Inquinanti e contaminazione degli ecosistemi

La contaminazione avviene in due modi, direttamente (respirando per esempio una sostanza tossica) o troficamente (quindi con l’assunzione di cibo). Essendo l’uomo un predatore finale assume tutti gli inquinanti accumulati nei vari livelli trofici. La circolazione degli inquinanti negli ecosistemi avviene in base alle loro caratteristiche chimico-fisiche: volatilità, solubilità e persistenza.

La solubilità si misura con Kow (concentration in octanol/ concentration in water) con un emulsione di ottanolo e acqua (all’ottanolo sono più affini gli inquinanti organici). L’indice di misurazione è in logaritmi quindi in ordini di grandezza: logKow = 4 equivale a dire 10.000 è l’ordine di grandezza. Le sostanze con logKow = o > di 6 sono bandite. Le più tossiche sono quelle poco solubili in acqua, le sostanze xenobiote (non compatibili con il metabolismo cellulare).

Non è importante dove viene rilasciata una sostanza tossica nell’ambiente ma le sue proprietà. Se è molto volatile o molto solubile o ha un’affinità particolare per il suolo e un’alta persistenza, ritroviamo queste sostanze ovunque nel globo. Le sostanze molto solubili seguono il ciclo idrogeologico e finiscono in mare e nelle piogge. Quelle molto volatili vengono trasportate dai venti. Quelle poco solubili si legano alla sostanza colloidale (argillosa) organica del suolo.

Paradossalmente le sostanze poco solubili in acqua sono le peggiori perché sostano nel suolo ed è più probabile che si immettano nel biota.

I metalli pesanti in grosse quantità sono degli inquinanti con una persistenza infinita, il lago d’Orta è rimasto privo di vita per 30 anni a causa di un intossicamento da rame. Le sostanze di sintesi invece hanno una persistenza variabile, dipendente dalla velocità con cui i batteri la degradano e dall’emivita, ovvero in quanto tempo si dimezza la quantità iniziale. La diossina, prodotta dagli inceneritori, si accumula e permane per decine di anni.

I policlorobifenili PCB hanno una permanenza maggiore di 12 anni. Gli insetticidi fosforati hanno sostituito quelli con il cloro che erano molto stabili. I fosforati sono instabili ed hanno una persistenza massima di 20 giorni ma hanno effetti neurotossici. Sono stati studiati come armi chimiche ma non erano letali. Il clorpirifos si usava negli anni 80 e si è accumulato nelle ostriche che sono filtratori.

Il DDT è poco solubile ma si lega facilmente al suolo, in questo modo si deposita nel suolo e quando piove una piccola quantità che si solubilizza viene trasportata dall’acqua in superficie, se seguono giornate di sole, i raggi solari colpiscono le molecole di DDT facendole sublimare. Una parte di questo inquinante viene respirato, causando anche intossicazioni, una parte invece entra in atmosfera e circola con i venti a livello globale. I PCB non sono volatili ma li ritroviamo ugualmente nell’organismo degli orsi bianchi.

Benzene, DDT e diossina sono inerti e possono circolare per molto tempo. Sono pericolosi perché all’interno delle cellule diventano reattivi. Il benzene è molto volatile, solubile ed è anche una sostanza organica, sostanzialmente finisce ovunque.

Veniamo in contatto con le sostanze solubili bevendole, con le sostanze volatili respirandole e con le sostanze che si legano al suolo mangiandole. Concentrazioni di inquinanti che in acqua marina sono molto basse e quindi trascurabili, diventano in realtà pericolose per li ultimi anelli delle catene trofiche che mangiano tutti gli inquinanti accumulati nei livelli trofici inferiori. C’è una magnificazione di 10 per ogni salto trofico.

Questo fenomeno si chiama bioaccumulo. Il bioaccumulo è maggiore in acquamarina, quindi i tonni e i delfini sono pieni di inquinanti. Il bioaccumulo non riguarda solo sostanze organiche ma anche il mercurio per esempio che tende ad organicare CH3Hg+ metilmercurio, è anfipatico, difficilmente smaltibile e affine alla componente organica. Il bioaccumulo si misura col rapporto tra la concentrazione esterna e quella interna.

Fonte: Elementi di Ecologia, di Thomas M. Smith e Robert L. Smith. Pearson editore.

Articoli correlati