Arsenico, analisi chimica e tossicità dell’acqua

Ritorna sulla stampa locale di Latina il problema dell’arsenico nell’acqua.

Scrive Sam Kean nel suo bellissimo saggio “Il cucchiaino scomparso” (Adelphi edizioni, 2012): “…il primo amore di Bunsen fu l’arsenico…Anche se la sua reputazione come veleno risale ai tempi antichi (a Roma gli assassini lo usavano spalmato sui fichi), le sue proprietà chimiche… erano praticamente sconosciute prima che il nostro eroe (n.d.r. Bunsen)) iniziasse a riempirne varie provette per studiarlo meglio. Si occupò soprattutto del cacodile, un composto dell’arsenico… <<puzzolente>>. Bunsen scrisse che il suo odore mefitico gli procurava addirittura allucinazioni, <<formicolio a mani e piedi, a volte giramento di testa e insensibilità>>, mentre la lingua <<si copriva di una patina nera>>….”

Anche il chimico Primo Levi, conosciuto ai più come scrittore, nel racconto Arsenico de Il sistema periodico, fa presagire la mutevole pericolosità dell’arsenico combinato, facendo osservare, con riferimento alla mitridatizzazione, che gli organismi possono abituarsi gradualmente ai composti dell’arsenico ingerendone gradualmente dosi minime vieppiù crescenti, e che, nei casi  più comuni, come l’avvelenamento della signora Emma protagonista del famoso romanzo Madame Bovary di Flaubert, induce ad una lunga morte dolorosa: “ Pesai un grammo di zucchero nel crogiolo di platino (pupilla dei nostri occhi) per incenerirlo sulla fiamma: si levò nell’aria del laboratorio l’odore domestico ed infantile dello zucchero bruciato, ma subito dopo la fiamma si fece livida e si percepì un odore ben diverso, metallico, agliaceo, inorganico, anzi, controrganico: guai se un chimico non avesse naso. A questo punto è difficile sbagliare: filtrare la soluzione, acidificarla, prendere il Kipp, far passare idrogeno solforato. Ecco il precipitato giallo di solfuro, è l’anidride arseniosa, l’arsenico insomma, il Mascolino, quello di Mitridate e di Madame Bovary.”

Questa premessa mi è sembrata necessaria per evidenziare che sin dall’antichità l’arsenico sia stato usato come potente veleno, e per allacciarmi al fatto cronachistico, in quanto da qualche tempo a questa parte si sta insistentemente parlando, e sui quotidiani scrivendo molto, riguardo il tenore di arsenico nelle acque destinate al consumo umano, in diverse zone laziali, tra cui quella del comune di Latina e dei comuni limitrofi (Aprilia e Cisterna), soprattutto quelle di origine vulcanica, in seguito al fatto che l’UE ha definitivamente tolto qualunque deroga alla soglia del limite di legge pari a 10µg/L (10 microgrammi per litro di acqua). A volte viene il dubbio di pensare se tale deroga nel passato sia stata concessa per abituare la gente alla mitridatizzazione. O, presumibilmente, per dar tempo alle Società, che gestiscono gli acquedotti, di attrezzare questi di impianti idonei per la dearsenificazione delle acque? Tali impianti sono basati sull’applicazione di due concetti chimico-fisici, l’osmosi inversa e l’adsorbimento, che mostrano un rendimento maggiore nel caso l’una e l’altro vengano combinati. Ovviamente, la diffusione dell’informazione della presenza dell’arsenico nelle acque destinate al consumo umano, al di sopra del limite di legge, ha allarmato molte famiglie che si sono viste indotte, a torto o a ragione, ad acquistare e a consumare le acque imbottigliate, aggiungendo questa spesa a quella consueta della periodica bolletta idrica.

Che cosa è l’arsenico? Dal punto di vista chimico, l’arsenico si presenta, allo stato elementare, in tre stati allotropici differenti, nero, giallo e cristallino o metallico. Non è tossico allo stato cristallino, ma risulta tale allo stato combinato: i composti inorganici – tra cui gli arseniti (con valenza tre)  e gli arseniati (con valenza cinque) – sono molto più tossici di quelli organici. La loro dose letale si aggira, in media, intorno al milligrammo per chilogrammo di peso corporeo. Ciò significa che basterebbero circa 80 mg, o meglio 0,080 g, cioè ancor meno di un decimo di grammo di arsenico ad uccidere un individuo di 80 kg. (Per i lettori non esperti il milligrammo – simbolo mg – è mille volte più grande del microgrammo – simbolo µg – usato per esprimere la concentrazione di arsenico nell’acqua). L’arsenico appartiene al quinto gruppo del sistema periodico degli elementi e per questo presenta proprietà chimiche molto simili al fosforo, sicché può sostituire quest’ultimo elemento in alcuni processi biochimici che avvengono a livello di metabolismo nelle cellule degli organismi viventi e quindi dell’uomo. Da qui uno dei suoi effetti tossici. C’è, ad esempio, una similitudine, detta in chimica isomorfismo, tra lo ione fosfato e lo ione arseniato. A causa di questo isomorfismo, lo ione arseniato entra al posto dello ione fosfato nel processo cellulare fondamentale, detto glicolisi (che etimologicamente significa scissione dello zucchero), che precorre il processo di respirazione, in cui da una molecola di glucosio si ottengono, tra l’altro, anche due molecole ricche di energia, quali l’ATP (o Adenosina TriFosfato – nome chimico di un ribonucleotide costituito dall’Adenina, dallo zucchero Ribosio e da tre gruppi Fosfato – necessario per la sintesi dell’acido nucleico RNA e per immagazzinare energia). In parole più semplici, in condizioni di normalità o meglio in assenza di ione arseniato, durante la respirazione cellulare avviene la scomposizione biochimica dei principi alimentari con produzione di energia (processi esotermici): una parte di questa energia viene immagazzinata grazie allo ione fosfato sotto forma di molecole di ATP. Questa energia, a sua volta, viene utilizzata a livello cellulare in tutti i processi biochimici che la richiedono (processi endotermici). L’ATP, per fare un’analogia, è come la batteria di un’auto, che si carica durante il funzionamento del motore dove avviene la reazione (esotermica) di combustione del carburante, e che si scarica nella fase di accensione del motore. La presenza di ione arseniato, dunque, blocca la formazione di ATP, impedisce il sopra citato accumulo di energia e questo, di conseguenza, porta alla morte le cellule. Lo ione arseniato entra come già detto al posto del fosfato negli acidi nucleici, e questo è un altro problema per la salute dell’uomo!

Francesco Giuliano, chimico

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