Arsenico nell'acqua, tesina

Barbetta Selen

5 AC

Istituto tecnico tecnologico “G. Silva – M. Ricci”

Anno scolastico 2012/2013

Perito chimico

• Arsenico nell’acqua
• Acqua pesante
• Impianto del processo calce-soda di deindurimento dell’acqua
• OD nell’acqua di un fosso di Veronella (VR)
• Drinking alkaline water
• Poesia “I fiumi” di Giuseppe Ungaretti

Immagine dell’elemento chimico As

Simboli di pericolo

• È un veleno mortale;
• È altamente tossico => l’Organizzazione mondiale per la sanità (OMS) l’ha inserito tra i 10 elementi più pericolosi per la salute pubblica;
• È pericoloso per l’ambiente;
• È cancerogeno.

Cosa è?

• Elemento chimico del gruppo V della tavola periodica degli elementi: metallo o non metallo?
• Caratteristiche chimico-fisiche;
• Elemento essenziale per molte specie animali;
• Ha la capacità di spargersi facilmente attraverso gli elementi aria (polvere trasportata dal vento), acqua (scorrimento superficiale), terra perché è un componente mobile e si lega facilmente e velocemente con molti elementi;

Come si presenta?

• 3 forme: grigio, giallo e nero;

1) Forma stabile: solido cristallino grigio-argento, fragile, si appanna in aria in tempi brevi, forma triossido di stabile As in forma di nube bianca; come? Bruciando ad alte temperature (ossidazione). Odore simile a quello dell’aglio.

2) Forma gialla cristallina.

3) Forma nera amorfa (no costituzione cristallina).

• Composti inorganici dell’As: sono i più tossici;
• Composti organici dell’As: sono i meno tossici.

Dove si trova?

• In natura nelle rocce (vulcaniche) (acqua), nel suolo (in terreni di origine vulcanica), nell’aria;
• In veleni contro ratti, in fonderie, raffinerie, centri per la produzione di energia elettrica (es: centrali a carbone), impianti per la fabbricazione di vetro e altri possedimenti industriali, è un conservante del legno;
• Puro (raro);
• In Siberia, Italia, Germania, Francia, USA, Romania;
• Legato ad altri metalli come Cu, Pb o Ag; si combina maggiormente allo zolfo in minerali come arsenopirite (AsFeS), realgar, orpimento (solfuro di As in cristalli di color giallo oro) ed enargite;
• In molti pozzi, in superficie, in profondità, soprattutto nelle falde acquifere;
• Nelle acque della Lombardia, Alto Adige, Campania, Toscana e Lazio;
• In acquedotti italiani, soprattutto nel Lazio a livelli oltre la soglia consentita. Come ci è finito? La dottoressa Francesca Lotti (Facoltà di Scienze Ambientali, Università degli Studi della Tuscia) l’ha spiegato:

1) H2O “casalinga” da un acquifero. Cos’è? Contenitore di acque sotterranee, acque superficiali penetrate in profondità direttamente a contatto con il suolo perché hanno trovato fratture, porosità sulla superficie del terreno.

2) Come vengono chiamati gli acquiferi nel territorio laziale? Vulcanici. Perché? 4 laghi di origine vulcanica che ci circondano ci forniscono l’acqua. Quali sono? Laghi di Bolsena, Vico, Bracciano, Albano.

3) Generalmente un acquifero è delimitato:

• In alto => strato permeabile. Cosa permette? Scambi sostanze (dal terreno) con l’acqua;
• In basso => strato impermeabile. Quale è il suo ruolo? Isola completamente l’acqua dal terreno sottostante.

4) Nella zona di Viterbo (città e capoluogo di provincia del Lazio), cosa c’è sotto lo strato impermeabile? Un altro strato. Cosa contiene? Acqua termale. Quali sono le sue 2 caratteristiche?

• Calda, a circa 60°C, a causa del calore residuo del vulcano Vico (delle sue rocce);
• Contiene molte sostanze, che si notano per l’odore, tra le quali arsenico.

5) Cosa accadrebbe se lo strato impermeabile avesse un difetto di impermeabilità (fenditura, crepa, “buco”)? Acqua “all’Arsenico” (fluidi geotermici) potrebbe facilmente risalire e mescolarsi all’acqua potabile dello strato più superficiale.

=> È successo nel viterbese; l’acqua dei pozzi contiene As.

Conclusione: As è costituente di alcuni minerali nelle rocce vulcaniche = le acque sotterranee che passano sulle rocce si arricchiscono di As.

Chi e cosa sono responsabili dell’inquinamento da As? Con quali attività e prodotti?

• I composti dell’As sono cancerogeni => molti utilizzi dell’As sono vietati sia in Italia che in altri paesi del mondo. Vengono usati come pesticidi (parassiti animali o vegetali), diserbanti (per eliminare o limitare la crescita di specie vegetali indesiderate), insetticidi (per uccidere insetti), come conservante del legno e per fare tipi speciali di vetro. Durante il XVIII, XIX, XX secolo, alcuni composti dell’As erano usati come medicine. Cosa provocano? Reazioni biochimiche tossiche; sono cancerogeni;
• Vulcani: liberano circa 3000 tonnellate all’anno di As nell’atmosfera;
• M.O.: liberano nell’atmosfera 20.000 tonnellate all’anno di metilarsine volatili;
• Attività umane => creano più danni perché hanno incrementato la presenza di As nell’ambiente:

1. Contaminazione di falde acquifere
2. Estrazione mineraria e fusione
3. Combustione dei combustibili fossili che liberano 80.000 tonnellate di As nell’atmosfera all’anno
4. Produzione mondiale sotto forma di As2O3 (ossido) di 50.000 tonnellate all’anno, quantità superiore alla richiesta industriale. La Cina è il principale paese che lo esporta. Poi vi sono Cile e Messico.

Le risorse mondiali di As in minerali di Pb e Cu sono maggiori di 10 milioni di tonnellate.

5. Produzione di Cu
6. Utilizzo in campo agricolo di Pb e Zn
7. Impiego di fanghi di depurazione nei terreni (può incrementare livelli As)
8. Uso di molti tipi di detergenti e concimi

• Negli anni e nei secoli passati si utilizzava molto As in prodotti come:

Creme, medicinali e fitofarmaci (sostanze usate per curare le malattie delle piante e per proteggerle dai parassiti o per modificarle allo scopo di migliorare la produzione); poi l’As è stato eliminato per la sua pericolosità.

Come si viene a contatto con l’arsenico?

• Cibo => es:

• Piante (si ricavano verdure e frutta) perché assorbono abbastanza facilmente l’As;
• Frutti di mare e pesci che possono contenere livelli alti di As. Perché? Assorbono As dall’acqua nella quale nuotano (“casa”) il quale può modificare il loro materiale genetico;
• Riso: accumula facilmente As dal terreno;
• USA: polli messi in commercio contengono As oltre i livelli naturali ma sotto i limiti di pericolosità imposti dalla legge;
• Acqua: giacimenti, fonti idriche destinate al consumo umano, pozzi, fiumi, laghi, mari (bere)
• Aria che respiriamo;
• Contatto della pelle con terreno o H2O contenente As.

Quali sono i soggetti più esposti e più a rischio di contaminazione da As?

• Le persone che hanno nelle loro case pavimento, mobili, porte… di legno trattato con prodotti a base di As;
• Coloro che vivono in fattorie in cui sono stati usati pesticidi contenenti As o nei campi “contaminati” da As (pesticidi, insetticidi, diserbanti);
• La salute pubblica ma anche i lavoratori;
• L’acqua destinata al consumo umano: quella da bere, quella usata per cucinare o per l’irrigazione di campi.

Quali sono gli effetti dell’As sulla salute dell’uomo? Sintomi e malattie

Forme chimiche che procurano intossicazione:

As elementare, As inorganico, arsenicali organici e arsenina (AsH3) che è un gas che si sviluppa accidentalmente e viene assorbito per via inalatoria.

• Sintomi iniziali: mal di testa, confusione, diarrea grave, sonnolenza, vomito, dolori addominali, irritazione cutanea, faringite
• L’esposizione cronica (prolungata per un lungo periodo di tempo) a dosi di As con livelli maggiori rispetto ai limiti di legge provoca:

• Gravi danni ai sistemi digestivo e nervoso e al cervello, sangue nelle urine;
• Convulsioni e favorito sviluppo di tumori alla pelle, ai polmoni e al fegato;
• Morte per shock;
• Lesioni cutanee, perdita di capelli;
• Cancro della pelle, del fegato;
• Diabete;
• Malattie cardiovascolari (disturbi al cuore);
• Produzione ridotta di globuli bianchi e rossi del sangue;
• Sterilità;
• Bassa resistenza a infezioni;
• Irritazioni a: pelle, stomaco (gastroenterite), polmoni.

Cosa è l’arsenicosi?

Una malattia contratta dal consumo di H2O per lungo tempo con livelli bassi di As di 0,00017 mg/L (ppm) che provoca:

Disturbi della pelle, cancro ai reni e alla vescica. Come viene contratta? Ingerendo prodotti colturali, in particolare riso (soggetto a contaminazione dal terreno), il cui terreno contiene grandi quantità di As o prodotti irrigati con acque provenienti da falde acquifere contaminate da As.

Alcuni ricercatori dell’Università di Gothenburg (Svezia) hanno capito come l’As si trasferisce nelle piante e così hanno identificato quali sono le proteine responsabili dell’assorbimento. Che proteine sono? Sono particolari proteine chiamate proteine intrinseche noduline 26 (NIP). Quale è la loro funzione? Trasportare l’As attraverso la membrana cellulare vegetale. E, quindi, cosa possono fare ora i ricercatori? Possono disattivare queste proteine mantenendo la pianta priva di As o permettendole di rigettare quello assorbito => in questo modo, si possono ottenere varietà di riso e di altre colture prive di As anche se vengono coltivate in aree tossiche dove si irrigano le piantagioni con acque avvelenate da As.

Come è stato usato nella storia e come viene sfruttato tuttora?

• Nel mondo orientale: utilizzato da più di 2400 anni come medicinale tradizionale dai cinesi;
• Nel mondo occidentale: un composto dell’As, il Salvarsan (o 606), un composto dell’As, è un farmaco impiegato per combattere la sifilide. Cosa è la sifilide? Malattia infettiva trasmessa per contatto sessuale. Fu Sahachiro Hata nel 1908 a scoprire nel laboratorio di Paul Ehrlich l’azione del 606 contro la sifilide. Fu nel 1910 che questo composto venne messo in commercio con il nome di “salvarsan”. Nel 1912 il salvarsan venne sostituito con il neosalvarsan; entrambi comportano rischiosi effetti collaterali => di fatto, nel 1940 vennero sostituiti dalla penicillina;
• Triossido di As (As2O3): è stato presentato uno studio di oncologia clinica (ovvero uno studio di tumori) alla riunione annuale del 2007 della società americana: ha dimostrato che se si somministra As2O3 a pazienti adulti affetti da leucemia promielocitica acuta (LPA), ossia un tumore del sangue, favorisce la loro sopravvivenza.

Trisenox – triossido di As

1) Cosa è? Un concentrato da ricostituire in soluzione per infusione che contiene come principio attivo l’As2O3 (1mg/mL).

2) A cosa serve? Curare pazienti adulti affetti da leucemia promielocitica acuta LPA.

3) Da cosa deriva questa patologia? Da uno scambio di geni (spezzoni di DNA che contengono il codice genetico dei caratteri ereditari) tra due cromosomi (strutture a forma di bastoncello composte da DNA e da specifiche proteine e che contengono i geni); questa è una mutazione che colpisce la riproduzione dei globuli bianchi che non riescono più a sfruttare l’acido retinoico (vitamina A). Solitamente i pazienti colpiti da questa malattia vengono curati con i retinoidi (sostanze che derivano dalla vitamina A).

4) E allora quando viene utilizzato Trisenox? Quando i pazienti non hanno ottenuto alcun risultato dai trattamenti con i retinoidi e i farmaci antitumorali oppure nel caso in cui si ripresenti questa malattia dopo i vari trattamenti.

Il medicinale si ottiene solo con la prescrizione medica.

5) Come si usa Trisenox? Innanzitutto bisogna essere controllati da un medico esperto di LPA durante il trattamento. Trisenox viene somministrato ogni giorno.