Farmaci COVID nel Fiume Nexapa: Un Cocktail Pericoloso Nascosto nelle Acque

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un’indagine un po’ particolare, una di quelle che ti fa riflettere su quanto le nostre azioni, anche quelle dettate da emergenze sanitarie globali come la pandemia di COVID-19, abbiano ripercussioni inaspettate sull’ambiente che ci circonda. Avete mai pensato a dove finiscono tutti i farmaci che abbiamo assunto in quantità massicce durante quel periodo? Ecco, è proprio quello che ci siamo chiesti anche noi.

La nostra attenzione si è concentrata sul fiume Nexapa, in Messico, un corso d’acqua che, come tanti altri nel mondo, riceve gli scarichi degli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP). E indovinate un po’? Questi impianti, per quanto facciano del loro meglio, non sono progettati per eliminare completamente molecole complesse come quelle dei farmaci.

La Nostra Missione: Sulle Tracce dei Farmaci nel Fiume Nexapa

Durante la pandemia, l’uso di alcuni farmaci è schizzato alle stelle. Parlo di antivirali, antibiotici, antinfiammatori, anticoagulanti, ma anche di medicinali da banco come il paracetamolo. In Messico, ad esempio, le vendite di desametasone sono aumentate del 170% nel 2020, e la richiesta di ivermectina è cresciuta addirittura del 652%! Numeri da capogiro, spinti dall’urgenza clinica, dalla domanda pubblica e, diciamocelo, a volte anche da informazioni non proprio accurate sulla loro efficacia.

Così, ci siamo messi al lavoro per capire quali di questi farmaci – specificamente acetaminofene (paracetamolo), albendazolo, clorochina, desametasone, diclofenac, idrossiclorochina e ivermectina – fossero presenti nel fiume Nexapa. Abbiamo prelevato campioni d’acqua in diversi punti: prima dello scarico dell’impianto di trattamento, direttamente nell’effluente dell’impianto e 300 metri dopo il punto di scarico. Per “catturare” e concentrare queste sostanze, abbiamo usato una tecnica chiamata Estrazione in Fase Solida (SPE), per poi identificarle e quantificarle con una strumentazione super precisa (HPLC-DAD-MS).

È importante sottolineare una cosa: durante tutto il nostro periodo di campionamento, l’impianto di trattamento scaricava direttamente le acque reflue municipali nel fiume Nexapa senza un vero e proprio trattamento. Questo, ovviamente, ha reso i nostri risultati ancora più significativi.

Cosa Abbiamo Trovato? Un Cocktail Farmaceutico Inaspettato

I risultati hanno parlato chiaro: gli effluenti dell’impianto di trattamento sono la via principale attraverso cui questi composti entrano nell’ambiente acquatico. E qui arriva la parte interessante. Tra tutti i farmaci cercati, l’ivermectina è risultata essere quella con il potenziale rischio ecologico più alto, nonostante la sua concentrazione non fosse la più elevata (6.17 µg L^-1). A seguire, abbiamo trovato il diclofenac (25.75 µg L^-1) e il paracetamolo (ben 132.89 µg L^-1) come altri “sorvegliati speciali”.

Abbiamo rilevato la presenza di tutti i composti, seppur sotto il limite di quantificazione, anche nel punto P1 (prima dello scarico dell’impianto). Ma è nei punti P2 (effluente) e P3 (dopo lo scarico) che le concentrazioni di acetaminofene, albendazolo, desametasone e diclofenac sono aumentate, indicando un contributo diretto dell’impianto all’inquinamento del fiume. Questo non ci sorprende del tutto: gli impianti di trattamento sono progettati per rimuovere inquinanti “classici” come BOD, COD, solidi sospesi, nutrienti e patogeni, ma faticano con composti chimici complessi e recalcitranti come i farmaci.

Le concentrazioni di ivermectina (5-20 µg L^-1), desametasone (3 µg L^-1) e albendazolo (0.7 µg L^-1) che abbiamo trovato sono in linea con quelle riportate in altri studi su effluenti di WWTP. Per diclofenac e paracetamolo, le concentrazioni erano più alte, un fenomeno comune in queste analisi. Pensate che in altri studi sono state riportate concentrazioni di diclofenac fino a 3700 µg L^-1 e di paracetamolo fino a 6209 µg L^-1!

La presenza di questi farmaci, usati anche per il trattamento sintomatico del COVID-19, suggerisce che l’uso intensivo durante la pandemia abbia influenzato i livelli di contaminazione a Izucar de Matamoros, coincidendo con la quarta e la quinta ondata di contagi nella regione. Tuttavia, è difficile attribuire la loro presenza esclusivamente alla pandemia, dato che molti di questi farmaci hanno anche altre applicazioni terapeutiche. E qui sorge un problema: la mancanza di dati storici sulla presenza di questi composti nella regione ci impedisce di stabilire una “linea di base” e valutare con precisione l’aumento dovuto all’emergenza sanitaria.

Abbiamo anche calcolato i carichi inquinanti (grammi al giorno) rilasciati nel fiume: tutti i farmaci target vengono scaricati in quantità di grammi, con il paracetamolo che raggiunge scarichi fino a un chilogrammo al giorno! Utilizzando un software di stima (EPI Suite™), abbiamo valutato che anche in condizioni operative ideali, un impianto equivalente raggiungerebbe una conversione massima del 56% per il diclofenac. Questo ci dice che i farmaci studiati sono altamente recalcitranti.

L’Impatto sull’Ecosistema: Chi Paga il Prezzo?

Una volta quantificati i farmaci, abbiamo cercato di capire quale fosse il rischio ecologico per gli organismi acquatici, considerando tre livelli trofici: alghe, invertebrati e pesci. Per farlo, abbiamo calcolato i Quozienti di Rischio (RQ), un rapporto tra la concentrazione misurata nell’ambiente e la concentrazione prevista senza effetti nocivi.

L’ordine di rischio per i farmaci trovati è stato: ivermectina > diclofenac > paracetamolo > desametasone > albendazolo. Nel punto P2 (l’effluente dell’impianto), ben quattro farmaci presentavano un rischio elevato per tutti e tre i livelli trofici. I pesci sono risultati sensibili a paracetamolo, desametasone e albendazolo, gli invertebrati sono apparsi più vulnerabili all’ivermectina, mentre le alghe hanno mostrato una maggiore sensibilità al diclofenac.

L’ivermectina ha mostrato i valori di RQ più alti in assoluto, sia nell’effluente (RQ = 1.082.500) sia nel fiume Nexapa (RQ = 16.316). Il rischio maggiore è stato osservato per gli invertebrati, seguiti da alghe e pesci. Questo suggerisce che l’ivermectina potrebbe rappresentare una priorità ambientale persino maggiore di diclofenac e paracetamolo. Il desametasone si è classificato come la quarta sostanza a più alto rischio.

Non Solo il Fiume: Rischi a Cascata per Agricoltura e Salute

Questi risultati sono molto importanti, perché l’impatto non si ferma all’ambiente acquatico. Le acque del fiume Nexapa vengono utilizzate anche per irrigare coltivazioni come ortaggi, mais e canna da zucchero. I farmaci possono bioaccumularsi nelle piante, portando a una biomagnificazione dei loro effetti quando queste piante vengono consumate da animali e umani. Il diclofenac, ad esempio, è noto per la sua capacità di bioconcentrarsi e bioaccumularsi negli ecosistemi acquatici.

Inoltre, questi composti possono alterare il ciclo dei nutrienti, con ripercussioni sulla salute del suolo e sulla produttività agricola. E non dimentichiamo gli effetti sinergici: queste sostanze, presenti come miscele, possono aumentare i rischi ecologici. È il fenomeno della “tossicità da miscela”, dove diverse sostanze possono colpire lo stesso meccanismo molecolare, o alcune possono agire come “potenziatori” degli effetti di altre, come osservato per la combinazione di paracetamolo e diclofenac sulla ciclossigenasi.

Cosa Possiamo Fare? Sfide e Prospettive Future

È chiaro che servono misure specifiche per mitigare l’impatto di questi composti. Questo include lo sviluppo di sistemi di trattamento efficaci e la loro integrazione nelle normative locali. Programmi di manutenzione preventiva e correttiva, insieme all’aggiornamento degli impianti WWTP, sono essenziali.

Una limitazione del nostro studio è che la valutazione del rischio ecologico si basa su valori di tossicità (EC50/LC50) derivati da modelli QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships). Questi modelli sono utili per una valutazione preliminare, ma portano con sé un certo grado di incertezza. Quindi, le stime di rischio che presentiamo dovrebbero essere interpretate come preliminari e indicative. Studi futuri dovranno includere test di tossicità sperimentali per validare queste previsioni.

I nostri risultati sottolineano l’urgenza di implementare tecnologie di trattamento delle acque reflue che permettano una rimozione efficiente di questi composti, insieme a misure normative e strategie di monitoraggio. Si potrebbe adottare un modello simile a quello dell’Unione Europea, basato su una “lista di controllo” di inquinanti da analizzare per identificare le sostanze prioritarie da controllare e le fonti di emissione. Questi inquinanti prioritari dovrebbero poi essere inclusi nelle normative ufficiali messicane.

Certo, i nostri risultati sono limitati alle condizioni specifiche in cui abbiamo raccolto i campioni e potrebbero non riflettere pienamente la variabilità temporale e spaziale delle concentrazioni nel fiume Nexapa. Fattori ambientali e operativi non controllati potrebbero influenzare i dati. Per questo, studi futuri dovrebbero ampliare il campionamento e considerare queste variabili.

In conclusione, la sfida è complessa, ma affrontare l’inquinamento da farmaci è cruciale per la salute dei nostri ecosistemi acquatici e, in ultima analisi, per la nostra. Servirà una collaborazione interdisciplinare e approcci tecnologici innovativi per garantire la sostenibilità a lungo termine dei nostri fiumi e delle nostre acque.

Fonte: Springer