23/11/2020

Contaminazione da tallio dell’acquedotto di Pietrasanta in Toscana: risultati dello studio di biomonitoraggio

journals.plos.org
E’ stato da poco pubblicato sulla rivista PLOSONE l’articolo Human biomonitoring to assess exposure to thallium following the contamination of drinking water, a cura di Maria Cristina Aprea, Daniela Nuvolone, Davide Petri, Fabio Voller, Silvano Bertelloni, Ida Aragona.

Tallio nell’acquedotto di Pietrasanta: breve storia della contaminazione

Nel settembre 2014, il Dipartimento di Scienze della Terra (DES) dell'Università di Pisa aveva segnalato la presenza di livelli significativi di tallio – Tl (2-10 µg/L) in alcuni campioni d'acqua prelevati da fontane pubbliche nella frazione di Valdicastello Carducci nel comune di Pietrasanta (Lucca) [1]. L'Azienda Sanitaria Locale (l’allora AUSL 12, oggi AUSL Nord Ovest Toscana) e il gestore (GAIA Ltd) effettuarono un ampio monitoraggio, che confermò livelli di Tl rilevanti nell'acqua potabile distribuita nella frazione di Valdicastello.

La fonte di contaminazione fu subito individuata nella sorgente Molini di Sant’Anna, che si trova nelle immediate vicinanze di un sito minerario dismesso a nord del paese. Nonostante la sorgente contaminata sia stata scollegata dalla rete di distribuzione, fu comunque rilevata una contaminazione residua nella rete di distribuzione dovuta al rilascio di Tl dalle condotte contaminate. Così, il 3 ottobre 2014, le autorità locali disposero un’ordinanza di divieto di utilizzo di acqua potabile per bere e per la preparazione dei cibi.

Nel novembre 2014, due mesi dopo il primo rapporto del DES, furono misurati livelli significativi di Tl (4,9-6,8 µg/L) anche nell'acqua potabile distribuita nel centro storico di Pietrasanta, dove fu emanata una omologa ordinanza di divieto di utilizzo. Una terza e ultima ordinanza di divieto venne emessa a luglio 2015 per il territorio del Pollino (frazione del comune di Pietrasanta confinante con il comune di Camaiore). Poiché per il Tl non sono disponibili limiti normativi, l'AUSL richiese un parere tecnico all'Istituto Superiore di Sanità (ISS). Dopo una valutazione preliminare del rischio, l'ISS definì un limite massimo provvisorio (MPL) di 2,0 µg/L per il Tl in caso di uso potabile e un MPL di 40,0 µg/L in caso di utilizzo per l'igiene personale. La figura mostra la mappa delle tre aree contaminate.contaminazione tallio pietrasanta toscana

Gestione dell’emergenza: sostituzione o pulizia delle tubature

La frazione di Valdicastello è stata la prima area ad essere interessata dai divieti di utilizzo ed, essendo la più vicina alla sorgente contaminata, è quella in cui si sono stati riscontrati i valori di tallio più alti.
L’esclusione della sorgente contaminata invece di abbassare i livelli di tallio ha determinato un aumento delle concentrazioni, e questo a causa delle variazioni chimico-fisiche e soprattutto della presenza di abbondanti incrostazioni nelle tubature. Grazie alla semplicità della rete acquedottistica, GAIA ha provveduto alla sostituzione quasi integrale delle tubazioni della rete di Valdicastello, per un totale di 16 km di tubature sostituite.

Nelle due altre aree interessate, il centro storico di Pietrasanta e il Pollino, a causa della complessità della rete di distribuzione che ha di fatto impossibilitato la sostituzione delle tubature, sono state impiegate, in collaborazione con l’ISS, delle tecniche sperimentali per la pulizia dei tubi, per un totale di 8 km di tubature pulite.

In seguito a questi interventi e ad una fitta campagna di controlli, sia da parte di GAIA che della Asl, le ordinanze di divieto di utilizzo dell’acqua potabile sono state revocate tra gennaio e febbraio 2015 a Valdicastello, tra novembre e dicembre 2014 nel centro storico di Pietrasanta e tra agosto e settembre 2015 al Pollino.

Impatto della contaminazione attraverso il biomonitoraggio umano in due fasi successive

Nei giorni immediatamente successivi alla contaminazione, la Regione Toscana, su iniziativa diretta della Presidenza, ha costituito un gruppo di lavoro interdisciplinare per affrontare l’emergenza ed effettuare le valutazioni ambientali e sanitarie a breve, medio e lungo termine. Presieduto dal Sindaco di Pietrasanta, il gruppo ha visto il coinvolgimento dell’AUSL, dell’Agenzia regionale di Sanità della Toscana, del Laboratorio di analisi Area Vasta Sud Est, dell’Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana, oltre alla partecipazione di associazioni e rappresentanti dei cittadini. Tra le varie linee di azione messe in campo, lo studio di biomonitoraggio umano di urine e capelli nelle zone interessate dalla contaminazione e in aree di controllo per valutare l’impatto della contaminazione. Il protocollo di indagine ha ricevuto l’approvazione del Comitato Etico di Area Vasta Nord Ovest Toscana, CEAVNO in data 4 giugno 2015, protocollo 32799.

Entro 2 settimane dall’emissione delle ordinanze comunali di divieto di utilizzo dell’acqua potabile, anche grazie alla mobilitazione spontanea e volontaria di gruppi di cittadini, è stata realizzata una campagna di raccolta di campioni di urine nella popolazione interessata (campionamento A). La tempestività di questa raccolta è stata fondamentale per valutare l’entità dell’impatto della contaminazione sull’esposizione umana prima della cessazione dell’esposizione.

In un secondo momento e con modalità più strutturate di chiamata attiva messe in atto dall’AUSL sono state eseguite altre campagne di biomonitoraggio di urine e capelli, nelle tre aree di esposizione ed in un gruppo di controllo. L’86% dei soggetti che aveva consegnato in maniera volontaria il primo campione (A) ha poi ripetuto il campionamento a circa 2 mesi di distanza dalla cessazione dell’esposizione (campionamento B). A questi si sono poi aggiunti ulteriori campioni provenienti da Valdicastello, dal centro storico di Pietrasanta e dal Pollino, in tempistiche diverse rispetto all’emissione delle ordinanze. Nel periodo febbraio-giugno 2016 è stato effettuato anche il campionamento di urine e capelli di un gruppo di controllo.

Al momento della consegna dei campioni biologici, è stato somministrato un questionario numerose per conoscere informazioni personali, tra cui l'abitudine al fumo di tabacco, il consumo di cibi prodotti in coltivazioni locali, il consumo di acqua di acquedotto, il tipo di attività lavorativa attuale o pregressa, eventuali patologie e sintomatologie potenzialmente correlabili ad esposizione a tallio. I metodi di analisi utilizzati per la determinazione di tallio nei campioni di urina e capelli sono stati accreditati dall'Ente Italiano di Accreditamento (ACCREDIA).

Sono stati 2154 i campioni di urine analizzati. Nella tabella sono riportate le principali statistiche descrittive dei campioni di urine per ciascuno dei sei gruppi omogenei individuati secondo le diverse tempistiche e modalità di campionamento.

Concentrazioni urinarie di tallio per gruppi di campioni
tabella1 tallio pietrasanta1Volontari A; 2Volontari B; 3Chiamata attiva centro storico Pietrasanta; 4Pollino A; 5Pollino B; 6Controlli; 7Campioni con valori di creatinina nel range raccomandato da OMS >0.3 g/L and <3.0 g/L; 8Medie aritmetiche; 9Deviazione standard; 10Medie geometriche; 11 95° percentile della popolazione italiana di riferimento [2]; 12 95° percentile popolazione US [3]; 13 95° percentile popolazione Francia [4] e Belgio [5].


Come atteso, nei volontari, i campioni A presentavano valori di tallio nelle urine statisticamente più alti di tutti gli altri gruppi, lo stesso è accaduto per i campioni B.

Analizzando separatamente il gruppo dei volontari, si è evidenziata una riduzione statisticamente significativa tra campione A e campione B (p<0.0001). Inoltre sia per il gruppo dei campioni A che per il gruppo B dei volontari si è osservata una differenza statisticamente significativa tra le aree geografiche, con un gradiente in diminuzione man mano che si scende da Valdicastello alto verso le zone più a valle della frazione. Rispetto ai trend temporali, nel gruppo di volontari A e B, le concentrazioni urinarie di Tl sono diminuite di circa il 35% nel primo periodo (15-30 giorni dopo l'ordinanza), suggerendo un rilascio rapido entro il primo mese dopo la fine dell'esposizione e un rilascio molto lento nei mesi successivi.

Per il gruppo 1 del volontari A, la fascia di età, l’area di residenza, l’utilizzo dell’acqua del rubinetto per bere, il consumo di frutta o verdura di produzione locale, il consumo abituale di pesce sono risultati significativamente associati alla concentrazione urinaria di TI (R2 = 0,46). Nel gruppo 2 dei volontari B, restano significativi l’età e l'area di residenza (R2 = 0,33), mentre altri predittori, come l'abitudine al fumo e l'istruzione, sono risultati associati in modo non significativo.

Il numero totale di campioni di capelli analizzati è stato pari a 254. L’analisi ha mostrato che i tre gruppi di campioni raccolti nelle tre principali aree interessate dalla contaminazione da tallio (Valdicastello, centro storico di Pietrasanta e Pollino) presentavano valori di tallio nei capelli tra di loro omogenei, ma significativamente più alti del gruppo di controllo. Per quanto riguarda le associazioni con le altre variabili ricavate da questionario, sono risultate statisticamente significative solo le associazioni con il consumo abituale di prodotti provenienti da orti locali (p=0.0041), e con l’età (p=0.0277).

L'aumento delle concentrazioni di tallio in urine e capelli non è risultato associato a sintomi auto-riferiti potenzialmente correlati all'esposizione a TI, ad eccezione dei disturbi del sonno, per i quali sono state osservate associazioni sia con i livelli urinari (+ 20%, IC 95%: 0-46%) che con quelli nei capelli (+ 27%, IC 95%: 4-55%).

Considerazioni conclusive

L'analisi di un numero molto consistente di campioni, con specifici pattern temporali e spaziali, ha permesso di evidenziare livelli di escrezione di Tl significativamente superiori ai valori di riferimento della popolazione generale italiana e al gruppo di controllo opportunamente selezionato. L'analisi dei capelli, sebbene eseguita su un numero minore di campioni, ha confermato un accumulo di Tl nell'organismo per i gruppi più esposti. Un'approfondita analisi dei dati ha evidenziato l’influenza di alcuni fattori quali l'età, la residenza e la durata della residenza in zone a maggiore contaminazione, il livello di istruzione, l'abitudine al fumo di tabacco, il consumo di acqua dell’acquedotto e il consumo di alimenti di produzione locale.

La tempestiva raccolta dei campioni di urina, resa possibile dall'azione volontaria di un gran numero di cittadini, ha consentito la rapidissima esclusione di gravi rischi per la salute della popolazione. Questo evento ha però messo in luce anche i limiti del vecchio assetto di gestione e tutela dell'acqua potabile, poi definitivamente superato dalla nuova Direttiva 2015/1787/CE. Infatti, la nuova normativa incoraggia un approccio olistico, il modello Water Safety Plans (WSP), che persegue un sistema globale di valutazione e gestione del rischio esteso a tutta la catena di approvvigionamento idrico, dalla raccolta agli utenti finali [6].

Ad oggi, questo studio di Pietrasanta è la più ampia campagna di biomonitoraggio umano sul tallio disponibile a livello internazionale e fornisce un contributo significativo allo stato delle conoscenze, ancora molto scarso in termini di livelli e determinanti di esposizione a TI per la popolazione generale.

Per saperne di più:

quadratino 1. Campanella B, Onor M, D'Ulivo A, Giannecchini R, D'Orazio M, Petrini R, et al. Human exposure to thallium through tap water: A study from Valdicastello Carducci and Pietrasanta (northern Tuscany, Italy). Sci Total Environ. 2016; 548–549: 33–42.

quadratino 2. Aprea MC, Apostoli P, Bettinelli M, Lovreglio P, Negri S, Perbellini L, et al. Urinary levels of metal elements in the non-smoking general population in Italy: SIVR study 2012–2015. Toxicol Lett. 2018; 298: 177–185.

quadratino 3. CDC. Fourth National Report on Human Exposure to Environmental Chemicals Updated Tables, January 2019, Volume one. US Department of Health an Human Services Centers for Disease Control and Prevention (2019).

quadratino 4. Nisse C, Tagne-Fotso R, Howsam M; Members of Health Examination Centres of the Nord − Pas-de-Calais region network, Richeval C, Labat L, Leroyer A. Blood and urinary levels of metals and metalloids in the general adult population of Northern France: The IMEPOGE study, 2008–2010. Int J Hyg Environ Health. 2017; 220(2PtB): 341–363.

quadratino 5. Hoet P, Jacquerye C, Deumer G, Lison D, Haufroid V. Reference values and upper reference limits for 26 trace elements in the urine of adults living in Belgium. Clin Chem Lab Med. 2013; 51: 839–849.

quadratino 6. WHO 2005. Water Safety Plans. Managing drinking-water quality from catchment to consumer. World Health Organization, Geneva, Switzerland.