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Nella società moderna vi è un massiccio e crescente consumo di prodotti chimici, organici e inorganici, accompagnato da un continuo processo di ricerca e sviluppo di nuovi composti attivi. Questi composti hanno diversi scopi, che vanno dalla cura delle malattie ed il mantenimento di un'elevata qualità della vita, all'igiene personale e a molti altri utilizzi come la produzione di materiali non infiammabili o materie plastiche. Tra di essi, una categoria importante è costituita dagli inquinanti emergenti, che comprende tutti i composti chimici, di origine sintetica o naturale, che non sono comunemente rilevati nell’ambiente ma hanno la potenzialità di entrarvi e causare effetti negativi. In molti casi, la presenza di
composti dannosi nell’ambiente è stata accertata solo grazie ai recenti miglioramenti tecnologici nelle metodologie di analisi. Per gli inquinanti emergenti non esistono attualmente dei precisi riferimenti normativi. Inoltre i dati di monitoraggio disponibili sono ad oggi insufficienti o di scarsa qualità per una valutazione del rischio per l’ecosistema e per la salute dell’uomo.
Tra gli inquinanti emergenti più comuni abbiamo i prodotti farmaceutici, utilizzati dall'uomo per la cura delle malattie e per mantenere la salute degli animali negli allevamenti zootecnici. Questi composti non vengono assimilati del tutto dall'uomo e dagli animali e vengono escreti dall'organismo attraverso le feci o le urine, inalterati o come metaboliti attivi, finendo nelle acque di scarico e negli impianti di trattamento delle acque reflue. Gli effluenti da questi impianti sono solitamente la principale fonte di inquinamento composti farmaceutici, dato che questi impianti non sono progettati per la rimozione di queste sostanze, che vengono degradate solo parzialmente. Inoltre in caso di mancata depurazione queste sostanze finiscono direttamente nelle acque superficiali e questo avviene in molti paesi del mondo, in particolare in quelli in via di sviluppo. In Italia molti città hanno un sistema di depurazione dei reflui civili inefficiente o del tutto assente. Per questo motivo la Commissione Europea con una comunicazione del 31 marzo 2014 ha segnalato l'infrazione degli obblighi della Direttiva 91/271/CEE in un numero consistente di agglomerati urbani anche di grande dimensione come Roma, Firenze, Napoli, Bari e Pisa.La ricerca aveva come obiettivo generale lo studio della contaminazione ambientale da composti farmaceutici. Gli obiettivi specifici consistevano: 1) nella misurazione della concentrazione di alcuni composti farmaceutici nelle acque superficiali e reflue trattate in un’area di studio nel bacino del Massaciuccoli; 2) nella stima della concentrazione degli stessi utilizzando l'indice Predicted Environmental Concentration (PEC) basato su dati di vendita di prodotti farmaceutici; 3) nella validazione di tale metodo di stima attraverso la comparazione tra i valori misurati e quelli stimati con il PEC.
Le analisi effettuate nei campioni delle acque hanno confermato la presenza della gran parte dei composti farmaceutici selezionati per questo studio. Le concentrazioni misurate mostrano un chiaro gradiente crescente che va dalle zone rurali dove le concentrazioni rilevate sono basse e di pochi ng/L alle zone periurbane e urbane dove quasi tutte le sostanze analizzate sono presenti in concentrazioni dell'ordine di centinaia di ng/L. In dettaglio, le sostanze farmaceutiche selezionate nei campioni di acque superficiali analizzati sono comprese in un intervallo che va da 0,6 a 1393,5 ng/L rispettivamente per carbamazepina nell'area rurale e per il metabolita 10,11-Diidro-10,11-Diidrossi-carbamazepina nell'effluente del depuratore di Vecchiano.
La presenza di sostanze farmaceutiche nell'effluente del depuratore di Vecchiano ha confermato la scarsa efficienza nella rimozione di questi composti da parte degli impianti a fanghi attivi convenzionali, già documentata in letteratura. L'assenza di depurazione di molti dei composti farmaceutici, con l'eccezione di ibuprofene, naproxene e degli ormoni estrogeni, indica che risulta necessario progettare e realizzare impianti di trattamento terziario idonei alla rimozione di queste sostanze.
Per quanto riguarda l'altro obiettivo che si poneva questo lavoro, cioè la validazione del metodo di stima delle concentrazioni nelle acque di composti farmaceutici (PEC), i risultati ottenuti hanno mostrato una scarsa attendibilità di tale metodologia. La comparazione tra le concentrazioni misurate e stimate ha mostrato come il PEC tenda a sottostimare le
concentrazioni presenti nelle acque superficiali. Questo potrebbe essere dovuto alle particolari condizioni dei corsi d'acqua considerati per le analisi, cioè canali artificiali con presenza discarichi non depurati. I valori del PEC risultano invece delle sovrastime delle concentrazioni nell'effluente del depuratore di Vecchiano. La stima basata su questo metodo può essere considerata come un utile strumento teorico di supporto al monitoraggio ambientale delle sostanze farmaceutiche, ma il suo utilizzo per la valutazione del rischio ambientale proposta dalle linee guida EMA può portare a sottostimare un eventuale rischio per l'ambiente e gli organismi viventi dovuto alla presenza di queste sostanze.