Come entrano gli inquinanti nella catena trofica Per via dermale Per inalazione Per ingestione Un uomo di 70 kg assume circa 15-20 m3 di aria, 2l di acqua,

Presentazione sul tema: "Come entrano gli inquinanti nella catena trofica Per via dermale Per inalazione Per ingestione Un uomo di 70 kg assume circa 15-20 m3 di aria, 2l di acqua,"— Transcript della presentazione:

1 Come entrano gli inquinanti nella catena trofica Per via dermale Per inalazione Per ingestione Un uomo di 70 kg assume circa 15-20 m3 di aria, 2l di acqua, 250g di alimenti di origine animale e 1Kg di alimenti di origine vegetale

2 Come entrano gli inquinanti nella catena trofica Un cocktail di piccole dosi raggiunge quotidianamente il nostro organismo per diverse vie Sono possibili interazioni tra molecole Il problema coinvolge gli inquinanti persistenti e interessa sia i prodotti freschi che lavorati e i loro derivati (es. miele, latte) Gli inquinanti di maggiore rilevanza sono: fluoruri, metalli pesanti, radionuclidi

3 Fluoruri E’ nota la loro tossicità dalla metà dell’800, con notevole incremento dei problemi ambientali dagli anni ’40 collegati all’industria dell’Al, fosfati, laterizi Il principale problema ecologico è quello della concentrazione nei tessuti vegetali e veicolazione agli erbivori Lo ione F - è fortemente reattivo e la sua tossicità è legata alla capacità di spostare O 2 dai suoi composti e la faciltà di combinazione con Ca e Mg

4 Il fluoro può trovarsi in atmosfera allo stato gassoso come HF, SiF 4, H 2 SiF 6,o come particolato come NaF (solubile) e Na 3 AlF 6 (criolite, insolubile) Le forme insolubili sono poco dannose, le solubili vengono assorbite dopo reazione con acqua Le forme gassose sono le più pericolose e sono considerate almeno 100 volte più nocive della SO2 Si ritiene che F non sia un elemento indispensabile per i vegetali Si misura in (µg F m 3 ); in aree remote il livello di fondo è circa 0,1 µg F m 3

5 Fonti e diffusione F è un componente della crosta terrestre ed è diffuso in molte rocce e più di 100 minerali (fluorite, criolite, fluoroapatite…) Si libera quando i minerali vengono scaldati, trattati chimicamente o meccanicamente Composti del F sono usati come catalizzatori o fondenti industriali Fabbriche di perfosfati e HF, impianti di estrazione di Al, fornaci di laterizi, vetrerie, ceramiche, industrie metallurgiche, combustione del C Emanazioni vulcaniche, erosione eolica, incendi boschivi, aerosol marini

6 Effetti fitotossici I terreni agrari possono contenere elevate quantità di F, per lo più in forma insolubile, anche se nei suoli acidi si trovano anche forme solubili I fluoruri sono veleni cumulativi Penetrano nelle foglie attraverso gli stomi e vengono poi assorbiti dalle cellule o trasportati per via xilematica verso i margini fogliari o l’apice

7 Tossicità L’intossicazione da F può essere di origine i) lavorativa, ii) dipendere dall’ingestione di acque o vegetali, iii) per inquinamento dell’aria 2 secoli fa in Islanda la prima testimonianza scientifica di intossicazione di bestiame (200.000 capi morti) dopo un’eruzione vulcanica Danni specie a livello dell’apparato scheletrico per reattività con Ca (conversione apatite- fluoroapatite): lesioni dentarie, effetti sulle ossa, deambulazione, sistemici

8 Tossicità negli animali Bovini latte > bovini carne > ovini > suini > pollame Causa principale è l’ inquinamento da foraggio Le varie specie hanno diversa tendenza alla concentrazione (p.es. Trifolium repens > Lolium perenne > Medicago sativa) Trasformazione nelle piante in composti organici come ac. mono fluoroacetico (FCH2COOH), poco tossico Questo si trasforma nell’animale “in vivo” in monofluorocitrato che blocca il ciclo di Krebs inibendo l’enzima aconitasi (sintesi letale)

9 Metalli pesanti Un metallo pesante ha una densità > 4,5g/cm 3 Nella composizione della materia vivente solo Mo, Sn, I, hanno numero atomico superiore a 35 La maggior parte degli elementi della tavola periodica si trovano nelle matrici vegetali, le piante non assorbono solo gli elementi di cui hanno bisogno Con impatto diretto sul metabolismo: Bo, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn Benefici: Al,As,Br,Cl,Cr,F,I,Li,Na,Ni,Ru,Se,Si,Sr,Ti,V

10 ElementoEssenzialeSuolo mg/kg-1 Ref.plant mg/kg-1 Piante agrarie mg/kg-1 AlNo71.00080- CdNo0,01-30,050,2-0,8 CrNo2-1001,50,2-1 HgNo0,01-10,1- NiNo ?2-501,51 PbNo0,1-20010,1-10 CuSi1-80104-15 ZnSi3-3005015-200 Contenuti in diverse matrici

11 Giudizio di accettabilità Manca uno standard di legge per determinare un giudizio di accettabilità del materiale vegetale per evitare intossicazioni Si può ricorrere ad una elaborazione che consenta di derivare il residuo massimo accettabile nei vegetali una volta noto l’ Acceptable Daily Intake (ADI) della sostanza (mg sostanza/kg peso vivo animale), così come stabilito da WHO-FAO Si tratta di disporre di dati ADI su un lungo periodo e rapportarli ad una ipotetica dieta standard

12 Pb Data la sua diffusione è un elemento sistematicamente presente nell’alimentazione umana, raggiunge l’uomo soprattutto attraverso la dieta solida Nel cibo quotidiano di un adulto si trovano 0,2-0,3 mg che per il 90% vengono espulsi con le feci Pb si accumula in ossa, sangue, capelli, placenta Vernici, accumulatori, tubazioni e soprattutto leaded fuels rappresentano le fonti antropiche la benzina “super” conteneva fino a 500 mg Pb/litro che dopo la combustione erano rilasciati in ambiente in forma inorganica, idrosolubile o come PM fine (<5 µm) Il pulviscolo autostradale conteneva più dell1% di Pb in peso, ogni 100 Km percorsi, 3-4 g Pb rilasciati

13 Pb General reference plant = 1 ppm (o mg/kg) ADI = 0,43 mg Attenzione ai campioni > 5 ppm 0,5 g/die sono considerati letali nell’uomo La legislazione canadese pone come limite massimo consentito negli ortaggi freschi 2 ppm

14 Radionuclidi Le piante intercettano direttamente radioduclidi aerodispersi o li assorbono dal terreno rappresentando il primo anello di una catena che raggiunge gli animali e l’uomo Derivano dal fall out di esplosioni nucleari o incidenti in impianti di produzione di energia (Chernobyl, 26 aprile 1986)

15 Contaminazione radioattiva Deposizione passiva: molto legata alla morfologia e stato fenologico della pianta e rilevante nel breve periodo Assorbimento attivo: assorbimento radicale e successiva traslocazione; ciascun radionuclide è caratterizzato da un “fattore di trasferimento” che dipende anche da composizione e struttura dei suoli (capacità adsorbente delle argille e localizzazione nel profilo pedologico)

16 Tossicologia 1.Natura e intensità del decadimento radioattivo 2.Periodo di dimezzamento (emivita) 3.Caratteristiche biochimiche

17 1 - Natura e intensità del decadimento radioattivo In termini di massa ed enegia di decadimento, particelle α, β, raggi γ Si misura in Bequerel (Bq): numero di atomi che si disintegrano per secondo (frequenza) Gray (Gy)= assorbimento di enegia pari ad 1 Joule/ in 1kg di tessuto Sievert (Sv)= dose assorbita di qualsiasi radiazione ionizzante che ha la stessa efficacia biologica di 1 Gy di raggi X

18 2 - Periodo di dimezzamento (emivita) Periodo necessario perchè si disintegri la metà degli atomi iniziali La curva di dimezzamento ha andamento esponenziale e dopo un passaggio di 10 emivite si raggiungono “livelli di fondo” Il tempo di dimezzamento biologico tiene conto anche del metabolismo (espulsione) ed è generalmente più breve di quello fisico

19 3 - Caratteristiche biochimiche Nel caso di elementi essenziali (es. I nella tiroide) i radioisotopi seguono le stesse vie degli analoghi non radioattivi Radioisotopi non essenziali possono essere “analoghi biochimici” (es. 137 Cs simile a K) Sono noti casi di traslocazione tra tessuti vegetali (legno, torba)

20 131 Iodio: emivita biologica 3,5-6 giorni, assorbito per via fogliare e poco traslocato 137 Cs, 134 Cs: emivita fisica di 30 e 2 anni rispettivamente; molto mobili, facilmente incorporati in foglie e radici, trattenuti dalla sostanza organica; emivita biologica di poche decine di giorni 90 Sr: facilmente assorbito, poco traslocato, emivita fisica di 28 anni