La produzione agricola negli Stati Uniti utilizza quasi 700 milioni di libbre di pesticidi ogni anno, secondo Consumer Reports, e quasi tre quarti dei 6, 953 campioni di prodotti testati dal Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti nel 2014 contenevano residui di pesticidi, secondo il gruppo di lavoro ambientale, un'organizzazione senza scopo di lucro che lavora per proteggere la salute umana e l'ambiente.

Di fronte a queste statistiche, ricercatori in Spagna e Belgio, scienziati in Cina, e un giovane inventore in Francia stanno studiando nuovi modi per rilevare i pesticidi sui prodotti.

Il problema? Il modo migliore per identificare i residui di pesticidi su frutta e verdura è tramite gas o cromatografia liquida-spettrometria di massa, un processo che richiede attrezzature costose (come in decine di migliaia di dollari) e ingombranti. Il trucco è trovare un metodo più economico e un dispositivo più piccolo che potrebbe essere utilizzato per i test sul campo, o anche dai consumatori mentre sono al negozio oa casa.

Ecco quattro modi in cui gli scienziati stanno cercando di farlo accadere.

Rendere il rilevamento dei pesticidi conveniente e accessibile

Un gruppo di scienziati spagnoli dell'Università di Jaén ha trovato una soluzione per affrontare il problema in un modo più economico (meno di $2, 000 secondo una rapida ricerca del prodotto dell'attrezzatura necessaria) per rilevare la presenza di clothianidin, un tipo di insetticida neonicotinoide nei prodotti. Un campione del prodotto viene iniettato in un tubo di teflon avvolto a spirale attorno a una lampada al mercurio a bassa pressione da 15 watt. Segue una reazione fotochimica, consentendo il rilevamento del pesticida a livelli molto piccoli con l'aiuto di un programma per computer. Ecco qualche dettaglio in più su come funziona esattamente.

Julia Jiménez-LÁ³pez, uno dei ricercatori del progetto, racconta Contadino moderno in un'e-mail che avrebbero potuto brevettare il processo, ma invece i ricercatori hanno deciso di pubblicare i dettagli del metodo che altri scienziati potranno utilizzare se lo desiderano. Il suo team sta continuando a migliorare il sistema e ha in programma di commercializzare la tecnologia "nel prossimo futuro".

"L'intenzione del nostro gruppo di ricerca è di continuare a migliorare i nostri sistemi per l'analisi dei pesticidi in modo che non solo possano essere utilizzati nei laboratori di routine, o per il controllo di qualità, ma anche dal grande pubblico, attraverso dispositivi portatili che eseguono la stessa analisi focalizzata su dove appare il pesticida sui prodotti, ” dice Jiménez-LÁ³pez.

“Un etilometro per frutta e verdura”

Un'illustrazione del MOF creata dal team internazionale, e costituito da molecole organiche e ioni metallici. Immagine:KU Leuven – Centro per la chimica delle superfici e la catalisi

Un team di ricerca internazionale guidato da scienziati belgi dell'Università di Lovanio in collaborazione con IMEC, un centro belga di ricerca sulle nanotecnologie, hanno creato un “naso elettronico” per fiutare i pesticidi. Il processo utilizza strutture metallo-organiche (MOF), spugne microscopiche artificiali in grado di assorbire i fosfonati presenti nei pesticidi.

Pensalo come un etilometro per frutta e verdura, ma invece di misurare la quantità di alcol consumata da un conducente, misura se i fosfanati (glifosato, l'erbicida “Roundup” ne è un esempio) sono presenti su un frutto o un ortaggio, anche a livelli minuscoli. Il ricercatore post-dottorato Ivo Stassen, che sta guidando il team dietro il progetto con Rob Ameloot, ha affermato in un comunicato stampa universitario che le concentrazioni di cui hanno a che fare sono estremamente basse, equivalente a "una goccia d'acqua in una piscina olimpionica".

Questa tecnologia può anche rilevare il gas nervino a livelli molto bassi. Stassen e Ameloot credono che la tecnologia avrà anche una miriade di altri usi, dalla diagnosi precoce del cancro ai polmoni mediante lo screening del respiro di una persona alla distinzione del vino contraffatto da quello vero. Proseguono i lavori sul progetto.

Scansione Mangia:Scansione, e mangiare (o no, se sono presenti troppi pesticidi)

Scansione Mangia, nato da un'idea dello studente universitario francese di 25 anni Simon Bernard. Immagine:Green Tech

Simone Bernardo, uno studente universitario francese di 25 anni al suo ultimo anno al National Maritime College of France in Normandia, ha inventato un rilevatore di pesticidi che chiama "Scan Eat". Il piccolo dispositivo delle dimensioni di un'unità flash è collegato a un'app per smartphone che consentirebbe all'utente di scansionare un pezzo di frutta o verdura durante la spesa per determinare i livelli di pesticidi presenti sulla sua superficie, secondo il sito di notizie francese Sciences et Avenir.

Il dispositivo si basa su uno spettrometro a infrarossi miniaturizzato creato nel 2014 da Consumer Physics, una start-up israeliana il cui prodotto Scio consente agli utenti di raccogliere informazioni sulla composizione molecolare di oggetti (come piante e cibo) scansionandoli con un dispositivo che emette una luce nel vicino infrarosso a una lunghezza d'onda specifica e riflette la firma molecolare del cibo.

Bernard sta lavorando per convertire la tecnologia per riconoscere i pesticidi e determinare la quantità di sostanza chimica presente su frutta o verdura. La sua idea gli è valsa un 150, 000 euro del Ministero dell'Ambiente francese e nove mesi presso un incubatore di tecnologie verdi sponsorizzato dal governo, dove sta lavorando agli algoritmi necessari per convertire i dati in livelli comprensibili di pesticidi che i consumatori possono leggere sui loro smartphone.

MacGyver sarebbe orgoglioso

Un prototipo del sistema basato su smartphone. Foto:Qingsong Mei et al./Biosensors and Bioelectronics.

Ricercatori della Hefei University of Technology in Cina e della National University of Singapore, ha ideato un rilevatore per il pesticida thiram che utilizza carta e uno smartphone, secondo Phys.Org. Gli scienziati hanno creato nanoparticelle che emettono un segnale fluorescente sulla carta, e un apparecchio che scansiona la carta con un piccolo laser. Un'app per smartphone progettata dai ricercatori legge quindi le differenze nella luce fluorescente e converte le informazioni in livelli comprensibili della presenza del pesticida.

“Ora stiamo rendendo il sistema utile per l'applicazione nel mondo reale, "Prof. Yong Zhang, uno degli autori principali dello studio della National University of Singapore, dice a Elsevier.com "Stiamo pianificando di utilizzare la tecnologia per rilevare più molecole contemporaneamente"" qualcosa chiamato rilevamento multiplex. In questo modo potremmo, Per esempio, testare la qualità del cibo che mangiamo ogni giorno”.

Salvo aspettare che questi tipi di dispositivi diventino ampiamente disponibili e convenienti, i consumatori che sono preoccupati per l'ingestione di residui di pesticidi sintetici possono acquistare prodotti biologici o fare affidamento sull'elenco "Clean 15" dell'EWG di frutta e verdura coltivate in modo convenzionale che tendono ad avere meno pesticidi utilizzati nella loro produzione, e per evitare altri che fanno affidamento sull'uso di pesticidi nella loro coltivazione.