I metalli pesanti nella fauna ittica: loro importanza nella sanitàanimale e nella sicurezza alimentare

Transcript

1 I metalli pesanti nella fauna ittica: loro importanza nella sanitàanimale e nella sicurezza alimentare Marco Rizzi Stefania Squadrone S.S. Contaminanti Ambientali - IZSPLV

2 Numerosi elementi inorganici presenti in natura, come Arsenico (As), Cadmio (Cd), Piombo (Pb) e Mercurio (Hg) sono ritenuti potenzialmente pericolosi per la salute umana, se assorbiti oltre certi limiti. L entità della contaminazione nell'ambiente acquatico è rilevante in corrispondenza di specifiche fonti d emissione, legate ad attività estrattive o industriali, a smaltimento o incenerimento di rifiuti, a particolari pratiche agricole e zootecniche. Alla contaminazione derivante da attività antropiche va aggiunta quella dovuta a cause naturali (caratteristiche geochimiche, vulcanismo), che in taluni casi può essere di elevata entità (Mercurio, mar Mediterrraneo).

3 Contaminazione da metalli dei prodotti ittici Attraverso la catena alimentare Tramite i mangimi utilizzati in acquacoltura I prodotti della pesca risultano più esposti alla contaminazione da metalli derivanti da fonti naturali ed antropiche. L esposizione dei prodotti d acquacoltura, stando in ambienti delimitati, risultano maggiormente protetti da fonti inquinanti, e riescono a limitare queste contaminazioni. Per i sistemi di allevamento di pesce in mare, l assorbimento dei metalli è limitato, poiché l alimentazione avviene attraverso il mangime, e quindi non attingendo alla catena alimentare naturale si riduce la fonte di assorbimento, particolarmente per il mercurio. Il piombo si localizza essenzialmente nei sedimenti e nel particolato, quindi i pesci nelle gabbie galleggianti hanno un esposizione minore.

4 CONTAMINANTI INORGANICI ARSENICO CADMIO PIOMBO MERCURIO

5 Regolamento (UE) N. 186/2015: definisce i tenori massimi di As, Hg, Pb nei prodotti destinati all'alimentazione degli animali Regolamento (UE) N. 1275/2013: definisce i tenori massimi di Cd nei prodotti destinati all'alimentazione degli animali Contenuto massimo in mg/kg (ppm) di mangime con un tasso di umidita del 12%

6 Arsenico Gli organismi acquatici, specialmente quelli marini, presentano elevate concentrazioni di quest elemento, ma quasi esclusivamente in forme organiche non tossiche, come l arsenobetaina e gli arsenozuccheri.

7 Cadmio Il cadmio è un metallo pesante che contamina l ambiente sia per cause naturali sia in conseguenza di processi industriali e agricoli. Nelle acque marine gli ioni Cd formano complessi stabili con gli ioni cloro. ll Cd viene trasferito dai sedimenti e si concentra specialmente nel fitoplancton, nelle macrofite e di conseguenza nei crostacei e nei molluschi. Nei pesci i fattori di accumulo sono più bassi e il metallo si concentra principalmente nel rene e in porzioni non edibili per il consumatore come le branchie e l epatopancreas.

8 Piombo Rilasciato nell atmosfera dalle industrie di smalti e vernici, durante i processi di fusione dell acciaio, di combustione dei carburanti fossili. Immesso nell ambiente acquatico a seguito del dilavamento superficiale del suolo (contributo maggiore sono le deposizioni atmosferiche, fall-out). Il principale meccanismo che regola le concentrazioni di Pb nell ambiente acquatico è l assorbimento ai sedimenti o al particolato. Tra gli organismi acquatici, i molluschi bivalvi e i crostacei presentano le maggiori concentrazioni di piombo.

9 Mercurio Presente nell ambiente acquatico, è soggetto a un processo di trasformazione (metilazione batterica) nei sedimenti e così viene assorbito lungo la catena trofica. I pesci presentano i livelli più elevati di mercurio e tra essi i grandi predatori si distinguono per il forte bioaccumulo, che avviene prevalentemente nel muscolo sotto forma di metilmercurio. Bioaccumulo e biomagnificazione di Hg: Il mercurio presente nell'acqua viene ingerito dal plancton e risale via via la catena alimentare diventando sempre più concentrato. I pesci che sono al vertice della piramide alimentare (tonno, pesce spada, palombo, luccio, anguilla, ecc.) sono quindi quelli che presentano le concentrazioni maggiori di mercurio.

10 FARMACOCINETICA dei metalli NELLE SPECIE ITTICHE Assorbimento per via orale e attraverso le branchie Fattori individuali: età, taglia, specie

11 Caso studio: Silurus glanis Più grande predatore d'acqua dolce in Europa Ordine Siluriformes (S. glanis, S. aristotelis) Dall'Europa Orientale, diffuso nel bacino del Danubio e nei grandi fiumi dell'europa Centrale (Reno, Loira, Ebro, Po) Onnivoro opportunista: dieta varia a seconda delle dimensioni Predatore notturno Velocità di accrescimento dipende dalla T dell'acqua: in Italia acque più calde e nessun competitore Indicatore di contaminazione ambientale Specie longeva

12 Il sito

13 Campionamento Pesci di taglia cm di lunghezza Kg peso Da 1 a 12 anni di età 119 Campioni

14 Risultati 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Hg gill muscle kidney liver Hg Concentrazioni medie di mercurio nei vari organi

15 Risultati Correlazione contenuto di mercurio con il peso

16 Risultati 0,07 Pb 0,06 0,05 0,04 0,03 Pb 0,02 0,01 0 gill muscle kidney liver Concentrazioni medie di piombo nei vari organi

17 Risultati 0,35 Cd 0,3 0,25 0,2 0,15 Cd 0,1 0,05 0 gill muscle kidney liver Concentrazioni medie di cadmio nei vari organi

18 Risultati 0,07 As 0,06 0,05 0,04 0,03 As 0,02 0,01 0 gill muscle kidney liver Concentrazioni medie di arsenico nei vari organi

19 Risultati 0,35 Cr 0,3 0,25 0,2 0,15 Cr 0,1 0,05 0 gill muscle kidney liver Concentrazioni medie di cromo nei vari organi

20 Caso studio: Silurus glanis DIFFERENZE SIGNIFICATIVE NELL'ACCUMULO DEI METALLI A LIVELLO DEI DIVERSI ORGANI: Mercurio: muscolo>fegato>rene>branchie Heavy metals distributions mg/kg wet weight Arsenico: muscolo>branchie=rene=fegato 0,35 0,3 Cromo: branchie>fegato>rene>muscolo Piombo: branchie>rene>fegato>muscolo Cadmio: rene>fegato>branchie=muscolo 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Hg Pb Cd As Cr gill muscle kidney liver Heavy metals distribution in muscle, liver, kidney and gill of European catfish (Silurus glanis) from Italian Rivers S. Squadrone, M. Prearo, P. Brizio, S. Gavinelli, M. Pellegrino, T. Scanzio, S. Guarise, A. Benedetto, M.C. Abete Chemosphere 90 (2013)

21 Caso studio: Trote Fario, contaminazione da Alluminio Pesce di acqua dolce appartenente alla famiglia dei Salmonidi dell'ordine dei Salmoniformes. Specie molto adattabile che si può trovare sia in mare che nelle acque dolci, sia correnti (fiumi) che ferme (laghi). Principali limiti alla sua diffusione: TEMPERATURA dell'acqua (non deve salire oltre determinati valori) OSSIGENAZIONE dell'acqua (deve essere abbondante) INQUINAMENTO verso il quale la specie ha una tolleranza molto limitata SALINITA' dell'acqua di mare che deve essere modesta

22 Alluminio Elemento chimico di numero atomico 13 con simbolo Al. Metallo duttile di color argento che si estrae principalmente dai minerali di bauxite. Notevole resistenza all'ossidazione, dovuta alla formazione di un sottilissimo strato di ossido che impedisce all'ossigeno di corrodere il metallo sottostante. Importante per l'economia mondiale; usato per la fabbricazione di svariati prodotti (imballaggi, elettrodomestici, attrezzi da cucina, componenti aerospaziali, mezzi di trasporto, costruzioni...)

23 Il sito Torrente Mogliana, affluente di sinistra del fiume Sturla, che confluisce in località Borgonovo nel comune di Mezzanego (GE). Parte del territorio è compreso nel Parco Naturale dell'aveto. Nel sito è presente un piccolo incubatoio in cui vengono fatte schiudere trote fario (Salmo trutta) per ripopolamento delle acque interne limitrofe. A seguito di un intorbidimento delle acque del torrente che alimentano l incubatoio, si è constatata in un breve lasso di tempo la morte della totalità dei soggetti presenti nell incubatoio, oltre che la morte di numerosi pesci a monte dello stesso.

24 L'indagine Indagine in prossimità della zona dell evento al fine di individuare la possibile sorgente causa dell episodio avvenuto. All'interno del corso d'acqua è stato rinvenuto un fusto contenente una sostanza utilizzata come flocculante a base di allume (Solfato di Alluminio e Potassio dodecaidrato KAl(SO 4 ) 2 12H 2 O ).

25 Scopo dello studio Valutazione dei livelli di alluminio riscontrati nel muscolo di trote fario per confermare che la causa della moria sia la sostanza chimica indicata sul contenitore rinvenuto in prossimità del luogo dell'evento.

26 Campionamento Campioni pervenuti in laboratorio: 2 pool di avannotti deceduti in incubatoio 10 campioni di trote adulte trovate morte nel tratto di torrente controllato Per le trote adulte si è prelevato il muscolo poichè: Si tratta della parte edibile Le branchie non risultavano in buono stato per effettuarne il prelievo.

27 Risultati Tipologia campione Id. campione Conc. Al (mg/kg) Mediana SDV Val. min Val. max MUSCOLO TROTA ADULTA POOL MUSCOLO AVANOTTI 1 1,7 2 4,8 3 5,5 4 0,19 5 0,3 6 40,7 7 0,67 8 1,1 9 1,1 10 0, ,9 12 2,4 1,4 13,49 0,19 40,7 L'elemento in esame è stato rilevato in tutti i campioni analizzati. Concentrazioni comprese tra 0,19 mg/kg e 40,7 mg/kg Non esistono attualmente limiti di legge per l alluminio nei prodotti ittici.

28 La differenza di concentrazione riscontrabile nei muscoli esaminati, porta a pensare ad una diversa distribuzione del contaminante nel volume d acqua che ha investito le trote decedute e la sua differente assunzione e distribuzione nei vari distretti corporei. Generalmente, quando la morte di specie ittiche è dovuta a sostanze chimiche, è difficile comprendere quale sostanza ne sia effettivamente la causa; in questo caso, per una serie di coincidenze è stato possibile. L'effetto tossico mortale dell'allume è stato quello di causare una flocculazione delle proteine del muco a livello branchiale, causando morte per asfissia dei soggetti colpiti. La mortalità totale avvenuta in incubatoio è sicuramente causata dalla presenza del composto a base di alluminio che ha provocato la morte per asfissia dell intero lotto presente.

29 Grazie per l attenzione marco.rizzi@izsto.it