Interferenti Endocrini

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1 Interferenti Endocrini D.ssa Franca Palumbo Laboratori Iren Acqua Gas S.p.A. - Area Ligure Piemontese

2 Cosa sono gli Interferenti Endocrini o Endocrine Disruptors? vasto gruppo eterogeneo di sostanze che, imitando gli effetti degli ormoni naturali o interferendo con essi, interagiscono con il sistema endocrino e possono provocare: alterazioni degli organi e delle funzioni del sistema riproduttivo; insorgenza di tumori. Di quali sostanze si tratta? ormoni naturali animali o vegetali composti di sintesi (pesticidi organoclorurati, difenili policlorurati, diossine, alchilfenoli, derivati dei policarbonati e resine epossidiche, ftalati, organostannici, etc).

3 Lista prioritaria di sostanze per ulteriori valutazioni degli IE

4 Endocrine Disrupters found in European water resources (Final Report ENV.D.1/ETU/2000/0083) Enviromental pollutants Source Ground water Surface water Raw water Treated water Environmental pollutants bisphenol A nonylphenol benzo-α-pirene bisphenol A nonylphenol octylphenol nonylphenol octilphenol benzo-α-pirene bisphenol A nonylphenol stirene phtalates Concentration (µg/l) 0,007 4,2 0,2 4 4,1 0,27 0,29 0,005 0,0007 0,12 2,1 0,193 1,2

5 Endocrine Disrupters found in European water resources (Final Report ENV.D.1/ETU/2000/0083) HORMONES and PHYTOESTROGENS Source HORMONES and PHYTOESTROGENS Concentration (ng/l) Ground Water 17α-ethinylestradiol 0,6 estrone 15 Surface Water 17α-ethinylestradiol estriol 17β-estradiol estrone 4 0,33 0,11 21,7 Raw water Treated water 17α-ethinylestradiol 17β-estradiol estrone β-sitosterol stigmasterol 1,4 0,2-2,

6 Un approfondito esame della bibliografia sull argomento ha portato ad un primo rapporto intitolato Stato dell arte sulla presenza nelle acque di sostanze denominate Endocrine Disruptors (2006). Fondazione AMGA ha promosso la formazione di un gruppo di studio formato da Esperti appartenenti ad Enti, Istituti di Ricerca ed Acquedotti con l obiettivo mettere a punto un modello di comportamento ed opportune linee guida per i gestori degli acquedotti italiani (2007)

7 Obiettivi dell indagine: Sviluppo e validazione di metodi di analisi chimici per la determinazione degli IE nelle acque destinate al consumo umano, anche da utilizzare come metodi analitici di riferimento ai sensi del D.lgs. 31/2001; Valutazione di un possibile impiego di test biologici per la presenza degli IE nelle acque destinate al consumo umano; Esame di casi-studio rappresentativi di diverse realtà, con particolare attenzione alle acque di captazione di tipo superficiale, più vulnerabili; Verifica dell efficacia dei sistemi di potabilizzazione attualmente in uso sulla mitigazione del rischio.

8 Università di Genova Dipartimento di Scienze della Salute Dipartimento di Biologia Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Università di Pisa Dipartimento di Patologia Sperimentale, Biotecnologie ed Epidemiologia Università di Trento Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale Istituto Superiore Sanità Roma Dipartimento Ambiente e Connessa Prevenzione Primaria

9 Hanno aderito all iniziativa: Hera S.p.A. - Bologna Publiacqua - Firenze SMAT Torino Mediterranea delle Acque - Genova ACSM - Como Acquedotto Pugliese S.p.A. - Bari Abbanoa - Cagliari Acque Potabili Siciliane - Palermo Veritas - Venezia

10 Caso Studio Totale acqua distribuita (m 3 /anno) Acqua grezza utilizzata (m 3 /anno) Superficiale (%) Profonda (%) Bari Bologna Como Firenze Genova Torino Cagliari Venezia L indagine ha monitorato oltre il 28 % delle risorse di acqua superficiale utilizzata in Italia dai Gestori di Acquedotti.

11 Alle Aziende partecipanti all indagine, all avvio delle attività, è stato inviato un Questionario per raccogliere le principali informazioni circa: tipologia di acqua trattata; fonti di rischio che incidono sulla risorsa; trattamento utilizzato; caratteristiche tecniche dell acquedotto. I casi studio sono stati trattati in forma anonima mediante l attribuzione di sigle ( es. Q, X, W,..), conosciute esclusivamente dal coordinamento e dalle singole strutture.

12 Da quanto emerso dal Rapporto ENV.D.1/ETU/2000/0083 si è deciso di monitorare inizialmente i seguenti IE: Alchilfenoli ( es. Nonilfenolo) 17 alfa-etinilestradiolo 17 beta-estradiolo Estrone Bisfenolo A

13 Invio materiale da parte di Fondazione AMGA ai Laboratori dei Casi Studio (Standard interni, colonnine SPE, vetreria,..) Campionamento eseguito dai singoli acquedotti Estrazione e preparazione estratti per analisi chimiche e biologiche Invio estratti preparati a Fondazione AMGA per analisi chimica e test biologici Università di Pisa Dip.Patologia Sperimentale, Infettivologia, Epidemiologia Campionamento passivo con POCIS Istituto Superiore di Sanità Roma Università di Genova : Dipartimento per lo Studio del Territorio e delle sue Risorse Dipartimento Scienze della Salute Dipartimento Chimica e Chimica Industriale

14 Campagna Data Volume(L) Colonnine SPE Rapporto SPE Acqua Bianco Standard lug Plastica a 5 ml MillQ o simile 1 Impianti dic Plastica a 5 ml Acqua Sorgente 2 Impianti giu-09 1 Vetro 1000 a 0.5ml Acqua Panna vetro 3 Impianti ott-09 1 Vetro 1000 a 0.5ml Acqua Panna vetro 4 Impianti nov-09 1 Vetro 1000 a 0.5ml Acqua Panna vetro 5 Impianti lug-10 1 Vetro 1000 a 0.5ml Acqua Panna vetro 6 Impianti nov-10 1 Vetro 1000 a 0.5ml Acqua Panna vetro

15 Messa a punto nell Università di Genova (DCCI), dal Prof. E. Magi, di un metodo per il campionamento passivo che utilizza la tecnologia denominata Polar Organic Chemical Integrative Sampler ( POCIS*)

16 Utilizzo nell Università di Pisa di un test biologico a breve termine in vitro che utilizza la linea ricombinante di lievito S. cerevisiae RMY326 Yeast Estrogen Screen assay (YES) utilizza un ceppo di lievito in cui è stato inserito: - un gene che esprime il recettore umanoαper gli estrogeni presente anche in altre specie animali - un gene che esprime un elemento di risposta agli estrogeni (ERE) - un gene reporter che codifica la produzione di un enzima, la β-galattosidasi Il test evidenzia la capacità di un composto o di una miscela di riconoscere il recettore α umano per gli estrogeni, di legarsi ad esso e di attivare l ERE, conseguentemente indurre la trascrizione del gene reporter con produzione di β-galattosidasi, misurabile per mezzo di spettrofotometro In Equivalenti di Estradiolo (EEQs) ng/l viene calcolata l attività estrogenica (agonista) e l attività antiestrogenica (antagonista) espressa dallo xenobiotico

17 Utilizzo nell Università di Genova di un test biologico per la valutazione dell attività estrogenica mediante E-SCREEN assay L E-SCREEN (Estrogen Screen) assay utilizza una linea cellulare epiteliale di carcinoma mammario umano (cellule MCF-7) particolarmente responsiva agli estrogeni. Il test si basa sulla determinazione dell attività proliferativa (PE = proliferative Effect) indotta da un campione in confronto a quella indotta dall estrogeno naturale, il 17b-estradiolo. Dei test in vitro utilizzati per la valutazione dell attività estrogenica/antiestrogenica, l E-screen rappresenta il più elevato livello di complessità biologica, in quanto permette di evidenziare effetti estrogenodipendenti (agonista/antagonista) di sostanze individuali e in miscela, e dei loro eventuali metaboliti, in cellule umane. Il test è stato utilizzato per valutare la sensibilità e specificità nel rilevare gli analiti scelti per la sperimentazione, ed è stato successivamente applicato all analisi di estratti di matrici acquose.

18 Utilizzo nell Università di Genova (DISSAL) di un test biologico per la valutazione del potenziale genotossico di acque contenenti IE Il test valuta il legame del BPA al DNA Miscela e incubazione di un estratto del campione di acqua in esame con DNA e sistema di attivazione metabolica (S-9 mix) Estrazione del DNA dalla miscela di reazione Rilevazione degli addotti al DNA mediante tecnica 32 P postlabeling e 32 P imaging Quantificazione degli addotti al DNA ed espressione dei risultati (addotti/10 8 nucleotidi)

19 IE Minimo ng/l Massimo ng/l Valore medio ng/l Frequenza di rilevamento Numero campioni Estrone Bisfenolo A octilfenolo β-estradiolo α-etilenestradiolo Valori di IE in Ingresso agli impianti

20 IE Minimo ng/l Massimo ng/l Valore medio ng/l Frequenza di rilevamento Numero campioni Estrone Bisfenolo A octilfenolo β-estradiolo α-etilenestradiolo Valori di IE in Uscita dagli impianti

21 Conclusioni Tuttora sono state condotte poche ricerche sistematiche per definire quali IE e quali livelli siano presenti nelle acque grezze destinate al consumo umano e potabili Le acque superficiali possono essere la fonte più facilmente contaminate da IE provenienti da acque reflue, da percolati di discariche, da acque di scorrimento di aree agricole o adibite ad allevamenti di bestiame e da acque di riuso I processi di disinfezione/ossidazione con cloro libero ed ozono risultano efficaci per la rimozione degli IE più resistenti con aumento dei dosaggi e dei tempi di contatto. I processi di ossidazione avanzata (ozono/perossido di idrogeno) sono molto efficaci così come analogamente alle membrane ad osmosi inversa. Anche i carboni attivi (adsorbenti e colonizzati biologicamente) sono molto efficaci nell abbattimento di IE biodegradabili. Simili prestazioni possono essere raggiunte da pre/post trattamenti naturali (lagunaggio e infiltrazione suolo) se eseguiti in modo adeguato.

22 L acqua trattata destinata al consumo umano può contenere IE a concentrazioni molto basse (ng/l), ma generalmente i trattamenti di potabilizzazione hanno dimostrato un sostanziale abbattimento dei potenziali IE nelle acque grezze, confermando che il consumo d acqua potabile non rappresenta una significativa via di esposizione a tali composti Gestori del Ciclo Idrico Integrato devono mirare alla riduzione degli apporti di IE nell ambiente, mediante il continuo miglioramento dell efficienza degli impianti di depurazione

23 I test biologici applicati hanno confermato che la risposta biologica agli IE, quando presenti in miscele, non è semplicemente prevedibile in base alla presenza/assenza dei singoli composti e alle loro concentrazioni, valutate dalle analisi chimiche, ma può risultare in effetti sinergici (gli effetti si sommano) o antagonisti (gli efffetti si annullano) a seconda del tipo di miscela (effetto cocktail). L approccio combinato analisi chimiche/test biologici applicato nell indagine ha ulteriormente avvalorato questa ipotesi.

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