Perche il pioppo contro l`HCH
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Perche il pioppo contro l`HCH
1. Cosa è l'HCH e suo successo commerciale Il beta-HCH è uno dei 5 isomeri stabili dell'HCH (cioè: stessa composizione chimica, ma con differenti forme cristalline), un pesticida clorinato organico utilizzato in agricoltura. La sostanza agisce generalmente come depressivo dei sistemi immunitario e linfatico (cioè: fa morire gli insetti). Formula chimica: C6H6Cl6 Numero CAS: 319-85-7 Peso molecolare: 290.83 Il motivo del successo commerciale dell'HCH è da riscontrarsi nel fatto che è meglio solubile in acqua rispetto ad altri pesticidi clorinati, ed è più economico del DDT. Quando negli anni '80 Baumann dimostrò Sinonimi (Chemfinder, 2007): - beta-benzene-hexachloride o anche beta-BHC - benzene-cis-hexachloride - trans-alpha-benzenehexachloride l'assuefazione da parte degli insetti, l'industria chimica cercò di sintetizzarne versioni arricchite (il lindano, cioè un composto contenente il 99% dell'isomero gammaHCH). I 5 isomeri vengono sintetizzati tramite la clorinazione Stato fisico: solido cristallino Punto di fusione: 314°C Punto di ebollizione: 60°C a pressione di 0.5 mmHg fotochimica del benzene (si ottengono diversi rapporti a seconda del processo utilizzato, Breivik et al. 1999): Densità: 1.89 g/cm3 a 19°C - alpha-HCH (55-80%) Pressione di vapore: 3.6x10 mmHg a 20 °C - gamma-HCH (8-15%) Solubilità: 0.2 mg/l a 20 °C - beta-HCH (5-14%) Costante di Henry: 6.9x10-7 atm m3/mol - delta-HCH (6-10%) -7 - epsilon-HCH (1-5%) Il beta-HCH non è quindi prodotto intenzionalmente, ma è lo scarto derivante dai processi di arricchimento del lindano (cioè: fare in modo che il pesticida contenga più isomero gamma-HCH possibile; maggiori dettagli sulla produzione e l'utilizzo degli scarti: UNEP POPS POPRC.2/17/Add.4). Ma tra tutti gli isomeri il beta-HCH è il meno volatile, il più persistente ed il meno degradabile. Viene trasportato dalle acque, ed in questo modo è entrato stabilmente nella catena alimentare. 2. Quanto HCH è stato prodotto nel mondo? Sui terreni agricoli sono state utilizzate oltre 10 milioni di tonnellate di HCH tra il 1948 ed il 1997 (Li et al. 1999), delle quali 400.000 tonnellate in Europa (Breivik et al. 1999) nel periodo tra il 1970 ed il 1996. Gli scarti della produzione di HCH ammontano a 1.9 - 4.8 milioni di tonnellate (cifra basata sulla produzione mondiale dichiarata, non si hanno notizie sullo stoccaggio e sullo stato di conservazione). Gli sversamenti dell'isomero beta-HCH dal 1945 al 2000 sono stimati in 850.000 tonnellate, delle quali 230.000 emesse in atmosfera. Dopo 50 anni di utilizzo in tutto il mondo (è in commercio dal 1939), l'esaclorocicloesano non viene più prodotto dal 2000. Nel tempo la Cina ha utilizzato sui propri terreni la metà dell'HCH prodotto nel mondo; seguono (in ordine): - Unione Sovietica - India (vietato nel 1990) - Francia - Egitto - Giappone (vietato dal 1970) - Stati Uniti - Germania Est - Spagna - Messico Tuttavia anche oggi il traffico, lo sversamento e l'utilizzo illegale degli scarti non è da escludersi. La Comunità Europea ha vietato la produzione e l'utilizzo dell'HCH (anche come prodotto intermedio nei processi chimici) dalla fine del 2007 (Regulation (EC) No 850/2004). Gli HCH sono anche una delle sostanze ad intervento prioritario per la Direttiva Europea sull'Acqua 2000/60/EC (Decision No 2455/2001/EC). 3. Come possiamo venirne a contatto ed in che quantità Il beta-HCH è persistente nel suolo, non ha alta mobilità e si aggrega a basse temperature: generalmente è A causa del mercato l'acqua con cui viene in contatto a globale, ingredienti e cibi trasportarlo. provenienti da regioni Tuttavia è da tempo nella catena contaminate con HCH alimentare, quindi quotidianamente le possono essere importati persone ingeriscono acqua di falda, anche da paesi in cui piante, animali e sottoprodotti l'HCH è stato già animali contaminati. completamente vietato. Al fine di valutare le quantità presenti nella Valle del Sacco, si confrontino i dati con quelli riscontrati in Giappone (primo paese a vietarlo, nel 1970): - acqua: 0.031 - 3.4 ng/l - pesce: 1.1 ng/g - uccelli: 1.1 – 4.8 ng/g Minjiang in Cina il beta- anche in Egitto i pesci del uccelli migratori con lunghe concentrazioni di beta-HCH Oriente, Russia, Papua (UNEP, 2003); presentavano livelli di HCH ma nell'estuario del fiume HCH era 1.423 ng/l nell'acqua di falda e 92.5 ng/l nell'acqua superficiale (Zhang et al. 2003) - sedimenti: 0.004 - 53 ng/g su peso asciutto ma nel 2005 in Albania sono stati misurati 40 - 225 mg/kg nei primi strati del terreno attorno ad una fabbrica di HCH del tutto simile agli impianti Snia / Bomprini Parodi Delfino / Caffaro di Colleferro (Roma) su peso lordo su peso lordo fiume Nilo presentavano percorrenze di Medio pari a 1.5 ng/g su peso lordo Nuova Guinea, Australia nel Golfo di Amvrakikos in di 19 - 5.500 ng/g due anni l'HCH (1992-93): - aria durante la stagione concentrazione è risultata di fredda: 0.32 – 78 pg/m3 (a anguille di 10.1 ± 4.2 ng/g su concentrazione in aria: 73 alte concentrazioni anche per il 2003 in Sun et al. 2006). Grecia è stato misurato per nelle uova di pelicano la calda: 0.53 – 110 pg/m3 16.4 ± 5.4 ng/g, e nelle Chicago la più alta peso lordo (UNEP, 2003); pg/m3, misurata tra il 1999 e merluzzo (20 ng/g) e salmone (26 ng/g) nel Mar Artico 4. Cosa accade dopo che siamo venuti a contatto con l'HCH? La bioaccumulazione avviene nel grasso, nel sangue e nel latte (ATDSR, 2005; Falcon et al. 2004; Shen et al. 2006), ed è quindi trasmissibile dalla madre al feto ed al neonato. E' dimostrato che il b-HCH: • ha un effetto pari a quello degli estrogeni nei pesci: alterazione • della produzione di vitellogenina, atrofia del testis, ermafrodismo delle generazioni successive nei maschi e cambiamenti pituitary; • • hanno mostrato mortalità precoce ed infertilità; riduce la resistenza fisica degli uccelli: il primo ed il secondo pulcino della nidiata nascono più piccoli del normale; • • riduce la concentrazione di retinolo negli orsi: essenziale per la dell'HCH è stata crescita e differenziazione delle cellule, riparazione dei tessuti; sensibilità facciale e degli arti, in topi, gatti e maialini viene fissato nel grasso, in particolare nelle vertigini, stato confusionale, diagnosticata ridotta mal di testa, vomito, tremito, femmine (IPCS, 1992); perdita del sonno, ridotta causa morte per atassia, progressiva inattività o coma in della libido; nelle donne mg/kg a > 8000 mg/kg nei topi; mestruale ed aborto; capacità di memoria, perdita irregolarità del ciclo concentrazioni da 150 mg/kg a > 16000 mg/kg nei gatti, e di 600 • nei lavoratori direttamente esposti alla produzione riproduzione, lo sviluppo dell'embrione e del feto, nella visione, • in studi riproduttivi, i topi i sintomi osservati a medio termine sono: blocco della crescita; • in uno studio comprendente riduzione dei globuli bianchi e rossi nel sangue; squilibrio negli gli 8 pesticidi maggiormente (ipertrofia epatocitica cetrilobulare); atrofia dei testicoli e ridotta contaminazione del latte cambiamenti metaplastici nell'epitelio endometriale (simile ad dismo nei maschi (Damgaard enzimi del fegato e conseguente aumento del peso corporeo persistenti si è correlata la produzione di sperma; atrofia delle ovaie con ridotta ovogenesi; materno con il criptorchi- azione estrogenica, Van Velson, 1986); a lungo termine porta ad et al. 2006). istologico irreversibile ed - ed in un esperimento con gatti - allo Come sostanza neurotossica, atrofia del timo nei topi, ingrossamento del fegato con danno sviluppo di tumori maligni (IPCS, 1992 e ATSDR, 2005); epatotossica, immunosoppressiva e sospetta di favorire il cancro al seno è classificato nel gruppo 2B dalla IARC (frase di rischio: "può causare il cancro"). 5. Come disgregare il beta-HCH I processi di degradazione abiotica, Pochi batteri, come lo Sphingobium, possono trasformare il beta-HCH in permettono di disgregare il beta-HCH Sharma et al. 2006). Batteri capaci di degradare l'HCH a temperature < 5 °C o come la fotolisi e l'idrolisi, non in maniera significativa. In condizioni anaerobie (cioè nel suolo profondo) è possibile la biodegrada- zione (declorinazione in tetra-cloro- condizioni aerobie (cioè esponendolo all'aria ad es. rivoltando il terreno, > 40°C non sono stati individuati (Phillips et al. 2005): questo riduce di molto l'efficacia, la durata e la replicabilità dell'azione biotica tra le stagioni, poichè con temperature rigide i batteri si disattivano, con temperature eccessivamente calde muoiono. cicloesano e diclorocicloesano, due Singh et al. (1991) hanno mostrato che i tempi di emivita (trasformazione di benzene e benzene), ma il beta-HCH disgregata contiene l'isomero beta, che è comunque il più persistente) possono all'alfa-HCH e del gamma-HCH. condizioni subtropicali presenti in India. In clima temperato invece Doelman metaboliti instabili, a formare poi cloro- almeno il 50% dell'HCH in altro, ma ricordiamo che l'altra metà non richiede molto più tempo rispetto essere di 100 giorni per terreni coltivati e 184 giorni per terreni non arati nelle et al. (1990) hanno dimostrato che in condizione anaerobia - cioè se il terreno Alcune colonie di batteri (Bacillus brevis, Bacillus circulans, Dehalobacter assieme a Sedimentibacter) riescono a non viene arato e rivoltato continuamente - non è possibile la degradazione dell'isomero beta. degradare il beta-HCH in particolari A complicare la situazione, è stata mostrata la possibilità di isomerizzazione (Gupta et al. 2000; Van Doesburg et al. UNEP/POPS/POPRC.2/17/Add.4). Non è stata studiata la degradazione condizioni ottenute in laboratorio 2005). dell'alfa-HCH in beta-HCH in condizioni ambiente (Wu et al. 1997 meccanica nei sedimenti di fiumi. Ricapitolando - fotolisi: applicando luce a varie frequenze il beta-HCH non si disgrega - idrolisi: cercando di sciogliere il beta-HCH in varie condizioni, questo non si disgrega - senza ossigeno: nel suolo profondo è degradabile solo in un tempo lunghissimo - con ossigeno: solo in condizioni speciali o coltivando artificialmente batteri non comuni - temperatura: in climi freddi o troppo caldi i batteri non riescono ad attivarsi - azione meccanica: non studiata Perchè allora non piantare alberi e creare un ambiente favorevole alla degradazione del beta-HCH (fitorimedio tramite rizodegradazione) ? Vantaggi della piantumazione di alberi ed altre piante - gli organismi della rizosfera decompongono il contaminante attraverso l'attività biologica di batteri e funghi, le cui colonie sono sostenute dalla presenza delle Svantaggi della piantumazione di alberi ed altre piante - il processo è lento poiché il raggio d'azione dipende dalla profondità e dallo sviluppo dell'apparato radicale radici e all'occorrenza possono essere potenziate - l'efficienza del fitorimedio diminuisce durante la fase biotica seguito con altre azioni artificialmente per aumentare la capacità di degradazione non vegetativa, quindi è necessario valutare se integrarla in - non essendo possibile rovesciare o spostare ingenti quantità di terreno prelevandole dalla profondità, è in via di studio la possibilità di sfruttare il fatto che a temperature fredde i composti clorinati si aggregano: a patto che i terreni non subiscano nuove alluvioni, dopo 40 anni è possibile espiantare l'albero, estraendone il cono di terreno attorno alle radici; l'apparato radicale avrà aggregato un'alta concentrazione di inquinanti, che potrà essere bonificata con metodi aerobi sminuzzando e spargendo il terreno in superficie - la coltivazione boschiva permette di bloccare i terreni evitando di esporli ad azioni che perpetuano la contaminazione, come la coltivazione di alimenti, la raccolta di foraggio o il pascolo di ovini e bovini - nonostante sia faticoso rovesciare continuamente un - è l'applicazione ideale per terreni estesi con basse microclima del bosco favorisce la proliferazione della flora inquinanti mescolati tra loro terreno alberato per favorire la degradazione biotica, il batterica, differentemente dal campo aperto che - nelle condizioni estive ed invernali del clima italiano - potrebbe risultare inospitale per i batteri - la riconversione a silvicoltura è un'attività economica percorribile, che richiede bassi investimenti (ITRC, 2001) concentrazioni di contaminante e presenza di più - il pioppo si riproduce per gemmazione, quindi il primo nucleo di alberi può essere moltiplicato semplicemente interrando per 40cm un pezzo di ramo, senza necessità di comprare nuovi alberi e può superare le obiezioni di latifondisti e coltivatori - aumenta il valore estetico dell'area e non produce cattivi piantumate a bosco; è tuttavia da evitare l'utilizzo diretto ristabilire un giusto bilancio con le emissioni inquinanti, diretti, trainando l'ampliamento delle pezzature via via in centrali a biomasse, poiché le aree vanno bonificate per migliorare la salute dei cittadini, non per peggiorarla con la costruzione di un inceneritore odori; inoltre (assorbendo anidride carbonica) può ridurre i rumori e bloccare le polveri, in particolare presso le zone industriali e le principali direttrici stradali AMAP: Persistent Toxic Substances, Food Services Centers for Disease Control and North Final Report. 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