I fattori della biodisponibilità dei metalli pesanti

Heavy metal contamination and the toxic effects that this can cause are an issue of increasing concern. In fact, these chemical elements, whether they are essential or non-essential, beyond a certain concentration threshold appear to be harmful to biological systems. Heavy metals can be present in the parent rock from which the soil is formed, but their content in the soil is constantly growing due to the effects of the weathering and due to the multiple human activities that determine a significant contribution. Unlike organic compounds, metals are not subject to degradation; on the contrary, they tend to remain and accumulate in the soil, compromising fertility and representing a danger for humans, as they are the last receptor of the food chain. The human and environmental risk is not related to their total content, but to the bioavailable fraction. For an adequate understanding of the bioavailability processes it is necessary to know the chemical and mineralogical forms in which the metals are present in the soil and the biotic and abiotic factors that interact with them. In order to safeguard the ecosystem and human health, one of the remedies that is best suited to mitigate the toxicity of these elements is the immobilization technique. This method involves the use of soil improvers which, due to their physical and chemical properties, are involved in the dynamics of heavy metals, reducing their mobility and the fraction available for biota. For the assessment of the risk and the application of appropriate remediation techniques, the measurement of bioavailability is extremely important, but this appears to be a topic of great discussion, given by the lack of a consensus on the methodologies to be used. At the moment, the best solution involves the combined use of chemical and biological methods, as they both give useful and different information on bioavailability. The Italian legislation has established threshold values relating to the concentration of heavy metals in the soil taking into account the background value, the site characterization and the specific site risk analysis. The critical point of the legislation is that the values identified refer to the pseudototal content, while the bioavailable fraction is omitted for the problems mentioned above. In conclusion, I want to focus on the value that the soil assumes in defining the concept of bioavailability. The increasing contamination of heavy metals could reduce the purifying power and the resilience of the soil, increasing the bioavailable fraction of these potentially toxic elements.

La contaminazione da metalli pesanti e gli effetti tossici che questi possono provocare è un problema che desta sempre più preoccupazione. Questi elementi chimici infatti, siano essi essenziali o non essenziali, oltre una certa soglia di concentrazione risultano essere dannosi per i sistemi biologici. I metalli pesanti possono essere presenti nella roccia madre da cui il suolo si forma, ma il loro contenuto nel suolo è in continua crescita per effetto dei fenomeni di alterazione e a causa delle molteplici attività antropiche che ne determinano un apporto significativo. A differenza dei composti organici, i metalli non sono soggetti a degradazione, anzi tendono a permanere e ad accumularsi nel suolo compromettendone la fertilità e rappresentando un pericolo per l'uomo, in quanto ultimo recettore della catena alimentare. Il rischio umano e ambientale non è correlato al loro contenuto totale, bensì alla quota biodisponibile. Per un'adeguata comprensione dei processi della biodisponibilità occorre conoscere le forme chimiche e mineralogiche con cui i metalli sono presenti nel suolo e i fattori biotici e abiotici che interagiscono con essi. Al fine della salvaguardia dell'ecosistema e della salute umana, uno dei rimedi che si presta meglio a mitigare la tossicità di questi elementi è la tecnica dell'immobilizzazione. Questo metodo prevede l'utilizzo di ammendanti che, per le loro proprietà fisiche e chimiche, vengono coinvolti nella dinamica dei metalli pesanti riducendone la mobilità e la frazione disponibile per il biota. Per la valutazione del rischio e l'applicazione di tecniche di bonifica appropriate è di estrema importanza la misura della biodisponibilità, che risulta però essere un tema di grande discussione data la mancanza di un consenso in merito alle metodologie da impiegare. Al momento, la soluzione migliore prevede l'utilizzo combinato di metodi chimici e biologici, in quanto danno entrambi informazioni utili e differenti su di essa. La normativa italiana ha stabilito dei valori soglia relativi alla concentrazione dei metalli pesanti nel suolo tenuto conto del valore di fondo, della caratterizzazione del sito e dell'analisi di rischio sito specifica. Punto critico della normativa è che i valori individuati fanno riferimento al contenuto pseudototale, mentre è tralasciata la quota biodisponibile per i problemi di cui si è detto. In conclusione, ci tengo a soffermarmi sul valore che il suolo assume nella definizione del concetto della biodisponibilità. La crescente contaminazione dei metalli pesanti potrebbe ridurre il potere depurante e la resilienza del suolo, aumentando la frazione biodisponibile di questi elementi potenzialmente tossici.