Diossine

Definizione

Il ministero della salute, attraverso l’articolo pubblicato da APAT (Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e per i servizi Tecnici) afferma che : “Diossine, furani e policlorobifenili costituiscono tre delle dodici classi di inquinanti organici persistenti riconosciute a livello internazionale: si tratta di prodotti particolarmente stabili e riconosciuti come tossici sia per l’ambiente che per l’uomo.”

Inoltre, afferma che : “Le diossine sono sostanze che vengono immesse nell’ambiente da numerose sorgenti (…) hanno una struttura chimica stabile ed una considerevole vita media. Le diossine possono determinare  inquinamento cronico, pressoché ubiquitario, e dar luogo ad eventi definibili come “emergenze ambientali”, infatti, possono determinare situazioni in cui vi siano particolari catene alimentari che, attraverso fenomeni di bioaccumulo e pratiche/abitudini antropiche, portino le concentrazioni a livelli pericolosi per l’ambiente e/o l’uomo.”

Chimica delle diossine

Le diossine sono composti organici aromatici clorurati la cui struttura chimica di base consiste in due anelli benzenici legati ad uno o più atomi di cloro, e legati fra loro da uno o due atomi di ossigeno. Con il termine «diossine» si fa riferimento a sostanze diverse con caratteristiche chimiche e proprietà simili, che possono essere classificate in: 

  1. Policlorodibenzodiossine (PCDD), propriamente detti diossine
  2. Policlorodibenzofurani (PCDF), anche detti furani

A causa delle simili caratteristiche di tossicità, a queste due famiglie di composti si aggiungono generalmente policlorobifenili, comunemente conosciuti come PCB.

Le diossine sono formate da due anelli aromatici uniti tra loro da ponti ossigeno (due per le PCDD, uno per i PCDF), caratterizzati dalla sostituzione di uno o più atomi di idrogeno con atomi di cloro.

Grazie a tutte le possibili disposizioni degli atomi di cloro sulla struttura di base, la famiglia delle PCDD comprende 75 composti, fra cui il più noto e il più tossico è rappresentato dalla 2,3,7,8-tetraclorodibenzodiossina (o 2,3,7,8-TCDD).

La famiglia chimica dei PCDF è formata da 135 composti, i cui effetti sono identici a quelli della diossina.

Struttura TCDD
Struttura furano
Struttura generale dei furani

Produzione delle diossine

Le diossine rappresentano sottoprodotti indesiderati di processi chimici e/o di combustione. Più in particolare vengono prodotte quando del materiale organico è bruciato in presenza di cloro oppure possono essere generate in assenza di combustione, ad esempio, nella sbiancatura della carta e dei tessuti fatta con cloro, soprattutto quando la temperatura non è ben controllata.

È pertanto frequente trovarle nei fumi degli impianti di incenerimento di rifiuti urbani, e ancora di più in combustioni a bassa temperatura come quelle di barbecue, camini e stufe.

Tossicità

Esistono in totale 75 composti di diossine classificati come cancerogeni e 135 di furani, di questi però solo una parte (7 PCDD e 10 PCDF) destano particolare preoccupazione dal punto di vista tossicologico. La tossicità delle diossine dipende dal numero e dalla posizione degli atomi di cloro sull’anello aromatico. Le più tossiche possiedono 4 atomi di cloro legati agli atomi di carbonio-β dell’anello aromatico e pochi o nessun atomo di cloro legato agli atomi di carbonio-α dell’anello aromatico.

Le diossine sono sostanze:

  • Semivolatili
  • Termostabili
  • Scarsamente polari
  • Insolubili in acqua
  • Altamente liposolubili
  • Estremamente resistenti alla degradazione chimica e biologica

Di conseguenza sono molto persistenti.

Ciò comporta facile diffusione, facile trasporto, facile contaminazione e facile accumulo.

Nel suolo si legano alla frazione organica presente e, una volta adsorbite rimangono relativamente immobili: a causa della loro scarsa idrosolubilità non tendono a migrare in profondità; tuttavia, pur essendo scarsamente insolubili in acqua, trovano con essa un’ottima via di diffusione una volta adsorbite sulle particelle minerali ed organiche presenti in sospensione.

Queste caratteristiche rendono tali sostanze facilmente trasportabili dalle correnti atmosferiche e, in misura minore, da fiumi e correnti marine, rendendo così possibile la contaminazione di ambienti anche lontano dalla sorgente primaria d’emissione.

A causa della loro presenza ubiquitaria, persistenza e liposolubilità, le diossine tendono ad accumularsi con il tempo negli organismi viventi, cioè in tessuti e organi dell’uomo e degli animali.

Effetto sui vegetali

L’assorbimento dei composti organici da parte delle piante è controllato da vari fattori:

  1. proprietà̀ chimico-fisiche del composto (solubilità in acqua, coefficiente di ripartizione ottanolo-acqua)
  2. fattori ambientali (temperatura, contenuto di carbonio organico nei terreni, contenuto di acqua nel suolo)
  3. caratteristiche delle piante

Un’eccezione riguarda la famiglia delle cucurbitacee tra cui zucchine e zucche, le quali rilasciano particolari sostanze nel suolo che sono in grado di mobilizzare le diossine in prossimità delle radici rendendole disponibili all’assorbimento. Una volta assorbite, vengono trasportate, tramite i sistemi vascolari dalle radici ai frutti.

Per i vegetali che crescono sottoterra, come patate e carote, i bulbi sono interessati solo da un assorbimento superficiale dovuto al contatto diretto delle diossine presenti nel suolo, e quindi la rimozione della buccia comporta l’eliminazione del contaminante.

Esposizione alle diossine

Modalità d’esposizione

L’uomo può venire in contatto con le diossine attraverso tre principali fonti di esposizione:

  1. Accidentale
  2. Occupazionale
  3. Ambientale

La prima riguarda contaminazioni dovute ad incidenti, come ad esempio il disastro di Seveso.

La seconda riguarda gruppi ristretti di popolazione (professionalmente esposti), come nel caso di coloro che lavorano nella produzione di pesticidi o determinati prodotti chimici.

L’esposizione ambientale, invece, può interessare ampie fasce della popolazione e può avvenire, per lo più, attraverso l’alimentazione con cibo contaminato, oppure anche per inalazione di polvere o per contatto.

Recenti studi hanno stimato che circa il 95% dell’esposizione alle diossine avviene attraverso cibi contaminati e, in particolare, di grassi animali.

Bioaccumulo diossine
Grafico bioaccumulo delle diossine

Ingresso nella catena alimentare

Le diossine sono sostanze che si accumulano nei tessuti grassi degli organismi, quindi se erba e suolo contaminati vengono ingeriti da erbivori si verifica un bioaccumulo di queste sostanze nei grassi delle loro carni e nei grassi del latte prodotto, successivamente consumate dalle fasce più alte della catena.

Le caratteristiche chimico-fisiche delle diossine permettono a queste sostanze di poter diffondersi nell’ambiente, ma anche di potersi accumulare nella catena alimentare, a livello dei tessuti grassi di organismi marini e  terrestri, successivamente consumati dalle fasce più alte della catena trofica.

Perciò, a causa della loro proprietà, come persistenza e liposolubilità, tali sostanze tendono, nel tempo, ad accumularsi negli organismi viventi determinandone un problema fondamentale per la salute.

Bibliografia

Ministero della Salute – Clicca qui

J. Watkins e C. Klaassen, Elementi di tossicologia,  CEA Editore, 2013

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