SM 3547 -- Azoto amico e nemico -- 2011

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 10 luglio 2012

Fertilizzanti, 15, (3), 16-17 (2013)

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Un recente studio pubblicato nella rivista americana “Science” ha richiamato l’attenzione su un aspetto ecologico sottovalutato: l’inquinamento dell’aria e delle acque  dovuto ai composti dell’azoto. Strano elemento questo azoto; il nome (da due parole greche, ”a”, negazione, e “zoo”, vita) dice che, come gas, non ha niente a che fare con la vita, eppure molti suoi composti sono presenti, anzi essenziali, in tutte le forme della vita e altri sono fonti di danni alla salute. L’azoto allo stato di gas è il principale componente dell’atmosfera che ne contiene l’80 percento; l’ossigeno è il restante 20 percento; in tutti gli organismi viventi l’azoto si trova per lo più sotto forma di molecole nelle quali è combinato con gli altri elementi essenziali: carbonio, idrogeno, ossigeno.

L’azoto, così come si trova nell’atmosfera, è un gas inerte e si combina con altri elementi soltanto con reazioni chimiche o biologiche alquanto complicate. Per esempio l’azoto atmosferico si combina con l’ossigeno, trasformandosi in ossidi di azoto, durante le scariche elettriche, i fulmini, dei temporali, a temperature di migliaia di gradi. Ho parlato di ossidi di azoto, al plurale, perché i prodotti di combinazione dell’azoto con l’ossigeno sono almeno cinque, con differenti rapporti fra azoto e ossigeno. Gli ossidi di azoto gassosi sono trascinati a terra dalle piogge e si disperdono nel terreno da dove i composti dell’azoto sono assorbiti dalle piante e trasformati in molecole solide, gli amminoacidi e poi in proteine che sono i prodotti di combinazione di vari amminoacidi (una ventina quelli più comuni). I nomi di alcuni sono anche abbastanza noti quando si parla delle diete: lisina, metionina, triptofano, eccetera. Azotate sono anche le quattro “basi” (adenina, cistina, guanina, timina) presenti nel DNA, la sostanza fondamentale per l’intera vita.

Per facilitare la vita vegetale la natura ha predisposto che le piante di un’intera famiglia, le leguminose (fagioli, piselli, soia, acacie, eccetera), siano capaci, grazie ad alcuni batteri presenti nelle loro radici, di utilizzare direttamente l’azoto atmosferico per “costruire” le proprie proteine. Una parte delle piante diventa nutrimento per gli animali (fra cui gli stessi esseri umani) i quali scompongono le proteine vegetali e ne utilizzano gli amminoacidi per costruire altre proteine, nel caso umano quelle del sangue, della carne, dei capelli, eccetera.

Nella trasformazione delle proteine alimentari nel corpo animale si formano dei prodotti azotati “di rifiuto” che si ritrovano nell’urina e negli escrementi. L’acido urico, che ha preso questo nome perché è stato isolato per la prima volta, nel 1773, dall’urina, è un composto azotato; l’ammoniaca che si trova negli escrementi, è un gas in cui l’azoto è combinato con l’idrogeno. I prodotti azotati degli escrementi animali e quelli che si formano dalle spoglie dei vegetali alla fine del loro ciclo vitale, si disperdono nel terreno e nelle acque dove sono ulteriormente trasformati in altre sostanze, fra cui i nitrati, che possono essere assorbiti dai vegetali e rientrano così nei cicli naturali. Una parte va perduta nei mari e le perdite sono reintegrate dagli ossidi di azoto formati dalle scariche elettriche dei temporali.

Tutte le cose sono andate abbastanza bene, con cicli relativamente chiusi, fino a quando la popolazione umana è rimasta abbastanza limitata. Con la rivoluzione industriale dell’Ottocento, con l’aumento del benessere e della popolazione, è aumentata anche la richiesta di alimenti e si sono cominciati a osservare i segni della scarsità dell’azoto nel terreno. Il chimico tedesco Justus Liebig (1893-1873) nella metà dell’Ottocento suggerì di aggiungere azoto, di “concimare”, il terreno con i nitrati che si trovavano nel Cile, ma anche questi si esaurirono dopo pochi decenni. I chimici Fritz Haber (1868-1934) e Carl Bosch (1874-1940), intorno al 1910 inventarono un sistema per trasformate l’azoto atmosferico in ammoniaca sintetica che poteva essere utilizzata per la produzione di concimi: oggi si producono 500 milioni di tonnellate di concimi azotati sintetici all’anno.

Più umani, più concimi, più cibo, più allevamenti animali hanno fatto arrivare nei terreni, nei mari, nell’aria, una grande quantità di composti azotati di rifiuto: un gas come l’ossido nitroso ha l’effetto di alterare il clima; il flusso di crescenti quantità delle molecole azotate dei rifiuti umani e zootecnici, nei fiumi e nei mari ha fatto aumentare alghe e organismi indesiderabili (un fenomeno noto come eutrofizzazione) che tolgono ossigeno alle acque, vere e proprie fonti di inquinamento. Come se non bastasse, alle alte temperature che si hanno nella combustione del petrolio, gas, carbone, si formano ossidi di azoto che sono veri e propri inquinanti dell’atmosfera, dannosi alla salute e responsabili anche loro dei mutamenti climatici. Ciò si verifica in particolare nei motori a scoppio a benzina o diesel nei quali il combustibile è bruciato ad alta temperatura con aria, il cui ossigeno e azoto reagiscono fra loro con formazione di inquinanti atmosferici.

Tutti volti negativi dell’elemento più indispensabile per la vita, al punto che le agenzie internazionali chiedono che vengano posti dei limiti alle emissioni nell’ambiente di composti dell’azoto da parte delle attività umane. Ci sarà bisogno di più controlli, di più laboratori e di più chimici.