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Le
acque profonde.
Benché in passato l’approvvigionamento si basasse sulle
acque di superficie ed esistano gradi impianti di
trattamento di acque superficiali a Dhaka e a Chittagong,
per la maggior parte il rifornimento, soprattutto nelle
aree rurali, avviene tramite l’utilizzo di acque di
falda attraverso pompe per lo più ad attivazione manuale
collegate a un tubo del diametro di 5-6 cm che penetra ad
una profondità di 30-60 m negli strati del sottosuolo
costituiti da sedimenti fluviali di granulometria fine
(argille, limi, sabbia fine). Questi pozzi forniscono
acqua potabile a circa il 97% della popolazione. L’acqua
di falda è inodore, priva o quasi di solidi sospesi e di
microrganismi patogeni, che infestano invece le acque
superficiali. In vaste zone del Paese, si trovano però in
soluzione sostanze nocive o tossiche, tra cui
l’arsenico.
L’arsenico
Forme e comportamento dell’arsenico nell’ambiente
Le forme di As presenti nelle falde sono date
prevalentemente dallo ione arseniato, derivato
dall’acido arsenico (H3AsO4), in cui l’As si trova
sotto forma pentavalente (AsV), e lo ione arsenito,
derivante dall’acido arsenioso (H3AsO3) in cui l’As si
trova in forma trivalente (AsIII). Il passaggio tra queste
due forme dipende dalle condizioni di ossido-riduzione
dell’ambiente. L’As può anche essere organicato dai
microrganismi e metilato dagli stessi, e conseguentemente
volatilizzato sotto forma di metilarsine.
Mentre l’arseniato (AsV) è fortemente adsorbito e
trattenuto dalle superfici minerali, in particolare dagli
ossidi di Mn, Fe, Al, e può co-precipitare durante la
loro formazione, la forma trivalente (AsIII) che prevale
in condizioni di riduzione, è decisamente più solubile e
più mobile, oltre che più tossica.
Tossicità
dell’arsenico
La maggior parte dei composti dell’As risultano tossici.
La dose letale per il 50% di una popolazione di topi
(LD50) per l’arsenito (AsIII) è di 4.5 mg Kg-1, mentre
quella dell’arseniato (AsV) è di 14 – 18 mg Kg-1.
L’arsenico può causare avvelenamento sia acuto, sia
cronico. L’avvelenamento cronico causa sintomi quali
debolezza cronica, perdita di peso, sindromi neurologiche,
diminuzione dei riflessi, perdita di capelli. Esposizioni
prolungate causano ipercheratosi, iperpigmentezione della
pelle, disturbi cardiovascolari, circolatori e del sistema
nervoso, disfunzioni epatiche e renali. Queste patologie
tendono a degenerare in cancrena. L’arsenico è
cancerogeno e induce la formazione di cancro della pelle,
fegato, reni, sangue, polmoni ed altri organi. L’As è
anche geneticamente tossico, in quanto inibisce le
riparazioni del DNA. Sono state riscontrate sinergie nella
manifestazione dei sintomi provocati dalla sindrome da
arsenicosi cronica con altri fattori di indebolimento
organico, come malnutrizione, avitaminosi, fumo, alcol,
coesistenza di altre patologie. La comparsa dei sintomi,
oltre che dalla concentrazione di arsenico nell’acqua
potabile assunta giornalmente, dipende in modo notevole da
fattori di predisposizione individuali, sia esterni che
interni.
Il limite legale per la potabilità delle acque in
Bangladesh è 0.05 mg/L, anche se di recente
l’organizzazione mondiale per la sanità ha abbassato la
soglia a 0.01 mg/L, valore che è stato adottato dalla
legislazione europea e statunitense come massimo limite
accettabile.
Di solito, sintomi esterni evidenti a carico della pelle
(macchie di iperpigmentazione, ipercheratosi, cancrene) si
segnalano presso comunità esposte a concentrazioni
intorno a 0.20 mg/L e oltre. Più difficile è valutare
l’incidenza dell’arsenicosi sulla comparsa di sintomi
meno specifici, come la comparsa di tumori a carico di
vari organi.
Chimica
delle acque di falda
Le acque di falda contaminate da As sono in condizioni
anossiche, con un potenziale redox molto basso
(dell’ordine di -200 mV) a fronte di un pH vicino alla
neutralità o poco superiore (7-7.5). La concentrazione di
elementi in soluzione è molto elevata: il ferro è in
media compreso tra i 5 e i 10 mg/L, ma concentrazioni
anche molto superiori sono riportate in letteratura; il
manganese supera spesso gli 0.5 mg/L. Questi elementi, di
per sé non tossici, diventano però pericolosi per la
salute a concentrazioni così elevate. Si trovano anche
elevate concentrazioni di fosfato (0.5-2 mg/L), azoto
sotto forma di ammoniacale (1-2 mg/L), solfuri, carbonati
e bicarbonati, carbonio organico, talvolta metalli pesanti
(nichel, zinco, rame, cromo, piombo …). Per quanto
riguarda l’arsenico, le concentrazioni nei pozzi del
Bangladesh sono molto variabili, andando da valori vicini
al limite legale (0.05 mg/L) a concentrazioni dieci, venti
volte maggiori. Nel distretto di Satkhira, concentrazioni
dell’ordine di 0.10-0.30 mg/L sono ordinarie, con punte
di 0.50-0.60 mg/L (Koila, Mahmoodpur, dintorni di Bhomra).
A livello nazionale, sono segnalate concentrazioni limite
di 2.00-3.00 mg/L (es. Noakali).
La
scoperta della contaminazione da arsenico della falda
superficiale in buona parte del Bangladesh, West Bengal
(India) e altri Stati indiani lungo l’asta fluviale del
sistema Gange-Brahmaputra-Meghna, risale alla metà degli
anni ’90 ed è avvenuta in seguito a diagnosi di
patologie da accumulo e avvelenamento cronico da arsenico
in alcuni pazienti in India. In seguito, le analisi
sistematiche delle acque di falda in Bangladesh e West
Bengal hanno lentamente evidenziato le proporzioni del
fenomeno. Benché le concentrazioni di arsenico nelle
acque bengalesi non siano le più elevate al mondo, la
vastità della zona colpita e il numero di persone
interessate (si parla di almeno 30 milioni; secondo alcune
stime sarebbero addirittura 100 milioni o più a bere
acqua con concentrazioni di arsenico rischiose)
rappresentano decisamente un triste primato mondiale.
Le
origini della contaminazione da arsenico delle acque della
pianura alluvionale del sistema fluviale
Gange-Brhamaputra-Meghna sono ancora dibattute. Riportiamo
una sintesi delle spiegazioni più comunemente accettate.
L’arsenico delle falde della pianura del Bengala è di
origine naturale, litogenetica, ossia l’As era contenuto
nei sedimenti fluviali che costituiscono queste pianure. I
sedimenti trasportati dal Gange che si sono via via
accumulati alla sua foce per una potenza di centinaia,
migliaia di metri, contenevano tracce di minerali primari
di arsenico, principalmente solfuri di ferro e As
(arsenopiriti), in quantità non particolarmente elevate,
rientranti nei valori medi riportati per i materiali
sedimentari. Con il tempo, però, le arsenopiriti in
alcuni strati sedimentari si sono ossidate e gli ossidi di
ferro risultanti sono rimasti nel sottosuolo sotto forma
cristallina o, spesso, di pellicole di materiale amorfo
ricoprenti le particelle di argilla. L’arsenico, insieme
a vari altri elementi meno nocivi, si è liberato dalle
arsenopiriti in via di alterazione, ma è rimasto legato
agli ossidi di ferro che da queste si sono originate.
L’arsenico, infatti, si lega alle superfici degli ossidi
di ferro, manganese e, in parte, alluminio, con un legame
chimico specifico, forte, difficile da spezzare. Dunque,
ancora il disastro non era avvenuto. Queste condizioni di
ossidazione (presenza di abbondante ossigeno) non erano
tuttavia permanenti. Con la risalita della falda gli
ossidi sono stati sommersi, inoltre della sostanza
organica si è dissolta nell’acqua di falda. Secondo
alcuni sarebbe sostanza organica arrivata nella falda di
recente, mentre secondo altri deriverebbe da depositi di
torbe sepolte formatesi da precedenti aree umide durante
la storia geologica di queste pianure. Questa sostanza
organica ha fornito nutrimento ai batteri che, esaurito
tutto l’ossigeno presente, hanno ridotto il ferro e il
manganese, causando la dissoluzione degli ossidi. A questo
punto l’arsenico è stato liberato in soluzione
nell’acqua, poiché sono state distrutte le fasi
minerali che lo trattenevano. Inoltre, l’arseniato si è
ridotto ad arsenito, che viene trattenuto dai minerali in
modo molto più limitato.
Precedentemente, erano state avanzate anche altre
spiegazioni. Una implicava l’origine “agricola”
dell’As. Il fosfato, fornito come fertilizzante ai suoli
agrari, è adsorbito dagli ossidi come l’arsenico, ed è
in grado di rimpiazzarlo sui siti attivi delle superfici,
solubilizzandone una gran parte. Inoltre, i concimi
fosfatici possono contenere una certa quantità di
arsenico. Le quantità molto basse di As presenti nei
suoli coltivati, però, non giustificano assolutamente le
concentrazioni ritrovate nelle falde. Un’altra teoria
suppone che la causa del rilascio dell’As sia da
imputare direttamente all’ossidazione delle arsenopiriti
in seguito alla sempre più ampia fluttuazione della falda
dovuta al pesante prelievo idrico e alla variazione
dell’idro-geologia della regione in seguito alla
captazione di importanti corsi d’acqua, per lo più a
scopo idroelettrico. Se così fosse, l’origine dell’As
sarebbe molto recente e la causa prettamente antropica. Le
condizioni fortemente riducenti che si riscontrano nelle
falde incriminate escluderebbero però questa possibilità
e le elevate quantità di ferro in soluzione e bicarbonato
derivante dalla degradazione della sostanza organica
suffragherebbero invece la teoria della dissoluzione
riduttiva degli ossidi di Fe mediata dai microrganismi.
Tuttavia, benché molti fattori naturali abbiano
contribuito al disastro, il contributo umano non è
necessariamente escluso. Infatti, la contaminazione sembra
peggiorare con il prelievo di acqua: è stata riscontrata
una certa correlazione positiva tra l’età dei pozzi e
il loro contenuto in arsenico e, soprattutto, la
concentrazione aumenta con la profondità fino a circa
40-60 metri per poi diminuire di nuovo e, casualmente,
questa è proprio la profondità a cui pesca la
maggioranza dei pozzi.
Se dal punto di vista geologico, mineralogico e chimico
molto resta da fare per avere un quadro chiaro di tutte le
cause concorrenti, dal punto di vista tecnologico sono
state messe a punto molte strategie per migliorare la
qualità dell’acqua potabile.
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