I metalli pesanti nella fauna ittica: loro
importanza nella sanità animale e nella
sicurezza alimentare
Marco Rizzi
Stefania Squadrone
S.S. Contaminanti Ambientali - IZSPLV
Convegno “DAL BENESSERE ALLA PROFILASSI IN ACQUACOLTURA” Torino, 18 dicembre 2015
Numerosi elementi inorganici presenti in natura,
come Arsenico (As), Cadmio
(Cd), Piombo (Pb) e Mercurio (Hg) sono ritenuti potenzialmente pericolosi per la
salute umana, se assorbiti oltre certi limiti.
L’entità
della
contaminazione
nell'ambiente
acquatico
è
rilevante
in
corrispondenza di specifiche fonti d’emissione, legate ad attività estrattive o
industriali, a smaltimento o incenerimento di rifiuti, a particolari pratiche agricole
e zootecniche.
Alla contaminazione derivante da attività antropiche va aggiunta quella dovuta a
cause naturali (caratteristiche geochimiche, vulcanismo), che in taluni casi può
essere di elevata entità (Mercurio, mar Mediterrraneo).
Convegno “DAL BENESSERE ALLA PROFILASSI IN ACQUACOLTURA” Torino, 18 dicembre 2015
Contaminazione da metalli dei prodotti ittici
Attraverso la catena alimentare
Tramite i mangimi utilizzati in acquacoltura
I prodotti della pesca risultano più esposti alla contaminazione da metalli derivanti da
fonti naturali ed antropiche.
L’esposizione dei prodotti d’acquacoltura, stando in ambienti delimitati, risultano
maggiormente protetti da fonti inquinanti, e riescono a limitare queste contaminazioni.
Per i sistemi di allevamento di pesce in mare, l’assorbimento dei metalli è
limitato, poiché l’alimentazione avviene attraverso il mangime, e quindi non
attingendo alla catena alimentare naturale si riduce la fonte di assorbimento,
particolarmente per il mercurio.
Il piombo si localizza essenzialmente nei sedimenti e nel particolato, quindi i
pesci nelle gabbie galleggianti hanno un’esposizione minore.
Convegno “DAL BENESSERE ALLA PROFILASSI IN ACQUACOLTURA” Torino, 18 dicembre 2015
CONTAMINANTI INORGANICI
ARSENIC
O
BO
M
O
I
P
IO
M
D
A
C
MERCUR
I
O
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Regolamento (UE) N. 186/2015: definisce i tenori massimi di
As, Hg, Pb nei prodotti destinati all'alimentazione degli animali
Regolamento (UE) N. 1275/2013:
definisce i tenori massimi
di Cd nei prodotti destinati all'alimentazione degli animali
Contenuto
massimo
in
mg/kg
(ppm) di mangime con un tasso di
umidita del 12%
Convegno “DAL BENESSERE ALLA PROFILASSI IN ACQUACOLTURA” Torino, 18 dicembre 2015
Arsenico
Gli organismi acquatici, specialmente quelli marini, presentano
elevate
concentrazioni
esclusivamente
in
forme
di
quest’elemento,
organiche
non
ma
tossiche,
quasi
come
l’arsenobetaina e gli arsenozuccheri.
Convegno “DAL BENESSERE ALLA PROFILASSI IN ACQUACOLTURA” Torino, 18 dicembre 2015
Cadmio
Il cadmio è un metallo pesante che contamina l’ambiente sia per
cause naturali sia in conseguenza di processi industriali e agricoli.
Nelle acque marine gli ioni Cd formano complessi stabili con gli
ioni cloro.
ll Cd viene trasferito dai sedimenti e si concentra specialmente nel fitoplancton, nelle
macrofite e di conseguenza nei crostacei e nei molluschi.
Nei pesci i fattori di accumulo sono più bassi e il metallo si concentra principalmente
nel rene e in porzioni non edibili per il consumatore come le branchie e
l’epatopancreas.
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Piombo
Rilasciato nell’atmosfera dalle industrie di smalti
e vernici, durante i processi di fusione
dell’acciaio, di combustione dei carburanti fossili.
Immesso nell’ambiente acquatico a seguito del
dilavamento superficiale del suolo (contributo
maggiore sono le
deposizioni atmosferiche,
fall-out).
Il principale meccanismo che regola le concentrazioni di Pb nell’ambiente
acquatico è l’assorbimento ai sedimenti o al particolato.
Tra gli organismi acquatici, i molluschi bivalvi e i crostacei presentano le
maggiori concentrazioni di piombo.
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Mercurio
Presente nell’ambiente acquatico, è soggetto a un processo di
trasformazione (metilazione batterica) nei sedimenti e così viene
assorbito lungo la catena trofica.
I pesci presentano i livelli più elevati di mercurio e tra essi i grandi
predatori si distinguono per il forte bioaccumulo, che avviene
prevalentemente nel muscolo sotto forma di metilmercurio.
Bioaccumulo e biomagnificazione di Hg:
Il mercurio presente nell'acqua viene ingerito
dal plancton e risale via via la catena alimentare
diventando sempre più concentrato.
I pesci che sono al vertice della piramide
alimentare (tonno, pesce spada, palombo,
luccio, anguilla, ecc.) sono quindi quelli che
presentano le concentrazioni maggiori di
mercurio.
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FARMACOCINETICA dei metalli NELLE SPECIE ITTICHE
Assorbimento per via orale e attraverso le branchie
Fattori individuali: età, taglia, specie
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Caso studio: Silurus glanis
Più grande predatore d'acqua dolce in Europa
Ordine Siluriformes (S. glanis, S. aristotelis)
Dall'Europa Orientale, diffuso nel bacino del Danubio e
nei grandi fiumi dell'Europa Centrale (Reno, Loira,
Ebro, Po)
Onnivoro opportunista: dieta varia a seconda delle dimensioni
Predatore notturno
Velocità di accrescimento dipende dalla T dell'acqua: in Italia
acque più calde e nessun competitore
Indicatore di
contaminazione
ambientale
Specie longeva
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Il sito
Convegno “DAL BENESSERE ALLA PROFILASSI IN ACQUACOLTURA” Torino, 18 dicembre 2015
Campionamento
Pesci di taglia 60–120 cm di lunghezza
1.5 - 10.5 Kg peso
Da 1 a 12 anni di età
119 Campioni
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Risultati
Hg
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
Hg
0,15
0,1
0,05
0
gill
muscle
kidney
liver
Concentrazioni medie di mercurio nei vari organi
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Risultati
Correlazione contenuto di mercurio con il peso
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Risultati
Pb
0,07
0,06
0,05
0,04
Pb
0,03
0,02
0,01
0
gill
muscle
kidney
liver
Concentrazioni medie di piombo nei vari organi
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Risultati
Cd
0,35
0,3
0,25
0,2
Cd
0,15
0,1
0,05
0
gill
muscle
kidney
liver
Concentrazioni medie di cadmio nei vari organi
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Risultati
As
0,07
0,06
0,05
0,04
As
0,03
0,02
0,01
0
gill
muscle
kidney
liver
Concentrazioni medie di arsenico nei vari organi
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Risultati
Cr
0,35
0,3
0,25
0,2
Cr
0,15
0,1
0,05
0
gill
muscle
kidney
liver
Concentrazioni medie di cromo nei vari organi
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Caso studio: Silurus glanis
DIFFERENZE SIGNIFICATIVE NELL'ACCUMULO DEI METALLI A LIVELLO
DEI DIVERSI ORGANI:
Heavy metals distributions
Mercurio: muscolo>fegato>rene>branchie
mg/Kg wet weight
Arsenico: muscolo>branchie=rene=fegato
0,35
Cromo:
0,25
Piombo:
Cadmio:
branchie>fegato>rene>muscolo
branchie>rene>fegato>muscolo
rene>fegato>branchie=muscolo
0,3
gill
0,2
muscle
0,15
kidney
0,1
liver
0,05
0
Hg
Pb
Cd
As
Cr
Heavy metals distribution in muscle, liver, kidney and gill of European catfish (Silurus glanis) from Italian Rivers
S. Squadrone , M. Prearo, P. Brizio, S. Gavinelli, M. Pellegrino, T. Scanzio, S. Guarise, A. Benedetto, M.C. Abete
Chemosphere 90 (2013) 358–365
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Caso studio: Trote Fario, contaminazione da Alluminio
Pesce di acqua dolce appartenente alla famiglia
dei Salmonidi dell'ordine dei Salmoniformes.
Specie molto adattabile che si può trovare sia in
mare che nelle acque dolci, sia correnti (fiumi)
che ferme (laghi).
Principali limiti alla sua diffusione:
TEMPERATURA dell'acqua (non deve salire oltre determinati valori)
OSSIGENAZIONE dell'acqua (deve essere abbondante)
INQUINAMENTO verso il quale la specie ha una tolleranza molto limitata
SALINITA' dell'acqua di mare che deve essere modesta
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Alluminio
Elemento chimico di numero atomico 13 con simbolo Al.
Metallo
duttile
di
color
argento
che
si
estrae
principalmente dai minerali di bauxite.
Notevole resistenza all'ossidazione, dovuta alla formazione di un sottilissimo
strato di ossido che impedisce all'ossigeno di corrodere il metallo sottostante.
Importante per l'economia mondiale; usato per la fabbricazione di svariati
prodotti
(imballaggi,
elettrodomestici,
attrezzi
da
cucina,
componenti
aerospaziali, mezzi di trasporto, costruzioni...)
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Il sito
Torrente Mogliana, affluente di sinistra
del fiume Sturla, che confluisce in località
Borgonovo nel comune di Mezzanego
(GE).
Parte del territorio è compreso nel Parco
Naturale dell'Aveto.
Nel sito è presente un piccolo incubatoio in cui vengono fatte schiudere trote
fario (Salmo trutta) per ripopolamento delle acque interne limitrofe.
A seguito di un intorbidimento delle acque del torrente che alimentano
l’incubatoio, si è constatata in un breve lasso di tempo la morte della
totalità dei soggetti presenti nell’incubatoio, oltre che la morte di
numerosi pesci a monte dello stesso.
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L'indagine
Indagine
in
prossimità
della
zona
dell’evento al fine di individuare la possibile
sorgente causa dell’episodio avvenuto.
All'interno
del
corso
d'acqua
rinvenuto
un
fusto
contenente
sostanza
utilizzata
come
è
stato
una
flocculante a
base di allume (Solfato di Alluminio e
Potassio dodecaidrato KAl(SO4)2·12H2O ).
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Scopo dello studio
Valutazione
dei livelli di alluminio
riscontrati
nel
muscolo di trote fario per confermare che la causa
della moria sia la sostanza chimica indicata sul
contenitore
rinvenuto
in
prossimità
del
luogo
dell'evento.
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Campionamento
Campioni pervenuti in laboratorio:
2 pool di avannotti deceduti in incubatoio
10 campioni di trote adulte trovate morte nel tratto di torrente controllato
Per le trote adulte si è prelevato il muscolo poichè:
Si tratta della parte edibile
Le branchie non risultavano in buono stato per effettuarne il prelievo.
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Risultati
Tipologia campione Id. campione Conc. Al (mg/Kg) Mediana
MUSCOLO TROTA
ADULTA
POOL MUSCOLO
AVANOTTI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1,7
4,8
5,5
0,19
0,3
40,7
0,67
1,1
1,1
0,69
30,9
2,4
1,4
SDV
Val. min
Val. max
13,49
0,19
40,7
L'elemento in esame è stato rilevato in tutti i campioni analizzati.
Concentrazioni comprese tra 0,19 mg/kg e 40,7 mg/kg
Non esistono attualmente limiti di legge per l’alluminio nei prodotti ittici.
Convegno “DAL BENESSERE ALLA PROFILASSI IN ACQUACOLTURA” Torino, 18 dicembre 2015
La differenza di concentrazione riscontrabile nei muscoli esaminati, porta a
pensare ad una diversa distribuzione del contaminante nel volume d’acqua che ha
investito le trote decedute e la sua differente assunzione e distribuzione nei vari
distretti corporei.
Generalmente, quando la morte di specie ittiche è dovuta a sostanze chimiche, è
difficile comprendere quale sostanza ne sia effettivamente la causa; in questo caso,
per una serie di coincidenze è stato possibile.
L'effetto tossico mortale dell'allume è stato quello di causare una flocculazione
delle proteine del muco a livello branchiale, causando morte per asfissia dei
soggetti colpiti.
La mortalità totale avvenuta in incubatoio è sicuramente causata dalla presenza
del composto a base di alluminio che ha provocato la morte per asfissia dell’intero
lotto presente.
Convegno “DAL BENESSERE ALLA PROFILASSI IN ACQUACOLTURA” Torino, 18 dicembre 2015
Grazie per l’attenzione
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