Un lavoro iniziato nel 2017 come incarico per le vacanze di primavera per i partecipanti a un seminario delle matricole della William & Mary University si è trasformato inaspettatamente in una seria indagine sulla presenza di un isotopo radioattivo nel miele negli Stati Uniti orientali che è a sua volta diventata lo studio “Bomb 137Cs in modern honey reveals a regional soil control on pollutant cycling by plants” pubblicato su Nature Communications.
L’isotopo è il cesio-137, una reliquia dei test atomici condotti durante la Guerra Fredda e il principale autore dello studio, Jim Kaste che insegna al Department of Geology della William & Mary, sottolinea che «68 dei 122 campioni di miele raccolti dal Maine alla Florida mostrano quantità variabili di cesio-137».
La contaminazione da cesio-137 del cibo ha sollevato preoccupazioni in seguito agli incidenti nucleari di Chernobyl e Fukushima, ma Kaste tranquillizza: «I livelli di cesio-137 trovati nel miele sono molto al di sotto dei livelli che hanno spinto le autorità a ritirare il cibo dal mercato dopo quei disastri delle centrali nucleari. Non sto dicendo alle persone che non dovrebbero mangiare il miele. Nutro i miei figli con il miele. Ora mangio più miele di quanto ne mangiavo quando ho iniziato questo progetto».
Kaste e i sui coautori. Andrew Elmore del Center for environmental science dell’università del Maryland e Paul Volante, uno dei partecipanti al seminario ha scoperto il fenomeno, propongono un’ipotesi a più fasi su come il cesio-137 si sia spostato su enormi distanze – anche attraversando l’Oceano Pacifico – per finire nei barattoli di miele prodotto dagli alveari sulla costa orientale Usa, un’ipotesi che spiega anche c perché il cesio-137 tende a manifestarsi in alcune aree più di altre.
Alla William & Mary University ricordano che «Il cesio-137 è un sottoprodotto della fissione di uranio-plutonio, un componente della ricaduta delle esplosioni dei test delle bombe H condotti dagli Stati Uniti e dall’Unione Sovietica in siti che vanno dal Nuovo Messico e Nevada alle Isole Marshall e all’arcipelago artico russo della Novaya Zemlya». I test delle bombe variavano in grandezza e Kaste fa notare che «E’ impossibile determinare la bomba precisa che ha prodotto il cesio-137 trovato in qualsiasi regione, per non parlare di qualsiasi vasetto di miele specifico. Ma sappiamo che la produzione di cesio 137 dai siti del Pacifico e della Russia è stata più di 400 volte superiore alla produzione delle esplosioni in New Mexico e Nevadao. Una singola bomba russa, la bomba dello zar, era più di 50 volte più potente di tutti i test del Nevada e del New Mexico messi insieme. Quello che non è ricaduto a terra vicino ai siti dei test è andato alla deriva in alto nell’atmosfera e nella stratosfera nel caso delle esplosioni più grandi. I venti prevalenti hanno portato il cesio verso est fino a quando l’isotopo è stato portato a terra dalle abbondanti piogge degli Stati Uniti orientali-
Le analisi fatte del team statunitense sul miele proveniente da un’unica fonte hanno dimostrato alcune tendenze. Ad esempio, i campioni di miele della Virginia pedemontana erano praticamente privi di cesio. In confronto, nel miele proveniente dal sud della North Carolina era sempre presente cesio-137. Il miele della Florida era particolarmente “caldo”. Nella Virginia del nord i risultati erano “misti”, ma curiosamente, hanno iniziato a comparire dappertutto nel Maine. «Ho parlato con un apicoltore nel Maine emi ha detto che mandano i loro alveari a sud per l’inverno – spiega Kaste – quando il Maine diventa troppo freddo per le api».
Dato che il cesio è stato portato sulla terreno dalle piogge, avrebbe senso che le aree con le precipitazioni annuali più elevate tendano a produrre il miele di cesio. Ma non è così. Il ricercatori hanno scoperto che «Il segreto della connessione cesio-miele è nella chimica del suolo, in particolare nel contenuto di potassio».
I ricercatori hanno riportato i loro campioni di miele su una mappa che mostra i livelli di potassio in ogni contea e hanno trovato una correlazione definita e inversa: il miele al cesio proveniva da terreni a basso contenuto di potassio, come quelli prevalenti dalle Carolina in giù.
Kaste spiega ancora: «Il potassio è un nutriente importante per le piante. E gli atomi di potassio e cesio sembrano molto simili. Le piante in cerca di potassio stavano assorbendo il cesio. La sostituzione non è avvenuta dove il terreno era ricco di potassio. Ma in un terreno a basso contenuto di potassio, le piante assorbono quella che sembra essere la cosa migliore più vicina, passandola alle api attraverso il nettare. Le api biomagnificano il cesio nel processo di produzione del miele».
La ricerca sul miele ha avuto la sua genesi nella ricerca GEOL 150: Radioactive Pollution e Kaste ha si è reso conto che i suoi studenti – e forse anche i loro genitori – non ne sapevano niente della corsa alla bomba atomica, dei test delle bombe e delle esercitazioni scolastiche della Protezione Civile che ne seguirono. Per questo ha realizzato una dimostrazione pratica per dimostrare alla sua classe che l’era della bomba atomica la ritroviamo ancora nel nostro cibo. Ha dato agli studenti un compito per le vacanze di primavera: portare a casa del cibo di provenienza locale. Gli studenti sono tornati portando una varietà di prodotti alimentari provenienti da multi luoghi: mele, sciroppo d’acero, noci pecan, luppolo, arance. Poi i partecipanti al seminario hanno utilizzato il rivelatore gamma di Kaste per testare la presenza di cesio-137 nei loro alimenti e i risultati all’inizio erano deludenti: a qualche traccia qui e là. Fino a quando un barattolo di miele comprato in un mercato agricolo della North Carolina ha mostrato la presenza dell’isotopo a livelli più di 100 volte più alti che negli altri campioni di cibo.
E’ così che Kaste ha avviato una ricerca sul miele prodotto in gran parte degli Stati Uniti orientali, e ha messo Volante al lavoro. Durante i suoi 4 anni di studi universitari passati nel laboratorio di Kaste alla William & Mary Volante si è concentrato (e ha dato la sua tesi) su un isotopo correlato, l’americio-241, figlio del plutonio e prodotto della fissione della bomba H, come il cesio-137.
«L’americio-241 è un po’ ovunque – spiega ancora Kaste – E’ in concentrazioni inferiori rispetto al cesio. Ma non viene assorbito dalle piante, quindi l’americio-241 non finisce nel miele. L’indifferenza delle piante all’americio-241, combinata con l’emivita dell’isotopo di circa 400 anni, lo ha reso prezioso per Volante e altri geologi ambientali interessati alla datazione dei sedimenti. Ma il cesio-137, con la sua emivita di circa 30 anni, resta la forma dominante di inquinamento da radiazioni ionizzanti nell’ambiente anche 60 anni dopo la fine dei test della bomba. E le fonti dominanti di contaminazione da cesio-137 negli Stati Uniti orientali sono i test con bombe, non gli incidenti negli impianti nucleari».
Lo studio pubblicato su Nature Communications ricorda che la contaminazione da cesio-137 del cibo è stata motivo di preoccupazione per parecchio di tempo: Kaste ha evidenziato che «Fino agli anni ’80. il governo degli Stati Uniti ha condotto test diffusi sul latte per la presenza di cesio-137 e altri radionuclidi dell’era della guerra fredda». E ha ritrovato i registri dei test sul latte, che mostravano costantemente livelli più elevati di contaminazione nei campioni della Florida.
Kaste conclude: «Non c’è traccia di latte tolto dal mercato per livelli elevati di cesio-137. I miei studi sul miele non dovrebbero suscitare alcuna preoccupazione per il consumo umano. Ma gli insetti potrebbero essere tutta un’altra cosa. Quello che vediamo oggi è una piccola frazione della radiazione che era presente durante gli anni ’60 e ’70”. E non possiamo dire con certezza se il cesio-137 abbia qualcosa a che fare con il collasso delle colonie o il declino della popolazione di api. Spero che il lavoro sul miele dimostri la lunga vita degli inquinanti ambientali, in particolare i modi spesso imprevedibili in cui i contaminanti possono circolare nell’ambiente. Il cesio-137 è un “inquinante ereditario”, che rimane con noi mentre il decadimento nucleare dimezza la sua presenza ogni tre decenni. E’ un movimento lento verso un punto di fuga virtuale, a meno che qualche altro evento di fissione non introduca un’altra dose dell’isotopo nell’ambiente».
