Metalli potenzialmente tossici nei suoli di un'area ad elevata pressione antropica in provincia di Chieti (Abruzzo)

La tossicologia ambientale s’interessa degli effetti dannosi di agenti chimici, presenti come inquinanti dell’ambiente, nei riguardi degli organismi viventi.

L’uomo è da sempre esposto ai metalli pesanti. I primi casi di intossicazione si verificarono probabilmente in seguito a contaminazioni naturali di cibi ed acque in aree geografiche in cui la concentrazione ambientali di metalli pesanti era particolarmente elevata per presenza di giacimenti minerari (province metallo genetiche) e/o di litologie particolarmente ricche in metalli (province geochimiche). L’avvento dell’era industriale e l’attività di estrazione mineraria hanno comportato il diffondersi di numerose malattie professionali causate da vari metalli tossici. L’impiego di combustibili fossili, dei pesticidi in agricoltura e l’aumento dell’utilizzo industriale dei metalli in genere hanno comportato un incremento di inquinamento ambientale, determinando avvelenamento da metalli pesanti, sia per gli animali che per la vegetazione e di conseguenza anche per l’uomo (De Vivo, 2004). Seguendo la classificazione di De Vivo (2004) i metalli pesanti tossici possono essere suddivisi in:
• Metalli tossici normalmente presenti nell’ambiente che costituiscono un pericolo per la salute dell’uomo: As,Be, Cd, Hg e Pb.
• Metalli con tossicità minore rispetto ai precedenti diffusi essenzialmente negli ambienti di lavoro: Sb, Ag, Ba, In, Sn, Tl, Te, Ti, U e V.
• Metalli la cui tossicità è correlata al loro utilizzo in terapia medica: Al, Bi, Ga, Li, Au e Pt.
• Metalli generalmente definiti essenziali per la vita (dei quali è necessaria un’ assunzione giornaliera di alcuni mg) ma con “potenziale” effetto tossico: Co, Cr, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, Cu, Se e Zn.

I contaminanti arrivano agli organismi principalmente attraverso il cibo, l’acqua e l’atmosfera. Termini quali catena alimentare e livelli trofici sono usati appunto per descrivere il percorso seguito dagli inquinanti per arrivare agli organismi. I metalli pesanti ingeriti si muovono nella catena alimentare e attraverso di essa risalgono fino ai più alti livelli trofici; in questo percorso subiscono processi di bio-accumulo e bio-amplificazione.
L’ingestione determina una minaccia per la salute di chi si nutre ai livelli trofici più elevati e un processo di bio-accumulo di alcuni metalli che raggiungono concentrazioni tossiche critiche per i fluidi, i tessuti e organi specifici del corpo animale (De Vivo, 2004).

Esistono molti casi documentati nei quali un’ingestione prolungata nel tempo di metalli pesanti, bio-disponibili in un ecosistema, ha determinato concentrazioni di metalli tossici negli organismi causando poi malattia e morte. In altri casi, la carenza di micronutrienti metallici essenziali (es., Se, Zn, Cu) nell’ alimentazione di organismi ha ugualmente determinato malattia e morte.

Vi sono, quindi, diversi metalli pesanti che sono micro oppure macro-nutrienti essenziali e sono necessari per mantenere in buone condizioni di salute organismi umani o altri esseri viventi. Questi elementi devo essere ingeriti regolarmente per consentire un funzionamento ottimale di diversi organi e sistemi del corpo umano.

Rapporti sinergici e antagonisti tra metalli possono anche influenzare l’impatto della presenza di metalli pesanti nutrienti in un ecosistema vivente. Negli esseri umani, per esempio, gli effetti dell’ingestione e bio-accumulo di As possono essere smorzati dalla presenza di un elemento antagonista quale il Se. Comunque, le interazioni fra metalli potenzialmente tossici possono causare problemi agli esseri umani. Per esempio, l’ingestione di Pb può interferire con l’assorbimento di Fe nell’intestino, causando in questo modo una sua deficienza. Il Pb può anche determinare un incremento della deficienza, già presente, dei nutrienti Cu e Ca (Fergusson, 1990).

Vi sono intervalli di concentrazioni di metalli essenziali e biodisponibili, potenzialmente tossici, che sono necessari in micro-quantità per il funzionamento di organi critici e per i processi biochimici. Quando nella dieta vi è un eccesso oppure una deficienza di uno o più di questi elementi per un arco di tempo, un organismo può sviluppare condizioni anormali, malattie, o anche morire. Per esempio, una deficienza di Se negli esseri umani, specialmente nei bambini, può causare un infarto cardiaco per congestione. D’altro canto, l’ingestione di quantità in eccesso dello stesso elemento può causare disturbi vascolari acuti, emorragie, dermatiti, calvizie itterizia e carie.

Altri metalli potenzialmente tossici sono non-essenziali e non causano problemi se sono carenti nella dieta; la loro ingestione può non avere effetti su di un organismo, se sono bioevacuati senza bio-accumulo, oppure provocare interferenza con funzioni biochimiche e organiche. In quest’ultimo caso, il bio-accumulo può far peggiorare gradualmente nel tempo lo stato di salute dell’organismo con l’insorgenza di sintomatiche malattie croniche; il peggioramento può essere rapido se l’ingestione avviene in dosi elevate (Fergusson, 1990).

Gli elementi ed i composti chimici analizzati nei progetti ambientali comprendono gli elementi radioattivi, i composti organici, i metalli e i metalloidi e le loro specie chimiche.
Nel presente lavoro sono stati analizzati alcuni dei metalli pesanti classificati come potenzialmente tossici per le forme di vita da organizzazioni quali la U.S. EPA (Environment Protection Agency degli USA) e l’Organizzazione Mondiale della Sanità. I metalli considerati sono: Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, AS, Cd, Pb; di seguito sono descritti sommariamente i comportamenti geochimici nell’ambiente superficiale di tali elementi e la loro tossicità.