Arsenico e sostanze perfluoroalchiliche nelle acque potabili: Aspetti ambientali e sanitari

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1 Arsenico e sostanze perfluoroalchiliche nelle acque potabili: Aspetti ambientali e sanitari

2 Introduzione Acque destinate al consumo umano acque trattate o non trattate, di uso potabile, per la preparazione di cibi e bevande o altri usi domestici; origine varia; acque fornite tramite rete di distribuzione o mediante cisterne, in bottiglie/contenitori; acque utilizzate nelle imprese alimentari per la fabbricazione, il trattamento, la conservazione o l'immissione sul mercato di prodotti o di sostanze destinate al consumo umano. Sono escluse le acque minerali naturali in quanto soggette ad una specifica normativa. Principale riferimento normativo nazionale: Decreto legislativo 2 febbraio 2001, n. 31 (recepimento Dir 98/83/C). Obiettivo: protezione della salute umana, garantendo la qualità delle acque nei punti in cui queste sono disponibili per il consumo, integrandosi nel complesso sistema della legislazione comunitaria relativamente all uso sostenibile, agli obiettivi di qualità ambientale e di protezione dall inquinamento. I criteri per garantire la sicurezza delle acque destinate al consumo umano, ed i conseguenti parametri minimi di qualità, sono frutto dell evoluzione di conoscenze multidisciplinari e si basano sugli orientamenti dell'organizzazione Mondiale della Sanità.

3 Evoluzione normativa rilevante per le acque destinate al consumo umano Dir 80/778/EEC Dir 98/83/EC Dir 2000/60/EC Decreto (Regno d Italia) 1265/1934 DPR 236/88 DM 443/1990 DM 26/3/1991 L 36/1994 Decreto 152/99 Decreto 31/2001 & 27/2002 (revoca DPR 236/88) Decreto 152/06 (revoca D.Lgs. 152/99) Decreto 174/2004 Responsabilità del sindaco per l acqua potabile Trasposizione dir 80/778/EEC Apparecchiature di trattamento domestico Costruzione e protezione degli acquedotti Assetto dei sistemi di gestione idrica (ATO) Normativa ambientale sulle acque, elementi di recepimento Dir 2000/60/EC Recepimento dir 98/83/EC Normativa ambientale sulle acque, recepimento Dir 2000/60/EC Materiali in contatto con acque destinate a consumo umano DM 25/2012 Apparecchiature di trattamento di acque destinate a Dir (UE) consumo umano in ambito domestico e pubblici esercizi 1787/2015 DM in pubblicazione Modifiche frequenze campionamento e analisi nei monitoraggi /Piani di sicurezza dell acqua

4 Percorso normativo nazionale di applicazione e approvazione di Piani di Sicurezza dell Acqua & Piano Nazionale di Formazione sui Piani di Sicurezza dell Acqua Introduzione dei PSA nei sistemi di gestione idro-potabile per superare alcune criticità dell attuale sistema di controllo sulle acque destinate al consumo umano, identificate come alte priorità d intervento dal Ministero e dall ISS: prevenire efficacemente emergenze idro-potabili dovute a parametri non oggetto di ordinario monitoraggio, considerando anche gli scenari di cambiamento climatico (ri)definire le zone di approvvigionamento idrico attraverso una identificazione aggiornata delle filiere idro-potabili potenziare la condivisione di informazioni e dati,come espressione della dovuta diligenza, tra gli organi che per diversi ambiti di competenza operano monitoraggi consentire una partecipazione più consapevole e attiva delle comunità localiai sistemi di prevenzione e controllo delle acque nei diversi territori, migliorando la comunicazione in situazioni ordinarie e critiche e rinforzando la credibilità degli enti territoriali e delle autorità sanitarie centrali; realizzare banche dati costantemente aggiornate dai soggetti del territorio (gestore idropotabile, ASL, ARPA), condivise con l autorità sanitaria locale e centrale, sui sistemi idropotabili e sul loro controllo

5 La qualità delle acque in Italia (1) Europa ( ) Italia ( ) Pesticidi Parametri Indicatori Parametri Chimici Parametri Microbiologici 98,00 99,00 100,00 % di dati di monitoraggio conformi Qualche possibile sottostima: Piccoli gestori (< abitanti serviti) Utenze domestiche Parametri non oggetto di controllo ordinario (emergenti o trascurati)

6 La qualità delle acque in Italia (2) Alcuni pareri ISS in merito a parametri emergenti nelle acque da destinare e destinate a consumo umano ( ) Cianobatteri - tossine Composti organoclorurati Cromo esavalente Composti aromatici Vanadio Dinitrotoluene Legionella Sospetta contaminazione intenzionale Uranio Tallio Composti perfluoroalchilici Ammine aromatiche Idrocarburi P. aeruginosa Norovirus Manganese Alluminio Altri indicatori Arsenico Composti perfluoroalchilici (PFAS) - Siti industriali Arsenico

7 Trattamenti (domestici) di acque destinate al consumo umano Miglioramento delle caratteristiche dell acqua potabile distribuita sia in ambito domestico che nei pubblici esercizi, basati su diversi processi fisici e chimici, al fine di rimuovere o addizionare sostanze nelle acque da trattare, in funzione degli specifici obiettivi del trattamento. Valutazione critica dell attendibilità delle informazioni fornite per le indicazioni sulla salute Prodotti alimentari che vantano indicazioni sulla salute sono sempre più diffusi sul mercato dell UE. Nel caso dei dispositivi di trattamento domestico delle acque, qualsiasi affermazione impiegata a fini pubblicitari o commerciali secondo la quale il consumo di acqua trattata con una determinata tecnologia o sistema può essere benefico per la salute, è un indicazione sulla salute e, come tale, deve rispondere a rigorose regole stabilite a livello europeo.

8 L arsenico (As) Esposizione

9 Arsenico: definizione L arsenico (As) è un metalloide allo stato solido che può esistere in quattro diversi stati di ossidazione: -3, 0, +3, +5. L As è il 52 elemento più abbondante della crosta terrestre, nonché l elemento più rappresentato in oltre 245 minerali. In natura l As si trova principalmente associato a solfuri: realgar (As 4 S 4 ) orpimento (As 4 S 6 ) arsenopirite(feass 4 ) L As è un elemento molto reattivo e non solubile in acqua, mentre i suoi sali sono idrosolubili in funzione del ph e della forza ionica.

10 L As nelle acque L acqua rappresenta il principale mezzo di trasporto e di esposizione per l As. La forma chimica (speciazione) e la concentrazione di As dipendono da molteplici fattori: - presenza di acqua ossigenata - grado di attività biologica - tipo di sorgente - prossimità della sorgente a minerali ricchi in As Le specie principali nelle acque sono quelle inorganiche: As III - arsenito, predominante in condizioni anossiche As V - arseniato, prevalente in condizioni di ossigenazione. In concentrazioni inferiori sono presenti: acido monometilarsonico - MMA V e MMA III acido dimetilarsinico - DMA V e DMA III altre specie arsenicali (es. arsenobetaina) fino al 20% del totale

11 As: la normativa Il limite di As nelle acque potabili stabilito dall Organizzazione Mondiale della Sanità è pari a 10 µg/l. In Italia la "qualità dell'acqua destinata al consumo umano" è disciplinata dal Decreto Legislativo n.31 del 2001, che recepisce la Direttiva 98/83/CE, e che si applica a tutte le acque destinate all'uso potabile. Il d.lgs fissa il valore massimo ammissibile per l As a 10 µg/l. Il limite è riferito solo all As totale e non tiene conto della tossicità relativa delle diverse specie. Poiché dosi molto inferiori di quelle ritenute rilevanti negli studi condotti fino ad oggi potrebbero non ritenersi sicure, il dibattito sul valore standard di sicurezza per la salute è tuttora in corso.

12 As: il sistema delle deroghe La direttiva comunitaria 98/83/CE prevede che per brevi periodi i valori di parametro possano essere superati senza che ciò costituisca un pericolo e una inidoneità per il consumo umano (art. 9, recepito dall art.13 del d.lgs. 31/2001). Per i primi due trienni a ( , ) sono state concesse all Italia deroghe per il parametro As che ammettevano una concentrazione massima di 50 µg/l, come previsto nella precedente normativa (d.p.r. 236/88). Nel terzo triennio (dicembre dicembre 2012) la Comunità Europea ha concesso un valore della concentrazione massima di 20 µg/l. L ultima deroga concessa è scaduta nel dicembre 2012; dopo tale data una concentrazione superiore a 10 µg/l è considerata non conforme.

13 As: le fonti di contaminazione NATURALI ANTROPICHE A attività vulcanica processi pedogenetici A insetticidi, erbicidi, fungicidi attività mineraria attività industriale fertilizzanti

14 As: l esposizione Attualmente sono 140 mln le persone nel mondo esposte a livelli di As nelle acque oltre la soglia fissata dall'organizzazione mondiale della Sanità. Vi sono aree del mondo come Taiwan, Bangladesh e Cile, caratterizzate da concentrazioni elevate di As i nelle acque potabili. fino a µg/l In aree non endemiche, si stima che la popolazione sia esposta ad As i tramite: i) consumo di acqua potabile (30-35% dell esposizione) ii) utilizzo di acqua per preparare gli alimenti (30% dell esposizione) iii) assunzione di alimenti (30% dell esposizione)

15 L importanza della speciazione nel biomonitoraggio Le matrici biologiche più frequentemente usate per la misura dell As sono sangue e urine, capelli e unghie considerati rispettivamente come biomarcatori di esposizione recente e a medio- lungo termine. L As nel sangue ha una breve emivita (pochi giorni) ed è fortemente influenzato dal consumo di pesci e/o crostacei. La crescita del capello è stimata pari a 1 cm/mese, pertanto dalla sua analisi si possono ottenere informazioni sul periodo temporale dell esposizione. Capelli e unghie: - utili per applicazioni biomediche ed epidemiologiche - non utilizzabili in medicina del lavoro o nel controllo soggettivo (difficoltà di distinguere tra As derivato da inquinamento esogeno e quello accumulatosi dopo assorbimento e metabolismo)

16 L As urinario come biomarcatore di esposizione Nel biomonitoraggio umano, l As urinario totale rappresenta il biomarcatore di esposizione più frequentemente utilizzato (elemento di relativa facile manipolazione a livello analitico). La determinazione dell'as i e dei suoi metaboliti metilati nelle urine utilizzando l'analisi di speciazione fornisce una stima assai più affidabile dell'esposizione. proporzioni relative di As i, MMA e DMA quantificano le specie chimiche aventi rilevanza per la salute umana CONFONDENTI: alimenti ricchi in DMA o contenenti composti metabolizzati a DMA (riso, alghe, pesce, molluschi) L As urinario è un biomarcatore precoce di esposizione utilizzato per: - monitorare soggetti professionalmente esposti; - studi di popolazione generale (esposizioni continue ed influenzate da fattori antropici locali).

17 L esposizione in Italia: il caso della regione Lazio (1)

18 L esposizione in Italia: il caso della regione Lazio (2) La provincia di Viterbo, la parte settentrionale di quella di Roma, i Castelli Romani e una piccola parte della provincia di Latina mostrano un contenuto elevato di As nelle falde acquifere a causa della natura vulcanica del territorio. Il 70% e 36% dei campioni di acqua potabile presenta concentrazioni superiori rispettivamente a 10 µg/l e 20 µg/l. concentrazione media As = 16,6 µg/l BIOMONITORAGGIO SU UN CAMPIONE DI POPOLAZIONE (ISS, 2012) nelle unghie (biomarcatore di esposizione a lungo termine) concentrazione media di As = 252 ng/g (valore di riferimento: 88 ng/g) valore massimo = 5107 ng/g

19 Controllo/riduzione dell esposizione all As (1) RIMOZIONE DELL As DALL ACQUA POTABILE Coprecipitazione dell As con idrossido di ferro Scambiatori ionici Osmosi inversa Adsorbimento di As ad ossido di alluminio Estrazione con idrossido di ferro granulato - As III e As V sono assorbiti dall idrossido di ferro granulato posto in un filtro che mantiene per lunghi periodi una buona porosità ed una buona capacità di trattenere l As (granulometria tra 0,2 mm e 2 mm); - bassi costi di investimento e di manutenzione; - alto grado di affidabilità.

20 Controllo/riduzione dell esposizione all As (2) ESCAVAZIONE DI POZZI AD ELEVATA PROFONDITÀ - superando lo spessore della coltre tufacea, è possibile captare falde di rocce carbonatiche e non falde di rocce vulcaniche. - gestione e manutenzione comportano difficoltà e costi considerevoli. FITOFILTRAZIONE - uso di piante acquatiche, semi-acquatiche e terrestri per l eliminazione o la riduzione delle acque contaminate da As. i) piante galleggianti appartenenti al genere Lemna (lenticchia d acqua) e macrofita Spirodela polyrhiza; ii) felce iperaccumulatrice Pteris vittata: in condizioni idroponiche, è in grado di assorbire fino a 200 µg/l di As presente in soluzione, abbassando la concentrazione presente a valori inferiori a 24 µg/l in 24 ore

21 Controllo/riduzione dell esposizione all As (3) Per le comunità più esposte la WHO raccomanda di ridurre i livelli di As nell acqua potabile attraverso: - l utilizzo di sorgenti microbiologicamente sicure e a basso contenuto di As (acque superficiali opportunamente trattate) per bere, cucinare, irrigare; - l utilizzo di sorgenti ad elevate concentrazioni di As (acque di falda) esclusivamente per l igiene personale (eccetto il lavaggio denti e del cavo orale) e per il lavaggio della biancheria; - misura dei livelli di As nell acqua potabile ed installazione di sistemi di rimozione dell As ad uso domestico. Tali dispositivi sono efficienti e di costo limitato.

22 As: esempio di buone pratiche Le Scienze, 2010

23 L arsenico (As) Effetti sulla salute

24 As nelle acque potabili e salute - Effetti consolidati da agenzie e organizzazioni internazionali (1) Effetti acuti: vomito, dolori addominali e diarrea, e in casi estremi, morte Effetti a medio-lungo tempo di esposizione: concentrazioni di As da medie ad elevate: - effetti sullo sviluppo, mortalità infantile; - neurotossicità, comprese neuropatie periferiche; - ipertensione e malattie cardiovascolari; - lesioni cutanee; - disturbi gastrointestinali; - congiuntivite; - diabete mellito; - steatosi epatica; - anemia emolitica; - danno glomerulare e tubulare; - pancitopenia.

25 As nelle acque potabili e salute - Effetti consolidati da agenzie e organizzazioni internazionali (1) La IARC ha classificato l arsenico inorganico (As i ) come cancerogeno per gli esseri umani (gruppo 1). Le forme metilate (MMA e DMA) sono classificate come possibili cancerogeni per gli esseri umani (gruppo 2B). La genotossicità di MMA e DMA è maggiore di quella di As i. Arsenobetaina e altri composti organici che non sono metabolizzati negli esseri umani non sono classificabili per la loro cancerogenicità (gruppo 3). L As i può causare tumori della pelle, della vescica e dei polmoni, e vi sono evidenze limitate che possa anche aumentare il rischio di tumori del rene, del fegato e della prostata. Esposizioni croniche ad acqua potabile contaminata da As determinano un incremento del rischio per aborto spontaneo, parto prematuro, mortalità neonatale ed infantile anche se tali evidenze necessitano di ulteriori approfondimenti (su relazione doserisposta).

26 As, epigenetica e cancro L epigenetica si riferisce alla regolazione reversibile dell espressione genica ed avviene indipendentemente dalla sequenza di DNA. MODIFICAZIONI EPIGENETICHE metilazione del DNA modificazioni degli istoni espressione dei microrna Le modificazioni epigenetiche sono state correlate con molte patologie quali le malattie cardiovascolari, le complicazioni neurologiche, i disordini metabolici ed il cancro. L As i è in grado di indurre cancerogenesi attraverso diverse modalità di azione a causa della sua capacità di indurre effetti sia genotossici sia epigenetici. Esistenza di polimorfismi funzionali in geni coinvolti nel metabolismo dell As, nei processi di detossificazione e nei processi di riparazione del DNA. marcatori molecolari ed epigenetici (prelievo del sangue)

27 As: principali studi nazionali

28 As: principali studi nazionali SEpiAs studio osservazionale campionario, multicentrico, basato sulla misura di marcatori biologici e rischio preclinico, condotto in due aree caratterizzate da contaminazione da As di origine prevalentemente naturale (Amiata e Viterbese) e in due aree caratterizzate da contaminazione da As di origine antropica (Taranto e Gela). Anni soggetti di età anni, reclutati secondo stratificazione per sesso ed età, da ciascuna delle 4 aree. Somministrazione di un questionario, prelievo di un campione di sangue (marcatori molecolari edepigenetici, marcatori di danno al DNA, di stress cellulare e di apoptosi), dosaggio dell As urinario (speciazione), misura non invasiva di parametri clinici cardiovascolari. OBIETTIVO: valutare la relazione tra marcatori di esposizione ad arsenico, di effetto biologico precoce e di rischio per la salute, e definire indicatori per un sistema avanzato di sorveglianza epidemiologica su ambiente-salute. RISULTATI Distribution of u(ias+mma+dma) (µg/l) by area and gender. Le GM (diamante viola) di SEpiAs sono significativamente superiore ai valori stimati in altri studi internazionali Acronym Age Country Reference of Study class n GM p50 p95 Fréry et al., France 2010 ENNS y Becker et Germany al., 2002 GerES III y USA CDC, 2015 NHANES >20 y

29 As: principali studi nazionali Risultati SEpiAs Fattori associati a u(ias+mma+dma). Regressione multipla con metodo Stepwise. Lunghezza dei telomeri in associazione alla combinazione: polimorfismi genetici + concentrazione di As i +MMA+DMA (valore di riferimento 19,3 µg/l da Hays et al.) I fattori associati ad un aumento di Asi+MMA+DMA sono area di studio, GSTT, occupazione in industrie chimiche, consumo di pesce e molluschi, acqua (area Viterbo e Amiata), latte, vino, carne e alcuni prodotti di produzione locale/propria. La riduzione del telomero può rappresentare un meccanismo che contribuisce alla malattia arsenicorelativa. L'interazione dei polimorfismi e dell'esposizione di riparazione del DNA di hogg1 e XRCC1 aumenta il danno di DNA telomerico. I nostri risultati suggeriscono inoltre che i polimorfismi genetici GSTT1 e hogg1 potrebbero svolgere un ruolo importante nel rischio individuale della aterosclerosi carotidea indotta da As.

30 As: come mantenersi aggiornati (1) WHO - EPA - ISS - gg/mm/aaaa

31 As: articoli di approfondimento Studies on markers of exposure and early effect in areas with arsenic pollution: methods and results of the project SEpiAs. Epidemiological studies on population exposed to lowto-moderate arsenic concentration in drinking water. Association of low-level arsenic exposure in drinking water with cardiovascular disease: a systematic review and risk assessment. atic+review+and+risk+assessment Arsenic metabolism and cancer risk: A meta-analysis

32 PFAS: esposizione

33 PFAS: definizione Le sostanze perfluoroalchiliche (PFAS) sono composti organici formati da una catena alchilica di lunghezza variabile (4-14 atomi di carbonio) e da un gruppo funzionale idrofilico (es., acido carbossilico o solfonico). Le molecole più utilizzate e studiate di questa famiglia sono l acido perfluoroottanoico (PFOA) e l acido perfluoroottansolfonico (PFOS). Principali caratteristiche dei PFAS: - repellenza all acqua e ai grassi; - stabilità termica; - tensioattività

34 Esposizione ai PFAS: il caso in Veneto (1)

35 Esposizione ai PFAS: il caso in Veneto (2)

36 Biomonitoraggio dei PFAS in alcuni ambiti del territorio della Regione Veneto (1) OBIETTIVI: definire l esposizione (interna) ai PFAS nei residenti nelle aree interessate dalla contaminazione delle acque identificare eventuali sottogruppi a maggiore esposizione analisi genetica (variante allelica di un trasportatore renale OATP) Biomarcatori selezionati acido perfluorobutanoico (PFBA) acido perfluoropentanoico (PFPeA) acido perfluoroesanoico (PFHxA) acido perfluotoeptanoico (PFHpA) acido perfluoroottanoico (PFOA) acido perfluorononanoico (PFNA) acido perfluorodecanoico (PFDeA) acido perfluoroundecanoico (PFUnA) acido perfluorododecanoico (PFDoA) perfluorobutansulfonato (PFBS) perfluoroesansulfonato (PFHxS) perfluoroottansulfonato (PFOS) Popolazione generale (480 soggetti): residenti nei Comuni interessati (Esposti) e non interessati (Non esposti) dalla contaminazione delle acque per il consumo umano Agricoltori/Allevatori (120 soggetti): lavoratori di aziende agricole e zootecniche situate in zone interessate dalla contaminazione delle acque che consumino alimenti di produzione propria

37 PFAS: Regione Veneto

38 PFAS: Regione Veneto

39 Controllo/riduzione dell esposizione ai PFAS - Parere ISS (prot. n ) Analisi approfondita delle conoscenze scientifiche disponibili in materia di PFAS: caratteristiche e diffusione nell ambiente, profilo tossicologico, stime di esposizione ed evidenze epidemiologiche sugli effetti dell esposizione a questi composti; Possibili misure per l abbattimento di PFAS nella filiera idropotabile; Riferimenti normativi internazionali disponibili (valori guida, restrizioni d uso dei PFAS e standard di qualità ambientale); Valori di riferimento health based per i PFAS caratterizzati da un elevato livello di incertezza, come dimostrano le valutazioni di alcune agenzie Internazionali che hanno derivato valori diversi di ADI e TDI soprattutto riguardo all estrapolazione dei dati ottenuti su specie animale all uomo per le spiccate differenze di specie nel comportamento tossicocinetico dei PFAS; In ogni caso, stante l origine antropica dei PFAS questi non dovrebbero essere presenti nelle acque destinate a consumo umano; Implementazione di mezzi efficaci atti a garantire la sostanziale rimozione (virtuale assenza) dei composti perfluoroalchilici nella filiera di produzione e distribuzione delle acque al consumo umano; Allo stato delle conoscenze i trattamenti basati sulle migliori tecnologie disponibili possono assicurare al minimo le seguenti prestazioni (performance) miglioramento continuo trattamenti (bm periodo), sostituzione captazioni (l. periodo) Acido Perfluoro Ottanoico (PFOA) 0,5 Acido Perfluoro Ottansulfonico (PFOS) 0,03 Altri PFAS (somma) 0,5 Limiti inferiori ai livelli di sicurezza fissati da EFSA, confrontabili con EPA

40 Controllo/riduzione dell esposizione ai PFAS Il caso Veneto

41 PFAS Conclusioni e sviluppi La gestione dei rischi correlati alla presenza di PFAS nelle acque distribuite dalla rete acquedottistica, e il rafforzamento della prevenzione nella filiera idro-potabile interessata, rivelatasi fragile e esposta a contaminazioni industriale, si inquadra nell ambito dell implementazione dei PSA in corso. Costantemente verificato l atteso progressivo miglioramento delle performance di trattamento, come raccomandato nei pareri emessi dall ISS, in relazione alla tendenza di perseguire la virtuale assenza dei composti PFAS nelle acque distribuite Trend di progressiva diminuzione dei valori di esposizione in tutti i territori interessati Sostanziale riduzione delle concentrazioni di PFOS e PFOA nelle acque, riconducibile all evoluzione delle tecnologie di trattamento e ad un costante potenziamento dell efficienza dei sistemi idro-potabili, e, più limitatamente, al decremento dei carichi inquinanti in ingresso ai sistemi di trattamento. Allo stato attuale, i valori (obiettivi di trattamento di performance per PFOS e PFOA) possono considerarsi ridotti di circa un ordine di grandezza, rispetto ai valori massimi di performance indicati da ISS con il parere di gennaio L assunzione di un valore obiettivo di trattamento sensibilmente ridotto rispetto ai valori fissati in precedenza rispecchia un processo in corso ed è funzionale alla riduzione dell esposizione della popolazione; Valori stabiliti comunque provvisori in funzione di possibili ulteriori ottimizzazioni delle tecnologie di trattamento, delle attese riduzioni dei carichi inquinanti delle risorse idriche captate in forza delle misure di controllo sulle emissioni delle contaminazioni ambientali, come pure dell aggiornamento sulle analisi di rischio e definizione di limiti health-based da parte di autorità sovranazionali EFSA e WHO le cui valutazioni sono in corso. Ribadita l esigenza di sostituire le falde di captazione delle acque

42 PFAS: Effetti sulla salute

43 Rilevanza in termini di sanità pubblica (BoD) Una quota importante del BoD in tutto il mondo (circa il 10%) potrebbe essere evitato da miglioramenti relativi alla gestione dell acqua potabile, dell igiene e delle risorse idriche. Non sono disponibili stime del BoD derivante dagli effetti globali degli inquinanti chimici nell'acqua. Il BOD in specifiche aree locali può essere rilevante per: stato di salute associato ad esposizione ad arsenico in Bangladesh (circa 9100 morti e DALYs nel 2001). Anche in Italia potrebbe essere significativo in aree geologicamente ricche di As. malattie del sistema nervoso per avvelenamento da metilmercurio (sindrome di Minamata). malattie dell'osso e del rene per avvelenamento cronico da cadmio (sindrome Itai-itai). malattie del sistema circolatorio per esposizione, sia ai nitrati (metaemoglobinemia), sia al piombo (anemia e ipertensione).

44 Tossicocinetica dei PFAS I PFAS sono substrati dei trasportatori anionici organici (OAT e OATP) che regolano il riassorbimento attivo a livello renale: sono sotto controllo ormonale e mostrano diversi livelli di espressione e di attività tra le specie e i sessi. rapido assorbimento orale simile in tutte le specie; assenza di metabolismo simile in tutte le specie; alto legame a proteine plasmatiche, accumulo in fegato, reni, plasma, attraversamento della placenta escrezione urinaria specie specifica e sesso-specifica; Differenze nella emivita dei PFAS tra le specie La stessa dose esterna può determinare livelli di esposizione interna diversi tra una specie e l altra, ed eventualmente anche tra maschi e femmine della stessa specie, in forza della differente efficienza nella escrezione renale Nell estrapolazione dei risultati sull animale da esperimento all uomo è opportuno fare riferimento, quando disponibile, alla dose interna descritta dalla concentrazione di PFOA nel siero, piuttosto che alla dose somministrata

45 Profilo tossicologico dei PFAS Stabilità del legame carbonio-fluoro = resistenza a trasformazioni metaboliche e alla degradazione determinante per destino ambientale e attività biologica. Non intervengono nel metabolismo in specie reattive ma sono in grado di interferire con i sistemi biologici attraverso molteplici meccanismi: - attivazione di recettori nucleari; - induzione dello stress ossidativo; - alterazione dei livelli ormonali, della risposta infiammatoria e del sistema immunitario; Tra i PFAS i congeneri a 8 atomi di carbonio (PFOA e PFOS) sono stati i più estesamente studiati, in quanto finora quelli con maggiore diffusione ambientale ed esposizione umana. Meccanismi di tossicità del PFOA: - somiglianza strutturale con acido grasso libero attivazione di recettori nucleari, legame a trasportatori, o interazione con le membrane cellulari; - attivazione del recettore nucleare PPARα (peroxisome proliferator-activated receptor α), e di altri recettori nucleari (CAR, costitutive androstane receptor, e PXR, pregnane X receptor)

46 Valori parametrici per l acqua potabile o livelli di esposizione orale tollerabile a PFOS e PFOA secondo diversi enti regolatori TDI DA TDI a GV per acqua potabile HPV PHA HbDW US EPA TDI 0,2 µg/kg pc 0,08 µg/kg pc ISS 2014 TDI 0,5 µg/kg pc 0,03 µg/kg pc

47 Effetti dei PFAS sulla salute umana (tossicità) Studi epidemiologici sull uomo con esposizione occupazionale o residenziale: pur non potendo stabilire un nesso di causalità mostrano un pattern di effetti da approfondire che comprendono: - immunotossicità; - ipercolesterolemia; - aumento dei trigliceridi; - aumento della pressione sanguigna e ipertensione (effetto maggiore nelle femmine); - alterazione di livelli di glucosio; - aumento della percentuale di grasso corporeo in ragazze con esposizione prenatale della madre - effetti epatici; - patologie tiroidee; - alterazione livelli urea ed effetti renali; - diminuita risposta vaccinale; - colite ulcerosa; - Tossicità materna e fetale: diminuito peso alla nascita, preeclampsia, alterazioni del sistema riproduttivo femminile, obesità e alterazioni metaboliche in età adulta.

48 Effetti dei PFAS sulla salute umana (cancerogenicità) Sebbene il meccanismo di cancerogenesi del PFOA nell animale non sia completamente delucidato, non si può escludere la rilevanza di tali tumori. La IARC ha quindi valutato il PFOA come possibile cancerogeno per l uomo (gruppo 2B). o Tumori testicolari e renali (nei professionalmente esposti) Gli effetti cancerogeni di PFOA non sono tuttavia i più rilevanti per la stima del rischio del PFOA per l uomo, in quanto osservati a dosi molto più alte degli altri effetti tossici, e plausibilmente governati da una relazione dose-risposta con soglia in quanto il PFOA non mostra attività genotossica.

49 PFAS: principali studi internazionali C8 Project (1) La popolazione del Progetto Salute C8 è una comunità della Mid-Ohio Valley (USA) fortemente esposta a PFOA essenzialmente attraverso l'acqua potabile contaminata

50 PFAS: principali studi internazionali C8 Project (2) non sussiste un associazione «probabile» con l esposizione a PFOA nella popolazione in studio: Malattie croniche del rene, malattie epatiche, osteoartrite, morbo di Parkinson, ictus, malattie infettive, malattie respiratorie, diabete di tipo II, ipertensione, malattie coronariche, malattie autoimmuni (artrite reumatoide, lupus, diabete di tipo I, malattia di Crohn, sclerosi multipla), 21 sedi tumorali (tranne testicolo e rene), disordini nello sviluppo neurologico dei bambini, difetti congeniti, aborti spontanei e nati morti, nascite pretermine e basso peso alla nascita melanoma e tumore della tiroide sussiste un associazione «probalile» con l esposizione a PFOA nella popolazione in studio: Ipercolesterolemia: Colite ulcerosa: Malattie tiroidee: Tumori del testicolo e del rene Ipertensione indotta dalla gravidanza e Preeclampsia

51 PFAS: Regione Veneto

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58 PFAS: Considerazioni conclusive Occorre una più rigorosa analisi degli aspetti tossicocinetici nella valutazione del rischio Incertezze inerenti l estrapolazione di effetti dall animale all uomo amplificate dalle differenze nel comportamento tossicocinetico Studi sulla tossicità dei PFAS delineano un trend temporale tendente a definizione di dosi tollerabili più basse (EFSA, 2008; EPA, 2009; EPA, 2016, MNDH, 2017) Alcune evidenze limitate sulla salute dell uomo da approfondire Negli studi epidemiologici le relazioni causa-effetto e dose-risposta non sono state ad oggi dimostrate - evidenze non conclusive per cancerogenesi. Come mantenersi aggiornati OECD - ATSDR - EFSA - WHO s=doctype ISS - ENEA - 8&q=PFAS&sa= EPA - ARPAV -

59 Estensori: Dott. Luca Lucentini ISS Dr Fabrizio Minichilli, Dott.ssa Francesca Gorini, Dott. Fabrizio Bianchi, Unità di Epidemiologia Ambientale e Registri di patologia. Istituto di Fisiologia Clinica Consiglio Nazionale delle Ricerche - Pisa Si ringraziano: dr.ssa Francesca Russo, dr.ssa Marina Vazzoler Direzione Prevenzione Sicurezza Alimentare e Veterinaria Area Sanità e Sociale Regione del Veneto Elena De Felip - ISS Questo materiale è stato predisposto nel quadro del progetto CCM 2015 EpiAmbNet