Rivisitazione delle “sostanze chimiche per sempre”, esposizione a PFOA e PFOS nell’acqua potabile

npj Clean Water volume 6, Numero articolo: 57 (2023) Citare questo articolo

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L’acido perfluoroottanoico (PFOA) e il perfluorottano solfonato (PFOS), noti come le sostanze per e polifluoroalchiliche (PFAS) più rilevate in vari comparti ambientali, sono stati associati all’inquinamento plastico e alla disfunzione endocrina. Negli ultimi 180 anni (1839-2019) sono stati identificati numerosi contaminanti emergenti, e PFOA e PFOS hanno ricevuto notevole attenzione sulla base di prove scientifiche e pubblicazioni. Tra il 2018 e il 2019, il PFOA e il PFOS hanno registrato un tasso di aumento relativamente elevato, rispettivamente del 18,8% e del 13,6%. Mentre i paesi sviluppati hanno fatto progressi nella definizione di linee guida rigorose, i paesi in via di sviluppo e sottosviluppati spesso mancano di normative e meccanismi per affrontare i PFAS emergenti. Inoltre, sono necessari progressi nelle tecnologie di rimozione dei PFAS per migliorarne l’efficacia e la fattibilità. L’istituzione di conformità normativa, insieme alla valutazione dell’esposizione e alla caratterizzazione del rischio, è essenziale per fornire consigli precauzionali sulla protezione delle fonti d’acqua, sulla sicurezza dell’approvvigionamento idrico, sui rischi per la salute, sull’efficienza del trattamento e sulla previsione della contaminazione. Tuttavia, un approccio più completo e un database per valutare l’esposizione e i rischi sono ancora indispensabili per combattere efficacemente la contaminazione da PFAS nell’acqua potabile. Pertanto, questa revisione mira a migliorare le pratiche di monitoraggio e gestione ambientale in risposta alla crisi globale della contaminazione da PFAS. L’analisi dei bisogni, degli approcci, dei benefici e delle sfide (NABC) si basa sulle attuali tendenze dei PFAS nell’ambiente e sull’esposizione umana attraverso l’acqua potabile.

Le sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS) sono una classe di sostanze chimiche altamente fluorurate ampiamente sintetizzate e utilizzate a partire dagli anni '40 in varie pratiche industriali e prodotti di consumo, agendo come tensioattivi, ritardanti di fiamma, additivi, lubrificanti e pesticidi; generati come sottoprodotti, residui e intermedi in vari processi1,2,3. A causa dei loro molteplici legami carbonio-fluoro (C–F), i PFAS mostrano una maggiore stabilità chimica e termica, rendendoli persistenti e resistenti alla degradazione4. Sono anche idrofobici e lipofobi, capaci di bioaccumulo e assorbimento e possono essere trasportati attraverso varie modalità di azione nell'ambiente, provocando così tossicità per gli organismi5. Il destino ambientale dei PFAS è influenzato dalle loro proprietà strutturali, inclusi i gruppi funzionali, la lunghezza della catena del carbonio, l'idrofobicità e la lipofobicità5,6. Con oltre 4.000 composti appartenenti a questa classe e utilizzati in vari settori e prodotti come polimeri e additivi, i PFAS, comunemente definiti "sostanze chimiche per sempre", sono sospettati di contaminanti ambientali e interferenti endocrini, sebbene solo un piccolo numero sia attualmente monitorato e regolamentato7 ,8.

All’inizio degli anni ’60, la scoperta dell’esposizione umana ai contaminanti ambientali derivanti dalla produzione e dall’applicazione di PFAS segnò l’emergere di una crisi di contaminazione globale9. I PFAS sono ampiamente utilizzati per le loro proprietà “antiaderenti” e la loro capacità di ridurre la tensione superficiale, rendendoli preziosi nel respingere acqua e olio, prevenire macchie e modificare la chimica della superficie8. A causa del loro uso diffuso come componenti chiave nelle schiume acquose filmogene (AFFF), siti di contaminazione da PFAS continuano a essere scoperti in tutto il mondo, in particolare in prossimità di aeroporti e basi militari dove l'AFFF è spesso utilizzato per attività antincendio e di formazione3,8. Il PFAS presenta un'ampia gamma di effetti tossici, tra cui tossicità sullo sviluppo, genotossicità, cancerogenicità, epatotossicità, tossicità riproduttiva, immunotossicità, citotossicità, neurotossicità e tossicità ormonale10. Principalmente, sono stati associati a rischi elevati di cancro, risposte immunitarie, sindromi metaboliche, problemi di sviluppo ed effetti sulla riproduzione8. Questi effetti avversi derivano dalla loro capacità di alterare il sistema endocrino attraverso le interazioni con i recettori nucleari, classificando i PFAS come potenziali interferenti endocrini10,11.

1) when employing the stricter RfD values set by the New Jersey Department of Environmental Protection (PFOA: 2 ng/kg/day; PFOS: 1.8 ng/kg/day). Despite the highest RI associated with PFAS in drinking water from Brazil compared to those from France and Spain, drinking water consumption in all three countries may not pose an immediate health risk (RI < 1) to all age groups of consumers77. The risk quotient (RQ) method is another deterministic approach commonly used for environmental and human health risk assessment72,136,137,138. In Guangzhou city, the predominant occurrence of PFOA and PFOS in tap water from drinking water treatment plants was deemed safe for drinking (RQ < 1), as reported with RQ values ranging from 10−3 to 10−2 119./p> 2 years; 12.2 kg; 0.41 L/day), children (3–12 years; 26.0 kg; 0.72 L/day), adolescents (13–18 years; 58.2 kg; 0.97 L/day), and adults (≥ 19 years; 62.8 kg; 1.50 L/day), and the data on exposure factors were recently been updated147,148. In Japan, adults, both males (64.0 kg) and females (52.7 kg), have relatively low drinking water intake, approximately at 0.67 L/day149. The Malaysia database reflects different body weights and daily water intake of children (aged < 20 years) (25.3 kg; 1.26 L/day) and adults (aged ≥ 20 years) (68.4 kg; 1.86 L/day), with a frequency of exposure (365 days/365 days = 1)72. In the Oceania region, specifically, Australia, recommended water intake for males (85 kg) and females (70 kg) is 2 L/day, reflecting life expectancy150. Furthermore, there are gender variations in human morphology and drinking water consumption pattern, with males generally having higher body weight and water ingestion. Other than that, the EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition, and Allergies (NDA) recommends age-specific water intake values in Europe, including 0.8–1 L/day for infants aged 6–12 months, 1.1–1.2 L/day for children aged 1–2 years, 1.3 L/day for children aged 2–3 years,1.6 L/day for children aged 4–8 years, and 2.1 L/day for male and 1.9 L/day for female children aged 9–13 years151. Adolescents aged ≥ 14 years are classified as adults and have a recommended water intake of 2.5 L/day for males and 2.0 L/day for females. In cases where actual measured data is unavailable, the EFSA Scientific Committee provides default body weight values of 5 kg for infants aged 0–12 months, 12 kg for children aged 1–3 years, and 70 kg for adults152. Campestrini and Jardim153 conducted a human health risk assessment based on the average weight of 70 kg and daily water intake of 2 L for a standard European adult, as recommended by the EFSA Scientific Committee152./p>