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Contaminanti Chimici Emergenti nelle acque
Mario Carere
Istituto Superiore di Sanità
Dipartimento Ambiente e Salute
Unità: Ecosistemi e Salute
Convegno Dispositivi Medici
ISS 19 Febbraio 2018
1
“Contaminanti Emergenti”
Contaminanti che non sono inclusi attualmente in programmi routinari
di monitoraggio a livello europeo e/o nazionale e che possono essere
candidabili per una loro futura regolamentazione sulla base della loro
ecotossicità, potenziali effetti sulla salute, percezione pubblica e sulla
base di dati di monitoraggio riguardanti la loro frequenza nei vari
comparti ambientali .
Abu
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nce
TIC: W
ER0
46.D
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e+07
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CONTAMINANTI EMERGENTI IN ACQUE REFLUE URBANE I risultati di uno studio svolto dal JRC (European Commission) hanno evidenziato la presenza di 125 sostanze in effluenti di acque reflue urbane in europa in concentrazioni variabili da pochi nanogrammi fino a milligrammi/litro. La maggior parte di queste sostanze non sono regolate a livello europeo e possono essere considerate emergenti. The artificial sweeteners acesulfame and sucralose, benzotriazoles (corrosion inhibitors), several organophosphate ester flame retardants and plasticizers (e.g. tris(2-chloroisopropyl )phosphate;TCPP), pharmaceutical compounds such as carbamazepine, tramadol, telmisartan, venlafaxine, irbesartan, fluconazole, oxazepam, fexofenadine, diclofenac, citalopram, codeine, bisoprolol, eprosartan, the antibiotics trimethoprim, ciprofloxacine, sulfamethoxazole, and clindamycine, the insect repellent N,N0-diethyltoluamide (DEET), the pesticides MCPA and mecoprop, perfluoroalkyl substances (such as PFOS and PFOA), caffeine, and gadolinium.
Farmaci nell’ambiente
4
FARMACI NELL’AMBIENTE (es. diclofenac/voltaren)
I contaminanti emergenti e la loro
regolamentazione
Sostanze emergenti:
– Sostanze che non sono regolate
– ….quindi non sono monitorate
– ….quindi non ci sono dati disponibili
– ….quindi non ci sono i dati per proporre la
prioritizzazione
– ..quindi non ci sono dati per valutare il rischio
Direttiva Quadro Acque 2000/60/CE
Obiettivo: Buono Stato Chimico ed Ecologico di tutti i corpi idrici
superficiali (acque interne, marino-costiere, di transizione, territoriali) e
Buono Stato chimico e quantitativo per I corpi idrici sotterranei entro il
2015.
Direttiva Quadro Acque
Coordinamento con altre direttive
Acqua Reflui Nitrati Emissioni Reach Rifiuti
potabile Urbani
Industriali
Pesticidi Strategia
Acqua di Alluvioni Marina
balneazione biocidi
-
REVIEW PRIORITY
SUBSTANCES
-Data 2000-2008
- Surface water
- 26 Member States + CH and
NO
- 19 613 stations
- 5 water body types
- 545 387 sampling
- 14 567 816 analysis
- 1 168 substances
8
9
DECISIONE DI ESECUZIONE (UE) 2015/495 DELLA
COMMISSIONE del 20 marzo 2015 che istituisce un elenco
di controllo (watch list) delle sostanze da sottoporre a
monitoraggio a livello dell'Unione nel settore della politica
delle acque in attuazione della direttiva 2008/105/CE del
Parlamento europeo e del Consiglio
10WATCHLIST
Elenco di Sostanze chimiche emergenti per le quali sono necessari dati di
monitoraggio comparabili a livello europeo per poter valutare il rischio per
l’ambiente e la salute umana e per poter effettuare la prioritizzazione.
11Sostanze elenco di controllo
(Dgls 172/2015)-watch list
1. 17-Alpha-etinilestradiolo (EE2) (pillola contraccettiva)
2. 17-Beta-estradiolo (E2) (ormone estrogenico), Estrone (E1)
3. Diclofenac (antiinfiammatorio)
4. 2,6-ditert-butyl-4-methylphenol (antiossidante)
5. 2-Ethylhexyl 4-methoxycinnamate (filtri crème solari)
6. Antibiotic (Eritromicina,Claritromicina, Azitromcina)
7. Methiocarb (pesticida)
8. Neonicotinoidi pesticidi (Imidacloprid, Thiacloprid, Thiamethoxam,
Clothianidin, Acetamiprid) (pesticidi)
9. Oxadiazon (pesticidi)
10.Tri-allate (pesticidi)
12CONTAMINANTI EMERGENTI
Etinilestradiolo (EE2) In acque superficiali in Europa
Source: Johnson et al.
2013
EE2 [pg/L]
>350
35-350
< 35Review of the first Surface
Water Watch List
Stéphanie Schaan
Unit C1-DG ENV
SCG meeting
8 February 2018New substances-8th February 2018 • Metaflumizone, former veterinary medicine, currently used as a PPP, identified based on results of last prioritisation • Amoxicillin and Ciprofloxacin, antibiotics, based on research projects on ecotoxicological effects and taking account of the revised European Antimicrobial Resistance (AMR) Action Plan , which supports the use of the WL to "improve knowledge of the occurrence and spread of antimicrobials in the environment". Also some indications of possible risk (respectively some monitored exceedances / modelled exceedances).
16
COMPOSTI PERFLUORURATI
• idro e liporepellenti
(PFAS)
• stabili termicamente e chimicamente
• Impiegati in vari settori produttivi: tessuti, superfici murarie,
carta e recipienti per la cucina, componenti di vernici, adesivi,
detergenti, prodotti per stampanti, pellicole fotografiche e in
materiali per microelettronica, schiume antiincendio
• Molto diffusi: solubili
• Resistenti alla degradazione chimica e fisica: molto persistenti
nell’ambiente, bioaccumulo, biomagnificazione
• Effetti di natura subletale: interferenti endocrini nel
metabolismo dei grassi, sospetta azione estrogenica e
cancerogenaAcidi perfluoroalchilici
Perfluoroalchil carbossilati
Perfluoroalchil solfonati PFBA C3F7COOH
PFBS C4F9SO3- PFPeA C4F9COOH
PFHxS C6F13SO3- PFHxA C5F11COOH
PFOS C8F17SO3- PFHpA C6F13COOH
PFOA C7F15COOH
PFNA C8F17COOH
PFSA acidi perfluoroalchil solfonici PFDA C9F19COOH
(PFBS+PFHxS+PFOS)
PFUnDA C10F21COOH
PFOA acido perfluoroottanoico PFDoDA C11F23COOH
PFCAshort acidi perfluoroalchil carbossilici a catena corta (< C8)
(PFBA+PFPeA+PFHxA)
PFCAlong acidi perfluoroalchilcarbossilici a catena lunga (>C8)
(PFHpA+PFNA+PFDA+PFUnDA+PFDoDA)19
VENETO: I bacini di Brenta e Adige
Acque superficiali (PFAS ng/L)
Distretto tessile
17
Impianto fluorochimico
Distretto conciario 37
Bacchiglione
80
Agno 2086
Retrone
2108 1955 Adriatic SeaSQA-Valore ecosistemico protettivo
per ambiente e salute umana
21Tab. 1/B del paragrafo A.2.7 della sezione A “Stato delle
acque superficiali”, della parte 2 “Modalità per la
classificazione dello stato di qualità dei corpi idrici”
dell’allegato 1 (dlgs 172/2015)
CAS Sostanza SQA-MA SQA-MA
(µg L-1) (µg L-1)
Acque superficiali Altre acque di
interne superficie
335-67-1 PFOA 0,1 0,02
375-22-4 PFBA 7 1,4
2706-90-3 PFPeA 3 0,6
307-24-4 PFHxA 1 0,2
375-73-5 PFBS 3 0,6Report arpa veneto-monitoraggi PFAS acque superficiali
2013-2015
23Contaminanti emergenti e cambiamenti climatici
25ATTIVITA EUROPEA SU SCARSITA’ D’ACQUA E RIUSO
Indirect Potable Reuse (IPR)
Drewes and Horstmeyer (2015). Recent Developments in Potable Water Reuse. The Handbook of Environmental
Chemistry. Emerging Challenges in Wastewater Reuse: Contaminants, Treatment, Effects. Springer.WP1: Evaluation Scheme for Water Quality
CECs + TPs
Development of
non target analytical methods pathogens
analysis
in-vitro and in vivo antibiotic
bioassays resistances
Thomas Ternes, BfG, Koblenz 30El Port de la Selva
Infiltration Site
Tank
PZ 6 Pumping
station
PZ 7
Basin 2
PZ 2
FRAME-Meeting, 27.11. - 28.11.2017, Rome, ItalyPort de la selva-spain-FRAME project
• Basin 2 (421,423)
Infiltration pond after tertiary treatment
• Piezometer 7 ( 422)
First groundwater sample (short hydraulic
retention time from infiltration pond of ca. 11
h)
• Piezometer 6 (424,425)
second groundwater sample (longer hydraulic
retention time from infiltration pond ca. 55 h)
• Effluent GAC Filtration (426)
GAC filter installed recently at the
treatment plantCOMPOSTI EMERGENTI NEL PROGETTO FRAME
(farmaci, pesticidi, PFAS, composti idrofilici, prodotti di trasformazione (TP), precursori)
Contaminanti Emergenti Target TP Composti Idrofilici
(165)
iodide sucralose
iodate betaine
Farmaci 65
bromate vigabatrin
muconic acid arprinocid
perchlorate salicylic acid
Pesticidi 10 succinic acid oxycodone
oxalic acid imidocarb
Cl-acetic acid benzocaine
di-Cl-acetic acid salbutamol
Altri 3 tri-Cl-acetic acid cetirizine
Br-acetic acid diethanolamine
benzoic acid metformin
glyoxylic acid melamine
PFASCONTAMINAZIONE CHIMICA DELLE ACQUE: NECESSITA‘ DI UN NUOVO
APPROCCIO ANALITICO E DI MONITORAGGIO
• La legislazione include solo una
piccola frazione delle sostanze
chimiche presenti nell‘ambiente
• La maggior parte delle sostanze
attualmente in uso non sono incluse.
• Scarsa conoscenza dei rischi derivanti
dalle miscele
• La derivazione di standard di qualità
ambientale per le sostanze chimiche e
la messa a punto di monitoraggi 105 chemicals in daily
chimici richiede
ne costi elevati. use
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104 chemicals in
environmental samples
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Necessità di un nuovo
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approccio 3
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5.0
0
Time
-->Wernersson Ann-Sofie; Carere Mario, et al. (2015): The
European technical report on aquatic effect-based monitoring
tools under the water framework directive. Environmental
Sciences Europe, 2015; 27 (1) DOI: 10.1186/s12302-015-0039-
4. http://www.enveurope.com/content/pdf/s12302-015-0039-4.pdf
Press release at:
36
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150313083449.ht
mEffect Based Methods (EBM):
Biomarkers (es. test micronuclei su eritrociti di pesci)
Saggi Biologici in Vivo (es. embrioni di zebrafish, microtox, test su alghe)
Saggi Biologici in Vitro (es. Calux/Luciferasi, test di Ames/genotossicità)
Omics (Es. Metagenomica-analisi del microbioma)
Metodi Ecologici che rispondono ad inquinanti chimici (es. diatomee)
Primo meeting WG europeo in ISS il 2-3 ottobre 201738
39
Conclusioni • I contaminanti emergenti negli ecosistemi rappresentano un potenziale rischio per la salute umana e per l’ambiente (es. PFAS) • I cambiamenti climatici possono accentuare tali rischi (es. scarsità d’acqua) • Sono necessarie quindi metodologie e strategie adeguate in modo da ridurre l’impatto di questa problematica. • Tali azioni devono comprendere l’utilizzo di nuovi metodi di monitoraggio innovativi (es. effect based, watch list) e misure di contenimento a tutti i livelli per limitarne la diffusione • Le azioni intraprese nell’ambito della Direttiva Quadro Acque ed il Norman network rappresentano due esempi rilevanti di azioni di gestione della problematica.
GRAZIE!
mario.carere@iss.it
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