L'inquinamento ambientale da metalli pesanti

L'inquinamento ambientale da metalli pesanti è altamente concentrato in aree puntiformi come miniere, fonderie e industriali, dove le concentrazioni di metalli presenti in natura sono notevolmente aumentate.

Le attività industriali comprendono la lavorazione dei metalli nelle raffinerie, la combustione del carbone nelle centrali elettriche, la combustione del petrolio, le centrali nucleari e le linee ad alta tensione, la plastica, i tessuti, la microelettronica, la conservazione del legno e gli impianti di lavorazione della carta

Alcuni metalli pesanti sono considerati micronutrienti essenziali; esercitano cioè funzioni biochimiche e fisiologiche nelle piante e negli animali. Questi sono componenti di numerosi enzimi chiave e svolgono ruoli importanti in varie reazioni ossido-riduzione. Il rame, ad esempio, funge da cofattore essenziale per numerosi enzimi ossidativi legati allo stress, tra cui catalasi, superossido dismutasi, perossidasi, citocromo c ossidasi, ferrossidasi. Ma il rame è anche potenzialmente tossico.

Per alcuni metalli pesanti esiste dunque un range limite (il più delle volte molto piccolo) oltre il quale gli effetti benefici diventano tossici.

È noto che metalli come cobalto (Co), rame (Cu), cromo (Cr), ferro (Fe), magnesio (Mg), manganese (Mn), molibdeno (Mo), nichel (Ni), selenio (Se) e zinco (Zn) sono nutrienti essenziali necessari per varie funzioni biochimiche e fisiologiche. Una fornitura inadeguata di questi micronutrienti provoca una varietà di malattie o sindromi da carenza.

Diversamente, altri metalli come alluminio (Al), antimonio (Sb), arsenico (As), cadmio (Cd), piombo (Pb), litio (Li), mercurio (Hg), nichel (Ni) ecc. non hanno funzioni biologiche e sono considerati metalli non essenziali.

Solo la frazione biodisponibile (ovvero la frazione che viene assorbita) interagisce con gli organismi viventi. La biodisponibilità dei metalli pesanti è influenzata da fattori fisici quali temperatura, associazione di fase, adsorbimento e sequestro.

Nei sistemi biologici i metalli pesanti, oltre le soglie di tossicità, influenzano gli organelli e i componenti cellulari come la membrana cellulare, i mitocondri, il lisosoma, il reticolo endoplasmatico, i nuclei e alcuni enzimi coinvolti nel metabolismo, nella disintossicazione e nella riparazione dei danni.

Reference: Tchounwou et al., 2012

Tchounwou P.B, Yedjou C.G., Patlolla A.K., Sutton D.J., 2012. Heavy Metals Toxicity and the Environment. Published in final edited form as: EXS. 2012; 101: 133–164. doi:10.1007/978-3-7643-8340-4_6.