Metallo pesante

Un metallo pesante è un membro di una categoria non ben definita^[1] di elementi chimici metallici, che presentano proprietà come un'alta densità o un alto peso atomico.

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

Non esiste una definizione universalmente accettata 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^[2] (un elemento il cui numero atomico sia maggiore di 20)^[1].

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

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

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

• pesticidi^[22];
• vernici^[23][24];
• coloranti e pigmenti^[25];
• deposito abusivo di rifiuti da costruzione e demolizione^[26];
• cassonetti scarrabili aperti;
• saldatura e brasatura^[27];
• lavorazione del vetro^[28][29];
• opere in calcestruzzo^[30];
• lavori stradali^[31];
• progetti fai-da-te in metallo;
• carta joss bruciata^[32];
• sigarette^{[33][34][35][36]}
• sigarette elettroniche^{[37][38][39][40]}
• combustione all'aperto di rifiuti nelle aree rurali;
• sistema di ventilazione contaminato^[41];
• alimenti, se contaminati dall'ambiente o dall'imballaggio^{[42][43][44][45]};
• armamenti^[46];
• batterie piombo-acido e agli ioni di litio^[47];
• cantieri di riciclaggio dei rifiuti elettronici (e-waste)^[48][49];
• legname trattato^[50];
• invecchiamento delle infrastrutture di approvvigionamento idrico;
• microplastiche che galleggiano negli oceani^[51];
• acqua, se contaminata dall'ambiente o dall'imballaggio^[52].

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
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  Le batterie piombo-acido contengono metalli pesanti
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  Alcune vernici contengono metalli pesanti
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  Alcuni pigmenti contengono metalli pesanti

Sintomi di intossicazione da alcuni metalli pesanti

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.