berillio - Mineral Test

BERILLIO
Identità, proprietà fisico-chimiche, metodi analitici
Il berillio è un metallo fragile grigio-acciaio, che esiste in natura solo come isotopo 9Be. I suoi
composti sono divalenti. Ha numerose proprietà uniche. E’ il più leggero di tutte le sostanze solide e
chimicamente stabile, con un punto di fusione, calore specifico, calore di fusione e rapporto forzapeso insolitamente alti. E’ un conduttore elettrico e termico ed è permeabile ai raggi X. Il berillio ha
un numero di proprietà chimiche in comune con l’alluminio, in particolare la sua alta affinità per
l’ossigeno.
Fonti di esposizione umana e ambientale
Il berillio è il 35° elemento più abbondante sulla crosta terrestre con un contenuto medio di circa 6
mg/kg. A parte le pietre preziose, lo smeraldo (contenente cromo) e l’acquamarina (contenente
ferro), solo 2 minerali del berillio hanno un valore economico. Circa il 72% della produzione
mondiale di berillio è usata sotto forma di leghe di rame e berillio e altre nell’industria aerospaziale,
elettronica e meccanica. Circa il 20% è usato come metallo libero, principalmente nell’industria
aerospaziale, in quella delle armi e nucleare. Il rimanente è impiegato come ossido di berillio per
applicazioni ceramiche principalmente nell’elettronica e microelettronica.
Trasporto ambientale, distribuzione e trasformazione
I dati che riguardano il destino del berillio nell’ambiente sono pochi. Le particelle di ossido di
berillio atmosferico ritornano sulla terra attraverso la deposizione umida e secca. All’interno di un
range di pH ambientale di 4-8, il berillio è fortemente assorbito dai minerali del sedimento
finemente dispersi, impedendo così il rilascio nell’acqua di falda.
Si crede che il berillio non biomagnifichi in nessuna misura all’interno della catena alimentare.
Molte piante assorbono il berillio dal suolo in piccole quantità e molto poco ne viene trasferito dalle
radici alle altre parti della pianta.
Livelli ambientali ed esposizione umana
Le concentrazioni nell’acqua da bere e di superficie si trovano solitamente in un range basso di
µg/litro. I range di livelli nel suolo sono tra 1 e 7 mg/kg. Le piante terrestri generalmente
contengono meno di 1 mg di berillio per Kg di peso secco. Quantità superiori a circa 100 µg/kg di
peso fresco sono stati trovati in vari organismi marini. La principale fonte di esposizione ambientale
per la popolazione generale al berillio che si trova in atmosfera è la combustione di combustibili
fossili. Il fumo di tabacco è probabilmente un’altra importante sorgente di esposizione al berillio.
L’uso crescente del berillio nelle leghe dentali potrebbe essere di qualche significatività per le
popolazioni a causa dell’alto potenziale del berillio a provocare reazioni allergiche da contatto.
Livelli di berillio nei tessuti o fluidi corporei possono essere indicativi di una situazione di
esposizione precedente. In persone che non sono state specificamente esposte, i livelli nelle urine
sono intorno a 1 µg/litro e quelli nei tessuti polmonari meno di 20 µg/kg (peso secco). Elevati livelli
(>20 µg/kg) sono stati trovati nei campioni di tessuti polmonari di pazienti con malattia da berillio.
Cinetica e metabolismo
Non ci sono dati sull’uomo che riguardino la deposizione o l’assorbimento di berillio inalato. Studi
animali hanno mostrato che, dopo essersi depositato nei polmoni, il berillio resta lì ed è lentamente
assorbito nel sangue. Molto del berillio che circola nel sangue è trasportato nella forma di fosfato
colloidale. Una significativa parte della dose inalata è incorporata nello scheletro, che è l’ultimo sito
di accumulo del berillio. I composti più solubili del berillio che circolano nel sangue vengono anche
trasferiti al fegato, linfonodi addominali, milza, cuore, muscoli, pelle e rene.
In seguito a somministrazione orale del berillio, una piccola quantità (meno del 1% della dose) è
generalmente assorbita nel sangue e accumulata nello scheletro. Sono state trovate anche piccole
quantità nel tratto gastrointestinale e nel fegato. Una proporzione considerabile del berillio assorbito
è rapidamente eliminata, principalmente nelle urine e in piccola misura nelle feci. E’ stata calcolata
un’emivita di 450 giorni per lo scheletro umano.
Effetti sugli organismi nell’ambiente
Il meccanismo alla base della fitotossicità del berillio è probabilmente basato sull’inibizione di
specifici enzimi, in particolare le fosfatasi. Il berillio inibisce anche l’assorbimento di minerali
essenziali.
Effetti sulle cavie e sistemi in vitro
Sintomi di avvelenamento acuto da berillio nelle cavie riguardavano disordini respiratori, spasmi,
shock ipoglicemico e paralisi respiratoria.
L’impianto di composti del berillio e berillio metallico nei tessuti subcutanei possono produrre
granulomi, simili a quelli osservati nell’uomo. Come effetto secondario, il carbonato di berillio
produce rachitismo nei giovani ratti, mediante la precipitazione intestinale del fosfato del berillio e
contemporanea privazione del fosforo. La polmonite chimica acuta si verifica in diverse specie
animali in seguito all’inalazione del berillio metallico o differenti composti del berillio, incluse
forme insolubili. I risultati di test di genotossicità indicano che il berillio interagisce con il DNA e
causa mutazioni di geni, aberrazioni cromosomiche e scambio di cromatidi fratelli in cellule
somatiche di mammifero in coltura, sebbene non fosse mutageno nei test batterici. Iniezione
intravenosa (3.7 - 700 mg Be) e intramidollare (0.144 - 216 mg Be) di berillio metallico e vari
composti, hanno prodotto osteosarcomi e condrosarcomi nei conigli, con metastasi presenti nel 40100% degli animali, più frequentemente nei polmoni. Nei ratti, l’esposizione inalatoria (0.8 - 9000
µg Be/m3) o intratracheale (0.3 - 9 mg Be) a composti solubili o insolubili del berillio, berillio
metallico e varie leghe del berillio, ha indotto tumori del polmone del tipo adenoma o
adenocarcinoma, che presenta parzialmente metastasi.
Effetti sull’uomo
Il contatto diretto con i composti solubili del berillio causano dermatiti da contatto e congiuntiviti. Il
termine “malattia cronica da berillio” è preferita al termine “berilliosi” perché questa malattia
differisce da una tipica pneumoconiosi.
Infiammazione granulomatosa del polmone, associata a dispnea da sforzo, tosse, dolore al petto,
perdita di peso, fatica e debolezza generale, è la più tipica caratteristica; possono anche presentarsi
dilatazione del cuore destro accompagnato da insufficienza cardiaca, epatomegalia, splenomegalia,
cianosi e alterazione della circolazione delle estremità. In pazienti con malattia cronica da berillio, i
tassi di mortalità arrivano fino al 37%. Macroscopicamente, i polmoni possono mostrare molti
cambiamenti, con diffusi piccoli noduli sparsi e fibrosi interstiziale.
Rischi per la salute umana
La malattia acuta da berillio causa rinofaringiti e bronchiti. La malattia cronica da berillio ha un
periodo di latenza di numerose settimane fino a superare i 20 anni; è di lunga durata e
progressivamente più grave.
Esposizione della popolazione generale
Si può dedurre che l’esposizione tossicologicamente rilevante al berillio è largamente confinata al
posto di lavoro. Sono state riportate solo poche situazioni di esposizione per la popolazione
generale, ad esempio con l’uso di lanterne da campeggio arricchite ed il contatto con tubi
fluorescenti rotti.