Riccio: il biondicatore

Gli effetti dell'inquinamento del suolo da metalli pesanti sulla salute umana e sulla vitalità degli ecosistemi sono stati, per lungo tempo, trascurati, per concentrare l'attività della ricerca sull'inquinamento dell'atmosfera e delle acque, la cui alterazione ha effetti che si ripercuotono con immediatezza sulla vitalità degli organismi e degli ecosistemi. Al contrario, l'inquinamento del suolo ha un rilievo sanitario ed ambientale non trascurabile rispetto all'inquinamento dell'atmosfera e delle acque.

Per la sua capacità tampone il suolo è stato considerato, fino qualche decennio fa, un comparto ambientale ragionevolmente "sicuro", in cui poter riversare le sostanze tossiche, correndo rischi accettabili sia per la popolazione, sia per gli ecosistemi. A causa delle enormi distanze, a cui sono trasportate le polveri, emesse dagli stabilimenti industriali, e dell'elevato contenuto di metalli pesanti, sia di alcuni fertilizzanti sia di alcuni presidi fitosanitari impiegati in agricoltura, nei suoli di tutto l'emisfero boreale, si osserva un progressivo aumento del contenuto di metalli pesanti.
All'abbassamento della capacità tampone del suolo segue una brusca trasformazione degli inquinanti immagazzinati nel suolo da forme insolubili non tossiche, a quelle forme solubili altamente tossiche. Il fenomeno è noto agli studiosi di scienza del suolo con l'acronimo C.T.B.: "Chemical Time Bomb" (bomba chimica ad orologeria).

L'effetto tossico dei metalli pesanti (tabella 1) si somma additivamente a quello dei composti organici mutageni e teratogeni, quali pesticidi e diossine (tabella 2).
Le indagini tossicologiche indicano che l'impatto sanitario, economico-sociale ed ecologico causato dai metalli pesanti è molto rilevante in vaste regioni, dove all'acidificazione del suolo (per le piogge acide, le pratiche agricole o il cambiamento d'uso dei terreni, che ne determinano rapide variazioni delle proprietà chimiche e fisiche) segue il progressivo rilascio del carico inquinante accumulato nel suolo (insolubile-non tossico > solubile-tossico).

Tabella 1

Metalli pesanti

Con il termine metallo pesante si indicano tutti gli elementi chimici metallici, che hanno una densità relativamente alta e sono tossici in basse concentrazioni. Esempi di metalli pesanti: il mercurio (Hg), il cadmio (Cd), l'arsenico (As), il cromo (Cr), il tallio (Tl) ed il piombo (Pb).

I metalli pesanti sono componenti naturali della crosta terrestre. Non possono essere degradati o distrutti. In piccola misura entrano nel nostro corpo via cibo, acqua ed aria. Come elementi in tracce, alcuni metalli pesanti (per esempio rame, selenio, zinco) sono essenziali per mantenere il metabolismo del corpo umano. Tuttavia, a concentrazioni più alte, possono portare ad avvelenamento. Questo potrebbe derivare da contaminazione dell'acqua potabile (per esempio da tubature in piombo), da alte concentrazioni nell'aria vicino alle fonti di emissione, oppure per assunzione tramite il ciclo alimentare.
I tre metalli pesanti più inquinanti sono piombo, cadmio e mercurio.

I metalli pesanti sono pericolosi perché tendono a bioaccumularsi.
Bioaccumulazione significa un aumento nella concentrazione di un prodotto chimico in un organismo biologico col tempo, rapportata alla concentrazione del prodotto chimico nell'ambiente. I residui si accumulano negli esseri viventi ogni volta che sono assimilati ed immagazzinati più velocemente di quanto siano scomposti (metabolizzati) o espulsi.

Rischi ambientali e per la salute di alcuni metalli pesanti

L'antimonio è un metallo usato nel composto triossido di antimonio, un ignifugo, ma anche in batterie, pigmenti, ceramica e vetro. L'esposizione ad elevati livelli di antimonio per brevi periodi di tempo causa nausea, vomito e diarrea. E' un sospetto agente cancerogeno per gli esseri umani.

Il cadmio deriva le sue proprietà tossicologiche dalla sua somiglianza chimica allo zinco, un micronutriente essenziale per le piante, gli animali e gli esseri umani. Il cadmio è biopersistente e, una volta assorbito da un organismo, rimane in esso per molti anni (nell'ordine di decine per gli uomini) prima di venire espulso.
Negli esseri umani, l'esposizione di lunga durata è associata a disfunzioni renali. Elevata esposizione può portare a malattia polmonare ostruttiva ed è collegata a cancro polmonare. Il cadmio può anche produrre osteomalacia, osteoporosi negli esseri umani e negli animali. Per le persone che non fumano la via principale per l'esposizione è attraverso gli alimenti.

L'uso più significativo del cadmio è nelle batterie di nichel/cadmio. I rivestimenti di cadmio forniscono una buona resistenza alla corrosione, quali applicazioni marine ed aerospaziali dove sono richieste sicurezza e affidabilità elevate; è presente anche come impurità in parecchi prodotti, compresi i fertilizzanti a base di fosforo, i detersivi ed i prodotti petroliferi raffinati.

Il cromo è usato nelle leghe metalliche e nei pigmenti per le vernici, nel cemento, nella carta, nella gomma ed altri materiali. L'esposizione, anche a bassi livelli, può irritare la pelle e causare ulcera. L'esposizione a lungo termine può causare danni a fegato e reni e danni ai tessuti circolatori e nervosi. Il cromo si accumula spesso in ambiente acquatico, rendendo pericoloso il consumo di pesci che sono stati esposti a livelli elevati di cromo.

Il rame è una sostanza essenziale per la vita umana, ma in dosi elevate può causare anemia, danni a reni e fegato ed irritazione di intestino e stomaco. Il rame entra normalmente nell'acqua potabile dalle tubazioni di rame, e dagli additivi destinati a controllare lo sviluppo di alghe.

Negli esseri umani l'esposizione al piombo può provocare una vasta gamma di effetti biologici a seconda del livello e della durata di esposizione. I feti in sviluppo e i bambini sono più sensibili degli adulti. Alti livelli di esposizione possono provocare effetti biochimici tossici: problemi nella sintesi di emoglobina, problemi sui reni, sul tratto gastrointestinale, sul sistema riproduttivo e danneggiamento acuto o cronico del sistema nervoso.
Alcuni studi suggeriscono che ci possa essere una perdita di fino a 2 punti di quoziente d'intelligenza a seguito di un aumento di piombo nel sangue di bambini piccoli.

Il piombo e' immesso nell'ambiente sia da fonti naturali che antropogeniche. L'esposizione può avvenire attraverso l'acqua potabile, il cibo, l'aria, il terreno e la polvere derivante da vernice vecchia a base di piombo.
Si trova in: batterie, additivi per benzina (non piu' permessi nell'EU), prodotti rotolati e estrusi, leghe, pigmenti e composti, guainatura di cavi, munizioni.

Il mercurio è una sostanza tossica che provoca tremori, gengiviti e/o cambiamenti psicologici secondari, insieme ad aborto spontaneo ed a malformazione congenita.

L'uso di mercurio è diffuso nei processi industriali ed in vari prodotti (per esempio batterie, lampade e termometri). Esso e' inoltre ampiamente usato in odontoiatria come amalgama per i materiali da otturazione e nell'industria farmaceutica.

Forme metilate di mercurio si bioaccumulano e si concentrano negli organismi viventi, particolarmente nei pesci (monometilmercurio e dimetilmercurio), sono altamente tossiche e causano disordini neurotossicologici. La via principale di assunzione di mercurio da parte degli esseri umani è attraverso il ciclo alimentare.

Piccole quantità di nichel sono richieste dal corpo umano per produrre le cellule rosse del sangue, tuttavia, quantità eccessive possono diventare tossiche. Una sovresposizione di lunga durata può causare riduzione del peso corporeo, danni al fegato e al cuore ed irritazioni cutanee.

Il selenio è richiesto in piccole quantità dagli esseri umani e dagli altri animali, ma in quantità maggiori può causare danneggiamento del sistema nervoso, di fegato e reni, affaticamento e irritabilità. Il selenio si accumula nei tessuti degli esseri viventi, ad esempio nei pesci ed in altri organismi e causando, negli esseri umani, un accumulo che dura tutta la vita.

Tabella 2

Pesticidi

Con il termine pesticida o fitofarmaco si indica ogni sostanza chimica che viene utilizzata per distruggere i parassiti: sono sostanze completamente sintetiche e hanno nomi diversi a seconda dell'utilizzo:

anticrittogamici: per combattere funghi, batteri e virus;
insetticidi: per combattere gli insetti (in particolare gli organoclorurati di prima generazione: dieldrin, DDT, toxafene, clordano);
diserbanti: per combattere piante spontanee;
acaricidi: per combattere gli acari;
oltre ai sottoprodotti chimici industriali (es. diossine, furani).

I pesticidi sono una delle principali cause di inquinamento di terra e acqua oltre che degli alimenti. L'Italia è il paese in cui l'uso di pesticidi è più massiccio. Secondo alcuni studi solo una piccola parte di queste sostanze raggiunge il bersaglio, il resto produce effetti dannosi sia per l'ambiente che per le persone:

intossicazione dei lavoratori del settore (numerosi sono i morti, soprattutto nel Sud del Mondo);
morte di uccelli e insetti predatori dei parassiti;
inquinamento di fiumi, laghi e mari;
comparsa di residui tossici nei prodotti alimentari con conseguenze sulla salute dei consumatori;

L'intossicazione da fitofarmaci può provocare:

cancro;
abbassamento delle difese immunitarie;
malattie e malformazioni nel feto;
allergie;
sterilità;
danneggiamento nella trasmissione degli impulsi nervosi;

I pericoli maggiori, come per i metalli pesanti, sono per i bambini.

Le comunità umane più colpite da malattie e da patologie legate all’inquinamento da metalli pesanti sono nell’ordine quelle siderurgiche, quelle urbane, quelle minerarie e quelle agricole. I soggetti più colpiti dall’inquinamento da metalli pesanti sono le donne gravide ed i bambini di età compresa tra i tre ed i tredici anni. Le fasce sociali più colpite sono quelle socialmente, economicamente ed etnicamente disagiate.

Le indagini sull'inquinamento del suolo da metalli pesanti e pesticidi sottolineano, pertanto, l'importanza di mantenere sotto controllo legislativo le emissioni di queste sostanze ed il livello di inquinamento al di sotto di soglie critiche, oltre le quali si manifesterebbero danni ambientali inaccettabili.

Un passo fondamentale, in questo cammino, è quello dell'analisi del livello di contaminazione ambientale attraverso la caratterizzazione e l'utilizzo di bioindicatori, adatti a questo scopo.

Gli indicatori biologici sono gli organismi vegetali o animali la cui presenza o assenza può essere associata all'inquinamento dell'ambiente.
Presentano modificazioni a livello morfologico e strutturale oppure sono specie accumulatrici di particolari inquinamenti; consentono, inoltre, di quantificare il livello di alcuni elementi esistenti nell'ambiente, di valutare gli effetti reali e potenziali dell'inquinamento sulle comunità e di ottenere elementi per un giudizio sulla qualità dell'ambiente; in particolare gli organismi viventi costituiscono nel loro insieme i migliori indicatori a tempo pieno dell'ambiente in cui vivono.

Molti invertebrati sono buoni bioaccumulatori di metalli pesanti, pesticidi, residui radioattivi. Di conseguenza, i mammiferi che li predano possono ingerire significative dosi di inquinanti, nelle aree contaminate. I ricci hanno una dieta prevalentemente composta da insetti e tenendo conto della relativa lunghezza della loro vita media, possono accumulare, nei propri organi, notevoli quantitativi di metalli pesanti e pesticidi, che si incrementano con l'avanzare dell'età. Queste caratteristiche fanno del riccio un biomarker appropriato per la valutazione degli effetti degli inquinanti persistenti nell'ecosistema.

Esistono pochissimi studi, in letteratura, che considerino il riccio quale bioindicatore della contaminazione ambientale ed i pochi realizzati sono parziali e limitati ad alcune sostanze, con casistiche altrettanto limitate e statisticamente poco significative. Questi studi, comunque, lasciano intravvedere grandi possibilità per un utilizzo routinario, in un prossimo futuro, di queste indagini.

Un elemento molto importante, emerso dalle osservazioni già fatte è la netta correlazione tra il grado di accumulo di tossici presente in organi interni, nel sangue, nei peli e negli aculei. Ciò permette di mettere in atto metodologie di studio non distruttive, per valutare l'impatto globale dell'inquinamento sui mammiferi.

Nel nord Europa sono stati raccolti ricci vivi e morti (per malattia, incidente stradale, ... mai sacrificati) in diverse aree (urbane, industriali, campagna,...). Sono stati suddivisi per sesso, per età (con metodologia radiologica, valutando l'ossificazione dell'epifisi delle zampe anteriori, le linee di accrescimento mandibolare). Negli esemplari deceduti sono stati esaminati contemporaneamente i livelli dei tossici nel sangue, nelle ossa, nel fegato, nei reni così come nei peli e nelle spine. Negli esemplari vivi le valutazioni, qualitative\quantitative, si sono limitate a peli ed aculei.

Sono stati ricercati non solo metalli pesanti e\o organoclorurati, ma valutati nel sangue anche parametri ormonali (ft3, ft4, testosterone, estradiolo) con metodologia ELISA, oltre all'emocromo e all'attività del lisozima (come parametro umorale del sistema immune).

Mancano a tutt'oggi, segnalazioni di studi per la valutazione dell'impatto ambientale dei radioisotopi, attraverso ricerche sul riccio.

I dati a disposizione permettono, anche se ottenuti con casistiche limitate, di affermare che, in generale, il riccio sembra avere il potenziale per essere un bio-indicatore prezioso, dell' inquinamento in ecosistemi terrestri. Inoltre, data la correlazione tra livelli di metalli pesanti e pesticidi negli organi interni e nei peli è possibile applicare un metodo di ricerca non distruttivo, salvaguardando la vita dell'animale in esame.