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ISSN:2240-2594
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International Open Access Journal of Prevention and Research in Medicine
Director Prof. Francesco Tomei
1 ARPALazio – Servizio Ambiente e Salute – Sezione provinciale di Roma 2 Dipartimento di Scienze Anatomiche, Istologiche, Medico Legali e dell’Apparato Locomotore, Unità di Medicina del Lavoro, “Sapienza” Università di Roma 3 ARPALazio - Servizio Laboratorio –Sezione provinciale di Roma 4 Dipartimento di Scienze Anatomiche, Istologiche, Medico Legali e dell’Apparato Locomotore, “Sapienza” Università di Roma
Citation: Giorgi DA, De Sio S, Mandolesi D, at al. Chemical risk in agriculture: the organophosphorus pesticides and effects on worker health. Prevent Res 2012; 2 (3): 272-280. Available from: http://www.preventionandresearch.com/. doi: 10.7362/2240-2594.038.2012
Introduzione: L’uso di pesticidi in agricoltura è giustificato dalla necessità di aumentare la produzione dei raccolti e ridurre l’incidenza di malattie talvolta anche molto gravi come malaria, febbre gialla o peste bubbonica. Tuttavia dietro l’uso di queste sostanze si cela il rischio di malattie professionali confermato da studi che richiamano l’attenzione soprattutto su specifiche tipologie di sostanze.
Obiettivi: Gli Autori, da una premessa epidemiologica del rischio chimico derivante dai casi di positività agli accertamenti effettuati in provincia di Roma dall’Agenzia Regionale Protezione Ambiente Lazio (ARPALazio), procedono ad un approfondimento degli effetti sulla salute dei lavoratori conseguente alla esposizione professionale agli insetticidi organofosforici.
Metodi: I campioni di frutta analizzati sono stati 199 nel 2008 e 203 nel 2009 così ripartiti: 12.68% mele, 11,.69% pere, 12.93% pesche, 6.46% uva, 5.72% fragole, 22.13% agrumi, 7.96% frutta esotica, etc.
Risultati: Nonostante un sostanziale decremento del numero di campioni di frutta senza residuo di pesticida (72.36% nel 2008 e 65.51% nel 2009), desta preoccupazione il numero di campioni con almeno un residuo di pesticida (21.10% nel 2008 e 22.6% l’anno successivo), ma soprattutto quelli con residui di due o più pesticidi che in un arco di tempo di 12 mesi si sono più che triplicati (3.01% nel 2008 e 9.85% nel 2009).
Discussione e Conclusioni: L’epidemiologia del fenomeno dell’uso di pesticidi in agricoltura deve essere considerato non esclusivamente sotto il profilo dei consumatori, bensì nell’ottica di un rischio professionale da parte degli agricoltori. Una tipologia di sostanze chimiche più frequentemente riscontrate, in particolare nella coltivazione di pesche, agrumi, uva e fragola sono Dimetoato e Clorpirifos, insetticidi, appartenenti alla categoria dei fosforganici, con una pericolosa azione neurotossica.
I pesticidi rappresentano un ampio numero di sostanze utilizzate per proteggere i raccolti dalle avversità biotiche e abiotiche (insetti, acari, fanerogame infestanti, molluschi etc). Sul mercato sono presenti circa 700 principi attivi con 8000 formulati, nella composizione dei quali entrano a far parte altre sostanze tossiche quali i solventi. I pesticidi sono generalmente dotati di una elevata tossicità intrinseca, in quanto la loro funzione primaria è quella di eliminare le specie indesiderate. I composti dotati di scarsa selettività di specie possono risultare nocivi anche per l'uomo.
Molti sono i vantaggi derivanti dall'uso dei diversi pesticidi, sociali ed economici derivanti dall'aumento della produzione agricola e della salute pubblica: l’eradicazione di patologie della malaria è solo uno dei tanti possibili esempi. A fronte di questi devono essere considerati gli effetti indesiderati per la salute legati sia all' esposizione dei lavoratori alle diverse sostanze che alla contaminazione dell'ambiente, dei cibi e delle acque da parte dei residui e dei metaboliti dei pesticidi. Ogni anno nel nostro paese numerose richieste di intervento pervengono ai centri antiveleni per avvelenamenti da sostanze chimiche utilizzate in agricoltura.
Dal 1980 al 2002 i decessi per avvelenamento sono stati 21360 (fig.1)
Fig.1 - Decessi per avvelenamento ed effetti tossici (ICD IX Rev: 960-989) in Italia (ISS, 2008)
I pesticidi più usati in Italia sono i composti organici fosforati ed i carbammati tra gli insetticidi, zolfo, polisolfuri, solfato di ferro e composti rameici tra i fungicidi, carbammati, tiocarbammati, triazine, dipiridilici e derivati degli acidi carbossilici e fenofenossi-carbossilici tra gli erbicidi, cumarinici tra i rodenticidi.
Per quanto riguarda la sicurezza e la tutela della salute dei lavoratori agricoli tale aspetto ben si inquadra nel contesto legislativo attualmente in vigore nel nostro Paese, rappresentato sostanzialmente dal D.Lgs. 81/08 con il quale l’Italia si mostra ancora in linea ai principi in materia propri dell’Unione Europea, al pari di quanto aveva già mostrato con le novità introdotte col D.Lgs 626/94 e succ. integrazioni. D’altra parte il Legislatore ha mostrato di prestare attenzione particolare all’agricoltura anche in ambito assicurativo, estendendo da 21 a 27 il numero delle malattie occupazionali previste dall’ultima tabella relativa alle malattie professionali in agricoltura.
Va inoltre ricordato l’obbligo da parte del datore di lavoro di redigere una valutazione del rischio chimico da inserire nel Documento di Valutazione del Rischio (DVR) (1, 2, 3). Da questo momento l’attenzione si è spostata sulla vigilanza nel sistema di valutazione che da recenti studi (4) appare piuttosto insoddisfacente dato che gran parte (68,3%) di queste valutazioni risultano completamente insufficienti o sbagliate.
Il lavoratore agricolo viene esposto a pesticidi durante varie fasi del ciclo lavorativo, dall’applicazione del pesticida sul prodotto ortofrutticolo fino alla raccolta di quest’ultimo con un aumento potenziale del rischio di esposizione spesso legato all’assente o inefficace informazione e formazione dei lavoratori (in particolar modo di quelli stagionali).
Come i lavoratori, anche la popolazione generale può andare incontro ad esposizione di pesticidi sia per il loro uso in ambito domestico (giardinaggio) che attraverso l’assunzione di cibo e acqua contaminati, con effetti dipendenti dallo stato del pesticida (solido, liquido o gassoso), dalla modalità di somministrazione e dalla via di penetrazione nell’organismo.
In questo senso appare utile a nostro avviso ricordare attraverso una analisi di tipo epidemiologico le dimensioni del problema e da ciò trarre considerazioni utili per la trattazione di una tipologia di pesticida più frequentemente usata, quale quella dei fosforganici.
Sono stati analizzati campioni di diverse tipologie di frutti (199 nel 2008 e 203 nel 2009). Il campionamento è stato così ripartito: 12,68% mele, 11,69% pere, 12,93% pesche, 6,46% uva, 5,72% fragole, 22,13% agrumi, 7,96% frutta esotica, etc.. I campioni sono stati prelevati da parte dei Servizi di Igiene Pubblica, Servizio di Igiene degli Alimenti e Nutrizione, delle ASL territoriali nei mercati ortofrutticoli della Provincia di Roma.
Fig.2
Le metodiche utilizzate per le analisi dei campioni sono quelle previste dall’Istituto Superiore di Sanità nei manuali ISTISAN 1997/23 (Metodo multi residuo per l’analisi dei residui di antiparassitari in prodotti vegetali) e 1997/24 (Linee guida per l’applicazione delle buone pratiche di laboratorio e l’assicurazione e il controllo qualità nell’analisi di residui di prodotti fitosanitari). Detti metodi prevedono la omogeneizzazione del campione, estrazione del campione con etile acetato, purificazione, ed analisi mediante cromatografia gassosa con rivelazione di massa. Estrazione Il campione in analisi è stato prima sminuzzato, quindi omogeneizzato “in toto” mediante trituratore, o in caso di quantità superiore ai 2500 gr ricorrendo a tecniche di quartatura (D.M. 20/12/1980). L’ estrazione dei principi attivi dalla matrice vegetale è stata effettuata utilizzando etil acetato per mezzo di estrattore ASE, e, ove necessario, si è ricorso ad una purificazione con cartucce a doppia fase al carbone e alle ammine, eliminando o riducendo in questo modo eventuali interferenti provenienti dalla matrice. Purificazione su cartuccia Attivazione: la cartuccia è stata attivata con l’ aggiunta circa 1g di solfato anidro di sodio nella parte superiore quindi con il passaggio goccia a goccia in sequenza di 5 mL di miscela acetonitrile-toluene 3/1 e 5 mL di acetonitrile. Passaggio del campione e eluizione: l’estratto in acetil acetato dell’ estrazione e stato portato a secco e ripreso con 5 mL di acetonitrile. La soluzione è stata quindi gradualmente caricata sulla cartuccia attivata. L’eluato è stato raccolto in un pallone. Terminata la fase di caricamento si è proceduto all’eluizione con 20 mL di miscela aceto nitrile/toluene 3/1. L’eluato è stato raccolto nello stesso pallone contenente l’ acetonitrile. Il tutto è stato portato a secco e ripreso con opportuno volume di ISTD (1-2 mL)
Analisi dei campioni Sono stati iniettati nel gascromatografo 1 μl di campione così come ricostituito e ripreso dopo la fase di estrazione o purificazione. Sono stati acquisiti i cromatogrammi e verificata la presenza di eventuali principi attivi in rapporto ai tempi di ritenzione, ed eventualmente confermata la presenza in GC-MS. Una volta confermata la presenza di principi attivi, ne è stata quantizzata la concentrazione utilizzando la risposta dello standard a concentrazione nota. Conferma qualitativa degli analiti La determinazione qualitativa degli analiti si esegue con lo spettrometro di massa quadrupolare. L`acquisizione dei cromatogrammi si effettua sul sistema GC/MS operando alle seguenti condizioni: Sistema cromatografico Temperatura detector 280°C Temperatura iniettore 250°C Temperatura forno 70°C x 2 minuti; 25°C/min (rate 1) al minuto fino a 200°C, 8°C/min rate 2 fino a 280°C ; a 280°C rimane per 10 min Colonna HP5MS (30mx 0.25 mm x 0.25 µm) Iniettore Splitless Rivelatore MS Acquisizione in corrente ionica totale nell’intervallo 35-500 uma, con sorgente ad impatto di elettroni (E+) applicando un potenziale variabile di almeno 400 eV.
Le analisi effettuate hanno dimostrato che i campioni di frutta analizzati nel 2008 senza residuo di pesticidi erano il 72,36%, mentre nel 2009 erano il 65,51%. I campioni di frutta analizzati nel 2008 con almeno un residuo erano il 21,10% e dopo 12 mesi sono diventati il 22,6%. Interessante notare come sia triplicata l’incidenza della frutta con la presenza di più di un residuo di pesticida dal 3,01% nel 2008 al 9,85% nell’anno successivo.
Fig. 3
Tra il 2008 e il 2009 c’è stato un incremento del 18% dei campioni analizzati di mele positivi a residui di pesticidi; di questi, circa la metà delle mele analizzate nel 2009 sono risultate essere positive. Seguono le pesche. Le pere positive a tracce di residui sono passate dal 25,80% nel 2008 alpiù della metà dei campioni analizzati nel 2008 (62,5%). Le concentrazioni consentite dalla legge, tuttavia, sono state oltrepassate in un numero estremamente limitato di casi: il 3,51% nel 2008 ed il 2,95% nel 2009.
Gli insetticidi fosforganici sono sostanze liposolubili e per tale motivo facilmente assorbibili sia per esposizione cutanea, che inalatoria e gastroenterica (5, 6), risulta pericolosa l’esposizione relativamente all’assorbimento. Le sostanze riconosciute come organofosforici nelle analisi soprariportate sono le seguenti: Dimetoato (per pesche ed agrumi) e Clorpirifos (per uva e fragole). Il bersaglio biologico umano è rappresentato dall’enzima acetilcolinesterasi che è in grado di inibire, ostacolandone lo smaltimento, l’acetilcolina, neurotrasmettitore del sistema nervoso centrale e periferico dei mammiferi che si lega a specifici recettori presenti sui muscoli scheletrici ed aprendo i canali di membrana del sodio, consente a tali ioni di entrare nella cellula muscolare, inducendone la contrazione. A livello delle sinapsi del SNC produce uno stimolo di tipo eccitatorio. Il legame con gli organofosforici da parte dell’acetilcolinesterasi in taluni casi può venir meno, ma nonostante ciò l’acetilcolinesterasi a seguito della interazione col pesticida subisce una alterazione chimica (aging) tale da comprometterne il normale funzionamento. In letteratura viene descritta una medesima azione di inibizione da parte degli organofosforici su una esterasi, definita esterasi neurotossica (7), di cui si conosce il gene, già isolato, di cui sono ancora sconosciuti substrato e meccanismo d’azione (8). La sintomatologia è riconducibile al progressivo accumulo dell’acetilcolina nell’organismo e si realizza con una sindrome muscarinica e nicotinica. La sindrome muscarinica interessa la muscolatura liscia, il vago ed i tessuti endocrini e consiste in sudorazione e scialorrea, nausea, vomito e diarrea. Sul cuore ha effetto bradicardizzante fino all’edema polmonare acuto. La sindrome nicotinica, invece, riguarda la muscolatura striata e le fibre nervose pregangliari. Consiste in fascicolazioni, contratture e spasmi muscolari, mentre a livello cardiovascolare si possono determinare tachicardia ed ipertensione. L’entità della sintomatologia varia a seconda del livello di esposizione. A livello neurologico si va da un rallentamento psico-motorio con disturbo dell’attenzione e concentrazione fino a vere e proprie convulsioni. Una esposizione prolungata può associarsi a miopatia con lesioni necrotiche generalizzate e, a livello cito-istologico, alterazioni della citostruttura della placca motrice (9). Tra i casi particolari descritti in letteratura, la pancreatite acuta mediata da un aumento della pressione intraduttale(10, 11, 12, 13, 14) e una sintomatologia tardiva, con durata da uno a quattro giorni successivi all’esposizione, definita sindrome intermedia (15, 16). La diagnosi si basa sul dosaggio della pseudocolinesterasi (PChE) e delle acetilcolinesterasi (AChE) eritrocitarie e del plasma (per conferma diagnostica). Ciò soprattutto nelle intossicazioni croniche ovvero nelle lunghe esposizioni a basso dosaggio che avvengono comunemente in ambito lavorativo (17). La terapia nel caso di contatto, più frequente in ambito lavorativo, richiede il lavaggio di cute e capelli con acqua e sapone di marsiglia. L’esposizione enterale si risolve entro 60 minuti con la gastrolusi seguita dalla somministrazione di carbone vegetale attivato in polvere. L’antidoto utilizzato nella intossicazione acuta severa è l’atropina al dosaggio di 2-4 mg ev/15’, che antagonizza l’azione del pesticida soprattutto a livello respiratorio. La pralidossima, che riattiva l’acetilcolinesterasi, risulta efficace prevalentemente per la sintomatologia nicotinica (18, 19, 20). Un gran numero di intossicazioni si registrano nei Paesi in via di sviluppo (21, 22) e le motivazioni vanno molto spesso ricercate nella scarsa ed inefficace regolamentazione in queste aree in ambito di tutela della salute del lavoratore. Essa dovrebbe necessariamente partire dall’analisi del rischio ispirata a quell’alto valore che è la prevenzione, articolata, secondo il sempre valido modello di risk assessment proposto dalla National Academy of Science (1983) (23), nelle quattro fasi di identificazione degli agenti di rischio (hazard identification) prima, e nella determinazione della correlazione tra quantità dell’agente e risposta biologica dell’organismo (dose-response assessment) poi, seguite da una exposure assessment, ovvero dalla misurazione dell’ esposizione sulla base di un monitoraggio ambientale, e dalla caratterizzazione del rischio (risk characterization) per saggiare probabilità e gravità dei danni per la salute degli esposti. La ricerca e l’analisi del rischio e dei potenziali danni sull’uomo diventano requisiti imprescindibili per qualsiasi modello di management (24) che si ponga come obiettivo ultimo la sicurezza della persona e del lavoratore. In Italia è il Medico Competente ad occuparsi della sorveglianza sanitaria obbligatoria dei lavoratori esposti attraverso visite preventive e periodiche, quindi prima che il lavoratore venga adibito alla mansione specifica e dopo essere stato esposto. Il monitoraggio biologico degli esposti ad organofosforici è attuato mediante il dosaggio della colinesterasi eritrocitaria (sintetizzata dal sistema nervoso, dalle giunzioni neuromuscolari dei muscoli striati, dai globuli rossi e dal surrene) e dalla colinesterasi plasmatica o pseudocolinesterasi (che si ritrova nel plasma, miocardio, muscoli lisci, mucosa digerente e cute). Altri indicatori di effetto per gli insetticidi organoclorati sono il dosaggio dell'acido D-Glucarico e del 6-Beta-idrossicortisolo nelle urine. L'American Conference of Industrial Hygienists indica come indice biologico di esposizione per gli esteri organofosforici la riduzione del 70% della colinesterasi eritrocitaria rispetto ai valori basali dell'individuo. Mentre dosando l’esterasi neurotossica è possibile valutare accuratamente gli effetti ritardati degli esteri organofosforici sul sistema nervoso periferico, il dosaggio della colinesterasi a seguito dell’esposizione a carbammati è poco affidabile come indicatore di effetto essendo il legame con l’insetticida rapidamente reversibile. Ci si auspica per il futuro una sempre migliore collaborazione del Datore di Lavoro e del Servizio di Prevenzione e Protezione con il Medico Competente per la tutela della salute e sicurezza del lavoratore esposto al rischio derivante dall’utilizzo di pesticidi, anche attraverso la valutazione dei rischi, la scelta dei dispositivi di protezione individuali ed i corsi di informazione e formazione secondo la attuale normativa di legge.
1. Hardman JG, Limbird LE, Goodman Gilman A. Le basi farmacologiche della terapia, McGraw-Hill, Milano, 2003.
2. D. lgs n. 25 del 2 febbraio 2002 in attuazione della direttiva 98/24/CE – G. U. n. 57 del 8 marzo 2002 – Suppl. Ord. n. 40.
3. Artt. 17 co. 1 lettera a) e 28 del D. lgs n. 81 del 9 aprile 2008 – G. U. n. 101 del 30 aprile 2008 Suppl. Ord. n. 108.
4. Sciarra G, Aprea MC, Cardelli D, at al. Il documento di valutazione del rischio chimico: esperienze nelle piccole imprese. Giornale Italiano di Medicina del Lavoro 2010; 32 (4): 125 – 128.
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Serafino Ricci
Dipartimento di Scienze Anatomiche, Istologiche, Medico Legali e dell’Apparato Locomotore, “Sapienza” Università di Roma
e-mail: info@preventionandresearch.com
