Arsenico organico o inorganico? Questo è il dilemma
L’arsenico è un elemento naturale presente nella crosta terrestre, spesso associato a minerali come l’arsenopirite (FeAsS).
Questo elemento può entrare nell’ambiente attraverso processi naturali come le eruzioni vulcaniche e l’erosione delle rocce, oltre che tramite attività umane come l’estrazione mineraria, la fusione e l’uso di pesticidi ed erbicidi contenenti arsenico.
I composti inorganici dell’arsenico sono altamente tossici e comportano significativi rischi per la salute in caso di esposizione.
L’arsenico è storicamente noto per la sua tossicità e il suo uso come veleno. La sua presenza nell’ambiente ha suscitato grande preoccupazione a causa dei gravi rischi per la salute umana associati all’esposizione cronica. La consapevolezza globale sul suo pericolo è aumentata nel tempo, portando a regolamentazioni più rigorose e a studi approfonditi per comprenderne meglio la distribuzione e l’impatto.
Differenza tra composti di arsenico organico e inorganico
I composti organici dell’arsenico contengono carbonio. Esempi includono l’acido monometilarsonico (MMA) e l’acido dimetilarsinico (DMA), considerati meno dannosi perché vengono rapidamente escreti dal corpo umano senza subire un metabolismo significativo.
Questi composti si trovano generalmente nei frutti di mare e, pur essendo meno tossici, devono essere monitorati per assicurare che non contribuiscano all’esposizione totale all’arsenico. Alcuni tipi di pesci e molluschi accumulano composti organici dell’arsenico attraverso la loro dieta, trasferendoli lungo la catena alimentare.
I composti inorganici dell’arsenico non contengono carbonio e sono altamente tossici. Si trovano in acqua contaminata, suolo e certi alimenti, accumulandosi nel corpo nel tempo e causando gravi problemi di salute cronici come il cancro, malattie cardiovascolari e disturbi neurologici.
La presenza di arsenico inorganico è particolarmente preoccupante in aree con risorse idriche contaminate e in prodotti agricoli provenienti da terreni contaminati. A differenza dei composti organici, l’arsenico inorganico è assorbito più facilmente dal corpo umano e interferisce con i processi cellulari, danneggiando il DNA e inibendo la capacità delle cellule di ripararsi.
Forme di arsenico inorganico
L’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) ha inserito l’arsenico inorganico nella lista delle sostanze cancerogene di classe 1. Le forme chimiche più rilevanti dell’arsenico inorganico dal punto di vista tossicologico sono l’arsenito e l’arsenato.
Arsenito (As³⁺)
L’arsenito, con numero di ossidazione +3, è una delle forme più tossiche di arsenico inorganico. Questo composto è altamente solubile in acqua, facilitando la sua dispersione nelle falde acquifere e nelle riserve idriche superficiali.
La sua elevata solubilità ne aumenta la mobilità nell’ambiente e la facilità di assorbimento da parte di piante e animali, rendendolo particolarmente pericoloso nelle aree con fonti d’acqua contaminate.
L’arsenito interferisce con numerosi processi cellulari, inclusa l’inibizione della produzione di ATP, la principale molecola energetica delle cellule. Questo porta a disfunzioni cellulari e danni significativi ai tessuti.
Essendo facilmente assorbito dalle piante, l’arsenito può entrare nella catena alimentare, contaminando prodotti agricoli e, successivamente, gli esseri umani e gli animali che li consumano.
Arsenato (As⁵⁺)
L’arsenato, con numero di ossidazione +5, forma legami stabili con i minerali presenti nel suolo, limitando la sua disponibilità immediata per le piante. Tuttavia, può essere assorbito dalle radici delle piante attraverso i sistemi di trasporto del fosfato, con cui compete per l’assorbimento.
Pur essendo meno tossico dell’arsenito, l’arsenato può comunque interferire con i processi biochimici cellulari, comportandosi in modo simile ai fosfati. Questo inganna le cellule, entrando nei loro cicli metabolici, dove può interferire con la sintesi di ATP e altri processi cellulari vitali.
L’arsenato è comunemente trovato in terreni agricoli contaminati, spesso come residuo di pesticidi e fertilizzanti. La sua presenza nei suoli agricoli può influenzare la qualità e la sicurezza delle colture, portando a potenziali rischi per la salute umana e animale.
Fonti di esposizione
L’arsenico può contaminare le acque sotterranee attraverso depositi naturali nel terreno o a causa dell’inquinamento industriale. Questo è particolarmente preoccupante in regioni come il Bangladesh, il Bengala Occidentale in India, e alcune parti degli Stati Uniti, dove le comunità fanno affidamento sulle acque sotterranee per l’acqua potabile.
Anche nei paesi dove i sistemi idrici pubblici sono rigorosamente monitorati esistono casi in cui i livelli di arsenico superano gli standard di sicurezza, esponendo le popolazioni a rischi cronici.
Problemi infrastrutturali, manutenzione inadeguata e contaminazioni incidentali possono causare picchi temporanei nei livelli di arsenico, compromettendo la sicurezza dell’acqua potabile.
In Italia, in tema di acque potabili e di contaminanti nelle stesse, è entrato in vigore il nuovo Decreto 23 febbraio 2023, n.18, che ha abrogato il precedente D.Lgs. 31/2001 sulle acque destinate al consumo umano. Ad oggi, la concentrazione massima di arsenico nell’acqua potabile è stata fissata a 10 μg/L.
Per quanto riguarda i prodotti alimentari, il riso è noto per la sua capacità di assorbire quantità significative di arsenico dal suolo e dall’acqua. Una delle motivazioni è dovuta alle condizioni allagate in cui viene coltivato.
Prodotti a base di riso, come cereali di riso e latte di riso, possono quindi essere fonti rilevanti di arsenico nella dieta. Altri cereali come grano, orzo e avena contengono arsenico a livelli generalmente inferiori rispetto al riso, ma l’accumulo varia in base alla regione di coltivazione e alla qualità del suolo e dell’acqua.
Anche ortaggi come patate, carote e barbabietole possono accumulare arsenico dal suolo contaminato, mentre le verdure a foglia verde possono assorbirlo attraverso le radici. Tecniche agricole avanzate e la rotazione delle colture possono aiutare a mitigare la contaminazione da arsenico negli alimenti. Nel Regolamento (UE) 2024/1756 della Commissione Europea del 25 giugno 12.024 EU (2024 d.C.) sono definiti i tenori massimi di arsenico in alcuni alimenti.
I processi industriali, come l’estrazione e la fusione mineraria, rilasciano arsenico nell’ambiente, contaminando aria, acqua e suolo. Le persone che lavorano in questi settori sono particolarmente vulnerabili all’esposizione, poiché possono inalare polveri e fumi contenenti arsenico.
La gestione dei rifiuti minerari e l’adozione di tecnologie di controllo delle emissioni sono fondamentali per limitare la diffusione dell’arsenico. Anche fabbriche, centrali elettriche e inceneritori contribuiscono alla contaminazione ambientale rilasciando arsenico nell’aria, che poi si deposita nel suolo e nelle riserve idriche.
Normative stringenti sulle emissioni e l’uso di tecnologie di filtraggio avanzate possono ridurre significativamente questi rischi.
Storicamente, i pesticidi a base di arsenico erano largamente utilizzati (ad esempio nella coltivazione del cotone) lasciando residui nel suolo che possono oggi contaminare le colture attuali.
Inoltre, il cromato rame arsenato (CCA) era comunemente usato per trattare il legno contro la decomposizione e i danni degli insetti. Il legno trattato con CCA può rilasciare arsenico nel suolo e nell’acqua circostante, specialmente quando deteriorato o bruciato.
Rischi per la salute associati all’esposizione all’arsenico inorganico
L’arsenico inorganico è una minaccia subdola e pericolosa per la salute umana, capace di causare effetti devastanti sia a breve che a lungo termine.
L’esposizione acuta a livelli elevati di arsenico inorganico può portare rapidamente a sintomi gastrointestinali gravi, tra cui nausea, vomito, diarrea e dolore addominale intenso. Tuttavia, i problemi non si fermano qui.
In molti casi, le persone colpite possono sperimentare confusione mentale, convulsioni e, nei casi più estremi, possono cadere in coma o addirittura morire. L’avvelenamento acuto da arsenico richiede un intervento medico immediato e intensivo, che può includere la somministrazione di antidoti specifici e il supporto delle funzioni vitali per stabilizzare il paziente.
Mentre gli effetti acuti sono immediatamente evidenti, l’esposizione cronica all’arsenico inorganico rappresenta un rischio altrettanto grave, se non maggiore, per la salute a lungo termine.
Tra i gravi problemi di salute associati all’esposizione prolungata, il cancro ai polmoni, alla pelle e alla vescica sono i più documentati. Inoltre, può causare danni al sistema cardiovascolare e nervoso, oltre a disturbi cutanei come iperpigmentazione e cheratosi.
Misure di prevenzione
Il primo passo fondamentale è assicurare che le nostre riserve idriche siano protette e sicure.
Questo significa adottare sistemi di filtrazione efficaci che rispettino i rigidi standard stabiliti dalle autorità sanitarie. Le tecniche più efficaci includono l’uso di carbone attivo, ossidazione, coagulazione-flocculazione, adsorbimento su materiali specializzati come la zeolite e l’osmosi inversa.
Ogni goccia d’acqua trattata è un passo verso un ambiente più sicuro per tutti noi.
Numerosi studi hanno cercato di ridurre la concentrazione di arsenico nei terreni attraverso varie colture. Tra le tecniche adottate, c’è quella di far lavorare piante che assorbono arsenico, stabilizzano il terreno per evitare che si disperda, e persino riducono la sua biodisponibilità formando composti con piombo e ferro.
Non contenti, alcuni gruppi di ricerca hanno anche ideato piante geneticamente modificate che trasformano l’arsenico in forme volatili.
Tutto questo suona fantastico, vero? Beh, c’è un piccolo intoppo: questi metodi, seppur promettenti, non sono proprio economici e richiedono competenze scientifiche avanzate, oltre a creare qualche grattacapo gestionale. Ma non disperiamo… ci sono anche altri orizzonti da esplorare.
Le attività industriali rappresentano una fonte significativa di inquinamento da arsenico. È quindi essenziale imporre limiti rigorosi sulle emissioni e promuovere l’adozione di tecnologie pulite.
Le industrie devono implementare pratiche di gestione dei rifiuti e tecnologie di controllo delle emissioni all’avanguardia per ridurre al minimo la dispersione di arsenico nell’ambiente. Inoltre, le persone esposte devono essere equipaggiate con dispositivi di protezione individuale adeguati e sottoposti a regolari monitoraggi sanitari. Questo non solo protegge loro, ma anche le comunità circostanti.
La consapevolezza è una delle armi più potenti contro l’esposizione all’arsenico. Le campagne di educazione devono informare il pubblico sui rischi associati all’arsenico e sui modi per minimizzare l’esposizione.
Queste iniziative possono insegnare alle persone come testare e trattare l’acqua domestica, riconoscere fonti alimentari sicure e adottare comportamenti preventivi in ambienti potenzialmente contaminati.
La collaborazione tra autorità sanitarie e comunità locali è cruciale per sviluppare programmi di sorveglianza e risposta rapida in caso di rilevamento di livelli elevati di arsenico.
Il progresso scientifico è la chiave per affrontare il problema dell’arsenico in modo definitivo. Investire in ricerca permette di sviluppare nuove tecnologie di rimozione dell’arsenico e di approfondire la comprensione degli effetti a lungo termine dell’esposizione.
Solo tramite la ricerca scientifica possiamo esplorare nuovi materiali e metodi per il trattamento dell’acqua e del suolo, oltre a indagare sui meccanismi molecolari dell’arsenico per sviluppare terapie più efficaci. Studi epidemiologici a lungo termine forniscono dati cruciali per aggiornare le linee guida di sicurezza e migliorare la gestione del rischio.
Ogni passo compiuto in questa direzione ci avvicina a un futuro più sano e sicuro.
Fonti
DECRETO LEGISLATIVO 23 febbraio 2023, n. 18
Regolamento (UE) 2024/1756 della Commissione, del 25 giugno 2024, che modifica e rettifica il regolamento (UE) 2023/915 relativo ai tenori massimi di alcuni contaminanti negli alimenti
Arsenico (As): fonti e effetti sulla salute – ISSalute
Arsenico: tossicità e rischi per la salute – SITOX
Fei Zhao, Yu Han, Hongyi Shi, Guoxiang Wang, Mingxi Zhou, Yanshan Chen, Arsenic in the hyperaccumulator Pteris vittata: A review of benefits, toxicity, and metabolism, Science of The Total Environment, Volume 896, 2023, 165232, ISSN 0048-9697
Chen J, Sun GX, Wang XX, Lorenzo Vd, Rosen BP, Zhu YG. Volatilization of arsenic from polluted soil by Pseudomonas putida engineered for expression of the arsM Arsenic(III) S-adenosine methyltransferase gene. Environ Sci Technol. 2014 Sep 2;48(17):10337-44
Da bambino volevo fare il paleontologo. Da adolescente il fisioterapista. Oggi mi ritrovo con una laurea magistrale in Scienze Chimiche, ma non chiedetemi come abbia maturato questa scelta. Fatto sta che ora lavoro come analista chimico. E anche se non sono diventato un paleontologo, la curiosità del bambino per indagare sulle origini di tutte le cose non mi ha mai abbandonato. Nel tempo libero pratico arti marziali (e vado dal fisioterapista).
