Sivicco, Marcello (2022) Detection of environmental pollutants in food and the role of bioindicator organisms in environmental monitoring. [Tesi di dottorato]

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Abstract

Le attività di ricerca svolte nel triennio di Dottorato di Ricerca in Scienze Veterinarie si inseriscono nell’ambito di uno studio di monitoraggio ambientale. Sono stati scelti indicatori biologici per la determinazione della presenza di alcuni inquinanti ambientali particolarmente diffusi e potenzialmente tossici per gli organismi, uomo compreso. Nella presente tesi sono esposti cinque studi di biomonitoraggio a cui ho preso parte. Il primo lavoro riguardava la ricerca di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e metalli pesanti nel muscolo di esemplari di granchio favollo (Eriphia verrucosa) catturati in due località situate lungo la costa settentrionale della regione Campania (Italia), e la valutazione dei rischi per il consumatore. La determinazione quali-quantitativa degli idrocarburi policiclici aromatici è stata effettuata mediante cromatografo liquido ad alte prestazioni (HPLC). Le concentrazioni di Pb, Cr e As nei campioni mineralizzati sono state determinate con uno spettrometro ad assorbimento atomico (GF-AAS, Analyst 600, Perkin-Elmer, Bonenseewerk, Germania). I risultati del lavoro hanno mostrato una contaminazione minima da IPA ma anche da Pb e Cr, mentre sono stati rilevati livelli di As totale elevati, con un valore medio di 5,021 mg kg-1 ww. Questo studio ha mostrato che gli esemplari di Eriphia verrucosa possono accumulare contaminanti ambientali nel loro tessuto muscolare e mette in evidenza l'importanza di monitorare la presenza di questi inquinanti nei granchi, e in generale in tutti i prodotti ittici, al fine di garantire la sicurezza alimentare per i consumatori. Lo studio esposto nel secondo capitolo mirava a determinare le concentrazioni di metalli pesanti xenobiotici (Hg, Cd, Pb), il metalloide As ed oligoelementi (Cu, Cr, Zn), in muscolo addominale ed epatopancreas di sessanta esemplari di Procambarus clarkii prelevati in due aree nella regione Campania (Italia). I risultati di tale studio, in merito alle concentrazioni degli elementi in traccia analizzati, pur rilevando un basso grado di contaminazione nei siti prescelti, hanno evidenziato una differente distribuzione dei contaminanti esaminati, sia tra le differenti matrici analizzate, sia tra i siti di cattura, confermando la capacità di bioaccumulo di metalli pesanti nei tessuti di P. clarkii e la diretta correlazione con il grado di contaminazione ambientale e con il tempo di esposizione a tali contaminanti. Lo studio descritto nel terzo capitolo aveva l’obiettivo di valutare l’impatto del lockdown imposto dal governo durante la pandemia da Covid-19 sulla presenza nell’ambiente di undici metalli pesanti, tramite l’utilizzo di api (Apis mellifera) e prodotti dell’alveare come bioindicatori. I campioni sono stati prelevati in tre momenti diversi rispetto al lockdown pandemico: fine maggio (T1), dopo alcuni mesi di chiusura totale di tutte le attività antropiche, fine luglio (T2), ripresa parziale delle attività, e fine ottobre (T3), ripresa totale delle attività e mobilità internazionale. Da ciascun sito di campionamento sono stati raccolti circa 100 api bottinatrici, cera fresca (20 g) e polline (20 g). Il rilevamento e la quantificazione di Cd, V, Cr, Mn, Ni, Cu, As, Sb, Ba, Pb, Hg è stata eseguita utilizzando uno spettrometro di massa al plasma ad accoppiamento induttivo Thermo Scientific™ ICAP™ RQ (Q-ICP-MS). I risultati hanno mostrato che i livelli di metalli pesanti bioaccumulati dai nostri bioindicatori durante il lockdown (T1) erano statisticamente inferiori rispetto ai livelli riscontrati in tempi successivi alle restrizioni e alla ripresa delle attività (T2 e T3). Nel successivo studio, riportato nel quarto capitolo, sono stati quantificati gli stessi elementi in traccia in campioni di miele prelevati negli stessi siti dello studio sopradescritto. Sono stati stimati i rischi cancerogeni e non cancerogeni dovuti all'ingestione di miele nei bambini piccoli, negli adolescenti e negli adulti, utilizzando il quoziente di rischio target (THQ) e rischio di cancro a vita (LTCR). Dall’analisi eseguita è emerso che: in nessun campione i livelli di Pb hanno superato il limite massimo residuale di 100 µg/kg fissato dal Regolamento (UE) 2015/1005; per i tre gruppi di consumatori presi in considerazione esiste un potenziale rischio cancerogeno dovuto alla presenza di concentrazioni di Ni, Cr e As, e i bambini piccoli hanno riportato valori di esposizione più elevati. L’ultimo studio descritto aveva l’obiettivo di determinare i livelli di ftalati e microplastiche in differenti specie ittiche catturate lungo le coste della regione Campania, e valutare il rischio dovuto all’esposizione a questi contaminati da parte dei consumatori. Nello specifico, quindici esemplari adulti di Mugil cephalus, Diplodus annularis e Mullus barbatus (tot 45) sono stati catturati in un’area compresa tra Baia Domizia e la foce del fiume Sarno. I campioni sono stati congelati, trasferiti in laboratorio, e dissezionati per il prelievo del tessuto muscolare e delle branchie. Per l’analisi degli ftalati è stata utilizzata l’estrazione in fase solida e GC-MS, effettuata su tutti i campioni, mentre la rilevazione delle microplastiche è stata effettuata solo su muscolo e branchie di Mugil cephalus, utilizzando un microscopio ad infrarossi dopo una predigestione dei campioni. I risultati di questo studio hanno mostrato un bioaccumulo maggiore di PAE (ftalati) in Mullus barbatus rispetto alle altre due specie e una maggiore concentrazione nelle branchie rispetto al muscolo. le MP (poliammide, polipropilene e polietilene) sono state rilevate nel 50% dei campioni branchiali, e nessuna particella è stata rilevata nel muscolo. Nonostante i livelli dei contaminanti ricercati non siano risultati particolarmente elevati, esiste un potenziale rischio cancerogeno per i consumatori più giovani di queste specie di pesci.

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