Bio-monitoraggio con api: un efficace sistema di allerta per la valutazione dei rischi tossicologici

Articolo pubblicato sul numero di gennaio-febbraio 2021 della rivista “L’apicoltore Italiano”

I primi studi sull’impiego di indicatori ambientali risalgono a circa metà del XIX sec., (A. Grindon, 1859 e W. Nylander, 1866), e si riferiscono ai licheni, associazioni simbiotiche tra funghi ed alghe, i quali con la loro graduale scomparsa dai grandi centri urbani e da aree fortemente industrializzate, sono considerati dei buoni indicatori dell’inquinamento atmosferico a bassa concentrazione.

Molti altri organismi, sempre in qualità di bioindicatori, sono stati utilizzati negli anni per valutare la qualità delle acque superficiali (macro-invertebrati) e l’inquinamento atmosferico (piante). Tuttavia, l’introduzione sul mercato agricolo di pesticidi ad elevato potenziale tossico, come il DDT, concentra l’attenzione degli scienziati sugli insetti pronubi ed in particolare sull’ Apis mellifera. Insetto sociale ubiquitario, facile da allevare, l’ape risulta particolarmente utile per il reperimento di “campioni” da sottoporre ad analisi chimica per l’identificazione e la quantificazione di residui pericolosi. Già negli anni ’50 del secolo scorso infatti, numerosi studi vengono incentrati sull’utilizzo delle api e dei loro prodotti nella valutazione dell’inquinamento ambientale (Anderson e Atkins, 1958; Anderson e Tuff, 1952; Celli, 1983; Celli e Gattavecchia, 1983; Celli et al., 1985; Celli e Porrini, 1987; Ricciardelli D’albore et al., 1993; Costa et al., 2019). Oggi sappiamo che le api (sistema di raccolta) realizzano circa 10 mila micro-campionamenti giornalieri da diverse matrici ambientali (aria, acqua e suolo) trasportando nell’alveare (sistema di accumulo) i residui tossici eventualmente presenti. Tali residui si distribuiscono tra i diversi tessuti dell’alveare (miele, polline, cera, ecc.), in base alle relative caratteristiche chimico-fisiche e pertanto secondo tali caratteristiche è importante selezionare accuratamente le matrici di elezione per una corretta valutazione eco-tossicologica dell’area sottoposta a bio-monitoraggio, sempre secondo le esigenze del caso.

Miele e polline, prodotti alimentari di origine vegetale “semi-lavorati” dalle api, consentono di misurare i livelli di inquinamento associati alla bio-massa vegetale, nonché i possibili rischi di esposizione umana attraverso i prodotti del settore agricolo. La propoli, può essere un utile indicatore di scarsa biodiversità vegetale e di inquinamento da sostanze altamente persistenti che si concentrano in particolare nei grassi e quindi nelle resine vegetali. La propoli in particolare, può risultare contaminata da derivati del petrolio e altri oli raffinati che le api usano in mancanza di altre sostanze resinose di origine vegetale (il petrolio è una resina di origine vegetale, lo sapevi??). La cera invece, matrice grassa prodotta dalle api operaie tra il 12° e il 18° giorno di vita, risulta un ottimo indicatore dei livelli di accumulo di sostanze tossiche da parte di un organismo animale.  I progetti di bio-monitoraggio che negli ultimi anni sono stati finanziati da aziende private (https://www.lanuovaecologia.it/al-via-il-monitoraggio-ambientale-con-le-api-sentinelle/; https://www.peopleforplanet.it/biomonitoraggio-ambientale-le-api/; http://ha.gruppohera.it/responsabilita_ambientale/biomonitoraggioapipozzilli/) hanno permesso di approfondire l’utilizzo della cera ai fini di una valutazione tossicologica approfondita, mirata all’identificazione dei rischi ecologici connessi all’inquinamento, per la tutela della salute umana e delle biodiversità (Tulini et al., 2020). Gli inquinanti altamente persistenti infatti, come le diossine o gli idrocarburi policiclici aromatici, immessi in ambiente come un variegato gruppo di diversi congeneri con diverso potenziale tossico, presentano generalmente bassi livelli ambientali, difficili da quantificare, ma risultano presenti con concentrazioni interessanti nei grassi animali e nei fluidi biologici umani. Per questo motivo, queste sostanze sono soggette a dei limiti massimi residuali negli alimenti (considerati principale fonte di esposizione), sanciti dalla normativa europea del settore alimentare e il superamento di tali limiti di concentrazione classifica l’alimento contaminato come: non commestibile. Queste sostanze infatti subiscono all’interno della biosfera, fenomeni di bio-accumulo e bio-magnificazione, che ne determinano un aumento delle concentrazioni lungo la catena trofica. Questo fenomeno risulta più intenso negli ambienti ad alta densità di popolazione e nei centri urbani altamente industrializzati. I dati presentati in tabella mostrano le concentrazioni di IPA misurate nella cera di alveari localizzati in territori con diverso livello di antropizzazione. Come riportato da altri autori (Perugini et al., 2009; Kargar et al., 2017), le concentrazioni misurate su api risultano direttamente proporzionali a quelle misurate nell’aria e nell’acqua. Le concentrazioni di IPA nel miele si presentano invece ridotte come negli alimenti vegetali ed i congeneri identificati sono generalmente IPA “leggeri” caratterizzati da 3 e 4 anelli benzenici. Nella cera si riscontrano invece concentrazioni interessanti anche per i congeneri “pesanti” ed il profilo quali-quantitativo cambia significativamente in base al livello di antropizzazione del territorio monitorato*. Tali evidenze si osservano dai dati riportati in tabella, estrapolati dai risultati dei progetti di biomonitoraggio finanziati dal Gruppo Hera e dalla Ducati Motor Holding S.p.A. nel 2020. In particolare: fenantrene, fluorantene e fluorene, derivati dai processi di combustione che alimentano il riscaldamento domestico, risultano più elevati nella Città Metropolitana di Bologna con una densità di popolazione di circa 2773,2 abitanti/Km2 , rispetto alla provincia molisana di Isernia che presenta una densità di popolazione dieci volte inferiore.

tab1: LOQ Limite di rilevabilità

I dati presentati mettono in risalto l’efficacia del bio-monitoraggio con api nel definire, non solo i livelli di inquinamento ambientale, bensì i rischi tossicologici per la salute umana, presenti in un determinato ambiente attraverso diverse vie di esposizione: inalatoria, alimentare, ecc.; nonché quelli associati alla conservazione delle biodiversità animali e vegetali attraverso i fenomeni di bio-accumulo e bio-magnificazione. Le possibili applicazioni di questi percorsi diagnostici e di profilassi per la tossicologia ambientale e quindi per la tutela della salute umana, variano in base a numerosi fattori. Tra questi ricordiamo che le caratteristiche orografiche e le varietà vegetali del territorio influenzano significativamente il raggio d’azione delle api bottinatrici e quindi il raggio dell’area monitorata. Il tipo di attività antropiche sul territorio influenza invece il profilo tossicologico atteso, che deve pertanto essere valutato da personale competente secondo le esigenze dell’ente interessato al progetto, al fine di pianificare il percorso diagnostico più adatto per garantire risposte utili al miglioramento degli indissolubili rapporti tra uomo, animale e ambiente.

*La cera analizzata per questa indagine è stata prodotta interamente dalle api, pertanto non sono presenti pregresse contaminazioni dei fogli cerei in cui tali sostanze sono probabilmente destinate ad aumentare in virtù dei trattamenti termici tipici del processo produttivo e all’uso frequente di altre sostanze per migliorarne la manipolazione commerciale.

a cura della dr.ssa Serena Tulini

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