Le nouveau système laser ENEA pour analyser la pollution de l’eau

Spectroscopie laser Raman appliquée à l’analyse de la pollution de l’eau

(Rinnovabili.it) – Les chercheurs de l’ENEA ont développé une technique innovante d’analyse des eaux qui permettra de identifier la pollution de l’eau aussi avec faibles concentrations de substances nocives. La spectroscopie laser Raman – c’est le nom de la technique – utilise un appareil portable qui permet de détecter la présence de polluants et d’analyser leur structure chimique grâce à l’observation de l’interaction de la lumière avec leurs molécules.

La technique, déjà utilisée dans le contrôle de l’air, présente de nombreux avantages car elle applique une technologie non destructive, elle ne nécessite pas de laboratoire pour analyser les substances et peut être appliquée directement sur l’échantillon, sans avoir à le traiter au préalable.

Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue internationale Sensors.

« Nous avons examiné les polluants les plus courants qui peuvent être trouvés dans les eaux des rivières, des lacs et des réservoirs, à la suite d’activités agricoles et industrielles. Ces substances mettent en danger les écosystèmes naturels et présentent un risque pour la santé des humains et des animaux lorsque ces mêmes eaux sont utilisées pour l’irrigation dans l’agriculture et pour l’abreuvement du bétail, entrant ainsi dans notre chaîne alimentaire », a expliqué Salvatore Almaviva , chercheur ENEA du Laboratoire de diagnostic et de métrologie au Centre de recherche de Frascati et co-auteur de l’étude avec les chercheurs Antonia Lai, Florinda Artuso, Isabella Giardina et Alessandra Pasquo.

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Utilisation du laser Raman pour analyser la pollution de l’eau par les nitrates et les sulfites

L’utilisation du laser Raman portable appliqué à l’analyse de l’eau pour surveiller la pollution de l’eau a permis de trouver des niveaux de concentration en nitrates jusqu’à 20 mg par litre, bien en deçà des limites légales qui atteignent 50 milligrammes par litre. ; l’équipement détecte également les sulfites dans la limite de la valeur seuil de 500 milligrammes par litre.

Les nitrates et les sulfites, les deux principales substances examinées, sont caractéristiques de la pollution de l’eau et peuvent avoir des conséquences graves sur la santé humaine : une forte concentration de nitrates dans l’eau potable peut entraîner un blocage du transport de l’oxygène par l’hémoglobine et le syndrome dit du « bébé bleu ». « , mais leur ingestion peut également affecter le développement de tumeurs du tube digestif car elle contribue à la formation de nitrosamines, substances reconnues comme parmi les plus cancérigènes pour les mammifères.

Les recherches de l’ENEA ont porté en particulier sur le sulfite de sodium, un composé largement utilisé dans l’industrie textile comme blanchissant et désulfurant et dans les piscines comme déchlorateur. « La consommation excessive de ces substances toxiques – a expliqué Almaviva – peut causer des dommages à la santé, à partir de la migraine, de l’asthme jusqu’à des pathologies plus graves. Au contraire, au niveau environnemental, les sulfites peuvent conduire à la formation de pluies acides après avoir réagi avec l’eau ».

Autres applications de la technique

La surveillance effectuée par l’ENEA concernait également d’autres substances liées aux origines anthropiques de la pollution de l’eau telles que les bactéries coliformes, typiques des eaux utilisées en agriculture, le glyphosate et d’autres agents rejetés par les voitures via les gaz d’échappement et les phosphates liés aux détergents rejetés dans les ordures ménagères, engrais et pesticides utilisés en agriculture.

«Notre technique d’investigation s’est avérée adéquate pour ‘traquer’ les nitrates et les sulfites, explique Antonia Lai, chercheuse à l’ENEA, tandis que des études d’optimisation supplémentaires et une amélioration de la sensibilité sont nécessaires pour les phosphates. Les résultats obtenus jusqu’à présent nous encouragent à continuer non seulement dans la surveillance de l’environnement et des ressources en eau, mais aussi dans d’autres domaines tels que la qualité et la sécurité des aliments pour détecter les menaces CBRNe, en profitant de la rapidité et de la simplicité du dispositif dans les phases d’analyse et ses caractéristiques de compacité et de maniabilité pour les mesures in-situ ».