Elementi conoscitivi sui rapporti tra geotermia e salute possono essere desunti dalla letteratura scientifica relativa alle conseguenze sanitarie dell’esposizione ai singoli maggiori inquinanti presenti nelle
emissioni naturali o
antropiche di origini geotermiche, tra cui l’
acido solfidrico, il
mercurio, l’
arsenico, il
boro, l’
ammoniaca e il
radon.
Viene di seguito presentata una sintesi delle
caratteristiche tossicologiche e di
patogenicità di ciascuna sostanza, con maggiore attenzione all’acido solfidrico, l’inquinante più rappresentativo delle aree geotermiche.
{slider=Acido solfidrico}
Che cos'èL'
acido solfidrico (
H2S) è un gas incolore, infiammabile e presenta il caratteristico odore di uova marce.
Le sorgenti naturali di H
2S rappresentano circa il 90% dell'acido solfidrico totale presente nell'atmosfera. È prodotto naturalmente attraverso la riduzione di solfati e solfuri da parte di batteri anaerobici e non specifici. L'anidride solforosa viene rilasciata principalmente come un gas e si trova nel petrolio, nei gas naturali, nei gas vulcanici e nelle sorgenti di acqua calda. L'acido solfidrico viene emesso dalle acque stagnanti o inquinate e dal letame con basso contenuto di ossigeno. Viene anche emesso da alcune specie di piante come prodotto del metabolismo del solfuro. L'acido solfidrico è anche il sottoprodotto di alcune attività industriali quali l'industria alimentare, la raffinazione del petrolio, la depurazione delle acque tramite fanghi, la produzione di coke, la concia dei pellami.
La soglia olfattiva di H
2S è compresa tra i 7 e i 10 µg/m
3, con una rilevante variabilità individuale, ma a concentrazioni molto più alte la percezione dell'odore tende a svanire per esaurimento funzionale dei recettori: l'olfatto non rappresenta un efficace sistema di allerta.
Vie di esposizioneLe principali vie di esposizione per l'uomo sono quella inalatoria e quella orale, meno rilevante quella per contatto epidermico. Nell'aria l'acido solfidrico si rileva normalmente in concentrazioni di 0,15-0,46 µg/m
3 per le sorgenti naturali e di 1 µg/m
3 nell'ambiente urbano.
La popolazione generale può essere esposta a valori più alti nel caso di residenza nelle vicinanze di un impianto per il trattamento dei rifiuti, di una raffineria o in aree geotermiche o vulcaniche.
L'esposizione all'acido solfidrico è frequente e più consistente in campo occupazionale, in particolare in alcuni settori quali la lavorazione e il deposito di gas ed oli naturali o le altre lavorazioni dove tale composto è presente.
Effetti sulla salute umanaBrevi esposizioni a concentrazioni molto elevate (oltre i 500-700 ppm) di acido solfidrico possono causare perdita di conoscenza e in alcuni casi morte. Nella maggior parte dei casi la persona può riprendere conoscenza senza altre conseguenze, ma alcuni studi documentano effetti permanenti o a lungo-termine, quali mal di testa, perdita di concentrazione, perdita di memoria e perdita della funzione motoria.
L'esposizione ad alte concentrazioni di acido solfidrico determina un ampio spettro di effetti su diversi organi bersaglio. Sono documentati effetti di irritazione oculare, sull'apparato respiratorio (secchezza della gola, tosse, dispnea, edema polmonare non cardiogenico), sul sistema nervoso (nausea, mal di testa, delirio, disturbi dell'equilibrio, perdita di memoria, cambiamenti nel comportamento, paralisi olfattiva, perdita di conoscenza, tremori e convulsioni), sul sistema cardiovascolare (dolori addominali e bradicardia, aritmie cardiache, irregolarità cardiache e aumento nella pressione sanguigna), sull'apparato riproduttivo (aumento degli aborti spontanei).
I dati a disposizione non mostrano per l'H
2S un rischio cancerogeno.
Allo stato attuale non esiste una sufficiente evidenza scientifica degli effetti a lungo termine delle esposizioni croniche a basse dosi.
I più recenti studi di epidemiologia molecolare mostrano come l'H
2S venga prodotto in diversi tessuti dei mammiferi (produzione endogena) e risulti dotato di importanti effetti sul metabolismo cellulare, ossia su molti processi biochimici importanti per la vita delle cellule, in particolare per la salute del sistema cardiovascolare.
L'acido solfidrico nelle aree geotermiche toscaneI valori medi di H
2S rilevati da ARPAT nel periodo 1997-2011 sono di 15,0 µg/m
3 nell'area geotermica dell'Amiata senese, 2,3 µg/m
3 nell'Amiata grossetana, 7,8 µg/m3 nell'area di Larderello-Lago e di 5,8 µg/m
3 nell'area di Radicondoli-Travale.
Valori di riferimentoIn mancanza di una normativa che indichi limiti di concentrazione in aria ambiente, si fa riferimento alle raccomandazioni dell' Organizzazione Mondiale della Sanità che prevedono i seguenti valori di riferimento:
- 150 µg/m3 media su 24 ore
- 100 µg/m3 media su un periodo di 14 giorni
- 20 µg/m3 media su un periodo di 90 giorni
Fattori di conversione1 µg/m
3= 0.7 ppb (1 mg/m
3=0.7 ppm)
1 ppb= 1.4 µg/m
3Acido solfidrico nella letteratura internazionaleaggiornamento della ricerca bibliografica agosto 2013Documenti rilevantiAgency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR).
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Che cos'èL'
ammoniaca (
NH3) è un gas incolore tossico, dall'odore pungente caratteristico, solubile in acqua. L'ammoniaca è fondamentale nel ciclo del ricambio chimico del suolo, perché fornisce l'azoto, uno dei tre elementi nutrizionali principali delle piante e degli animali. L'80% dell'ammoniaca prodotta dall'uomo è utilizzata come fertilizzante, il resto per la produzione di fibre sintetiche, plastica, esplosivi e prodotti detergenti.
Vie di esposizioneL'ammoniaca è prodotta naturalmente dall'organismo umano, da parte di organi e tessuti o da parte dei batteri che vivono nell'intestino. L'ammoniaca è un elemento chiave nel metabolismo dei mammiferi. Ha un ruolo essenziale nella regolazione dell'equilibrio acido-base e nella biosintesi di purine, pirimidine, aminoacidi non essenziali. L'esposizione da fonti ambientali è insignificante rispetto alla sintesi endogena. L'ammoniaca è presente nell'aria (concentrazione nell'aria urbana: 20 µg/m
3), soprattutto nelle aree circostanti ad allevamenti animali intensivi. I livelli normalmente presenti nelle acque superficiali e profonde sono di 0,2 mg/L. Acque profonde anaerobiche possono contenerne fino a 3 mg/L, ma in genere l'ammoniaca si trova a livelli inferiori a 0,2 mg/L. Le acque superficiali possono contenere più di 12 mg/L. L'ammoniaca può essere presente nell'acqua potabile come risultato della disinfezione con cloramine.
Effetti sulla salute umanaL'ammoniaca è una sostanza corrosiva e i principali effetti tossici sono confinati ai siti di contatto diretto (pelle, occhi, tratti respiratori, bocca).
L'ammoniaca ha un effetto tossico nel caso in cui la sua assunzione superi la capacità di smaltimento. Effetti tossici sono osservati solo in caso di esposizioni superiori a 200 mg/Kg di peso corporeo: alterazione dell'equilibrio acido-base, ridotta tolleranza al glucosio, riduzione della sensibilità all'insulina a livello tessutale. Studi su animali di laboratorio hanno evidenziato che l'esposizione acuta a dosi elevate di sali di ammonio causa edema polmonare, acidosi, danno ai reni e al sistema nervoso centrale.
Documenti rilevantiAgency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR).
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Selezione articoli di particolare interesseBehera SN, Sharma M, Aneja VP, Balasubramanian R.
Ammonia in the atmosphere: a review on emission sources, atmospheric chemistry and deposition on terrestrial bodies. Environ Sci Pollut Res Int. 2013 Aug 28{/slider}{slider=Arsenico}
Che cos'èL'
arsenico (
As) è un semimetallo presente generalmente nell'ambiente in forma inorganica (composti con ossigeno, cloro e solfuri) e in forma organica (composti con carbonio e idrogeno). La distinzione tra inorganico e organico è fondamentale in quanto le forme inorganiche sono molto più pericolose rispetto a quelle organiche. Sia i composti inorganici sia quelli organici si presentano sottoforma di polveri di colore bianco o neutro, inodori e insapori.
Le concentrazioni medie di arsenico in aria variano tra 1-3 ng/m
3 nelle zone isolate e i 20-100 ng/m
3 nelle aree urbane. Generalmente, i livelli di arsenico nelle acque si attestano intorno ai 2 µg/m
3. La legislazione europea e italiana fissano a 10 µg/l il limite massimo di concentrazione di arsenico nelle acque destinate al consumo umano, sebbene in Italia, e in Toscana, siano attualmente in vigore delle deroghe (limite a 20 µg/l) nelle aree caratterizzate da alte concentrazioni di arsenico di origine naturale.
Vie di esposizioneLa principale via di esposizione all'arsenico è quella orale, per ingestione di cibi e acqua contaminati da arsenico; meno rilevanti la via inalatoria e per contatto epidermico. Gli alimenti che normalmente contengono maggiori quantitativi di arsenico sono i frutti di mare, riso, cereali, funghi, pollame. I bambini possono essere esposti anche per ingestione di suolo contenente arsenico.
Effetti sulla salute umanaL'arsenico inorganico è stato classificato dall'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) come cancerogeno certo per l'uomo. Le sedi tumorali maggiormente coinvolte sono la pelle, il fegato, la vescica, i reni, la prostata e i polmoni. Gli effetti non cancerogeni tipicamente associati a una esposizione cronica ad arsenico inorganico riguardano danni alla pelle, quali iperpigmentazione, ipercheratosi, calli, verruche. Altri effetti sanitari sono a carico del sistema respiratorio e cardiovascolare, diabete mellito, effetti neurologici, problemi riproduttivi.
L'arsenico nelle acque potabili dell'area geotermica toscanaLe concentrazioni di arsenico nelle acque potabili dell'area geotermica toscana negli ultimi anni hanno raggiunto valori prossimi o superiori al limite normativo di 10 microg/l, tanto da indurre alcuni comuni a far ricorso con una certa sistematicità alla richiesta di deroga ai limiti normativi. Comunque, nel corso del 2010, grazie ai nuovi sistemi di abbattimento introdotti dagli enti gestori, i livelli di arsenico sono scesi a valori tali da non dover ricorrere più alle deroghe.
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Che cos'èIl
boro (
B) è un elemento largamente presente nei minerali che formano la crosta terrestre, a concentrazioni intorno ai 10 mg/kg. Nell'ambiente si trova generalmente sottoforma di composti, detti borati, di cui i più diffusi sono l'acido borico, il tetraborato di sodio o borace e l'ossido di boro. La gran parte del boro si trova nelle acque superficiali (0,1 mg/l) e nelle acque sotterranee come risultato della lisciviazione delle rocce e dei suoli (0,3-100 mg/l). Altre sorgenti naturali includono le emissioni vulcaniche e i vapori geotermici. Le sorgenti antropiche sono rappresentate dalle industrie che utilizzano o producono minerali del boro.
La normativa europea e italiana fissa a 1 mg/l la concentrazione massima consentita di boro nelle acque destinate al consumo umano, sebbene siano attualmente in vigore, anche in Toscana, delle deroghe che fissano a 3 mg/l la concentrazione massima.
Vie di esposizioneLa popolazione generale può essere esposta a concentrazioni elevate di boro principalmente per via orale, per ingestione di cibi, soprattutto frutta e verdura, e acqua contaminati. Pressoché nulla è l'esposizione per via inalatoria. Alcuni composti del boro possono essere presenti anche in alcuni prodotti, come pesticidi, detergenti, detersivi, fertilizzanti. L'esposizione di tipo occupazionale riguarda l'inalazione di polveri durante il processo di estrazione del boro, le successive trasformazioni industriali e la fabbricazione di sottoprodotti.
Effetti sulla salute umanaIl boro riveste un ruolo importante nel metabolismo del calcio, del magnesio, dell'insulina e nella crescita delle ossa; l'integrazione di boro nella dieta è importante per il metabolismo cellulare, per le funzioni cerebrali e per la prevenzione dell'osteoporosi.
In caso di esposizione acuta occupazionale sono stati riportati effetti irritativi a naso, gola e occhi, epistassi, tosse e dermatiti.
Esposizioni a elevate concentrazioni di boro (circa 30g di acido borico) per brevi periodi provocano danni a carico di stomaco, intestino, testicoli, rene, fegato e cervello.
Documenti rilevantiAgency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR).
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Boron in drinking-water. Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality, 2011Selezione ultimi articoli pubblicatiMuezzinoglu T, Korkmaz M, Nese N, Bakurdere S, Arslan Y, Ataman OY, Lekili M.
Prevalence of prostate cancer in high boron-exposed population: a community-based study. Biol Trace Elem Res. 2011 Dec; 144(1-3): 49-57{/slider}{slider=Mercurio}
Che cos'èIl
mercurio (
Hg) è presente nell'ambiente in tre forme: elementare, inorganica e organica. Il mercurio metallico è un liquido brillante, di colore argenteo-bianco, inodore. Il mercurio si combina con altri elementi (ossigeno, cloro, zolfo) per formare composti inorganici che si presentano sottoforma di polvere o cristalli bianchi. Può combinarsi anche con il carbonio per formare composti organici, di cui il più noto è il metilmercurio, prodotto principalmente da organismi microscopici nell'acqua o nel suolo. Le concentrazioni medie di mercurio nell'aria outdoor urbana variano tra i 10-20 ng/m
3, nell'aria extraurbana 6 ng/m
3, in acqua 5 ppt, nei suoli tra i 20 e i 625 ppb, pari a 20,000–625,000 ng/kg.
Vie di esposizioneL'esposizione a mercurio elementare avviene principalmente attraverso inalazione di vapori di mercurio, che, essendo più pesanti dell'aria, possono accumularsi in zone basse o poco ventilate. A parità di concentrazione, i bambini, data la maggiore superficie polmonare, inalano più vapori di mercurio rispetto agli adulti. L'esposizone orale a metilmercurio avviene per accumulo nei pesci e nella catena alimentare di cui questi fanno parte. Un'ulteriore via di esposizione è rappresentata dall'uso di amalgami dentali. L'esposizione di tipo occupazionale riguarda la produzione e lavorazione di cloruri, termometri, bigiotteria, lavorazione del feltro, odontoiatria.
Effetti sulla salute umanaSintomi di tossicità acuta in seguito ad alti livelli di esposizione a metilmercurio o a vapori di mercurio includono tosse, mal di gola, respiro affannoso, bronchiti corrosive con brividi di febbre e dispnea, che possono progredire fino a edema polmonare o fibrosi. I primi sintomi che si verificano sono effetti gastrointestinali acuti (nausea, vomito, diarrea, crampi addominali, disfunzioni renali) e danni al sistema nervoso centrale (mal di testa, debolezza, tremori, disturbi visivi e di udito, problemi di memoria, irritabilità). Gli effetti cardiovascolari acuti per inalazione di elevati livelli di vapori di mercurio elementare possono provocare tachicardia e ipertensione.
L'ingestione di mercurio inorganico o di metilmercurio può causare la sindrome di Minamata, caratterizzata da atassia, parestesie alle mani e ai piedi, generale debolezza dei muscoli, indebolimento del campo visivo, danni all'udito e difficoltà nell'articolare le parole. I bambini sono particolarmente suscettibili all'intossicazione da mercurio e possono manifestare lesioni del sistema nervoso centrale durante lo sviluppo, danno polmonare e nefrosico. L'esposizione materna a metilmercurio aumenta il rischio di difetti congeniti neurologici della prole.
Il mercurio nelle aree geotermiche toscaneI valori medi di Hg rilevati dall'ARPAT nel periodo 1997-2011 sono di 7,2 ng/m
3 nell'area geotermica dell'Amiata senese, 0,8 ng/m
3 nell'Amiata grossetana, 0,4 ng/m3 nell'area di Larderello-Lago e di 0,3 ng/m
3 nell'area di Radicondoli-Travale.
Documenti rilevantiAgency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Toxicological profile for mercury. 1999.
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World Health Organization. Elemental mercury and inorganic mercury compounds: human health aspects.
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Low-level mercury exposure and peripheral nerve function. Neurotoxicology 2012 Jun;33(3):299-306. Epub 2012 Feb 19{/slider}{slider=Radon}
Che cos’èIl
radon (
Rn) è un gas radioattivo, incolore, inodore ed insapore, naturalmente presente nell’ambiente in varie forme con numero atomico identico ma diversa massa atomica, dette isotopi. Durante il processo di decadimento degli isotopi del radon avviene l’emissione di particelle alpha radioattive. La componente di radioattività naturale è dovuta sia ai raggi cosmici sia alle emissioni radioattive dal suolo sia ad altre fonti. Alla radioattività naturale cui la popolazione è esposta quotidianamente si somma l’esposizione a sorgenti artificiali di radiazioni, utilizzate in ambito medico, industriale, nella ricerca scientifica o legate all’impiego pacifico dell’energia nucleare o alla conduzione in passato di test nucleari in atmosfera.
Le concentrazioni di radon nell’aria indoor (case, scuole) sono generalmente più alte rispetto a quella nell’aria outdoor. Gli edifici maggiormente a rischio sono quelli costruiti su suoli di origine vulcanica o fortemente permeabili e che impiegano materiali da costruzione quali tufo, pozzolane, graniti. Il livello di radon raggiunto negli edifici dipende da numerosi fattori, tra i quali la tipologia di edificio e il numero di ricambi d’aria, che a sua volta dipende dal grado di ventilazione naturale o artificiale.
Vie di esposizioneLa principale via di esposizione è quella inalatoria. Di per sé il radon, in quanto gas inerte, è poco reattivo e non si deposita sulle pareti dell’apparato bronco-polmonare ed è facilmente eliminabile per via respiratoria. Al contrario i prodotti di decadimento si depositano facilmente sulle pareti dei bronchi e dei polmoni e decadono emettendo radiazioni ionizzanti che possono colpire e danneggiare il DNA delle cellule. Meno rilevante l’esposizione per via orale, mediante ingestione di acqua contenente radon.
Effetti sulla salute umana
Gli effetti dell’esposizione al radon sono stati evidenziati prima di tutto tra i minatori di miniere sotterranee di uranio, nelle quali la concentrazione di radon arrivava a valori estremamente elevati. Tali studi hanno mostrato un aumento di rischio di tumore polmonare tra i minatori esposti ad alte concentrazioni di radon. Di conseguenza il radon è stato classificato dall’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) tra i cancerogeni per i quali vi è la massima evidenza di cancerogenicità. Successivamente studi epidemiologici anche sulla popolazione esposta al radon nelle abitazioni hanno mostrato un aumento del rischio di tumore polmonare proporzionale alla concentrazione di radon e alla durata dell’esposizione. Chiaramente il rischio è ancora maggiore nel sottogruppo dei fumatori.
Documenti rilevanti
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