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Dinelli et al. (2010). Hydrogeochemical
analysis on Italian bottled mineral waters:
effects of geology. J. Geochem. Explor.
Prodotti in Italia:
12 miliardi di L/anno!
200 L/pro capite
415 marche officiali
Il 75 % in mano ad 8
società
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Il progetto (2008-09): Caratterizzazione geochimica delle acque minerali
imbottigliate consumate nei paesi membri della UE (EuroGeoSurveys
Geochemistry Expert Group), ca. 1800 campioni analizzati.
Raccolte 186 bottiglie di acque minerali, di 158 differenti marche (quelle più
reperibili) su 415 ufficialmente accreditate dall’Unione Europea per l’Italia.
Sono stati misurati, presso il Servizio Geologico tedesco, a Berlino, il pH, la
conducibilità elettrica e, con differenti metodi analitici, le concentrazioni di 69
elementi chimici e ioni.
Delle 186 bottiglie di acqua minerale campionate: 11 hanno un contenuto
naturale di anidride carbonica (CO2), 18 presentano CO2 addizionata
artificialmente e 157 non ne contengono affatto; 19 sono di vetro con tappo di
metallo e 167 sono di polietilene tereftalato (PET) con tappo di polietilene;
infine, 67 bottiglie sono colorate e 119 incolori.
Dinelli et al. (2010). Hydrogeochemical analysis on Italian bottled
mineral waters: effects of geology. J. Geochem. Explor.
Ampia diffusione delle
sorgenti concentrate però
in alcune aree che
individuano importanti
“distretti produttivi”.
Il chimismo delle acque
riflette le caratteristiche
dell’acquifero in cui sono
contenute!
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Ca-HCO3
Na-Cl
Na-Cl-(HCO3)
Ca-Na-(Mg)-HCO3
Ca-Mg-SO4
Ca-Mg-HCO3
Na-Ca-Mg-HCO3-Cl-SO4
H2Omarina
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4. Na–Cl–HCO3 acque interagenti con rocce
plutoniche (alterazione feldspati) o con depositi
evaporitici
1. La maggior parte delle acque sono di tipo
bicarbonatico-calciche Ca–HCO3 per interazione
con rocce prevalentemente sedimentarie.
2. La presenza di Magnesio (Ca–Mg–HCO3)
riflette la dissoluzione della dolomite nelle
acque delle Alpi centrali e dolomitiche.
3. Acque Ca–Na–HCO3 e Ca–Na–Mg–HCO3
con elementi alcalini come Na, e spesso K,
sono in associazione con rocce vulcaniche
dell’Italia centro-meridionale (Toscana-M.
Vulture) e ricche in sorgenti geotermiche.
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7. Acque ricche in solfati Ca–(Mg)–SO4
provengono dall’interazione con evaporiti o da
processi di dissoluzione dei sulfuri
nell’acquifero (shale).
5. Na–Cl, Na–Ca–HCO3–Cl, spesso con Mg,
originarie di aree a predominanza di rocce
metamorfiche ed intrusive oppure di zone
costiere ed insulari e riflettono un certo
contributo di acqua marina.
6. Acque con un buon mixing in termini di
costituenti maggiori (Ca–Na–Mg–HCO3–Cl–
SO4) riflettono situazioni di transizione fra
tipologie d’acqua 4 e 5, spesso in rocce
metamorfiche.
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• La presenza di singoli elementi in tracce è
relazionata alla litologia dell’acquifero.
Rocce vulcaniche (VOLC): As, B, Br−, Cl−, Cs,
I, K, Li, Na, NO3−, PO4
3−, Rb, Sc, SiO2, Sr, Te,
Ti, e V nelle acque con arricchimenti fino a 3
ordini di grandezza a confronto con altre
litologie.
Rocce sedimentarie (SED): le acque non
evidenziano un comportamento distinto e
mostrano valori elevati nella mediana del Bario
(Ba).
• La presenza di singoli elementi in tracce
è relazionata alla litologia dell’acquifero.
Rocce intrusive (PLU): i valori più elevati
nella mediana per le Terre Rare REE (Ce,
Dy, Gd, Er, Ho, Lu, Pr, Tb, Tm, and Yb) e Y.
Rocce metamorfiche (MET): Il Tungsteno
(W) mostra i valori più elevati nella
mediana della concentrazione,
probabilmente per la presenza di
mineralizzazioni nell’acquifero.
• Altri elementi d’importanza ambientale
(Cr, Tl, U e Zn), mostrano una distribuzione
di probabile natura geogenica anche se
non sistematicamente. La loro presenza
nelle acque riflette l’influenza delle
mineralizzazioni, delle province
geochimiche, e l’esistenza di litologie
particolari.
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Rocce
mafiche,
ultramafiche
e clastiche
Rocce
intrusive
o mineralizzazioni
Rocce
ignee, fluidi
idrotermali,
e black shale
Mineralizzazioni
Zn-Pb
• Le condizioni fisico-chimiche delle acque favoriscono probabilmente la
presenza in soluzione di quelli elementi che formano complessi ossianioni
quali NO3−, V, Cr, Se, W, Mo, U, and As.
• Molti elementi, anche i maggiori, mostrano una varietà naturale molto
ampia; questa è un’informazione importante in relazione al loro
comportamento per i quali i dati esistenti fino a questo studio erano scarsi.
Le loro concentrazioni risultano indipendenti dal valore di EC e riflettono le
condizioni locali.
• L’analisi statistica multivariata (R-mode factor analysis) evidenzia 5
fattori esplicativi della varianza totale che confermano che la distribuzione
di alcuni gruppi di elementi principalmente riflettono le caratteristiche
geologiche. Inoltre, enfatizza il fatto che in aree intensamente coltivate, in
cui vi è in uso diffuso dei fertilizzanti, è presente un “segnale” dovuto
all’attività antropica.
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rocce
carbonatiche rocce
vulcaniche (acquiferi
profondi e fluidi termali)
EPT in rocce
metamorfiche e province
magmatiche
Contributo antropico
(agricoltura) + litologie
vulcaniche-sedimentarie
Rocce metamorfiche +
graniti + solfuri
Cicchella et al. (2010). Trace elements and ions in Italian bottled mineral waters:
Identification of anomalous values and human health related effects. J. Geochem. Explor.
• Acque imbottigliate in vetro evidenziano maggiori concentrazioni di Al, Co, Cr, Cu, Fe, Pb,
Sn, Zr e REE (Sm)
• Il vetro (pigmenti) rilascia metalli nell’acqua!
• Eccezione è l’antimonio (Sb) usato nel processo produttivo del PET.
• Il rilascio di metalli in tracce è comunque molto limitato, al di sotto dei valori stabiliti dalle
linee guida.
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l’esposizione all’ alluminio (Al) è un fattore di rischio
sia per il morbo di Alzheimer. Sia l’OMS che le
legislazioni italiana ed europea stabiliscono per le
acque potabili un contenuto massimo di Al pari a 200
mg/litro. (237 mg/l per sorgente area vulcanica in
provincia di Roma).
Ammonio (NH4): tossico solo se l’assunzione è più
elevata della capacità di detossificazione. Non presente
in concentrazioni importanti nelle acque minerali.
L’assunzione a lungo termine di arsenico (As) è
strettamente correlata al rischio di cancro (pelle,
polmoni, vescica e rene) e all’insorgenza di altre
malattie della pelle (ipercheratosi e alterazioni della
pigmentazione). 9 marche (Lazio, Campania e
Sardegna) superano 5 mg/l con il limite di 10!
Berillio (Be): elemento cancerogeno che mima il
comportamento del Mg. Valori molto inferiori al limite di
4 mg/litro, tuttavia alcune sorgenti in rocce vulcaniche
tra Lazio e il Vulture presentano valori che si avvicinano
a questo limite e, in un caso, lo superano.
Boro (B): potenzialmente pericoloso. Concentrazione
più alta (1170 mg/l) nell’area vulcanica del M.Vulture,
supera il limite imposto dalla legislazione italiana per le
acque potabili (1000 contro i 500 mg/l dell’OMS).
Cloro (Cl): tossicità non osservata; limite massimo non
fissato dalla legislazione italiana, il riferimento sono i
250 mg/l dell’OMS.
Fluoro (F): per la legislazioni italiana ed europea 1.5 mg/l
per le acque potabili, 5 mg/l per quelle minerali. Rischio
fluorosi dentale e scheletrica a livelli elevati. Rocce
metamorfiche nel Nord Italia e vulcaniche nel Centro Italia
evidenziano sforamenti nel limite.
Nitrati (NO3) e nitriti (NO2): dannosi per la salute,
particolarmente per i bambini dove la riduzione a nitriti dei
nitrati porta all’ossidazione dell’emoglobina venendo a
mancare il trasporto di ossigeno ai tessuti (blue baby
syndrome). Per la legislazione italiana 45 mg/l di nitrati il
limite nelle acque minerali (10 mg/l per i neonati), 0.02
mg/l per i nitriti. Il 10 % delle acque minerali superano il
limite dei nitrati per i bambini (Nord Sardegna e Lazio).
L’assunzione di solfati (SO4) determina effetti
gastrointestinali. Europa ed Italia fissano a 250 mg/l il
valore soglia per le acque potabili, superato per il 5% delle
acque minerali (1278 mg/l in Valle d’Aosta).
Uranio (U): rischio tossicità maggiore di quello radioattivo.
Determina nefrite ma anche rischio infertilità e cancro
apparato riproduttivo. Valore guida OMS 15 mg/l, EPA 30
mg/l, assente per legislazione italiana. In rocce granitiche
della Sardegna, 31 mg/l.
Vanadio (V): sempre inferiore al limite soglia italiano per
le acque potabili (50 μg/L). Valori più elevati nelle aree
vulcaniche della Basilicata e della Sicilia orientale. No
evidenze di tossicità per assunzione forse per il basso
adsorbimento nel tratto gastrointestinale.
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Rischio salute Nitrati e Nitriti: come valutarlo ?
L’approccio corretto è considerare la sommatoria delle 2 specie nelle acque.
L’UE stabilisce la seguente condizione per le potabili:
[NO3−]/50 + [NO2
−]/3 ≤ 1 mg/l con [NO2−] ≤ 0.1 mg/l
Considerando che nell’uomo il 5 % dei nitrati assunti con la dieta è convertito in
nitriti gli autori propongono:
[NO3−]/20 + [NO2
−] ≤ Valore Guida NO2
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• Sulla base della nuova relazione, più del 60% delle acque
analizzate ha un contenuto potenziale di nitriti superiore al limite
indicato dalla legislazione europea per le acque minerali (10 %
supera il limite IT e EU per le acque potabili).
• Tuttavia, nelle acque minerali analizzate, i nitriti presentano valori
ben al di sotto del valore guida indicato dall’OMS per le acque
potabili.
Limite
acque minerali
Limite
acque potabili
• Necessità di implementare un database internazionale che fornisca in modo
robusto la variabilità delle concentrazioni dei singoli elementi, informazioni utili per
produttori, consumatori e organi di controllo.
• Il database è il punto di riferimento per attivare le misure necessarie alla
valutazione dal punto di vista tossicologico di quel numero ristretto di elementi
critici per la salute pubblica.
• E’ dimostrata un’ampia variabilità geografica, tra siti e tipologie di acquiferi. Non
corrisponde al vero la credenza che acque di sorgenti siano “pulite” poichè molti
elementi tossici sono naturalmente presenti nelle acque minerali in concentrazioni
sorprendentemente elevate. Per alcuni di essi manca il valore guida di
concentrazione permesso per le acque potabili.
• Alla luce di questi risultati Be, Co, Li, Mo, REEs, Th, Sn, e U possono raggiungere
concentrazioni elevate nelle acque minerali per cui sarebbe auspicabile condurre
studi di tipo tossicologico sugli effetti sulla salute umana al fine di pianificare
eventuali azioni correttive.
Considerazioni finali