Composizione inorganica di campioni aventi matrice cheratinica e sua relazione con le attitudini comportamentali

In recent decades, anthropogenic pollution has become one of the most discussed issues internationally. The determination of element content in hair samples represents a non-invasive method to evaluate apossible organism metal intoxication. This information can be also useful to study how the person's lifestyle and the environment that surrounds him can impact his organism. Human hair is often considered a waste material. Actually, it can be used as a resource and can be exploited to obtain different information on the subject to which it belongs. This thesis supports the Fol(i)cle project which arises from the idea of two London architects, to use hair waste as an architectural material and at the same time investigate environmental pollution. In this study 38 hair samples,donated in 2019 by volunteers who live and work in different environmental contexts of the metropolitan city of Bangkok, have been considered. A correlation was sought between the quantity of elements and the information provided by the volunteers regarding their lifestyle (cosmetic treatments, smoking, nutrition, working and living context). The analytical procedure starts with a pre-treatment step constituted by a wash with highly purified water (HPW), the hair cut in a laminar flow hood, followed by the dissolution of the keratin matrix through acid digestion assisted by microwaves with nitric acid 65%. Quantitative analysis was carried out with instrumental techniques: inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sn, V and Zn, have been determined. The method was validated using the ERM®-DB001 HUMAN HAIR certified sample, which was analyzed following the mentioned above procedure. Through a chemometric approach it was possible to reconstruct the toxicological map of the city of Bangkok. The research did not show significant differences in the distribution of metals between male and female subjects, except for the more toxic elements (As, Pb, Sn) which were found mostly in men. The greatest variations are due, for the most, to the different areas of residence.

Negli ultimi decenni l’inquinamento di origine antropica è diventato uno dei temi più discussi a livello internazionale. I capelli rappresentano la matrice d’elezione per la valutazione dell’intossicazione da metalli in un organismo. L’analisi di tale matrice permette di ottenere una concentrazione dell’elemento tossico direttamente correlabile a quella che si riscontra nell’organismo dell’individuo su cui è stato effettuato il campionamento. Questa correlazione permette di studiare come lo stile di vita di un individuo e l’ambiente in cui vive possano avere un impatto sul suo organismo. Spesso i capelli umani non vengono utilizzati in modo tale da sfruttare a pieno le loro potenzialità, anzi sovente si ritiene siano materiale di scarto. In realtà essi possono essere sfruttati per ricavare delle informazioni sul soggetto a cui appartengono o, ancora, possono essere utilizzati come risorsa. Questa tesi affianca il progetto Fol(i)cle che nasce dall’idea di due architetti londinesi di utilizzare lo scarto dei capelli come materiale architettonico e nel contempo indagare l’inquinamento ambientale. In questo studio sono stati presi in considerazione 38 campioni di capelli donati nel 2019 da volontari che vivono e lavorano in diversi contesti ambientali della città metropolitana di Bangkok. È stata ricercata una correlazione tra il quantitativo di elementi in essi presente e le informazioni fornite dai volontari in merito al loro stile di vita (trattamenti cosmetici, fumo, alimentazione, contesto lavorativo ed abitativo). La procedura di analisi ha previsto una fase di pretrattamento consistente nel lavaggio con acqua ultrapura (HPW) e taglio dei campioni di capelli in una cappa a flusso laminare, seguita dalla dissoluzione della matrice cheratinica tramite digestione acida assistita da microonde con acido nitrico al 65%. L’analisi quantitativa è stata effettuata con le seguenti tecniche strumentali: la spettroscopia di emissione ottica con sorgente al plasma accoppiato induttivamente (ICP-OES) e la spettrometria di massa ad alta risoluzione con sorgente al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS). In totale si sono determinati 18 elementi, precisamente Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sn, V e Zn. Il metodo è stato validato mediante il campione certificato ERM®-DB001 HUMAN HAIR, che è stato analizzato seguendo la procedura sopracitata, utilizzata per l’analisi dei campioni. Tramite un approccio chemiometrico è stato possibile ricostruire la mappa tossicologica della città di Bangkok. La ricerca non ha evidenziato significative differenze nella distribuzione degli elementi investigati tra soggetti di sesso maschile e femminile, tranne per gli elementi più tossici (As, Pb, Sn) che sono stati riscontrati maggiormente negli uomini. Le maggiori variazioni sono dovute, per lo più, alle diverse zone di residenza.