L'accuratezza e l'usabilità di point

npj Clean Water volume 6, Numero articolo: 5 (2023) Citare questo articolo

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Il fluoruro geogenico contamina l’acqua di decine di milioni di persone. Tuttavia, molti non sono consapevoli del contenuto di fluoro, in parte a causa delle carenze dei metodi di rilevamento. I test sui biosensori rappresentano un approccio relativamente nuovo ai test sulla qualità dell’acqua che risolve molte di queste carenze ma non sono mai stati testati da non esperti in un contesto “reale”. Abbiamo quindi cercato di valutare l'accuratezza e l'usabilità di un biosensore di fluoro al punto di utilizzo utilizzando sondaggi e test sul campo nella contea di Nakuru, in Kenya. I test dei biosensori hanno classificato accuratamente livelli elevati di fluoro (≥1,5 ppm) nell'89,5% dei 57 campioni analizzati. Anche l'usabilità era elevata; tutti i partecipanti sono stati in grado di utilizzare il test e di interpretare correttamente tutti i campioni tranne uno. Questi dati suggeriscono che i test sui biosensori possono fornire dati accurati e significativi sulla qualità dell’acqua che aiutano i non esperti a prendere decisioni sull’acqua che consumano. Un ulteriore ridimensionamento di queste tecnologie potrebbe fornire nuovi approcci per monitorare i progressi globali verso l’Obiettivo di sviluppo sostenibile 6.

La contaminazione dell’acqua e i conseguenti oneri sanitari ed economici rappresentano una pressante preoccupazione per la salute globale1. L’Obiettivo di Sviluppo Sostenibile (SDG) 6 traccia i progressi verso “la disponibilità e la gestione sostenibile dell’acqua e dei servizi igienico-sanitari per tutti”. I progressi verso l'obiettivo SDG 6.1, la percentuale di esseri umani con "accesso universale ed equo all'acqua potabile sicura e a prezzi accessibili" viene monitorata principalmente utilizzando i dati sull'accesso alle infrastrutture dell'acqua potabile riportati dagli uffici statistici nazionali al Fondo di emergenza per l'infanzia delle Nazioni Unite (UNICEF) e all'UNICEF. Programma di monitoraggio congiunto (JMP) dell'Organizzazione mondiale della sanità (OMS)2.

Le stime attuali basate sui dati JMP indicano che due miliardi di persone in tutto il mondo non hanno accesso a servizi di acqua potabile gestiti in modo sicuro2, pertanto non siamo sulla buona strada per raggiungere l’obiettivo 6.1 entro il 20303. Anche questa stima potrebbe essere eccessivamente ottimistica poiché i dati attuali sulla qualità dell’acqua sono limitati4 . Nello specifico, meno della metà degli Stati membri delle Nazioni Unite dispone delle risorse per generare dati sulla qualità dell’acqua sufficientemente affidabili da guidare la governance3. Pertanto, esiste la necessità riconosciuta di tecnologie di raccolta dati più ampiamente utilizzabili per monitorare la presenza di contaminanti nell’acqua identificati dall’OMS come prioritari5, in particolare E. Coli, arsenico, nitriti e fluoruro6.

Livelli pericolosi di fluoro si trovano nelle fonti d’acqua utilizzate da decine di milioni di persone in tutto il mondo7,8. L’esposizione a concentrazioni di fluoruro superiori a 1,5 ppm (o 1,5 mg/L), il limite stabilito dall’OMS6, si verifica tipicamente quando i sali fluorurati naturali penetrano nelle falde acquifere sotterranee. Livelli elevati di fluoro nelle acque sotterranee si verificano a livello globale e destano particolare preoccupazione nell’Africa settentrionale e orientale, nel Medio Oriente e in alcune parti del Nord e del Sud America9,10. Sebbene l’esposizione al fluoro inferiore a 1 ppm offra benefici per la salute, tra cui la prevenzione della carie dentale11 e il trattamento dei sintomi dell’osteoporosi12, l’esposizione cronica a livelli elevati di fluoro ha una serie di effetti avversi, in particolare la fluorosi dentale e scheletrica13. La fluorosi indebolisce i denti e le ossa legandosi al calcio al loro interno e può causare complicazioni debilitanti per la salute per tutta la vita14,15.

Uno dei maggiori ostacoli alla mitigazione dell’esposizione al fluoruro geogenico dannoso è la difficoltà nell’identificarne la presenza: il fluoruro nell’acqua è incolore, inodore e non rilevabile dal gusto al di sotto di 2,4 ppm16. Fortunatamente, è semplice quantificare con precisione i livelli di fluoruro in ambienti di laboratorio utilizzando tecniche come la cromatografia ionica o gli elettrodi di rilevamento degli ioni7. Inoltre, le sonde fluorescenti all'avanguardia in grado di rilevare livelli nanomolari di analita17,18,19 possono offrire un metodo ancora più semplice per l'analisi dei campioni in laboratorio. Tuttavia, tutte queste tecnologie richiedono infrastrutture e competenze significative per funzionare, rendendo necessario un approccio centralizzato al loro utilizzo. Un approccio centralizzato, a sua volta, richiede che i campioni vengano raccolti sul campo e spediti al laboratorio, creando costi aggiuntivi e vincoli logistici nei test e nella comunicazione dei risultati nelle aree potenzialmente colpite.