Ambiente: ENEA rivela tossicità di metalli come il bismuto su organismi d’acqua dolce

Il bismuto, un metallo considerato dall’industria come possibile alternativa green al piombo, può accumularsi in alcuni organismi acquatici, con il rischio di trasferirsi lungo la catena alimentare. È uno dei principali risultati di uno studio pubblicato sulla rivista internazionale Science of The Total Environment e realizzato da ENEA, CNR-IRET (con il coordinamento del ricercatore Massimo Zacchini), Sapienza Università di Roma e Università della Tuscia, nell’ambito del progetto PNRR National Biodiversity Future Center - NBFC.

La ricerca ha valutato gli effetti del bismuto su due specie chiave utilizzate come bioindicatori degli ecosistemi di acqua dolce: Lemna minor, una minuscola pianta galleggiante nota come lenticchia d’acqua che forma caratteristici tappeti verdi sulla superficie di stagni e acque ferme; Echinogammarus veneris, un piccolo crostaceo anfipode che svolge un ruolo essenziale nel riciclo della materia organica e rappresenta una risorsa alimentare per pesci, anfibi e uccelli.

I risultati mostrano che entrambi gli organismi accumulano quantità molto elevate di bismuto nei tessuti, evidenziando un potenziale rischio di trasferimento lungo la catena alimentare. Ma con una differenza sostanziale. Dai test condotti in laboratorio, la pianta di Lemna minor è risultata più tollerante: anche a concentrazioni elevate di bismuto non sono stati osservati danni alla crescita né alterazioni del processo di fotosintesi. “Questo è il primo studio sugli effetti del bismuto in una specie vegetale acquatica e fornisce la prima evidenza della capacità di una pianta di sopportare alti livelli di questo metallo. In assenza di effetti tossici, i risultati suggeriscono come la lenticchia d’acqua sia in grado di attivare un meccanismo di controllo dell’assorbimento del metallo”, spiega la coautrice dello studio Valentina Iannilli, ricercatrice ENEA del Laboratorio Biodiversità ed ecosistemi del Dipartimento Sostenibilità. “Al contrario – aggiunge - un nostro studio precedente^[1] sulle piante terrestri aveva mostrato che il bismuto può indurre effetti tossici nelle fasi iniziali di sviluppo. Ad esempio, su una pianta di terra commestibile come il crescione (Lepidium sativum), dove avevamo osservato un’inibizione della crescita delle radici e chiari segnali di danni al DNA anche a basse concentrazioni, insieme a un’elevata capacità di bioaccumulo del metallo”.

Il piccolo crostaceo Echinogammarus veneris ha mostrato danni al DNA già alle concentrazioni più basse testate. “Vivendo a contatto diretto con i sedimenti, dove i metalli pesanti tendono ad accumularsi, questi organismi animali sono particolarmente esposti al bismuto (e non solo): possono ingerire particelle che lo contengono e assorbirlo attraverso il corpo, aumentando così l’esposizione e l’accumulo del metallo”, prosegue Iannilli.

Sebbene il bismuto sia considerato un metallo a bassa tossicità, i nuovi dati indicano che potrebbe avere effetti sub-letali sulle specie acquatiche più sensibili, con possibili ricadute sull’equilibrio generale degli ecosistemi. E l’elevata capacità dei crostacei analizzati di bioaccumularlo, insieme alla loro particolare sensibilità agli effetti genotossici, li rende a tutti gli effetti sentinelle utili a valutare l’impatto del metallo in natura.

La presenza naturale del bismuto sulla terra è molto bassa (circa 0,025 parti per milione), motivo per cui è classificato come metallo minore. Tra le fonti ‘antropiche’ indicate come potenziali vie di ingresso del bismuto nell’ambiente, ci sono le polveri derivanti da attività industriali e di trasporto, i residui di armi da fuoco e il particolato proveniente da fuochi d’artificio.   Con il suo crescente utilizzo in cosmetica^[2] e medicina^[3], è ragionevole aspettarsi un aumento della sua presenza nell’ambiente: è già stato rilevato nel ghiaccio alpino, nei fanghi e nelle acque reflue delle città svedesi, probabilmente a causa dell’uso crescente di cosmetici e di prodotti plastici che lo contengono. “Quest’ultimo caso richiede particolare attenzione, soprattutto considerando l’impiego dei fanghi nella produzione di biofertilizzanti per l’agricoltura. Nel complesso, il bismuto merita quindi maggiore attenzione come possibile contaminante emergente, sia per l’ampia e crescente prospettiva di utilizzo sia per i dati ecotossicologici che stanno emergendo”, conclude Iannilli.