Metalli pesanti nei suoli vitati e nella vite

Per questo gruppo di elementi non esiste una definizione univoca e universalmente accettata; comunemente vengono definiti come metalli pesanti gli elementi metallici caratterizzati da elevata densità (> 4-5 kg/m3), presenza come cationi, bassa solubilità degli ioni idrati, alta tendenza a formare complessi, elevata affinità per i solfuri. Sono in gran parte elementi appartenenti al gruppo dei metalli di transizione (quali Al, Ag, Cd, Co, Cr, Fe, Mn, Mo, Hg, Ni, Pb, Cu, Sn, Tl, Ti, V, Zn) a cui sono aggiunti altri metalli come il Ba e spesso anche dei semimetalli o non metalli con proprietà simili come As, Sb, Bi, Se. Sono naturalmente presenti nella crosta terrestre in tracce (contenuti <0.1%), eccetto Fe, Al e Mn (Adriano, 2001).

Alcuni metalli pesanti quali, Zn, Se, Cr, risultano essenziali per gli organismi viventi se presenti in tracce ma, in eccesso, mostrano tossicità.

Il suolo, a differenza di altri compartimenti ambientali quali aria e acqua, è caratterizzato da un’elevata capacità tampone che permette di accumulare le sostanze inquinanti limitandone in parte gli effetti a breve termine; tale capacità è influenzata da vari parametri chimico-fisici del suolo, dalla concentrazione di inquinanti e dall’attività umana. I metalli pesanti nel suolo possono avere 2 origini: naturale (principalmente derivante dal substrato geologico) e antropica (soprattutto attività agricole, distribuzione di compost e attività industriali; Kabata-Pendias, 2001).

Risulta difficile stabilire un livello di concentrazione di sicurezza per i metalli pesanti nel suolo in quanto la loro pericolosità non dipende solo dalla concentrazione totale e dai tempi di esposizione ma varia in relazione alla concentrazione della frazione mobile e alla specie chimica presente: da queste caratteristiche dipendono sia l’assorbimento da parte delle colture sia la percolazione/infiltrazione verso le acque sotterranee (Adriano, 2001). E’ stato osservato che gli elementi di origine antropogenica risultano più disponibili rispetto agli elementi di origine litogenica (legati alla geologia) o pedogenetica (Chlopecka, 1993, Kabata-Pendias, 2001). Le concentrazioni di alcuni metalli pesanti nel suolo sono state normate sia dalla comunità europea (Direttiva CE 278/86 e successive modifiche) sia a livello nazionale (DM 471/99 e successive modifiche DL 152/06; Tab. 1.8-2).

Tab. 1.8-2. Valori limiti di concentrazione (mg/kg p.s.) di elementi nei suoli ad uso verde o residenziale e nei suoli ad uso commerciale/industriale (DM 471/99)

sito Sb As Be Cd Co Cr Cr (VI) Hg Ni Pb Cu Se S Tl V Zn

siti a uso verde pubblico,

privato e residenziale 10 20 2 2 20 150 2 1 120 100 120 3 1 1 90 150 siti a uso commerciale e

Numerose sono le ricerche effettuate sul contenuto dei principali metalli pesanti in suoli, foglie e uve provenienti anche da vigneti situati in zone altamente inquinate. In Tab. 1.8-3 sono riportati i valori indicati in alcune pubblicazioni.

Tra esse, uno studio piuttosto dettagliato è stato effettuato da un gruppo di ricerca bulgaro (Angelova e Ivanov, 1998; Angelova et al., 1999a e b; Angelova et al., 2001) in cui sono presentati i contenuti di Pb, Cd, Zn e Cu in suolo prelevato a diverse profondità, radici di vario diametro, foglie (peluria, lembi e piccioli), tralci, corteccia, bacche (semi, polpa, buccia e rachide) e vino di zone inquinate, altamente industrializzate e non. Gli autori hanno riscontrato un maggior contenuto di metalli pesanti nelle radici più giovani indicando una limitata traslocazione attraverso il sistema di conduzione fino alle porzioni radicali più vecchie. E’ stato inoltre evidenziato un aumento del contenuto fogliare di Pb, Cd, e Zn durante la stagione (dalla fioritura alla maturazione tecnologica delle uve) con livelli di concentrazione 2-10 volte minori nei piccioli rispetto ai lembi caratterizzati da una maggiore area superficiale (e quindi maggiore capacità di intercettazione degli aereosol inquinanti).

Nelle zone inquinate i maggiori livelli di metalli pesanti non sembrano influenzare vigore e produzione delle viti ma è stata evidenziata una correlazione positiva tra il carico di gemme e l’accumulo di metalli nella bacca. I vini contengono livelli minori rispetto a quelli presenti nelle uve grazie alla precipitazione di questi elementi nei sedimenti durante la fermentazione, inoltre, il lavaggio delle uve prima della vinificazione porta ad un significativo decremento di Pb, Cd, Zn e Cu nel prodotto finale.

Tesseidre et al. (1993) hanno osservato come il contenuto “interno”, endogeno di Pb della foglia sia influenzato in parte dalla cultivar in studio ma soprattutto dal tipo di suolo: viti coltivate su suoli uraniferi o acidi, rispetto a suoli calcarei, presentano contenuti fogliari circa doppi (circa 1100 contro 635 µg/kg). Il Pb viene inoltre accumulato più nelle radici e nel legno, che nelle foglie e ancora meno nelle bacche.

Nelle uve sono stati quantificati livelli di Cr pari a 2.4-64.6 µg/kg con valori significativamente maggiori nelle varietà a bacca rossa, come tra l’altro riportato anche per i vini (Cabrera-Vique et al., 1997). Per quanto riguarda Ni, Cd e Pb vari studi hanno trovato una relazione tra i contenuti in foglie e frutti e la distanza del vigneto dalla strada (Pertoldi Marletta et al., 1986; Favretto et al., 1986; Pertoldi Marletta e Procida, 1996). Attualmente, in alcuni Paesi, la messa al bando della benzina addizionata al Pb ha portato ad un decremento dei livelli di questo metallo nell’ambiente. Oltre all’inquinamento industriale osservato in varie ricerche, nei vigneti si ha un continuo accumulo di Cu per il prolungato e intenso utilizzo di fungicidi a base di questo elemento: in alcune

zone viticole sono stati riportati contenuti in Cu nel suolo anche superiori a 1000 mg/kg (Fregoni e Bavaresco, 1984).

Tab. 1.8-3 Contenuti di alcuni metalli pesanti in suoli, foglie e uve; fonti varie

elemento Pb Zn Cd Fe Cr Ni Cu Co Mn V As Hg Sn Al Ag foglie a (mg/kg) 170-419 48-631 foglie b (mg/kg) 0.9688 foglie lavate b (mg/kg) 0.6988 uve c (mg/kg) 0.0633 uve lavatec (mg/kg) 0.0582 uve d (mg/kg) 0.19-0.67 0.011-0.038 0.05-0.18 0.15-0.45 fogliee (mg/kg) 2.22 25.9 0.05 0.47 0.99 267 suolo f _(mg/kg) 0-40 cm 14.3-74.8 54-249 0.3-2.5 27.1-72.3 foglie (lembi) f (mg/kg) 11-50* 16-152 0.3-1.6* 19.6-806 foglie (lembi) lavate f _(mg/kg) 6.1-27.4* 9-89 0.2-0.9* 10-496 buccie f (mg/kg) 0.6-2.3 2.4-4.2 0.2-0.4* 2.3-4.8 buccie lavate f (mg/kg) 0.4-1.5 1.6-3.3 <0.2* 1.9-3.1 semi f (mg/kg) 1.4-2.6 4.0-23.8 0.2-0.3* 4.2-16.6 semi di uve lavate f _(mg/kg) 1.3-2.6 3.9-23.1 <0.2* 4.1-16.4 polpa f (mg/kg) 0.6-1.1* 0.5-2.3 <0.2* 0.3-2.1 polpa di uve lavatef _(mg/kg) 0.4-1.0* 0.5-2.2 <0.2* 0.3-2.2 suolo g (mg/kg) 26.6 116.8 44000 153.4 18.6 56.3 1399 90.1 15.1 uveg (mg/kg) 0.0029 0.0144 0.0199 0.0874 0.0019 0.1336 0.0809 0.0030 0.0005 suolo contaminatoh (mg/kg) 104 63.1 3.52 7484 35 308 24.2 15.2 1014 uve di zone contaminateh (mg/kg) 7.09 30.3 0.24 29.7 1.72 2.98 4.24 1.63 6.52 foglie lavate i (mg/kg) 0.86-2.65 9.54-11.82 0.06-0.32 uve lavatei (mg/kg) 1.22-1.81 1.77-2.16 0.13-0.30 foglie lavatem (mg/kg) 0.85 8.43 0.21 uve lavatem (mg/kg) 0.56-0.65 9.91-13.84 0.07 uve n (mg/kg) 0.13-0.31 0.014-0.049 0.020-0.065 0.39-0.73 0.41-1.29 0.22-5.97 <DL - 0.066 a _{Fregoni e Scienza, 1975}

b _{Tesseidre et al., 1993, valori medi} c _{Tesseidre et al., 1994, valori medi}

d _{Pertoldi Marletta e Procida, 1996, valori medi, zone inquinate e non} e _{Pinamonti et al., 1999}

f _{Angelova et al ., 2001; min-max dei valori medi in zone industrializzate e non.} g _{Orescanin et al ., 2003, valori medi}

h _{Tokalioglu et al ., 2004}

i _{Todic et al ., 2006; valori medi di aree inquinate e non} m _{Ko et al., 2007; valori medi}