Definizione e classificazioni
Fin dall’antichità l’uomo si è sempre avvalso di ausiliari chimici per combattere ed eliminare le specie parassite animali e vegetali a lui ostili, sia per quanto riguarda la salvaguardia dei raccolti agricoli dalle infestazioni degli insetti che per il controllo della diffusione di malattie (ricordiamo ad esempio la pratica della combustione dello zolfo in polvere da parte degli antichi Greci per la fumigazione delle abitazioni intorno all’anno 1000 a.C.). In tempi relativamente più recenti sono state utilizzate varie sostanze inorganiche come insetticidi ed erbicidi (ad esempio l’anidride solforosa, il fluoruro di sodio, l’acido borico, il solfato di rame, alcuni composti dello stagno, dello zinco, dell’arsenico e del tallio); con l’avvento della chimica organica di sintesi nel dopoguerra lo scenario è radicalmente cambiato, facendo salire in cattedra molte aziende produttrici (soprattutto tedesche ed americane) che hanno dominato il mercato mondiale negli ultimi 60 anni.
L’EPA americana definisce un pesticida “come qualsiasi sostanza, singola o miscelata con altre, destinata a:
- prevenire o impedire
- distruggere
- repellere
- attenuare
qualsiasi organismo nocivo o i suoi danni, comprendendo anche le sostanze impiegate come regolatori di crescita delle piante, i defoglianti e i disseccanti.”
Più specificatamente i pesticidi possono essere divisi in due grandi classi: i prodotti fitosanitari e i biocidi; tuttavia, mentre i prodotti fitosanitari sono sempre e solo pesticidi, al grande gruppo dei biocidi appartengono anche i disinfettanti, preservanti e prodotti antincrostazione che non sono definibili appunto come pesticidi. Un’altra utile classificazione dei pesticidi può essere fatta in base alla loro origine: abbiamo quindi i pesticidi naturali (quelli ricavati dalle piante, come ad esempio le piretrine o la nicotina pura, un veleno molto potente) e quelli di sintesi; questi ultimi comprendono varie sottoclassi a seconda della loro struttura chimica (pesticidi organoclorurati, piretroidi, organofosforici, triazinici, carbammati, bipiridinici, clorofenossici, ureici, nitroanilinici). Un’ulteriore classificazione riguarda infine la loro destinazione d’uso; la tabella seguente fornisce un elenco non esaustivo:
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PESTICIDI E LORO ORGANI BERSAGLIO |
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Tipo di pesticida |
Organismo bersaglio |
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Acaricida |
Acari |
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Alghicida |
Alghe |
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Avicida |
Uccelli |
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Battericida |
Batteri |
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Disinfettante |
Microrganismi |
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Erbicida |
Piante |
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Fungicida |
Funghi |
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Insetticida |
Insetti |
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Larvicida |
Larve di insetti |
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Molluschicida |
Lumache |
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Nematocida |
Nematodi |
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Piscicida |
Pesci |
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Rodenticida |
Roditori |
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Termiticida |
Termiti |
Effetti negativi sull’ecosistema
Negli ultimi decenni i pesticidi di sintesi sono stati protagonisti di molteplici danni all’ecosistema nonché di svariati episodi accidentali di sversamenti nelle matrici ambientali, in taluni casi con conseguenze nefaste (basti ricordare il drammatico incidente di Bhopal in India nel 1984, dove per un guasto all’impianto produttivo ci fu una fuga di metilisocianato, un gas tossico impiegato anche come prodotto fitosanitario, che provocò migliaia di morti e altrettanti intossicati). Queste sostanze xenobiotiche possono inquinare l’aria, il suolo e la falda acquifera sottostante: in quest’ultimo caso esplicano la loro azione inquinante prevalentemente mediante la diminuzione dell’ossigeno disciolto (DO) del corpo d’acqua (nel caso di sostanze biodegradabili: i microrganismi autoctoni presenti nell’acqua si servono infatti dell’ossigeno per degradare queste sostanze e ricavarne energia) che risulta così indisponibile per la fauna acquatica, con inevitabili conseguenze (il corpo d’acqua diventa“settico”). Nel caso di sostanze inquinanti sversate sul suolo la popolazione microbica presente necessita di condizioni ambientali ottimali per degradarle (valori di pH, umidità, temperatura, ossigeno disciolto, presenza di nutrienti contenenti azoto, ecc.) ed accrescere così la propria biomassa; ma la struttura chimica di queste sostanze rappresenta spesso un ostacolo insormontabile per tali microrganismi (ad esempio strutture carboniose “a croce”, presenza di atomi di cloro, di anelli benzenici) che sono così impossibilitati ad aggredirle chimicamente, con conseguenti lunghi tempi di permanenza nel suolo e nella falda sottostante. Un esempio esplicativo recente di questo tipo di inquinamento delle falde acquifere pressochè ubiquitario è quello relativo al metil-terbutil-etere (MTBE): questa sostanza ha sostituito negli ultimi decenni il piombo tetraetile come antidetonante per la benzina; l’aspetto negativo è però rappresentato dalla sua discreta solubilità in acqua, unitamente alla sopracitata struttura “a croce” che lo rende bio-recalcitrante e permanente nelle falde e nei corsi d’acqua (ma non nei suoli).
Ricordiamo infine il triste episodio di inquinamento avvenuto nel 1976 a Seveso: per un errore umano nello stabilimento chimico La Roche-Icmesa situato a Meda un improvviso aumento della temperatura dell’impianto causò il rilascio in atmosfera di una sostanza clorurata, la 2,3,7,8-tetracloro-dibenzo-para-diossina, la cui nube investì (causa anche il forte vento) i comuni limitrofi causando circa 240 casi di cloracne, un tipo di dermatosi provocata dall’esposizione ad agenti clorurati.
Effetti sulla salute umana
Gli effetti dannosi dei pesticidi sulla salute umana sono innumerevoli: dai più lievi (difficoltà respiratorie, febbre, tremore, nausea, emicrania, dispepsia, vomito, dermatiti, perdita di coscienza o di memoria) ai più gravi (alopecia, ulcere, anemia, ustioni, avvelenamento, demenza, rottura dei cromosomi, insufficienza renale, epatomegalia, coma, cancro) fino anche alla morte, a seconda del tipo di sostanza, della natura, durata e tipologia di esposizione. Senza entrare troppo in dettagli (perché ciò esulerebbe dallo scopo di questo libro) faremo un piccolo elenco di pesticidi comunemente utilizzati in agricoltura (anche nel passato) e descriveremo brevemente le loro caratteristiche e i loro effetti sull’uomo.
ALDICARB
L’Aldicarb è un insetticida carbammato utilizzato prevalentemente come nematocida contro gli afidi, gli acari e le mosche bianche; è il principio attivo contenuto nel prodotto commerciale noto come Temik. Questa sostanza risulta essere molto tossica per gli uccelli (oltre che per gli insetti bersaglio) e l’assunzione involontaria nell’uomo (tramite inalazione, contatto dermico o orale) può provocare nausea, vomito, diarrea, crampi addominali, broncocostrizione, miosi e innalzamento della pressione sanguigna. Inoltre questa sostanza non è facilmente biodegradabile, come dimostrano anche i recenti dati ISPRA (nelle acque superficiali è stata rinvenuta nel 88 % dei casi). L’OMS ha infine classificato questa sostanza come “pesticida estremamente pericoloso” in classe 1A.
ATRAZINA
L’atrazina è un erbicida triazinico introdotto sul mercato per la prima volta nel 1958; viene utilizzato soprattutto per combattere le erbe infestanti del grano (dato che inibisce la fotosintesi) e attualmente è l’erbicida più impiegato negli U.S.A., in Italia e probabilmente nel mondo. La sua solubilità in acqua è moderata (circa 30 ppm a 20°C) e una volta penetrata nel suolo viene degradata dai microrganismi autoctoni mediante due diversi meccanismi, uno dei quali sfortunatamente produce metaboliti tossici per le piante. E’ stato visto che, rispetto al suolo, la sua permanenza nei comparti idrici è notevolmente superiore (alcuni anni); inoltre essa risulta resistente ai metodi chimici di potabilizzazione delle acque (ma viene assorbita dai filtri a carboni attivi). Non è considerata una sostanza eccessivamente tossica; tuttavia studi recenti hanno mostrato un aumento di incidenza del cancro e delle malformazioni fetali nelle popolazioni residenti in zone agricole in cui tale sostanza viene utilizzata. Attualmente l’EPA americana la classifica come “possibile cancerogeno per l’uomo” e in Italia, dopo un episodio di inquinamento nella zona del Polesine nel 1986, ne è stato proibito l’uso nel 1992; tuttavia recenti dati dell’ISPRA dimostrano come essa sia ancora ampiamente diffusa nelle acque sotterranee italiane. Questa sostanza è inoltre considerata come serio distruttore endocrino.
CARBARYL
Il Carbaryl è un insetticida carbammato immesso per la prima volta sul mercato nel 1958; è noto anche con il nome commerciale di Sevin ed è uno dei pesticidi più utilizzati negli U.S.A. in ambito domestico (prati, giardini) e agricolo. Come tutti gli insetticidi carbammati è un inibitore reversibile dell’acetilcolinesterasi; risulta essere molto tossico per gli insetti (come le api) ma relativamente poco tossico per l’uomo; fortunatamente è poco persistente nell’ambiente. Sono stati documentati diversi casi di intossicazione (accidentale e volontaria) dovuti a questa sostanza; i soggetti esposti hanno manifestato dispepsia, cefalea, vomito, confusione mentale, astenia, polineuropatia, parestesia e atrofia cerebrale. L’EPA americana ha tuttavia classificato questo pesticida come cancerogeno per l’uomo e il suo utilizzo è divenuto illegale in molti paesi (Austria, Regno Unito, Germania, Iran, Danimarca, Svezia e Angola).
DDT
Il DDT (acronimo di Dicloro-Difenil-Tricloroetano) fu sintetizzato per la prima volta nel 1874 dal chimico austriaco Zeidler; nel 1939 fu un altro chimico, lo svizzero Müller, a riscoprirlo e utilizzarlo come insetticida (per questo motivo egli vinse il premio Nobel nel 1948 per le sue ricerche). Questo composto si rivelò molto efficace nel combattere molti tipi di insetti (tra cui la zanzara anopheles, responsabile di epidemie di malaria), motivo per cui se ne fece un uso smodato tra gli anni ’50 e ’60; in seguito studi americani dimostrarono che esso interferiva nel metabolismo del calcio in alcuni uccelli (come l’aquila di mare dalla testa bianca), per cui fu definitivamente bandito negli U.S.A. nel 1972 e in Italia nel 1978. E’ un insetticida organoclorurato, ed essendo una sostanza organica ricca di cloro risulta insolubile in acqua e bio-recalcitrante; ulteriori studi hanno confermato che essa interferisce con il metabolismo del sodio e del calcio, quindi con la trasmissione degli impulsi nervosi; sono stati inoltre documentati altri sintomi da esposizione al DDT come tremori, convulsioni, ansia, parestesie, irritabilità e vertigini. Attualmente la IARC (l’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro) non ha potuto dimostrare effetti sicuramente cancerogeni di questa sostanza, classificandolo come “cancerogeno di categoria 2B”.
GLIFOSATO
Il Glifosato è un erbicida organofosforico commercialmente noto anche con il nome di Roundup che fu scoperto per la prima volta nel 1950 dal chimico Henry Martin; tuttavia fu solo nel 1970 che un altro chimico, John Franz scoprì il suo potere erbicida. Esso è un diserbante non selettivo e sistemico e, come tale, riesce a distruggere qualunque tipo di erba infestante già dopo 10-12 giorni. E’ una polvere bianca inodore e solubile in acqua (11,6 g/L a 25°C) e quindi non persiste nell’ambiente; è molto più efficace rispetto agli altri erbicidi dato che riesce ad adsorbirsi nella fase organica del suolo, non rischiando così di contaminare le acque superficiali. Esso ha una bassa tossicità per l’uomo se confrontato con altri pesticidi, ma attualmente ci sono pareri controversi da parte di diverse agenzie governative in vari paesi sul suo potere cancerogeno: la IARC lo ha classificato nel 2015 come “probabile cancerogeno per l’uomo, categoria 2A”, mentre l’EFSA (l’Agenzia Europea per la Sicurezza Alimentare) lo ha ritenuto “un cancerogeno improbabile”. Studi successivi della FAO nel 2016 e dell’ECHA (l’Agenzia Europea sulle Sostanze Chimiche) nel 2017 hanno confermato che non esistono prove certe che dimostrino effetti cancerogeni del glifosato sull’uomo. Recentemente (2017) l’EFSA ha condotto uno studio sul glifosato per quanto riguarda possibili effetti come interferente endocrino, concludendo che “questa sostanza è da considerarsi priva di qualunque proprietà distruttiva sul sistema endocrino”. Nel mese di agosto 2016 il Ministero della Salute italiano ha emanato un decreto ministeriale (D.M. 9 agosto 2016) con il quale si vieta l’uso del glifosato in zone sensibili (parchi, giardini, scuole) e il commercio di vari prodotti che lo contengono.
MALATHION
Il Malathion (conosciuto anche con il nome commerciale Carbofos) è un insetticida organofosforico introdotto sul mercato nel 1950; attualmente è l’insetticida più utilizzato negli U.S.A. per combattere la mosca della frutta. Esso si lega in maniera irreversibile alla colinesterasi, tuttavia risulta essere poco tossico per l’uomo; ciò nonostante, in presenza di ossigeno si degrada in un composto che è circa 60 volte più tossico, per cui è vivamente sconsigliato il suo impiego in acqua o in ambienti chiusi. Esso è stato utilizzato per molti anni in diverse città americane e canadesi per combattere alcuni tipi di virus trasmessi da talune zanzare; nel 1976 in Pakistan a causa del contatto prolungato con il Malathion morirono alcune persone in un programma di abbattimento della malaria. Nell’UE l’uso di questo principio attivo è stato vietato dalla Decisione 2007/389/CE.
NICOTINA
La nicotina è un alcaloide presente nelle foglie della pianta del tabacco e di alcune solanacee (pomodoro, patata, melanzana, peperone); essa è estremamente tossica (quantità di 30-60 mg. possono essere fatali per l’uomo) anche per contatto dermico ed è ancora oggi usata come insetticida con il nome commerciale “Black Leaf 40”che è una soluzione acquosa al 40% di solfato di nicotina. Essa nel corpo umano tramite il sangue giunge al cervello dove stimola il rilascio di dopamina (che provoca un senso di euforia), e ad alte concentrazioni blocca i recettori nicotinici dell’acetilcolina, causando paralisi dei muscoli scheletrici, convulsioni, quindi un blocco respiratorio e la morte.
PARAQUAT
Il Paraquat è un erbicida bipiridinico ad azione disseccante non selettivo; si trova in commercio in molti prodotti come unico principio attivo o unitamente al suo “quasi omologo” Diquat. Esso è molto tossico per insetti, pesci e bestiame e anche per l’uomo; è infatti un veleno sistemico e una volta penetrato nell’organismo (tramite inalazione, ingestione o contatto dermico) provoca irritazione delle mucose, vomito, gastroenterite, dolori addominali, dispnea, anossia, necrosi epatica, renale e miocardica, fibrosi polmonare, cianosi, coma e morte. Per questo motivo l’UE ne ha vietato la commercializzazione e l’utilizzo su tutto il territorio comunitario.
PARATHION
Il Parathion è un insetticida organofosforico la cui produzione iniziò intorno al 1940; viene di preferenza utilizzato su piante di cotone, riso e alberi da frutta tramite aspersione spray. E’ un pesticida che inibisce fortemente la colinesterasi ed è quindi molto tossico: è stato calcolato che una quantità di 120 mg. sia fatale per un uomo adulto, mentre sarebbero sufficienti appena 2 mg. per uccidere un bambino. Inoltre fa parte di un gruppo di pesticidi organofosforici capaci di indurre una sindrome neuropatica, la OPIDN (Neuropatia Ritardata Indotta da Organofosforici). Quando viene introdotto nell’organismo (tramite respirazione, ingestione o contatto dermico) esso viene trasformato in un derivato molto tossico, il paraoxon, che provoca inizialmente mal di testa, vomito, dispnea, dolori addominali, tremori e in seguito edema polmonare e arresto respiratorio. Basandosi su alcuni studi su animali l’EPA americana lo ha classificato come “possibile cancerogeno per l’uomo”; inoltre risulta anche essere tossico per il feto e per le api, gli uccelli e i pesci ed è un inquinante ambientale persistente. Per tutti questi motivi il suo uso è stato ristretto o vietato in diversi paesi.
FONTI:
Casarett, Doull’s “Tossicologia – I fondamenti dell’azione delle sostanze tossiche” EMSI Roma
Manahan “Chimica dell’ambiente” PICCIN
Baird, Cann “Chimica ambientale” ZANICHELLI
ISPRA “Rapporto nazionale pesticidi nelle acque” Ed. 2018
