Crescendo nel nord del Wisconsin,
ho sviluppato un legame naturale con il fiume Mississippi.
Da piccole,
io e mia sorella facevamo a gara per vedere chi riusciva a dire
"M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" più velocemente.
Alle elementari,
mi parlarono dei primi esploratori e delle loro spedizioni,
di come Marquette e Joliet si servirono dei Grandi Laghi e del fiume Mississippi,
con i suoi affluenti, per esplorare il Midwest
e per tracciare una rotta commerciale fino al Golfo del Messico.
Durante la specializzazione,
avevo la fortuna di vedere il fiume Mississippi
dalla finestra del mio laboratorio di ricerca
all'Università del Minnesota.
In quei cinque anni imparai a conoscere il fiume Mississippi,
la sua natura volubile
che lo porta ad esondare in un momento,
per poi mostrare nuovamente, di lì a poco,
i suoi argini completamente asciutti.
Oggi sono un'esperta di chimica organica fisica
e mi impegno a usare le mie conoscenze
per proteggere i fiumi, come il Mississippi,
dalle eccessive concentrazioni saline dovute alle attività umane.
Perché, sapete,
il sale può contaminare le acque dolci dei fiumi.
Il livello di salinità dei fiumi è appena lo 0,05%
e, a questo livello, la loro acqua è potabile.
Tuttavia, i principali corpi d'acqua del nostro pianeta risiedono negli oceani,
le cui acque presentano un livello di salinità superiore al 3%.
E bere la loro acqua ci farebbe stare male molto velocemente.
Per rendere la proporzione tra il volume dell'acqua degli oceani
e quello dei fiumi che sono sul nostro pianeta,
potremmo rappresentare l'acqua oceanica
come una piscina olimpionica
e quella dei fiumi con un contenitore da circa 4 litri.
Capite quindi che si tratta di una risorsa preziosa,
ma la trattiamo come tale?
Oppure la trattiamo come quel vecchio zerbino
che mettiamo sulla soglia di casa per spazzarci i piedi?
Trattare i fiumi come zerbini ha gravi conseguenze.
Diamo un'occhiata.
Vediamo cosa può fare un unico cucchiaino di sale.
Se aggiungiamo un cucchiaino di sale
alla piscina olimpionica contenente acqua oceanica,
l'acqua oceanica non cambia.
Se invece lo aggiungiamo
al contenitore d'acqua dolce da circa quattro litri,
l'acqua diventa di colpo troppo salata per poter essere bevuta.
Il punto è che, poiché fiumi hanno un volume notevolmente minore
rispetto a quello degli oceani,
i fiumi sono particolarmente esposti ai rischi dovuti alle attività umane
e devono dunque essere curati e protetti.
Così, di recente ho esaminato la letteratura in proposito
per avere un quadro dello stato di salute dei fiumi nel mondo.
Non mi ha sorpreso trovare una pessima situazione
in regioni aride e fortemente industrializzate,
come in India e nella Cina del nord.
Mi ha invece sorpreso un articolo del 2018
relativo ai dati di 232 siti di campionamento
su tutto il territorio degli Stati Uniti.
Di quei siti,
il 37 per cento presentava livelli di salinità in aumento.
La cosa più sorprendente
è che i fiumi con i maggiori incrementi
si trovano nella parte est degli Stati Uniti
e non nelle zone aride del sud-ovest.
Secondo gli autori dell'articolo,
la causa potrebbe essere l'uso del sale per sghiacciare le strade.
Un'altra potenziale fonte di sale
potrebbe essere rappresentata dalle acque di scarico industriale.
Come vedete, le attività umane possono trasformare l'acqua dolce dei fiumi
in qualcosa più simile a quella dei nostri oceani.
Dobbiamo fare qualcosa, prima che sia troppo tardi.
Ho una proposta.
Possiamo creare un meccanismo di difesa in tre fasi
che se utilizzato dalle industrie,
migliorerebbe di molto la situazione dei nostri fiumi.
Ecco cosa prevede. Uno:
un minor prelievo di acque fluviali
grazie a tecniche di riciclo e riutilizzo dell'acqua.
Due:
estrazione del sale dalle acque reflue usate per l'industria
per raccoglierlo e riutilizzarlo in altri impieghi.
Infine, tre: dobbiamo far sì che coloro che usano il sale
proveniente dalle miniere
inizino a servirsi di sale proveniente da fonti di riciclo.
Questo meccanismo di difesa in tre fasi è già attivo.
India e Cina del nord lo stanno utilizzando
per favorire il risanamento dei fiumi.
Tuttavia, io propongo
di usare questo meccanismo di difesa per proteggere i nostri fiumi,
per evitare di doverli risanare.
La buona notizia è che la tecnologia per poterlo fare già esiste.
Prevede l'uso di membrane.
Membrane in grado di separare il sale dall'acqua.
Le membrane ci sono da diversi anni.
Sono fatte di materiali polimerici che separano in base a dimensione
o carica elettrica.
Le membrane utilizzate per separare il sale dall'acqua
in genere agiscono in base alla carica.
Queste membrane hanno carica negativa
e dunque respingono gli ioni di cloruro, anch'essi a carica negativa,
presenti in quel sale sciolto.
Come ho detto, queste membrane ci sono da diversi anni
e attualmente purificano quasi 100 milioni di litri d'acqua al minuto,
se non addirittura di più.
Si può andare anche oltre.
Queste membrane funzionano sul principio dell'osmosi inversa.
L'osmosi è un processo naturale che avviene nei nostri corpi
a livello di funzione cellulare.
Nell'osmosi ci sono due camere
con due diversi livelli di concentrazione salina:
una a bassa concentrazione
e l'altra ad alta concentrazione.
Le due camere sono separate da una membrana semimpermeabile.
Per il processo osmotico naturale,
l'acqua attraversa la membrana,
passando dall'area a bassa concentrazione
a quella ad alta concentrazione,
fino al raggiungimento dell'equilibrio.
Nell'osmosi inversa, invece, questo processo naturale viene invertito.
Per farlo,
si esercita pressione sulla parte ad alta concentrazione
per spingere l'acqua nella direzione opposta.
La parte ad alta concentrazione diviene così più salata,
più concentrata
e la parte a bassa concentrazione diventa acqua purificata.
Grazie all'osmosi inversa, possiamo completamente
depurare fino al 95 per cento delle acque di scarico industriali,
mentre il restante 5 per cento diventa una sostanza concentrata e salina.
Questo 5 per cento di miscuglio salino e concentrato
non è uno scarto.
Gli scienziati hanno realizzato membrane modificate
che permettono il passaggio di alcuni tipi di sali
ma non di altri.
Grazie a queste membrane,
chiamate comunemente membrane a nanofiltrazione,
il 5 per cento di soluzione salina concentrata
può essere convertito in una soluzione salina purificata.
In sostanza, tramite osmosi inversa e membrane a nanofiltrazione
possiamo convertire le acque reflue industriali
in risorse quali sale e l'acqua.
Così facendo, inoltre,
attuiamo le fasi uno e due del nostro meccanismo di difesa fluviale.
Ne ho parlato con diversi utilizzatori di acque industriali
e la risposta più comune è stata:
"Sì, ma chi userebbe il mio sale?"
Questo ci porta alla fase tre, che è molto importante.
Dobbiamo convincere chi usa il sale proveniente dalle miniere
a passare al consumo di sale riciclato.
Chi sono questi consumatori di sale?
Ho scoperto che nel 2018,
il 43 per cento del sale consumato negli Stati Uniti
è stato usato per sghiacciare le strade.
Il 39 per cento è stato utilizzato nell'industria chimica.
Ho analizzato questi due utilizzi
e sono rimasta scioccata.
Durante l'inverno 2018-2019,
un milione di tonnellate di sale
è stato sparso sulle strade della Pennsylvania.
È una quantità di sale sufficiente
a riempire per due terzi l'Empire State Building.
Un milione di tonnellate di sale estratto dalla terra
e sparso sulle strade,
che poi si riversa nell'ambiente e nei nostri fiumi.
Io propongo di cercare, almeno,
di ottenere questo sale dagli scarichi industriali di acque saline,
per evitare che finisca nei nostri fiumi.
Sarebbe meglio usare, sulle strade, il sale di recupero,
così, al disgelo primaverile,
i fiumi potrebbero essere meno esposti ai danni causati
dalla sostanza altamente salina che si riversa nelle loro acque.
In qualità di chimica,
ciò che mi entusiasma di più è l'idea di introdurre
questo utilizzo circolare del sale nell'industria chimica.
L'industria dei cloro-alcali sarebbe perfetta per farlo.
Questa industria ci fornisce resine ipossodiche,
uretani, solventi
e molti prodotti utili di uso quotidiano.
Alla base di questa produzione si trova il cloruro di sodio.
L'idea è --
anzi, prima diamo un'occhiata all'economia lineare.
In un'economia lineare, il sale viene estratto da una miniera,
subisce il processo dei cloro-alcali
e diventa una sostanza chimica di base
che può poi essere convertita in un prodotto nuovo
o maggiormente funzionale.
Questa lavorazione, però,
spesso genera sale di scarto
che finisce nelle acque di scarico industriale.
L'idea è di introdurre circolarità.
Possiamo recuperare acqua e sale delle acque di scarico industriale
provenienti dalle fabbriche
per utilizzarli nuovamente all'inizio delle lavorazioni dei cloro-alcali.
Sale circolare.
Che impatto avrebbe tutto ciò?
Facciamo un esempio.
Il 50 per cento della produzione mondiale di ossido di propilene
avviene grazie al processo cloro-soda.
Parliamo di cinque milioni di tonnellate di ossido di propilene
ogni anno, a livello globale.
Cinque milioni di tonnellate di sale estratte dalla terra
trasformate in ossido di propilene dal processo cloro-soda
che a sua volta riversa
cinque milioni di tonnellate di sale nelle acque reflue industriali.
Cinque milioni di tonnellate
potrebbero riempire l'equivalente di tre Empire State Building
ogni anno.
Capite allora come il sale circolare
possa proteggere i nostri fiumi da questo eccessivo scarico di sale.
Forse vi state chiedendo:
"Se queste membrane sono ormai disponibili da anni,
perché non viene praticato il riciclo delle acque di scarico?"
Il fatto è
che ha un costo.
Inoltre,
in queste regioni all'acqua non viene dato il giusto valore.
Fino a quando non è troppo tardi.
Se non cominceremo a prevedere politiche di tutela delle acque dolci,
andremo incontro a conseguenze gravi.
Chiedete a uno dei maggiori produttori di sostanze chimiche,
che lo scorso anno ha subito un danno di 280 milioni di dollari
a causa del basso livello delle acque del fiume Reno in Germania.
Oppure chiedete agli abitanti di Città del Capo, in Sudafrica,
dove una siccità di anni ha talmente prosciugato le riserve di acqua
da rendere necessaria la richiesta di non tirare lo sciacquone.
Come avete visto,
ci sono soluzioni grazie alle membrane
che possono fornire acqua pura
e fornire sale puro
grazie all'utilizzo di queste due membrane
che ci possono aiutare a proteggere i nostri fiumi per le generazioni future.
Grazie.
(Applausi)