Indagine sulla contaminazione da ''Policlorobifenili'' (PCBs) di matrici alimentari

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La maggior fonte di contaminazione umana è l’assunzione attraverso gli alimenti, anche se, in alcuni 
casi, non sono da sottovalutare l’inalazione e l’esposizione cutanea. La cronaca di recente ha 
riportato episodi acuti di inquinamento da PCB, il più clamoroso quello dei polli ai PCB e alla 
diossina in Belgio nel 1998: qui, nella produzione dei mangimi, vennero erroneamente scambiati oli 
idraulici destinati allo smaltimento, per oli vegetali esausti da friggitoria (Van Larebeke et al., 2001). 
Nel 1971 in North Carolina, una partita di farina di pesce per l’alimentazione dei polli fu 
contaminata da PCB, presenti in un’apparecchiatura difettosa come fluido scambiatore di calore 
(Siniscalco et al., 1977). Queste carni contaminate avrebbero potuto costituire un’importante fonte 
contaminante per l’uomo che le avrebbe consumate. 
In virtù della diminuzione della concentrazione ambientale, il carico negli ultimi 15 anni si è 
drasticamente ridotto. Affinché questa tendenza persista, occorre smaltire le potenziali fonti residue 
di contaminazione, applicando determinate procedure e attenzioni (UFSP, 2002). Altre sorgenti di 
contaminazione sono imputate alle vernici di ponti (rivestimenti di protezione contro la corrosione), 
ai condensatori (si stima infatti che siano presenti sul territorio nazionale oltre 30.000 trasformatori 
elettrici con concentrazioni di PCB estremamente elevate, mentre è presunta l’esistenza di circa 
45.000 condensatori contaminati di massa superiore a 1 Kg) (www.regione.emilia-romagna.it) e alle 
masse di sigillatura dei giunti delle grandi edificazioni di calcestruzzo di vecchia data (Ruzzenenti, 
2003). 
 8
2. LA CHIMICA DEI PCB 
 
I PCB (C
12
H
10
-nCl, con n compreso tra 1 e 10) sono una classe di idrocarburi clorurati non polari 
con nucleo bifenilico e sostituzione con atomi di cloro di 1 fino a 10 atomi di idrogeno. 
 
                         3         2                                    2’       3’ 
                   4                                          4' 
                         5         6                                   6’       5’  
                                                                                                                   
Questa struttura fa sì che i PCB siano una numerosissima famiglia di 209 congeneri, distinti in 
relazione al diverso numero di atomi di cloro (da 1 a 10) e alla disposizione degli stessi 
(2\3\4\5\6\2’\3’\4’\5’\6’). Generalmente con il termine PCB si intende una miscela degli stessi, dai 
monoclorobifenili ai decaclorobifenili, essendo raggruppati secondo il loro grado di clorazione in 10 
classi di omologhi. All’interno di ciascuna classe i singoli PCB, definiti isomeri, differiscono tra loro 
esclusivamente per la posizione assunta dagli atomi di cloro (es. 2 dei 12 triclorobifenili sono gli 
isomeri 2,3,4-Triclorobifenile e 3,3’,5- Triclorobifenile) (Ruzzenenti, 2003). Il termine PCB pur 
riferendosi ad una miscela di più congeneri, spesso viene considerato come una singola entità 
chimica. Al fine di rendere più agevole l’identificazione di un singolo congenere dal punto di vista 
chimico, sono state proposte nel corso degli anni diverse classificazioni; attualmente la più utilizzata 
(dai ricercatori) è quella di Ballschmiter e Zell (1980) che assegna un numero progressivo da 1 a 209 
ai singoli congeneri a seconda del minor o maggior grado di clorazione (Tabella1) (Pavan et al., 
2003). 
 
Clx Clx
1 1’
 9
Tabella1: Nomenclatura IUPAC di PCB-omologhi (Ballschmiter e al., 1980) 
No. Struttura No. Struttura No. Struttura No. Struttura 
Monoclorobifenili Tetraclorobifenili Pentaclorobifenili Esaclorobifenili 
1 2 52 2,2',5,5' 107 2,3,3',4',5 161 2,3,3',4,5',6 
2 3 53 2,2',5,6' 108 2,3,3',4,5' 162 2,3,3',4',5,5' 
3 4 54 2,2',6,6' 109 2,3,3',4,6 163 2,3,3',4',5,6 
  55 2,3,3',4 110 2,3,3',4',6 164 2,3,3',4',5',6 
Diclorobifenili 56 2,3,3',4' 111 2,3,3',5,5' 165 2,3,3',5,5',6 
4 2,2' 57 2,3,3',5 112 2,3,3',5,6 166 2,3,4,4',5,6 
5 2,3 58 2,3,3',5' 113 2,3,3',5',6 167 2,3',4,4',5,5' 
6 2,3' 59 2,3,3',6 114 2,3,4,4',5 168 2,3',4,4',5',6 
7 2,4 60 2,3,4,4' 115 2,3,4,4',6 169 3,3',4,4',5,5' 
8 2,4' 61 2,3,4,5 116 2,3,4,5,6    
9 2.5 62 2,3,4,6 117 2,3,4',5,6 
Eptaclorobifenili 
10 2,6 63 2,3,4',5 118 2,3',4,4',5 170 2,2',3,3',4,4',5 
11 3,3' 64 2,3,4',6 119 2,3,4,4',6 171 2,2',3,3',4,4',6 
12 3,4 65 2,3,5,6 120 2,3',4,5,5' 172 2,2',3,3',4,5,5' 
13 3,4' 66 2,3',4,4' 121 2,3',4,5',6 173 2,2',3,3',4,5,6 
14 3,5 67 2,3',4,5 122 2',3,3',4,5 174 2,2',3,3',4,5,6' 
15 4,4' 68 2,3',4,5' 123 2',3,4,4',5 175 2,2',3,3',4,5',6 
    69 2,3',4,6 124 2',3,4,5,5' 176 2,2',3,3',4,6,6' 
Triclorobifenili 70 2,3',4',5 125 2',3,4,5,6' 177 2,2',3,3',4',5,6 
16 2,2',3 71 2,3,4',6 126 3,3',4,4',5 178 2,2',3,3',5,5',6 
17 2,2',4 72 2,3',5,5' 127 3,3',4,5,5' 179 2,2',3,3',5,6,6' 
18 2,2',5 73 2,3',5',6   180 2,2',3,4,4',5,5' 
19 2,2’,6 74 2,4,4',5 
Esaclorobifenili 
181 2,2',3,4,4',5,6 
20 2,3,3' 75 2,4,4',6 128 2,2',3,3',4,4' 182 2,2',3,4,4',5,6' 
21 2,3,4 76 2',3,4,5 129 2,2',3,3',4,5 183 2,2',3,4,4',5',6 
22 2,3,4' 77 3,3',4,4' 130 2,2',3,3',4,5' 184 2,2',3,4,4',6,6' 
23 2,3,5 78 3,3',4,5 131 2,2',3,3',4,6 185 2,2',3,4,5,5',6 
24 2,3,6 79 3,3',4,5' 132 2,2',3,3',4,6' 186 2,2',3,4,5,6,6' 
25 2,3',4 80 3,3',5,5' 133 2,2',3,3',5,5' 187 2,2',3,4',5,5',6 
 10
26 2,3',5 81 3,4,4',5 134 2,2',3,3',5,6 188 2,2',3,4',5,6,6' 
27 2,3',6 135 2,2',3,3',5,6' 189 2,3,3',4,4',5,5' 
28 2,4,4' 
Pentaclorobifenili 
136 2,2',3,3',6,6' 190 2,3,3',4,4',5,6 
29 2,4,5 82 2,2',3,3',4 137 2,2',3,4,4',5 191 2,3,3',4,4',5',6 
30 2,4,6 83 2,2',3,3',5 138 2,2,3,4,4',5' 192 2,3,3',4,5,5',6 
31 2,4',5 84 2,2',3,3',6  139 2,2',3,4,4',6 193 2,3,3',4',5,5',6 
32 2,4',6 85 2,2',3,4,4' 140 2,2',3,4,4',6'  
33 2',3,4 86 2,2',3,4,5 141 2,2',3,4,5,5' 
Octaclorobifenili 
34 2',3,5 87 2,2',3,4,5' 142 2,2',3,4,5,6 194 2,2',3,3',4,4',5,5' 
35 3,3',4 88 2,2',3,4,6 143 2,2',3,4,5,6' 195 2,2',3,3',4,4',5,6 
36 3,3',5 89 2,2',3,4,6' 144 2,2',3,4,5',6 196 2,2',3,3',4,4',5',6 
37 3,4,4' 90 2,2',3,4',5 145 2,2',3,4,6,6' 197 2,2',3,3',4,4',6,6' 
38 3,4,5 91 2,2',3,4',6 146 2,2',3,4',5,5' 198 2,2',3,3',4,5,5',6 
39 3,4',5 92 2,2',3,5,5' 147 2,2',3,4',5,6 199 2,2,3,3',4',5,5',6 
  93 2,2',3,5,6  148 2,2',3,4,5,6' 200 2,2',3,3',4,5,6,6'  
Tetraclorobifenili 
94 2,2',3,5,6' 149 2,2',3,4',5’6 201 2,2',3,3',4,5',6,6' 
40 2,2',3,3'  95 2,2',3,5',6 150 2,2',3,4',6,6' 202 2,2',3,3',5,5',6,6' 
41 2,2',3,4 96 2,2',3,6,6' 151 2,2',3,5,5',6 203 2,2',3,4,4',5,5',6 
42 2,2',3,4' 97 2,2',3',4,5 152 2,2',3,5,6,6 204 2,2',3,4,4',5,6,6' 
43 2,2',3,5 98 2,2',3,4,6 153 2,2',4,4',5,5'  205 2,3,3',4,4',5,5',6' 
44 2,2,3,5'  99 2,2',4,4',5 154 2,2',4,4,5,6'  
45 2,2',3,6 100 2,2',4,4',6 155 2,2',4,4',6,6' 
Nonaclorobifenili 
46 2,2',3,6'  101 2,2',4,5,5' 156 2,3,3',4,4',5  206 2,2',3,3',4,4',5,5',6 
47 2,2',4,4' 102 2,2',4,5,6' 157 2,3,3',4,4',5' 207 2,2',3,3',4,4',5,6,6' 
48 2,2',4,5 103 2,2',4,5',6 158 2,3,3',4,4',6  208 2,2',3,3',4,5,5',6,6' 
49 2,2',4,5' 104 2,2',4,6,6' 159 2,3,3',4,5,5'   
50 2,2',4,6 105 2,3,3',4,4' 160 2,3,4',4,5,6 
Decaclorobifenili 
51 2,2',4,6' 106 2,3,3',4,5     209 2,2',3,3',4,4',5,5',6,6' 
 11
Come si può vedere dalla tabella 2, il numero di possibili isomeri con lo stesso grado di clorazione 
varia.  
Tabella 2: Formula molecolare, nome, numero di isomeri, numerazione IUPAC, massa molecolare, 
percentuale di cloro e numero di isomeri identificati. 
Formula 
Molecolare 
Nome:Clorobifenili 
Numero di 
Isomeri 
IUPAC-
No. 
Massa 
Molecolare 
% di 
Cloro 
No. di isomeri 
Identificati 
C
12
H
9
Cl Mono 3 1-3 188.65 18.79 3 
C
12
H
8
Cl
2
 Di 12 4-15 233.10 31.77 12 
C
12
H
7
Cl
3
 Tri 24 16-39 257.54 41.30 23 
C
12
H
6
Cl
4
 Tetra 42 40-81 291.99 48.65 41 
C
12
H
5
Cl
5
 Penta 46 82-127 326.43 54.30 39 
C
12
H
4
Cl
6
 Esa 42 128-169 360.88 58.93 31 
C
12
H
3
Cl
7
 Epta 24 170-193 395.32 62.77 18 
C
12
H
2
Cl
8
 Octa 12 194-205 429.77 65.98 11 
C
12
HCl
9
 Nona 3 206-208 464.21 68.73 3 
C
12
Cl
10
 Deca 1 209 498.66 71.10 1 
 
 
3. FORMAZIONE DEI PCB 
 
Con temperature superiori ai 750 θC il benzene in presenza di piombo come catalizzatore reagisce 
formando bifenili. Questo per reazione con cloro gassoso e in presenza di FeCl
3 
come catalizzatore, 
da origine a cloroderivati per sostituzione degli atomi di H. Quanto maggiore è la quantità di Cl
2, 
tanto più lunga sarà la durata della reazione e tanto maggiore il grado di clorurazione con formazione 
dei PCB (www.csgi.unifi.it). 
 12
4. ASPETTI CHIMICO-FISICI  
 
Dal punto di vista chimico-fisico, i PCB sono caratterizzati da un’elevata stabilità dipendente 
anch’essa dal differente grado di clorazione. In generale il punto di evaporazione e la lipofilia 
aumentano con il maggior grado di clorazione, la tensione di vapore e la solubilità nell’acqua invece 
diminuiscono. 
Le caratteristiche più importanti dei PCB sono: 
 ξ  stato liquido a temperatura ambiente, 
 ξ  densità:1.1821566 kg/L, 
 ξ  bassa solubilità in acqua, alta solubilità in solventi organici, 
 ξ  alta temperatura di evaporazione: 170-380 °C, 
 ξ  non esplosivo, 
 ξ  bassa conduttività elettrica, 
 ξ  conducibilità termica molto alta, 
 ξ  stabilità elevata: alta resistenza alla degradazione termica e chimica (Fiedler, 2001). 
 
 
5. TOSSICITÀ 
 
Gli effetti tossici dipendono dal grado di clorazione e dal tipo di isomeri; i PCB meta- e para-
sostituiti sarebbero maggiormente attivi rispetto agli orto-sostituiti. La natura complessa delle 
miscele di PCB complica la valutazione del rischio sull’uomo. A tale scopo è stato introdotto da Safe 
il concetto di TEF (fattore di tossicità equivalente) che esprime il grado di tossicità di ciascun 
congenere assumendo, come valore di riferimento, la tossicità del 2,3,7,8-tetraclorodibenzodiossina 
(TCDD). La valutazione del rischio di tossicità da PCB tramite il valore di TEF è possibile in quanto 
il meccanismo, attraverso il quale PCB e TCDD determinano effetti tossici, è comune; essendo 
entrambi idrocarburi aromatici alogenati hanno la capacità di legarsi al recettore per gli idrocarburi 
arilici, una proteina citoplasmatica (AHR) presente nei tessuti e negli organi bersaglio. 
I valori di TEF per congeneri di PCB diossina-simile proposti dalla World Health Organization 
(1997), applicabili all’esposizione di PCB su mammiferi calcolati basandosi soprattutto su studi di