Le acque dell’artico sono contaminate da farmaci e creme solari

L’artico è particolarmente importante e vulnerabile nel contesto della crisi climatica globale. Recenti studi confermano che il cambiamento climatico sta influenzando le fonti, il trasporto e la destinazione finale degli inquinanti organici persistenti (POP) nelle sue acque. Oltre alle microplastiche, contaminanti dalle aree urbanizzate e industriali vengono trasportati nell’artico attraverso le circolazioni atmosferiche.

I principali contaminanti industriali includono particelle di carbone, idrocarburi, solfati e metalli pesanti come mercurio, cromo, nichel, piombo, vanadio e cadmio. Questi metalli, una volta depositati sulla neve, accelerano il suo scioglimento e vengono assimilati nella catena alimentare marina. Recentemente, è stata individuata una nuova categoria di contaminanti emergenti, tra cui i residui degli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) e i prodotti farmaceutici e per la cura della persona (PPCP).

In un recente articolo pubblicato su “Science of the Total Environment” da Jasmin Rauseo, Francesca Spataro, Tanita Pescatore e Luisa Patrolecco dell’Istituto di Scienze Polari del CNR, si dimostra che le concentrazioni di contaminanti provenienti dalle acque reflue nell’artico sono spesso comparabili o superiori a quelle riscontrate nelle regioni antropizzate alle medie latitudini del globo. I risultati dello studio offrono la prima evidenza della presenza, delle quantità e della distribuzione spazio-temporale di nove (CIP, ASP, CFF, TCL, IBU, DEET, PAR, E1, EE2) dei sedici prodotti farmaceutici e per la cura della persona (PPCP) analizzati nei sedimenti marini superficiali del fiordo artico Kongsfjorden, situato nelle Isole Svalbard in Norvegia. Il campionamento è stato eseguito alla fine dell’estate, quando i tassi di sedimentazione sono più elevati, e si è svolto nell’arco di cinque anni (2018-2022).

 

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Area di studio e strategia di campionamento

Il lavoro fornisce i primi dati sulla presenza di diverse classi di prodotti farmaceutici e per la cura della persona (PPCP) nei sedimenti marini superficiali di un fiordo artico (Kongsfjorden, Isole Svalbard, Norvegia). I composti target includevano: ciprofloxacina, enrofloxacina, amoxicillina, eritromicina, sulfametossazolo, carbamazepina, diclofenac, ibuprofene, acido acetilsalicilico, paracetamolo, caffeina, triclosan, N,N-dietil-meta-toluamide, 17β-estradiolo, 17α-etinilestradiolo ed estrone. Il campionamento è stato eseguito a fine estate, quando si verificano alti tassi di sedimentazione, nell’arco di cinque anni (2018-2022).

Il Kongsfjorden si estende su una superficie lunga 20 km, larga da 4 a 10 km, con una profondità massima di quasi 400 m. La corrente di West Spitsbergen, un’estensione della corrente atlantica norvegese, trasporta acqua di mare calda e salina in questa zona, favorendo il distacco dei ghiacciai di marea, l’approvvigionamento di acqua di fusione e il ritiro dei ghiacciai. Il materiale particolato rilasciato dai deflussi dei ghiacciai influenza fortemente i processi di sedimentazione e l’accumulo nel fiordo.

I PPCP sono stati rilevati in tutti i campioni di sedimenti raccolti durante il campionamento quinquennale lungo il fiordo artico esaminato. Tra gli antibiotici target, solo la ciprofloxacina è stata trovata nei sedimenti ed è risultata il contaminante emergente più abbondante (32%), seguita dagli antipiretici (16%), dagli ormoni (14%), dall’antinfiammatorio (13%), dai repellenti per insetti (11%), dagli stimolanti (9%) e dai disinfettanti (5%). Le concentrazioni più elevate di tutti i PPCP rilevati sono state trovate vicino al villaggio di ricerca di Ny-Ålesund, dove le attività umane e la mancanza di adeguate tecnologie di trattamento delle acque reflue sono state riconosciute come cause primarie di contaminazione locale.

Valutazione del rischio ambientale (ERA)

Sulla base delle concentrazioni ambientali (MEC) riscontrate di contaminanti emergenti e delle relative concentrazioni previste senza effetto (PNEC), è stata eseguita una valutazione del rischio ambientale (ERA) per i sedimenti. Questa valutazione ha incluso la stima dei quozienti di rischio (RQ) per la selezione e la propagazione della resistenza antimicrobica (AMR) in questo ecosistema marino artico. L’ERA ha evidenziato un rischio medio (0,1 < RQ < 1) ad alto (RQ > 1) per gli organismi che vivono in questo ambiente, incluso un rischio elevato di diffusione dell’AMR.

Metodologie analitiche

I sedimenti sono stati estratti mediante estrazione di liquidi pressurizzati (PLE) e gli estratti sono stati purificati mediante estrazione in fase solida (SPE). La determinazione analitica è stata condotta con cromatografia liquida-spettrometria di massa ad alta risoluzione (HPLC-HRMS). I PPCP sono stati rilevati nei sedimenti lungo il fiordo in tutti gli anni esaminati, con concentrazioni complessive simili nella maggior parte dei casi a quelle segnalate nelle aree urbanizzate del pianeta e che vanno da un minimo di 6,85 ng/g per il triclosan a un massimo di 684,5 ng/g per la ciprofloxacina.

Conclusioni dello studio sull’artico

I risultati ottenuti in questo studio forniscono la prima prova della presenza, delle quantità e della distribuzione spazio/temporale di nove dei sedici PPCP studiati nei sedimenti marini del Kongsfjorden. Sorprendentemente, i dati evidenziano la presenza di PPCP target per un periodo consecutivo di cinque anni, a concentrazioni che sono spesso in linea o superiori a quelle riportate per le regioni antropizzate alle medie latitudini del globo. La ciprofloxacina, l’unico antibiotico rilevato, è risultata essere il composto più abbondante. Questi risultati forniscono preziose informazioni sulle implicazioni ecologiche per questo ecosistema artico remoto.