BIOMONITORAGGIO DELLE CONCENTRAZIONI DEL BENZENE E I SUOI DERIVATI UTILIZZANDO UN ESCHERICHIA COLI RICOMBINANTE

Il benzene, composto dotato di proprietà mutagene, teratogene e cancerogene, è spesso presente come inquinante nell'aria; pertanto la sua concentrazione sia in ambienti indoor e outdoor deve essere monitorata in maniera precisa e continua. Le varie tecniche di rilevamento utilizzano metodologie chimiche o biologiche che si avvalgono dell'uso di bioindicatori o biosensori. L'interesse verso queste ultime metodologie risiede essenzialmente nella maggior praticità di utilizzo e nella loro maggior economicità, anche se spesso l'analisi di tipo quantitativo può non essere altrettanto precisa rispetto alla rilevazione chimica. In questo studio ci siamo avvalsi di un ceppo di Escherichia coli HB101-pTSN316 transgenico in grado di metabolizzare il benzene. Tale ceppo è stato ottenuto dal Professore T. Nakazawa dell'Università di Yamaguchi in Giappone, i quali hanno fuso il plasmide TOL, responsabile della degradazione del benzene e di alcuni suoi derivati, con il gene per la luciferasi (plasmide pTNS316). In presenza di benzene il batterio è in grado di produrre luminescenza . Nella prima parte dello studio abbiamo standardizzato in laboratorio l'emissione di luminescenza in relazione alle concentrazioni di benzene e al tempo di esposizione. La sensibilità del metodo mostra il limite massimo di 0,5 ppm ed il massimo della risposta si raggiungeva dopo 8 ore. Successivamente abbiamo confrontato i dati di luminescenza ottenuti con il nostro biosensore con i dati delle centraline di rilevamento dell'ARPA, esponendo i batteri nei loro pressi in giorni diversi. Il test di regressione lineare ha evidenziato un ottima correlazione tra i valori di luminescenza e la concentrazione di benzene presente nell'aria rilevata dalla centralina (r= 0,91, n=7). Abbiamo così esteso lo studio alla determinazione del benzene in sette differenti punti della città di Torino che presentavano diverse caratteristiche di esposizione al traffico veicolare, in tre distinti momenti stagionali (Gennaio, Maggio, Ottobre). I risultati dell'indagine dimostrano una concentrazione media di benzene pari a 8-13 ug/m3 a Gennaio, 11-15 ug/m3 a Maggio e di 9-15 ug/m3 ad Ottobre. Tali valori sono numericamente confrontabili con quelli ottenuti dalla centralina dell'ARPA situata in via della Consolata nel periodo in cui era stato condotto il raffronto dei due metodi, ma lievemente più bassi se raffrontato con il valore medio annuale. Tale differenza è probabilmente da imputarsi all'interferenza delle condizioni atmosferiche (pioggia, neve, vento) che possono contribuire ad un abbassamento dei valori di media annuale degli inquinanti. In conclusione il lavoro riportato in questa tesi dimostra che la determinazione con biosensori potrebbe affiancarsi proficuamente, soprattutto sul piano economico, alle rilevazione chimica sia per il monitoraggio dell'inquinamento atmosferico sia in particolari processi lavorative in cui si manipola il benzene nei processi lavorativi quali ad esempio la produzione, il trasporto e lla distribuzione di benzina. Bibliografia: Ikariyama Y., et al., 1993; Kobatake, E., et al., 1995; Ikariyama, Y., et al., 1997.