Studio del destino di contaminanti emergenti ed elementi potenzialmente tossici in acque destinate all'acquacoltura

The global population is growing, and consequently the demand for fishery food products is increasing. Production from capture fisheries has stabilized, and most major fishing areas have reached their supply limit. Therefore, capture fisheries are unable to satisfy the growing demand for such food products, and for this reason aquaculture is considered a good alternative to bridge the gap between supply and demand for fish products in the world. Based on this assumption, it might seem that aquaculture is highly beneficial and free from disadvantages; however, this is far from reality. The aquaculture industry is not free from risks related to the safety and health of consumers and workers. Aquaculture practices are responsible for environmental issues, such as pollution of surrounding waters. Some ingredients in commercial animal feed may compromise the food safety of products derived from aquaculture. The main reported contaminants include residues of veterinary drugs, persistent organic pollutants, pesticides, metals, and some salts, and all of these represent a risk to consumer health. These micro-contaminants fall into two categories: emerging pollutants (EPs), also known as contaminants of emerging concern (CECs), and potentially toxic elements (PTEs). The CECs are synthetic or natural chemicals that are generally not yet regulated by current legislation, but could be a potential threat to ecosystems and human health. PTEs, on the other hand, are generally non-biodegradable substances that are toxic to all living organisms and characterized by significant adverse health effects. These contaminants can remain unchanged or undergo transformations in the aquatic environment through metabolic, photochemical, or hydrolysis reactions, resulting in species with different chemical, physical, and toxicological profiles. In this regard, the aim of this thesis is to study the distribution and behavior of emerging pollutants and potentially toxic elements in aquaculture samples, to obtain informations related to bioaccessibility and bioavailability in aquatic systems. Additionally, comparisons between different measurement techniques were made to expand the spectrum of analytical methods aimed at determining the presence of micro-contaminants in aquaculture.

La popolazione globale è in costante crescita e di conseguenza anche la domanda di prodotti alimentari ittici è in aumento. La produzione derivante dalla pesca di cattura si è stabilizzata e la maggior parte delle principali aree di pesca ha raggiunto il limite di fornitura. Pertanto la sola pesca di cattura non è in grado di soddisfare la domanda crescente di tali prodotti alimentari, ed è per questo che l'acquacoltura è considerata una valida alternativa per colmare il divario tra offerta e domanda dei prodotti ittici nella maggior parte delle regioni del mondo. Sulla base di questo presupposto potrebbe sembrare che l'acquacoltura sia altamente benefica e priva di svantaggi, tuttavia ciò è del tutto lontano dalla realtà. L'industria dell'acquacoltura non è affatto priva di rischi relativi alla sicurezza e alla salute individuale dei consumatori e dei lavoratori. Le pratiche acquacolturali sono infatti responsabili di problemi ambientali, come l'inquinamento delle acque circostanti. Alcuni ingredienti dei mangimi animali commerciali possono compromettere la sicurezza alimentare dei prodotti derivati dall'acquacoltura. I principali contaminanti segnalati sono residui di farmaci veterinari, inquinanti organici persistenti, pesticidi, metalli e alcuni sali, i quali mettono a rischio la salute del consumatore. Questi microinquinanti si suddividono in due categorie, ossia i contaminanti emergenti (EPs, “Emerging Pollutants”), noti anche come CECs (“Contaminants of Emerging Concern”), e gli elementi potenzialmente tossici (PTEs, “Potentially Toxic Elements”). I CECs sono sostanze chimiche sintetiche o presenti in natura in genere non ancora regolamentate dalle normative vigenti, ma che possono rappresentare una potenziale minaccia per gli ecosistemi e la salute umana. I PTEs invece sono sostanze generalmente non biodegradabili, tossiche per tutti gli organismi viventi, e caratterizzate da effetti collaterali significativi per la salute. Questi inquinanti possono permanere inalterati o subire trasformazioni nell'ambiente acquatico attraverso reazioni metaboliche, fotochimiche o di idrolisi, dando luogo a specie con profili chimico fisici e tossicologici differenti. A tal proposito il presente lavoro di tesi si è posto come obiettivo lo studio della distribuzione e del comportamento dei contaminanti emergenti e degli elementi potenzialmente tossici in campioni di acquacoltura, in modo da ottenere informazioni relative alla bioaccessibilità e alla biodisponibilità nei sistemi acquatici. In secondo luogo sono stati effettuati anche dei confronti tra tecniche di misura differenti, così da poter ampliare lo spettro dei metodi analitici volti a determinare la presenza dei microinquinanti nell’acquacoltura.