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Metallo pesante

termine usato generalmente per indicare i metalli con densità particolarmente elevata e/o con numero atomico superiore a 20
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Non esiste una definizione universalmente accettata di metallo pesante basata sulle proprietà chimico-fisiche. Sono state proposte delle definizioni in base alla densità (un metallo pesante sarebbe un elemento chimico la cui densità sia maggiore di 5 grammi per centimetro cubo) o in base al numero atomico[1] (un elemento il cui numero atomico sia maggiore di 20)[2].

Un cristallo di osmio, un metallo pesante quasi due volte più denso del piombo.

D'altra parte le principali caratteristiche chimiche dei metalli pesanti, ossia il carattere cationico con diversi stati di ossidazione e l'elevata attitudine a formare complessi molecolari nel citoplasma cellulare, fa includere nell'elenco dei metalli pesanti anche elementi, come il selenio e l'arsenico, che non sono metalli, sebbene siano dotati di proprietà fisiche e chimiche simili a quelle dei metalli in senso stretto.

Per questi motivi è stato talora proposto di abbandonare la classificazione in base alla densità o al peso atomico in favore di una nuova classificazione tripartita degli elementi chimici a seconda che esibiscano una prevalente affinità per gli atomi di ossigeno, per quelli di azoto e zolfo, o infine un comportamento intermedio tra le due precedenti categorie[3].

Secondo diversi studi i porcellini di terra sono bioaccumulatori di metalli pesanti (ad esempio rame, zinco, piombo e cadmio), in grado di ripulire il terreno dagli stessi[4][5][6][7][8].

Metalli in traccia

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Un sottogruppo particolarmente importante in biologia e in medicina è costituito dai cosiddetti metalli in traccia (o elementi in traccia), gli elementi chimici presenti nei fluidi biologici degli organismi viventi in concentrazioni inferiori a 1 μg per grammo di peso[9]. In base agli effetti fisiopatologici i metalli in traccia possono essere suddivisi in due gruppi: nel primo gruppo gli elementi essenziali per la vita in quanto implicati in importanti processi metabolici, mentre nel secondo gruppo sono contenuti elementi tossici per gli organismi viventi anche a basse concentrazioni. Nel caso degli esseri umani sono noti quindici elementi in traccia essenziali: arsenico, cobalto, cromo, rame, fluoro, ferro, iodio, manganese, molibdeno, nichel, selenio, silicio, stagno, vanadio e zinco[10], mentre il secondo gruppo contiene elementi quali cadmio, mercurio, cromo e piombo[11].

Fonti di esposizione

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I metalli pesanti possono degradare la qualità dell'aria, dell'acqua e del suolo e, successivamente, causare problemi di salute a piante, animali e persone, quando si concentrano a causa delle attività industriali[12]. Le fonti comuni di metalli pesanti in questo contesto includono[13][14][15][16]:

Particelle di silicio che emergono durante la perforazione del terreno tramite trivella
  • rifiuti minerari e industriali[17];
  • emissioni dei veicoli[18];
  • olio dei motori[19];
  • combustibili utilizzati da navi e da macchinari pesanti;
  • lavori di costruzione e ristrutturazione edilizia[20];
  • fertilizzanti[21];
 
Pesticidi dati ai campi tramite un aereo

Esempi di contaminazione da metalli pesanti e rischi per la salute includono l'insorgenza della malattia di Minamata in Giappone (1932–1968; cause in corso dal 2016), il disastro della diga di Bento Rodrigues in Brasile[53], alti livelli di piombo nell'acqua potabile fornita ai residenti di Flint nel Michigan[54] e nel 2015 gli incidenti con conseguenti metalli pesanti nell'acqua potabile di Hong Kong[55].

Galleria d'immagini

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  •  
    Industria che produce inquinamento atmosferico provocando il rilascio di metalli pesanti
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    RAEE che contengono metalli pesanti
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    Alcuni metalli pesanti come rame e zinco vengono rimossi dal terreno risalendo fino alle radici delle piante. Le sostanze inquinanti vengono quindi trasferite negli steli e nelle foglie.
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    Le armi rilasciano metalli pesanti
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    La saldatura rilascia metalli pesanti
  •  
    Le batterie piombo-acido contengono metalli pesanti
  •  
    Alcune vernici contengono metalli pesanti
  •  
    Alcuni pigmenti contengono metalli pesanti

Sintomi di intossicazione da alcuni metalli pesanti

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Di seguito i sintomi da intossicazione da metalli pesanti[56]:

  • Afnio: irritazione agli occhi, alla pelle e alle mucose.
  • Alluminio: danni al sistema nervoso centrale, demenza, perdita di memoria.
 
Il piombo tetraetile è uno dei contaminanti di metalli pesanti usati in passato in petrolchimica come additivo nella benzina per aumentarne la resistenza all'auto-accensione.
  • Antimonio: danni cardiaci, diarrea, vomito, ulcera allo stomaco.
  • Arsenico: cancro linfatico, cancro al fegato, cancro della pelle.
  • Bario: ipertensione, paralisi.
  • Bismuto: dermatite, stomatite ulcerosa, diarrea.
  • Cadmio: malattia itai-itai, diarrea, dolori di stomaco, vomito, fratture ossee, danni immunitari, disordini psicologici, tumore.
  • Cromo: danni ai reni e al fegato, problemi respiratori, cancro polmonare.
  • Gallio: irritazione alla gola, difficoltà respiratorie, dolori alla cassa toracica.
  • Indio: danni al cuore, reni e fegato.
  • Iridio: irritazione agli occhi e al tratto digestivo.
  • Ittrio: altamente tossico, cancro ai polmoni, embolia polmonare, danni al fegato.
  • Lantanio: cancro polmonare, danni al fegato.
  • Manganese: turbe alla coagulazione del sangue, intolleranza al glucosio, disordini allo scheletro.
  • Mercurio: distruzione del sistema nervoso, danni al cervello, danni al DNA.
  • Nichel: embolia polmonare, difficoltà respiratorie, asma e bronchite cronica, reazioni allergiche della pelle.
  • Palladio: altamente tossico e cancerogeno, irritante per le mucose.
  • Piombo: danni al cervello, disfunzioni alla nascita, danni ai reni, difficoltà di apprendimento, distruzione del sistema nervoso.
  • Platino: generalmente innocuo data la sua inerzia chimica, i suoi composti sono tuttavia da considerarsi altamente tossici, generando cancro, danni all'intestino e reni ed alterazioni del DNA
  • Rame: irritazioni al naso, bocca ed occhi; cirrosi epatica, danni al cervello e ai reni. Emicranie croniche.
  • Rodio: macchie alla pelle, potenzialmente tossico e sospetto cancerogeno.
  • Rutenio: altamente tossico e cancerogeno, danni alle ossa.
  • Scandio: embolia polmonare, danni al fegato.
  • Stagno: irritazione agli occhi e alla pelle, emicrania, dolori di stomaco, difficoltà ad urinare.
  • Stronzio: cancro ai polmoni, nei bambini difficoltà di sviluppo delle ossa.
  • Tantalio: irritazione agli occhi e alla pelle, lesione del tratto respiratorio superiore.
  • Tallio: danni allo stomaco, al sistema nervoso, coma e morte, per chi sopravvive al Tallio rimangono danni al sistema nervoso e paralisi.
  • Tungsteno: danni alle mucose e alle membrane, irritazione agli occhi.
  • Vanadio: disturbi cardiaci e cardiovascolari, infiammazioni allo stomaco ed intestino.

Note

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  1. ^ Collins Dictionary of Biology,Collins,Glasgow(1988).
  2. ^ J.H.Duffus, "Heavy metals"-a meaning less term?, in IUPAC,pure and applied chemistry74,793-807.
  3. ^ C.Michael Hogan. 2010. Heavy metal. Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment. eds E.Monosson & C.Cleveland. Washington DC
  4. ^ Porcellini di terra (Armadillidium vulgare), ecco perché sono utili nel terreno, su Coltivazione Biologica, 6 dicembre 2021. URL consultato il 19 giugno 2022.
  5. ^ Veronica Mazzei, Bioaccumulo di cadmio e piombo e biomarkers di esposizione e di effetto in alcune specie di isopodi oniscidei (Crustacea), su archivia.unict.it, 19 marzo 2012. URL consultato il 19 giugno 2022 (archiviato dall'url originale il 9 luglio 2023).
  6. ^ Questi piccoli animali aiutano a ripulire suolo e falde d'acqua dai metalli pesanti, su greenMe, 26 maggio 2021. URL consultato il 19 giugno 2022.
  7. ^ Porcellino di terra: un crostaceo rimuove i metalli pesanti dal suolo, su Ambiente Bio, 13 gennaio 2021. URL consultato il 19 giugno 2022.
  8. ^ I "porcellini di terra" fanno un po' senso ma sono utili a combattere l'inquinamento da metalli pesanti, su QuiAntella.it, 26 febbraio 2017. URL consultato il 19 giugno 2022 (archiviato dall'url originale il 6 ottobre 2022).
  9. ^ Templeton DM. «The importance of trace element speciation in biomedical science». Anal Bioanal Chem. 2003 Apr;375(8):1062-6, PMID 12733018
  10. ^ Ingrao G, Santaroni G, Tomassi G. Elementi in traccia: ruolo biologico e aspetti nutrizionali per l'uomo. Ann Ist Super Sanita. 1995;31(2):275-81, PMID 8561391 (Free article Archiviato il 22 luglio 2012 in Internet Archive.)
  11. ^ Rusyniak DE, Arroyo A, Acciani J, et al. «Heavy metal poisoning: management of intoxication and antidotes». EXS. 2010;100:365-96, PMID 20358690
  12. ^ (EN) National Geographic Society Newsroom, su National Geographic Society Newsroom. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  13. ^ (EN) Business Consultation | Hazardous Waste Management in King County, WA, su kingcountyhazwastewa.gov. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  14. ^ Paul B Tchounwou, Clement G Yedjou e Anita K Patlolla, Heavy Metals Toxicity and the Environment, in EXS, vol. 101, 2012, pp. 133–164, DOI:10.1007/978-3-7643-8340-4_6. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  15. ^ (EN) Narjala Rama Jyothi, Heavy Metal Sources and Their Effects on Human Health, IntechOpen, 30 dicembre 2020, ISBN 978-1-83968-122-6. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  16. ^ Dianne R Baldwin e William J Marshall, Heavy Metal Poisoning and its Laboratory Investigation, in Annals of Clinical Biochemistry: International Journal of Laboratory Medicine, vol. 36, n. 3, 1999-05, pp. 267–300, DOI:10.1177/000456329903600301. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  17. ^ conference.ing.unipi.it (PDF).
  18. ^ epicentro.iss.it.
  19. ^ 001-12 - Batterie per auto, oli minerali e pneumatici — ARPAT - Agenzia regionale per la protezione ambientale della Toscana, su arpat.toscana.it. URL consultato il 16 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2022).
  20. ^ Patrizia Traietti, Materiali edili nocivi ma non solo: ecco le cattive abitudini da evitare | Ediltecnico.it, su Ediltecnico, 18 dicembre 2017. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  21. ^ Meno cadmio cancerogeno nei fertilizzanti dal 2022 con il nuovo regolamento europeo, su greenMe, 27 giugno 2019. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  22. ^ Giulia Crepaldi, Metalli pesanti, pesticidi, Pfas & co.: le sostanze chimiche che inquinano le nostre acque. Il rapporto di Legambiente, su Il Fatto Alimentare. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  23. ^ Manuale FaiDaTe, Sostanze pericolose conservanti metalli pesanti fungicidi e High Solids, su ManualeFaidate.com, 2 ottobre 2017. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  24. ^ stefania, Vernici al piombo: la difficile battaglia dell'OMS, su Rinnovabili.it, 24 ottobre 2019. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  25. ^ devoldev, metalli pesanti, su La Chimica e la Società. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  26. ^ Società Editrice Athesis S.p.A, Società Editrice Athesis S.p.A, Guà, terreno inquinato da una discarica abusiva, su Il Giornale di Vicenza.it, 2021.11.08T05:03:00+0100. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  27. ^ communitysicurezza.3mitalia.it (PDF). URL consultato il 16 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2022).
  28. ^ Redazione Cagliaripad, Bicchieri in vetro, tossici per la salute, contengono cadmio e piombo: Allarme a livello europeo, su Cagliaripad, 17 aprile 2018. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  29. ^ usernewsC, Cadmio e piombo in bicchieri di vetro, allerta anche in Italia, su Cronaca News, 16 aprile 2018. URL consultato il 16 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2022).
  30. ^ Luca Rinaldi, Le vie del veleno, così i rifiuti tossici entrano nel cemento delle nostre strade, su Linkiesta.it, 3 maggio 2019. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  31. ^ (EN) Fumiyuki Nakajima e Rupak Aryal, Heavy Metals in Urban Dust, IntechOpen, 27 giugno 2018, ISBN 978-1-78923-361-2. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  32. ^ (EN) Lam Van Giang, Tran Thanh e Truong Thanh Hien, Heavy metals emissions from joss paper burning rituals and the air quality around a specific incinerator, in Materials Today: Proceedings, vol. 38, 1º gennaio 2021, pp. 2751–2757, DOI:10.1016/j.matpr.2020.08.686. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  33. ^ (EN) M. Abd El-Samad e H. A. Hanafi, Analysis of toxic heavy metals in cigarettes by Instrumental Neutron Activation Analysis, in Journal of Taibah University for Science, vol. 11, n. 5, 1º settembre 2017, pp. 822–829, DOI:10.1016/j.jtusci.2017.01.007. URL consultato il 17 gennaio 2022.
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  37. ^ Cosa c'è nelle sigarette elettroniche?, su Fondazione Umberto Veronesi. URL consultato il 17 gennaio 2022.
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  39. ^ Metalli pesanti nelle sigarette elettroniche | In Ateneo, su unina.it. URL consultato il 17 gennaio 2022.
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  53. ^ (PT) Quase 3 anos após tragédia de Mariana, projeto para novo distrito de Paracatu de Baixo é aprovado, su G1. URL consultato il 16 gennaio 2022.
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  55. ^ (EN) Arthur Lo, Explainer: How the water lead contamination scare became a citywide concern, su Hong Kong Free Press HKFP, 13 luglio 2015. URL consultato il 16 gennaio 2022.
  56. ^ Copia archiviata, su ing.unitn.it. URL consultato il 18 febbraio 2017 (archiviato dall'url originale il 1º gennaio 2017).

Bibliografia

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  • John H. Duffus ""Heavy metals" a meaningless term? (IUPAC Technical Report)" Pure and Applied Chemistry, 2002, Vol. 74, pp. 793–807. DOI: 10.1351/pac200274050793

Voci correlate

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