Tossicità di inquinanti ambientali correlati ai processi di incenerimento dei rifiuti solidi urbani: studio dei meccanismi molecolari su cellule del tratto respiratorio

I moderni stili di vita portano alla produzione di una grande quantità di rifiuti, che tende costantemente ad aumentare (McKay, 2002). Il modo più efficace per tentare di risolvere questo problema è quello di ridurne il volume. Gli odierni inceneritori di rifiuti solidi urbani sono in grado di diminuire il volume e la massa dei rifiuti, ma le sostanze che vengono emesse possono essere altamente tossiche. I sottoprodotti che si formano, in particolare la frazione più leggera delle ceneri (Fly Ash), possono contenere alte quantità di metalli pesanti volatili, come Cd, Pb e Zn, oltre a diossine e furani (Yao et al., 2012). Il particolato atmosferico (PM) è un importante fattore di rischio ambientale e per la salute. Molti studi epidemiologici hanno infatti evidenziato una correlazione diretta tra l’esposizione al PM e l’insorgere di infezioni respiratorie acute, tumore polmonare e malattie croniche del tratto respiratorio e del sistema cardiovascolare (de Kok et al., 2006). Il Fly Ash, raccolto dal filtro a manica dell’inceneritore dei rifiuti solidi urbani di Bolzano, è stato utilizzato come modello di miscela di particelle a composizione complessa rilasciata in atmosfera, al fine di studiare il meccanismo delle risposte biologiche precoci di cellule epiteliali polmonari umane BEAS-2B e A549. Sono stati inoltre studiati alcuni campioni ottenuti da filtri di aria posti in diverse posizioni della città di Bolzano. Le analisi chimico-fisiche hanno permesso di identificare e quantificare gli inquinanti presenti, mentre i test in vitro di valutare gli effetti tossici del Fly Ash (Frazione Totale) e dei campioni d'aria. Gli studi hanno riguardato anche gli effetti di alcune frazioni derivate dal Fly Ash: Frazione Idrosolubile, Non-Idrosolubile e DMSO-solubile. L’esposizione alla Frazione Totale ha indotto una riduzione concentrazione-dipendente della crescita cellulare (in modo particolare delle cellule BEAS-2B) e un’aumentata produzione di ROS. Lo stress ossidativo indotto è stato confermato anche dalla diminuzione del contenuto di tGSH e dall’induzione dell’eme ossigenasi-1. Inoltre è in grado di innescare risposte infiammatorie con attivazione di NF-kB e aumento dei livelli di IL-6 e IL-8. I dati hanno confermato una forte correlazione tra la composizione dei campioni e i loro effetti biologici, infatti le frazioni Totale e Non-Idrosolubile si sono rivelate quelle più tossiche, mentre le frazioni Idrosolubile e DMSO-solubile sono quelle meno attive. Il pre-trattamento delle cellule con l'antiossidante N-acetilcisteina inibisce nettamente la produzione di ROS, la riduzione dei livelli di tGSH e la secrezione di IL, confermando così il coinvolgimento dello stress ossidativo nei meccanismi di tossicità indotti dal Fly Ash. I risultati ottenuti studiando alcuni campioni ottenuti da filtri di aria posti in diverse posizioni della città, sottolineano innanzitutto la buona efficienza dei sistemi di filtrazione dei fumi dell’inceneritore, in grado di diminuire notevolmente la quantità di IPA, diossine e soprattutto metalli emessi in atmosfera e quindi di limitarne i possibili danni. Tra i campioni studiati, influenzati in maniera più o meno importante dalla presenza di diverse fonti di emissione, tra cui l’inceneritore, solo quello ottenuto dal filtro posto a camino dell’impianto è in grado di attivare un’importante risposta ossidativa e infiammatoria, indicando un significativo contributo delle emissioni, in ogni caso inferiori ai limiti imposti dalle vigenti normative.