenti hanno prima combinato un campione della loro acqua di rubinetto con una soluzione tampone preconfezionata in una fiala di vetro. Poi hanno seguito tre passaggi sull'applicazione per smartphone: cliccare su "start" dopo aver inserito il sensore nella fiala, cliccare su "run" per iniziare il test e cliccare su "end" per salvare i risultati del test e condividerli con i ricercatori e i comuni locali. Se il piombo veniva rilevato al di sopra del livello massimo consentito dall'EPA di 10 parti per miliardo, i ricercatori hanno verificato i risultati attraverso un laboratorio certificato che utilizzava metodi di rilevamento tradizionali per garantire l'accuratezza di E-Tongue.
I ricercatori hanno scoperto che:
- Le quantità di contaminazione da piombo nei campioni di acqua di rubinetto variavano nelle quattro città del Massachusetts.
- Dieci dei 634 campioni raccolti dai residenti superavano il livello massimo di piombo consentito dall'EPA, mentre molti altri campioni si avvicinavano a questo valore.
- Le letture dell'E-Tongue sono risultate accurate quanto i tradizionali test di laboratorio.
Questo studio dimostra l'efficacia dell'E-Tongue come dispositivo rapido e affidabile per il rilevamento a domicilio del piombo nell'acqua potabile. I ricercatori sperano che questo strumento diventi presto un'opzione pratica per rilevare e ridurre i contaminanti da metalli pesanti nelle fonti d'acqua municipali, consentendo così alle comunità di mantenersi sicure.
Gli autori riconoscono il finanziamento della National Science Foundation.
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