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Ambiente e salute. Pfas, la complessità del lavoro di monitoraggio e rimozione dei contaminanti emergenti in scenari in continua evoluzione

Le recenti delibere della Regione Veneto in merito ai contaminanti emergenti di interesse prioritario per l’ambiente e la salute, e alla necessità di monitorarli, unitamente all’adozione di tecniche di depurazione e degradazione adeguate alla loro rimozione prima che raggiungano i corpi idrici utilizzati a scopo alimentare e irriguo, suggeriscono alcuni approfondimenti del merito e nel metodo.

La prima domanda che potremmo porci è se la ricerca di Pfas, e di altri contaminanti di interesse prioritario, debba aspettare le valutazioni di tossicità alimentare da parte di Efsa, oppure ispirarsi, in un quadro one health  “ambiente & salute”, alle valutazioni proprie della Agenzia per l’Ambiente Eea e dell’Agenzia per le sostanze chimiche Echa che oggi tendono a limitare l’utilizzo e rilascio ambientale di tutte quelle sostanze che per le caratteristiche fisico-chimiche alla base della loro persistenza, bio-accumulo, tossicità, mobilità, costituiscono un rischio anche potenziale per l’ambiente, l’ecosistema e l’uomo.

L’approccio Efsa basato sul carico di malattia

L’approccio Efsa in materia di Pfas oggi privilegia il dato epidemiologico umano collegato al cosiddetto carico di malattia associato all’esposizione a Pfas, verificata tramite studi di biomonitoraggio. Rispetto alle 4.700 molecole organiche fluorurate inventariate da Ocse, le molecole con certe evidenze tossicologiche in studi sperimentali su animali da laboratorio, e su coorti di persone esposte, anche professionalmente, non superano il numero di venti. In maniera pragmatica e realistica, Us-Epa, nella proposta di uno studio multicentrico sull’esposizione umana a Pfas, considera una lista non esaustiva, ma ampliabile, di 18 composti, fondamentalmente le molecole che con più frequenza sono state ritrovate a livello di acqua ad uso idropotabile.

Questo approccio Efsa trova puntuale rispondenza negli atti del Convegno nazionale Associazione italiana di epidemiologia, Aie, svoltosi a Catania a fine ottobre, laddove si è posta con forza l’attenzione sul referto epidemiologico, quale strumento per valutare la priorità dei Lea e verificare la loro appropriatezza. Ai sensi di legge per «referto epidemiologico» si intende il dato aggregato o macrodato corrispondente alla valutazione dello stato di salute complessivo di una comunità che si ottiene da un esame epidemiologico. Questo passa attraverso le cosiddette “sorveglianze”, di cui il registro tumori è un esempio non esclusivo, al fine di individuare la diffusione e l’andamento di specifiche patologie e identificare eventuali criticità di origine ambientale, professionale o socio-sanitaria.

Ne deriva che un piano di monitoraggio alimentare, specie in assenza di limiti di legge, e di una caratterizzazione parziale della tossicità dovuta all’esposizione associata a più Pfas, dovrebbe prima tenere conto del referto epidemiologico proprio delle aree a differente impatto Pfas, e, nel caso, avvalersi delle evidenze di carico di malattia che provengono dalla medicina del lavoro riferite a lavoratori professionalmente esposti.

Specie nel contesto di una scorporo delle attività di monitoraggio dei contaminanti ambientali dal piano nazionale residui ai fini della sicurezza alimentare, e di una loro allocazione in un piano dedicato, ispirato ad un orientamento del rischio, il “referto epidemiologico” veterinario dovrebbe essere alla base dell’orientamento delle attività di campionamento e di analisi, laddove supportato da evidenze scientifiche o sanitarie, laddove le strategie di campionamento e i metodi appunto di indagine siano adeguati alla peculiarità e complessità del territorio. In questo, il ruolo del biota “sentinella” è di assoluto rilievo, anche in termini di effetti sul benessere e la salute degli animali, unitamente al carico inquinante del biota.

L’approccio ambientale basato sulla predittività: il caso del Pfechs e del Ttfms

Tuttavia, in chiave di prevenzione primaria e di “rischi emergenti”, non sempre si può aspettare “il referto epidemiologico”.  Anzi, è richiesta una capacità di anticipare i problemi, partendo dalle caratteristiche fisico-chimiche del contaminante o meglio dei contaminanti che riconoscono la stessa via nella determinazione di un effetto avverso (Adverse outcome pathway). In questo, il Regolamento Reach indica come di interesse prioritario il monitoraggio dele sostanze che abbiano una o più delle seguenti caratteristiche che le classificano tra le Sostanze ad altissima preoccupazione (Svhc).

  • Tossicità per l’uomo in termini di cancerogenesi, mutagenesi e riproduzione (Cmr)
  • Effetti di disregolazione endocrina
  • Persistenza ambientale e capacità di bio-accumulo
  • Tossicità per gli organismi acquatici,
  • Capacità di mobilizzazione tra vari compartimenti (aria/acqua/suolo) con una elevata solubilità nell’acqua, accompagnata da persistenza e/o tossicità

Praticamente tutti i composti per e poli fluorurati condividono più di una di queste caratteristiche, che poi sono alla base delle politiche di sostituzione auspicate in ambito Ocse. Non a caso per il Pfoa, classificato come Sostanza di altissima preoccupazione (Substance of very high concern) in ambito Reach, dal 2020 scatterà un limite massimo di 20 ng/g e di 1000 ng/g per le sostanze correlate al Pfoa (precursori in grado di rilasciare il Pfoa come monomero) nei beni di consumo.

La validità di questo approccio preventivo è data dalle ultimissime evidenze riguardo al presenza/persistenza e mobilità ambientale di Pfas emergenti. Viene riportata la presenza pressoché ubiquitaria in matrici ambientali, e nel biota acquatico del cosiddetto Perfluoroetilcicloesansulfonato – Pfechs, un Pfas ciclico, persistente, noto dal 2011, per cui esistono scarse evidenze tossicologiche, anche se studi di modellistica in silico riportano una potenziale genotossicità, mutagenicità e tossicità riproduttiva (Classificazione 1A e 1B della griglia Reach).

Tale composto trova estesa applicazione nella produzione di fluidi idraulici, anche per le proprietà anti-corrosive specie nel campo dell’aviazione, e nella composizione di inchiostri/colori e nei processi litografici.

Dai dati nella disponibilità delle Autorità locali venete, il Pfechs, risulta essere stato prodotto dal 2010 in Miteni, in quantità di circa 80 tonnellate fino al 2016.  La valutazione Qsar, in mancanza di dati di tossicità sperimentale, riportata sul sito dell’Agenzia europea delle sostanze chimiche Echa segnala una allerta strutturale per la verosimile concordanza con i criteri di identificazione struttura/attività di sostanze 1A, 1B (cancerogene o presunte cancerogene e mutagene per l’uomo), e disregolatrici endocrine.

Da qui deriva un criterio di priorità da seguire, in mancanza di una valutazione tossicologica da parte di Efsa. Va fatto peraltro notare che tale sostanza finora non è rientrata nell’elenco di quelle che si intende monitorare in Veneto negli studi di biomonitoraggio umano, nel biota, e nei corpi idrici. Le evidenze scientifiche della sua presenza, persistenza, e mobilità ambientale, quantomeno suggeriscono una adeguata “presa in carico” analitica.

Un altro esempio è costituito dal Trifluorometansulfonato – Ttfms, un perfluorurato a catena cortissima C3, trovato anche nell’acqua potabile, e utilizzato nella sintesi di fluoropolimeri ad alto valore aggiunto, quali quelli alla base della produzione di cristalli liquidi e di batterie.

E’ registrato in ambito Reach, con una produzione stimata di 100 tonnellate per anno. Si può ragionevolmente pensare che costituisca un problema ambientale analogo al C6O4.

Un esaustivo e inclusivo piano di monitoraggio ispirato a logiche di prevenzione primaria  deve quindi tenere conto di tutte le molecole Pfas prodotte e/o utilizzate sul territorio.

La necessità di un ampliamento importante delle molecole emergenti da ricercare è valido a maggiore ragione data la transizione nel settore manufatturiero verso l’utilizzo di Pfas più polari, estremamente mobili e persistenti ed in grado di trasferirsi efficacemente a piante, vegetali e frutta.

Nuovi Pfas dai processi di depurazione?

In questo, i procedimenti di degradazione ossidativa oggi studiati anche in Veneto per abbattere le concentrazione dei Pfas noti negli scarichi, d’altra parte potrebbero di fatto  generare sia nuovi Pfas ciclizzati a partire da precursori a lunga catena, sia nuovi Pfas a catena cortissima, fino all’acido fluoro-acetico. Tali composti polari persistenti sono caratterizzati da una fortissima mobilità, che conferisce la capacità di trasferirsi con maggiore facilità e in modo quantitativo al biota. 

In questo, è richiesta una completa rivisitazione dei metodi di analisi fin qui utilizzati.  In presenza di Pfas, sia perché utilizzati nei processi manifatturieri, o perché rilasciati dal fine ciclo dei beni di consumo (vedi discariche), occorre una profonda valutazione se le tecniche di depurazione/degradazione siano efficaci, oppure spostino il problema ad altri composti, meno noti, ma per questo meritevoli di appropriata analisi e casomai non più presenti nell’acqua perché si sono trasferiti all’aria, oppure perché sono stati assorbiti dalle piante.

L’ampliamento delle analisi a un numero ampio di Pfas, e non solo a quelli storici e conosciuti quindi può avere come obiettivo anche quello di discriminare tra l’impatto della contaminazione storica del sito produttivo, ormai dismesso, e la contaminazione presente dovuta al rilascio di Pfas “innovativi” dal settore manufatturiero e dagli scarichi civili e industriali.

Il problema della mobilità dei Pfas nell’acqua: quale futuro per la filiera agro-alimentare?

Gli ultimi studi epidemiologici, riportati dalla Regione Veneto al Convegno nazionale della Associazione italiana di epidemiologia, associano i livelli più elevati di Pfoa nello studio di biomonitoraggio anche al consumo di bevande alcooliche (leggi vino).

Questo a dimostrare che il passaggio del Pfoa e dei Pfas più polari nella filiera vegetali non deve essere assolutamente sottovalutato, specie per quanto riguarda quelle derrate ricche di acqua. Evidenze in tale senso sono state recentemente prodotte da lavori sperimentali condotti dal Cnr Irsa, e da studi osservazionali effettuati in vicinanza di importanti impianti di produzione di sostanze  Pfas nella Repubblica Popolare Cinese.

Il valore guida Efsa sul Pfoa e la concentrazione di Soglia critica per i terreni agricoli

Sulla base dei fattori di trasferimento dal terreno agricolo alla derrata vegetale, e al suo consumo, si possono andare a ricavare quali siano le contaminazioni ammissibili ambientali al fine della produzione di un alimento sicuro. Per il Pfoa, il terreno ha capacità di trattenimento, sia in base alla percentuale di carbonio organico presente, sia in base alla capacità del terreno di trattenere acqua. La presenza di carbonio organico diminuisce di importanza per i Pfas a corta catena e/o polari, analogamente a quanto avviene nei filtri a carbone attivo a livello di impianti di depurazione delle acque.

Tenendo presente i fattori di trasferimento medi di Pfoa descritti in letteratura in condizioni di campo, in un terreno agricolo con 5 ng /g di Pfoa, e un contenuto di acqua di 40% (tipico dei terreni irrigati), ci si può aspettare le seguenti concentrazioni indicative:

Cereali: 0,5 ng/g peso fresco (es. mais da granella con il 30% di acqua)

Frutta: 1 ng/g (es. uva con il 90% di acqua)

Verdura in foglia: 0,1 ng/g (es. insalata con il 99% di acqua)

Radici e tuberi: 6 ng/g (es. carote e patate con il 90% acqua).

E’ quindi possibile ricavare delle Concentrazioni di Soglia Critiche per i terreni agricoli a tutela della sicurezza alimentare, per il Pfoa, considerando il livello guida tossicologico di Efsa pari a 0,8 ng/kg peso corporeo/giorno, e il contributo percentuale di ogni categoria di alimento vegetale all’esposizione, si possono ricavare i valori di soglia critica per i terreni agricoli, riferiti al Pfoa. Tali valori, in via indicativa, oscillano tra 0,05 e 1 ng Pfoa per grammo di terreno al 40% di umidità, in base al tipo di coltura e alla sua frequenza di consumo.

L’unico limite massimo proposto per Pfoa, insieme a Pfos è quello di 100 ng/g peso secco riferito ai compost e digestati dalla Agenzia europea dell’ambiente, sulla scorta di un rapporto del Jrc di Ispra. Il regolamento europeo 1000/2017 riferito al Pfoa, qualora fosse estendibile anche a compost e digestati, non permetterebbe da luglio 2020 la produzione di fertilizzanti con un tenore superiore a 20 ng/g di Pfoa e 1000 ng/g di sostanze correlate al Pfoa.

Quali decisioni prendere a supporto della produzione primaria?

Appare necessario ricondurre quindi tutta la materia Pfas nell’unica prospettiva di ridurre il più possibile l’esposizione umana, laddove il requisito ambientale ai fini della salute umana appare il più stringente rispetto ad altri parametri squisitamente eco-tossicologici.

Questa riduzione deve necessariamente passare attraverso aspetti gestionali che sappiano indicare quali colture possono essere coltivate in certi terreni, e quali le buone pratiche agronomiche a supporto. Di sicuro la scelta di utilizzo agronomico di fanghi provenienti da depuratori civili (che ricevono anche gli effluenti degli scarichi di depuratori industriali laddove autorizzati) e di compost e digestati ottenuti da fanghi non sembra più percorribile specie per I Pfas a catena medio-lunga. In tale senso i prodotti ottenuti da fanghi non possono nemmeno essere utilizzati nel biologico e non si avvalgono dell’etichetta Eco-Label, che premia i prodotti sostenibili nell’ambito dell’economia circolare a livello europeo e consente la commercializzazione su tutto il territorio della Cee.

A questo punto sorge spontanea la domanda di quale assistenza tecnica e di conoscenza possa essere trasferita ai produttori primari, al fine di mitigare il rischio di trasferimento dei Pfas alla catena alimentare (Figura 2).

D’altra parte i requisiti ambientali ai fini della sostenibilità delle produzioni agricole e zootecniche sono all’ordine del giorno per quanto riguarda i Nitrati, la definizione delle  Zone vulnerabili, e il budget dei premi comunitari, a partire dal 2021 ridotto del 40%.

I premi verranno corrisposti solo per le aziende di quelle aree geografiche che hanno intrapreso da tempo politiche di sostenibilità ambientale, in modo oggettivabile, senza ricorrere a deroghe.

 

(riproduzione ammessa solo citando la fonte – testo raccolto a cura della redazione)

11 novembre 2019

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