Biogeochimica degli elementi potenzialmente tossici: dai suoli alle piante ed alla catena alimentare : elementi per una valutazione del rischio per la salute umana

Abstract

I metalli pesanti sono presenti nell’ambiente in varie concentrazioni. Alcuni sono essenziali per le piante e gli animali e sono importanti, sia per la produzione di cibo, sia per la salute umana. L’aumento della concentrazione di elementi potenzialmente tossici, come i metalli pesanti, e il loro rilascio nell’ecosistema hanno raggiunto un livello talmente elevato in termini di impatti da rendere necessario il loro controllo. La contaminazione del suolo da metalli pesanti influenza notevolmente la qualità dell’ambiente. Come prova della tossicità causata dai metalli pesanti è stata studiata la perossidazione lipidica nelle piante. Sono stati prelevati dei campioni di suolo e di piante (tarassaco e salice) in una zona mineraria abbandonata nel Nord-Est Italia, e sono state determinate le concentrazioni di diversi metalli pesanti (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, Fe e Mn). Lo studio ha evidenziato che lo stress ossidativo indotto dai metalli pesanti ha prodotto la generazione di radicali reattivi seguiti da un aumento della produzione di malondialdeide (MDA) di 41.64 µM nelle foglie di salice. La concentrazione di MDA nei tessuti differisce sia tra le specie, sia tra le parti della pianta. È stato osservato che la concentrazione di metalli nel suolo è correlata con l’aumento della concentrazione di MDA nelle piante. Inoltre, lo studio dei microartropodi del suolo (QBS-ar) ha mostrato un’elevata sensibilità alla contaminazione dei metalli. Combinando i risultati della concentrazione dei metalli, dell’attività enzimatica del suolo, del QBS-ar e della concentrazione di MDA è possibile affermare che le piante esaminate si dimostrano tolleranti all’inquinamento. Ciò suggerisce che potrebbero essere utilizzate nella phytoremediation di siti contaminati da metalli pesanti.

Heavy metals occur naturally in the ecosystem with large variations in concentration. Some of them are essential for plants and animals and are thus important for food production and to human health. Contamination by heavy metals in soils, however, may strongly affect also the environmental quality. Yet, when heavy metals concentration is elevated to a point higher than a safe threshold, they all become toxic. The over production of potentially toxic elements (such as heavy metals) and their release into the ecosystem has presently reached a level that their impact on the environment has to be kept under control. Monitoring HM toxicity to the environment and the human health, therefore, is needed. Lipid peroxidation caused by heavy metals in plants was investigated as a relevant bioassay of toxicity. Soils and wild plants (dandelion and willow) were collected from an abandoned mine area in northeast Italy, and the concentration of different heavy metals (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, Fe and Mn) were measured. Heavy metal-induced oxidative stress was evidenced by the generation of reactive radicals, followed by an increase in malondialdehyde (MDA) production up to 41.64 µM in willow leaves. We found that MDA concentration in plant tissues differed significantly among species and plant organs. The higher concentration of metal in soil corresponded with the higher concentration of MDA in the plant. Moreover, soil microarthropods (QBS-ar) evaluation demonstrated high sensitivity to metal contamination, together with the measurement of soil enzymatic activity, both being related with beneficial soil functions.The combined results of metal concentration, soil enzymatic activities, QBS-ar and MDA content show that the investigated plants are rather highly tolerant towards environmental pollution. This suggests that they could be useful in phytoremediation of metal contaminated sites.