Dipartimento di Colture Arboree Universita’ di Bologna IMPATTO AMBIENTALE DELL'AGRICOLTURA Prof. Bruno Marangoni Dipartimento di Colture Arboree Universita’ di Bologna

Nei prossimi 25 anni la popolazione mondiale aumenterà di oltre 2 miliardi di persone. Il conseguente incremento della produzione agricola dovrebbe derivare da aumenti della produttività più che un da un’ulteriore estensione della superficie coltivabile. Il raggiungimento di tale obiettivo prevede un MIGLIORE UTILIZZO dei mezzi di produzione.

Dagli anni ’60 agli anni ’80 è aumentata la produzione delle principali colture (riso, frumento), ma sono anche aumentate le perdite dovute ai parassiti: Dal 23.9 % al 35.7% per il frumento Dal 46.4 % al 54.6 % per il riso La spesa di prodotti fitosanitari è passata da 900 milioni di dollari a 26 miliardi di dollari.

IMPATTO AMBIENTALE DEI PRODOTTI FITOSANITARI Stima del rischio Valutazione della tossicità Mutagenesi, carcinogenesi embriotossicità Valutazione dell’esposizione Ripartizione ambientale Fenomeni di trasformazione Fenomeni di trasferimento

STIMA DEL RISCHIO Il rischio associato ad una certa sostanza è definito come il prodotto della sua pericolosità per l’esposizione, dove per esposizione si intende la concentrazione alla quale la sostanza è presente nell’ambiente. Per valutare il rischio di un prodotto è necessario valutare sia gli effetti che produce sugli organismi viventi o su un ecosistema che l’esposizione a cui essi sono soggetti.

VALUTAZIONE DELLA TOSSICITÀ effetto che può essere ottenuto a seguito di una somministrazione unica o di una esposizione per breve tempo Acuta I parametri usati per quantificarla sono: Dose letale mediana (DL50): rappresenta la dose che porta a morte il 50% degli individui in saggi di tossicità acuta per somministrazione diretta. Concentrazione letale media (CL50): rappresenta la dose che porta a morte il 50% degli individui in saggi di tossicità acuta per esposizione ambientale.

Cronica Effetti a medio-lungo periodo su una popolazione esposta per periodi prolungati all’azione di una sostanza potenzialmente tossica a bassi dosaggi. I parametri usati per quantificarla sono: NOEL (No Observed Effect level): la più alta concentrazione alla quale non si è manifestato alcun effetto. ADI (Admissible Daily Intake): rappresenta la dose massima che può essere assunta giornalmente dall’uomo senza alcun rischio.

MUTAGENESI, CARCINOGENESI EMBRIOTOSSICITÀ La ricerca sta mettendo a punto saggi in vivo e in vitro in grado di fornire almeno indicazioni di massima sul potenziale tossico di queste sostanze. Queste valutazioni sono le prime ad essere eseguite dalle industrie agrochimiche, in quanto se viene evidenziato un problema di questo tipo la molecola viene immediatamente bloccata.

VALUTAZIONE DELL’ESPOSIZIONE Il tipo e l’intensità dell’esposizione a cui è soggetta una popolazione possono essere molto diversificati: gli agricoltori sono esposti ai prodotti fitosanitari durante la preparazione e la distribuzione, e se non si eseguono comportamenti corretti, l’esposizione può essere importante; la popolazione può venire a contatto con questi prodotti durante la loro distribuzione o attraverso i residui degli stessi, presenti nelle derrate alimentari o nell’acqua.

RIPARTIZIONE AMBIENTALE Dopo essere stati applicati, i prodotti fitosanitari sono soggetti a fenomeni di trasformazione e trasferimento Degradazione biologica, chimica e fotochimica Adsorbimento, desorbimento, volatilizzazione, deriva e rideposizione, lisciviazione e ruscellamento

FENOMENI DI TRASFORMAZIONE L’attività microbica del terreno è la principale responsabile della degradazione, ma attiva è anche la degradazione chimica e fotochimica. Dal punto di vista ambientale sono meno pericolose le molecole poco persistenti; il parametro che esprime la velocità di degradazione è il TEMPO DI DIMEZZAMENTO (t50), che rappresenta il tempo necessario per degradare il 50% della dose di prodotto fitosanitario immessa nell’ambiente.

FENOMENI DI TRASFERIMENTO Sono fenomeni determinati dalla combinazione della situazione pedo-climatica con le caratteristiche delle molecole. Le principali caratteristiche dei prodotti fitosanitari dal punto di vista ambientale sono: solubilità (S) pressione di vapore (VP) KOC: coefficiente di ripartizione tra il carbonio organico e l’acqua

CONTAMINAZIONE DI UN ALIMENTO Tossici di sintesi: pesticidi coloranti conservanti ecc.. Tossici naturali: micotossine fitotossine ecc.. Viene percepito un alto rischio per i tossici di sintesi, mentre le sostanze naturali sono poco considerate.

LE DERRATE ALIMENTARI POSSONO SUBIRE DUE TIPI DI CONTAMINAZIONI DIRETTA INDIRETTA Cereali Spezie Semi oleaginosi Frutta secca Olive Uva Mele Fichi Latte e derivati Carne e derivati Quando un alimento contaminato entra in una preparazione alimentare come ingrediente contamina tutto l’alimento

MICOTOSSINE Le micotossine sono contaminanti dei mangimi di origine ambientale. La microflora fungina, presente sul campo, contamina i cereali ed i foraggi, e può sviluppare muffe che hanno potenziale tossinogeno. Il ritrovamento di funghi sulle granelle non implica necessariamente la presenza di micotossine, come l'assenza di funghi visibili non assicura la non-contaminazione del prodotto.

Una stessa micotossina può essere prodotta da diverse specie fungine; uno stesso micete può produrre più micotossine. Le micotossine, sono sostanze molto diverse tra loro dal punto di vista chimico e la contaminazione dei prodotti è in funzione prevalentemente del ceppo del fungo produttore. Il potenziale tossigeno del fungo, a sua volta, dipende dal grado di ossigenazione, di acidità e dalle caratteristiche del substrato (aumenta nei vegetali od in presenza di amido, diminuisce nei substrati ricchi di zinco…).

SONO UNA FAMIGLIA DI CIRCA 100 MOLECOLE PRODOTTE DA MUFFE : ASPERGILLUS PENICILLUM FUSARIUM QELLE MAGGIORMENTE TOSSICHE SONO: AFLATOSSINE B1,B2,G1,G2 AFLATOSSINA M1 OCRATOSSINA A PATULINA ZEARALENONE FUMONISINE FUSARIOTOSSINE: DON, T-2, HT-2

Particolari condizioni climatiche (elevata piovosità prima della raccolta), la fioritura delle piante (in particolare del mais e del frumento), attacchi da parte d'insetti e parassiti, traumi meccanici alle granelle in fase di raccolta, errate lavorazioni ed utilizzo di parametri inidonei in fase di stoccaggio, essiccamento, conservazione e miscelazione, sono tutte situazioni che possono favorire la produzione di micotossine con contaminazione dei mangimi semplici e composti.

Le condizioni ottimali per una elevata produzione di micotossine, variano a seconda del ceppo fungino, ma, in generale, nei substrati con elevato tenore di acqua, pH tra 4 e 8, a temperature tra 15 e 30 °C, rotti meccanicamente o sotto forma di polvere, la quantità di micotossine aumenta.

Le principali conseguenze nell'organismo dell'ingestione di micotossine, sempre a seconda del ceppo e della quantità ingerita, sono sindromi croniche-polisistemiche (epatotossicità, nefrotossicità, neurotossicità…) o fenomeni acuti, tali sostanze hanno, infatti, potere cancerogeno, teratogeno, mutageno ed immunosoppressore.

Al momento non si è in grado di utilizzare metodi per detossificare gli alimenti in modo veloce, sicuro ed economico. La principale arma contro lo sviluppo di micotossine consiste nella prevenzione della crescita dei funghi sulle colture, attraverso l'applicazione di ben precise tecniche agronomiche e la conoscenza della fisiologia dei diversi ceppi fungini e degli animali ad essi sensibili, e nei controlli frequenti ed accurati attraverso campionamenti rappresentativi ed analisi mirate, lungo tutti i punti di rischio della filiera.

LA LEGISLAZIONE VIGENTE NEL MONDO Africa: 14 paesi con normativa nota, per la maggior parte dei paesi la normativa non è nota o non esiste, riguarda solo le Aflatossine, il Marocco ha la legge più dettagliata Asia/Oceania: 25 paesi con normativa nota, sono regolamentate le Aflatossine negli alimenti e l’AFB1 dei mangimi, esistono norme armonizzate tra Australia e Nuova Zelanda, le leggi maggiormente dettagliate sono in Cina e in Iran

Europa: 38 paesi con normativa nota, sono regolamentate le Aflatossine e l’Ocratossina A e la Patulina e altre tossine del Fusaruim, esistono delle raccomandazioni per il DON, negli alimenti, baby food e nei mangimi America Latina: 19 paesi con normativa nota, esistono valori armonizzati per le Aflatossine all’interno degli stati membri del MERCSUR Nord America: 2 paesi con normativa nota, esistono valori armonizzati per le Aflatossine, mentre per le fumonisine ci sono dei limiti USA.

LA LEGISLAZIONE VIGENTE 1999 Circolare 09/06/99, n°10 (GU 11/06/99) L’Italia recepisce il Regolamento (CE) n°1525/98 del 16/07/98 ed aggiunge dei valori guida per Aflatossine (spezie e piante infusionali), Ocratossina A, Patulina e Zearalenone Regolamento (CE) n°472/2002 del 16/03/2002 Stabilisce i limiti di aflatossine nel peperoncino e di ocratossina A nei cereali ed uvetta Regolamento (CE) n°1425/2003 del 11/08/2003 Fissa i limiti per la Patulina nei succhi e puree di frutta e nei prodotti per la prima infanzia Circolare 28/11/03, n°6 (GU 10/12/03) Stabilisce i limiti di Ocratossina A nel cacao Regolamento (CE) n°2174/2003 del 12/12/2003 Riunisce in un unico allegato i limiti delle aflatossine su arachidi, frutta a guscio, frutta secca, cereali e latte Regolamento (CE) n°683/2004 del 13/04/2004 Fissa i limiti per e aflatossine e per l’ocratossina A negli alimenti per lattanti e prima infanzia

LIMITI PER AFLATOSSINE Regolamento CE 2147/2003 PRODOTTO AFB1 mg/kg AF TOT mg/kg AFM1 mg/kg Arachidi, frutta a guscio e frutta secca destinati al consumo diretto 2.0 4.0 - Arachidi, destinati alla cernita 8.0 15.0 Frutta a guscio e frutta secca destinati alla cernita 5.0 10.0 Cereali Cereali destinati alla cernita Granoturco desinato alla cernita Latte 0.05 Spezie 10.

CAMPIONI ANALIZZATI 673, BIO 108 (16% DEL TOTALE CAMPIONI) Risultati del controllo dal 2002 al 2003 CAMPIONI ANALIZZATI 673, BIO 108 (16% DEL TOTALE CAMPIONI) n. 5 (4.6%) Alimenti da “Agricoltura biologica” n. 23 “Altri Alimenti” 4% 6% 90% Negativi Positivi <1% Irregolari DATI arpa 2004