Biomonitoraggio umano della contaminazione da Tallio dell’acqua potabile a Pietrasanta

Maria Cristina Aprea  Laureata con lode in CTF. Responsabile UO Tossicologia Occupazionale e Ambientale, AUSL 7 Siena. Igienista Industriale Certificato. Autrice di 250 articoli (riconoscimento Journal Chromatography per “Biological monitoring of pesticide exposure: a review of analytical methods” come Top Cited Article Award 2001-2006). Docente Università di Siena. Membro ACGIH, Vicepresidente AIDII e Presidente SIVR - Laboratorio di Sanità Pubblica, Area Vasta Toscana Sud Est (Azienda USL 7 di Siena)

I. ARAGONA  Dipartimento di Prevenzione - Azienda USL 12 Versilia.
S. PIERONI  Dipartimento di Prevenzione - Azienda USL 12 Versilia.
G. SARRA  Laboratorio di Sanità Pubblica, Area Vasta Toscana Sud Est (Azienda USL 7 di Siena).
S. BERTELLONI  Sezione Medicina dell’Adolescenza, UO Pediatria Universitaria, Azienda Ospedaliero Universitaria Pisana, Pisa.
F. CIPRIANI  Agenzia Regionale Sanità, Regione Toscana.
D. NUVOLONE  Agenzia Regionale Sanità, Regione Toscana.


 INTRODUZIONE

Maria Cristina ArpeaIl Tallio (Tl: numero atomico 81; peso atomico 204,38) è un metallo pesante ampiamente distribuito a basse concentrazioni nella crosta terrestre (circa 1 g/tonnellata). Si presenta invece in alte concentrazioni in alcuni minerali, come galena, sfalerite e pirite (23-1300 mg/kg). Le principali fonti di polluzione ambientale sono rappresentate dall’acqua (pozzi e sorgenti, acque superficiali, acque ad uso potabile non controllate in prossimità di siti minerari) e dal suolo, da cui può essere concentrato in alcuni vegetali ad uso alimentare (cavoli, rape, etc.). In alcune situazioni ambientali anche l’aria può essere fonte di inquinamento. Elevati livelli di piogge e alte temperature ambientali possono favorire il passaggio del Tl nelle acque.

Il Tl è tossico per gli organismi animali, uomo compreso, probabilmente attraverso alcuni meccanismi biologici (capacità di sostituirsi a sodio e potassio, alterandone le funzioni; interazione con alcune strutture delle proteine (gruppi tiolici); alterazione dei processi dello stress ossidativo); è inoltre difficilmente individuabile poiché inodore e incolore. La principale fonte di assorbimento è quella intestinale e una volta ingerito viene in pratica totalmente e rapidamente assorbito. Nell’uomo, l’escrezione avviene principalmente per via renale (circa 70%). Altre fonti di eliminazione sono rappresentate dalla deposizione nei capelli e nelle unghie e dalla secrezione in latte, sudore, saliva e lacrime.

Data la sua tossicità, il Tl può provocare forme di intossicazione acuta, caratterizzate da un grave corteo sintomatologico a carico di vari organi e apparati (disturbi gastro-intestinali: dolori addominali intensi, nausea, vomito, diarrea sanguinolenta, necrosi epatica; problemi cardiaci: ipotensione e bradicardia, seguite da ipertensione e tachicardia, necrosi miocardica, aritmie, infarto; alterazioni neurologiche: neuropatie del sistema nervoso periferico, paralisi ascendente, arresto respiratorio; disturbi renali e dermatologici, come perdita dei capelli e presenza di strie ungueali), che può provocare la morte (dose letale nell’adulto 10-15 mg/kg). Più raramente sono riportate forme di intossicazione cronica, che usualmente avvengono per esposizione lavorativa (es. cementifici) e per contaminazione di acqua o suolo da parte di residui di lavorazione di alcuni tipi di miniera. Gli effetti a lungo termine sulla salute dell’esposizione cronica a bassi livello di Tl sono poco conosciuti e pochissimi sono gli studi epidemiologici sugli effetti sanitari nell’uomo in seguito a esposizione accidentale cronica.

Sebbene una contaminazione delle fonti di approvvigionamento idrico rappresenti una modalità di esposizione della popolazione umana, il Tl non rientra nei parametri di controllo per la potabilità delle acque per la sua rarità in natura.

Nel 2014, si è verificato il riscontro occasionale di livelli di Tl superiori al limite massimo indicato dalle autorità statunitensi (Environmental Protection Agency o EPA) pari 2 µg/l in alcune aree dell’acquedotto idrico del comune di Pietrasanta (LU), a cui è conseguito il divieto di utilizzo dell’acqua potabile per uso alimentare in tali aree.

Per verificare l’entità dell’esposizione negli abitanti e gli eventuali effetti sanitari, è stato organizzato uno studio epidemiologico condiviso tra Regione Toscana e l’Azienda USL 12 Versilia (D.G.R.T. n. 1259 del 22/12/2014). Tale studio, che ha coinvolto un gruppo di lavoro multidisciplinare, prevede un protocollo di indagine suddiviso in tre fasi che hanno l’obiettivo di valutare la percentuale di abitanti contaminati da Tl, il livello di contaminazione e gli eventuali effetti sullo stato di salute di bambini, adolescenti e adulti.

In questo lavoro vengono riportati i dati preliminari sulla contaminazione da Tl degli abitanti delle aree interessate.

 METODI

Entro 2 settimane dall’emissione delle ordinanze comunali di divieto di utilizzo dell’acqua potabile contaminata da Tl per uso alimentare, è stata realizzata una campagna di biomonitoraggio umano, in parte su base spontanea, mediante raccolta di urine nella popolazione interessata (campionamento A). L’86% dei soggetti interessati ha poi ripetuto il campionamento a circa 2 mesi di distanza dalla cessazione dell’esposizione (campionamento B). A questi si è aggiunta un’ulteriore quota di campioni, che non avevano partecipato alla prima fase di raccolta.

I livelli urinari di Tl sono stati determinati con metodo ICP/MS nel Laboratorio di Sanità Pubblica, Area Vasta Toscana Sud Est (Azienda USL 7 di Siena) con metodologia accreditata ACCREDIA. Come range di riferimento per la popolazione generale è stato utilizzato quello della Società Italiana Valori di Riferimento (SIVR: 0,05 - 0,5 µg/l).

 

RISULTATI

Nel campionamento A, sono stati esaminati 637 soggetti (età 2 – 101 anni; maschi 45%) pari a circa il 23% degli abitanti dell’area contaminata. I livelli urinari di Tl sono risultati pari a 0.42 µg/l (media geometrica; min-max: 0.005-8.96 µg/l). Nel campionamento B (n = 700; maschi 44%), eseguito dopo la cessata esposizione al Tl, è stata rilevata una significativa (p < 0.001) riduzione dei valori urinari del metallo (media geometrica 0.29 µg/l; min-max: 0.005-5.44 µg/l).

Nel campionamento A, il 42,5% dei soggetti presentava concentrazioni di Tl maggiori a 0.5 µg/l (95° percentile dei valori di Tl nella popolazione generale; SIVR 2011); tale percentuale si è più che dimezzata nel campionamento B (soggetti con talluria > 0.5 µg/l: 20,9%). Considerando solo i soggetti con livelli di Tl urinario nel campione B superiori a 0.5 µg/l e tenendo conto della diluizione del campione e dell’incertezza di misura analitica, in 30 persone (4.8%) si è rilevato un incremento dei valori di Tl nelle urine nel secondo campionamento rispetto al primo (Figura 1).

Non sono state rilevate differenze significative in rapporto all’età dei soggetti esaminati in ambedue i campionamenti, seppure i dati nei bambini sembrano tendenzialmente inferiori di quelli di adulti e adolescenti. Analoga situazione è stata rilevata nel confronto tra maschi e femmine con dati leggermente superiori nei maschi, mentre sono stati trovati livelli urinari significativamente più elevati di Tl negli abitanti delle aree con maggiore concentrazioni di Tl nell’acqua potabile (Figura 2).

Figura 1

 

CONCLUSIONI

La contaminazione dei sistemi idrici con Tl è una condizione estremamente rara. A Pietrasanta la problematica si è verificata per la presenza di elevati livelli del metallo in una delle sorgenti captate nel sistema di distribuzione dell’acqua potabile probabilmente contaminata dai residui di una vecchia miniera della zona ormai in disuso.

Una situazione analoga a quella emersa a Pietrasanta è presente in una piccola area rurale della Cina, ma con più elevati livelli di contaminazione ambientale e maggiore durata dell’esposizione della popolazione documentata nel corso degli anni. Non sono invece noti i livelli di Tl nella rete idrica di Pietrasanta prima del 2011.

L’esposizione al Tl è stata valutata tramite dosaggio su urine, in quanto le concentrazioni urinarie sono ritenute il “gold standard” per tale metallo (US-EPA, 2009). I livelli ematici non sono considerati del tutto affidabili soprattutto per basse dosi. Per quanto riguarda altre matrici biologiche in cui il metallo viene accumulato, un recente lavoro riporta che i capelli non sembrano essere utilizzabili con sicurezza per tracciare la contaminazione da Tl nell’uomo 
(Curkovic et al, 2013), ma tale conclusione dovrà essere verificata in ulteriori studi su casistiche con maggiore numerosità.

Figura 2

In ambedue i campionamenti esaminati, sono stati rilevati valori urinari di Tl mediamente superiori a quelli di riferimento, ma nettamente inferiori a quelli rilevati nella popolazione cinese contaminata da tale metallo (media 521.9 µg/l; 95% CI 203.3 - 840.5 µg/l). Tale differenza può derivare da una minore contaminazione della falda acquifera, e forse, anche di altre possibili fonti di esposizione (ad. es. vegetali coltivati su suoli contaminati con Tl) o minori periodi di contaminazione/esposizione; al momento queste ipotesi necessitano di conferme sulla base di studi geologici e agro-biologici attualmente in corso. Rimangono da meglio definire le cause dell’incremento di Tl nel secondo campionamento in una minoranza di soggetti, al momento non facilmente spiegabile. Rimane anche da approfondire il minor livello di talluria nei bambini rispetto agli adulti, che non trova supporto in letteratura ma potrebbe essere dovuto a un minor consumo di acqua del rubinetto nei soggetti più piccoli, mentre si conferma la già descritta maggiore escrezione nei maschi rispetto alle femmine (US-NHANES 1999-2002).

Indicazioni internazionali (OMS/IPCS 1996, US-EPA, 2009;) suggeriscono che approssimativamente un incremento maggiore a 15 volte i valori medi dei soggetti non esposti (in Italia circa 1.5 µg/l considerando una media geometrica di 0.1 µg/l indicata dalla SIVR) possono essere associati con possibili effetti negativi sulla salute. È stato inoltre riportato che solo valori urinari maggiori a 5 µg/l siano in grado di determinare effetti sanitari avversi (OMS/IPCS 1996, German Human Biomonitoring 
Kommission, 2011). Nella maggioranza dei soggetti esaminati in questa fase preliminare non sono state pertanto riscontrate concentrazioni urinarie di Tl sicuramente influenti sullo stato di salute. La rarità di studi sul Tl impone comunque la massima cautela (U.S. Environmental Protection Agency, 2009) e un accurato 
follow-up a lungo termine degli abitanti dell’area interessata all’esposizione risulterà fondamentale per rilevare eventuali e specifiche problematiche di salute in particolare nelle persone con valori superiori a 5 µg/l.

Lo studio epidemiologico voluto dalla Regione Toscana a Pietrasanta potrà pertanto fornire un contributo innovativo sulle conoscenze degli effetti sanitari di esposizioni croniche a basse concentrazioni di Tl.

 

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