Η τοξικότητα και η βιοσυσσώρευση των βαρέων μετάλλων

Το ζητούμενο είναι να αξιοποιήσουμε την σοφία του παρελθόντος και να προλάβουμε την επέκταση της ρύπανσης πριν ζήσουμε και άλλους «Ασωπούς»...

Γιάννης Ζαμπετάκης 05/04/2021 | 07:50

Γράφει ο Γιάννης Ζαμπετάκης
Πρόεδρος Τμήματος Βιολογικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Λίμερικ, Ιρλανδία
@yanzabet

Το μάθημα πριν από μερικά χρόνια στο αμφιθέατρο του Χημικού Τμήματος στο Πανεπιστήμιο Αθηνών είχε ως θέμα την επιμόλυνση της διατροφικής αλυσίδας. Με τα (πνευματικά) παιδιά μου (4ετείς φοιτητές Χημείας) αναλύαμε τους ανερχόμενους κινδύνους στα τρόφιμα και η κουβέντα ήταν για τα μεταλλεία. Τους θύμισα ότι «για κάθε ουγγιά χρυσού που παράγεται, παράγονται συνάμα και 30 τόνοι τοξικών αποβλήτων. Αυτά τα απόβλητα συνήθως περιέχουν κυανιούχα, ιόντα εξαιρετικά τοξικά για το περιβάλλον και τον άνθρωπο, και είναι ο ‘‘πονοκέφαλος’’ όλων των εξορυκτικών εταιρειών».

Και τους ρώτησα τότε το εξής υποθετικό σενάριο:

«Έστω ότι ζούμε στο έτος 2050 μ.Χ. και είστε υπεύθυνοι διαχείρισης ποιότητας σε μια μονάδα ιχθυοκαλλιέργειας. Ποιους κινδύνους θα πρέπει να αξιολογήσετε για να δείτε αν είναι εμπορικά επωφελές να στήσετε νέους ιχθυοκαλλιεργητικούς κλωβούς στους κόλπους της Κασσάνδρας και της Σιθωνίας;».

Πριν απαντήσουμε στο παραπάνω ερώτημα, κάναμε μαζί μια ανάλυση της κατάστασης στη Μεσσαπία στην Εύβοια, όπου στα εκεί μεταλλεία νικελίου παρατηρείται το φαινόμενο της όξινης απορροής, όπως είχε παραδεχθεί και προ δεκαετίας η πρώτη υπουργός στο ΥΠΕΚΑ (κ. Τίνα Μπιρμπίλη). Με απλά λόγια, και χωρίς να σας κουράσω με πολλές χημικές λεπτομέρειες, κατά την όξινη απορροή εκλύονται διάφορα βαρέα μέταλλα στο νερό και από τα λατομεία περνούν στον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα…

Αυτά είναι γνωστά… και κανείς πλέον δεν αντιδρά ακόμα και αν του λες κατάμουτρα «πίνεις καρκινογόνο νερό, κάνεις μπάνιο τα παιδιά σου με καρκινογόνο νερό! Γιατί το ανέχεσαι;». Οι άνθρωποι το ανέχονται… προτιμούν να μη μιλήσουν για να μην χάσουν τη δουλειά τους, προτιμούν να ζουν μια ζωή ως υποτακτικοί και εν δυνάμει καρκινοπαθείς…

Το θέμα όμως είναι πώς θα είναι η Χαλκιδική το 2050; Και η θάλασσα εκεί θα μπορεί τότε να «φιλοξενήσει» ιχθυοκαλλιεργητικούς κλωβούς; Και αν κάποιος από σας αναρωτηθεί γιατί ρωτάω για τέτοιους κλωβούς, ο λόγος είναι τούτος: σήμερα το 90% της παραγωγής από την ιχθυοκαλλιέργεια εξάγεται και άρα είναι μια πραγματική πράσινη και βιώσιμη ανάπτυξη. Τα μεταλλεία όμως είναι;

Σήμερα: Σύρος και βαρέα μέταλλα

Σήμερα στο καρνάγιο του λιμανιού στη Σύρο, υπάρχουν υψηλά επίπεδα βαρέων μετάλλων σύμφωνα με ανάλυση του Παρατηρητηρίου των κατοίκων της Σύρου και του ΕΛΚΕΘΕ, όπως βανάδιο, κάδμιο, νικέλιο, χρώμιο, μαγγάνιο και κοβάλτιο, αρσενικό και μόλυβδος. Αυτά τα βαρέα μέταλλα, περνούν από το ίζημα της θάλασσας στα μικρά ψάρια και από εκεί στα μεγαλύτερα ψάρια και καταλήγουν στην διατροφική μας αλυσίδα.

Δηλαδή έχουμε το λεγόμενο φαινόμενο της βιοσυσσώρευσης. ΄Οσο πιο ψηλά πάμε στην διατροφική αλυσίδα τόσο μεγαλύτερα είναι τα επίπεδα των βαρέων μετάλλων. Αυτό το φαινόμενο θα έχει μεσοπρόθεσμα επίδραση στην τοπική αλιεία.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει εποπτικά το φαινόμενο της βιοσυσσώρευσης στην τροφική αλυσίδα, από το πλανκτόν στον άνθρωπο μέσω των ιχθυηρών για τον υδράργυρο.

Τοξικότητα υδραργύρου

Κατηγορίες τοξικών ενώσεων του υδραργύρου. Ο υδράργυρος μπορεί να προσληφθεί από τους οργανισμούς σε τρεις μορφές: α) ως στοιχείο, β) ως ανόργανη ένωση και γ) ως οργανομεταλλική ένωση.

Στη στοιχειακή μορφή είναι επικίνδυνος στη μορφή των ατμών του. Η σημαντική τάση ατμών του στη θερμοκρασία περιβάλλοντος καθιστά τον "ακάλυπτο" υδράργυρο επικίνδυνο και επιβάλλει έντονο αερισμό στους χώρους όπου χρησιμοποιείται (βλέπε βίντεο). Οι ατμοί του υδραργύρου διαχέονται ευκολότατα και είναι λιποδιαλυτοί. Εισπνεόμενοι μεταφέρονται στα ερυθρά αιμοσφαίρια και από εκεί σε ολόκληρο το σώμα και κυρίως στον εγκέφαλο.

Συνήθως τα πρώτα συμπτώματα δηλητηρίασης από ατμούς υδραργύρου είναι πονοκέφαλος, σιελόρροια και μια έντονη μεταλλική γεύση. Η αποβολή του είναι βραδεία (χρόνος ημιζωής 8 ημέρες). Σε περιπτώσεις χρόνιας εισπνοής ατμών υδραργύρου παρουσιάζεται μια ποικιλία συμπτωμάτων όπως: αναπνευστική δυσκολία, βήχας, ίλιγγοι, πόνοι στα άκρα, αιμορραγίες στα ούλα και απώλεια οδόντων, στοματίτιδα, απώλεια μνήμης και ψυχολογικές διαταραχές, όπως αδυναμία συγκροτημένης σκέψης, άγχος, νευρικότητα και αγοραφοβία (social phobia). Η χρόνια δηλητηρίαση με ατμούς υδραργύρου είναι ουσιαστικά ισοδύναμη με την αντίστοιχη δηλητηρίαση από τις οργανοϋδραργυρικές ενώσεις.

Στη μορφή ανόργανων ενώσεων ο υδράργυρος παρουσιάζει την τυπική τοξικότητα των ενώσεων των βαρέων μετάλλων, δηλ. είναι ισχυρότατα νεφροτοξικός. Περιστατικά δηλητηρίασης από ιοντικές ενώσεις υδραργύρου μπορούν να αντιμετωπισθούν μόνο με την έγκαιρη χορήγηση χηλικών φαρμακευτικών ουσιών (κυρίως πολυθειόλες). Ο υδράργυρος σχηματίζει με τις ενώσεις αυτές σταθερά σύμπλοκα υπό τη μορφή των οποίων και αποβάλλεται με τα ούρα, πριν προλάβει να δεσμευτεί από πρωτεΐνες του οργανισμού και αχρηστέψει τους νεφρούς.

Oι οργανοϋδραργυρικές ενώσεις είναι πολύ πιο επικίνδυνες από τις ανόργανες ενώσεις του. Η ισχυρή τοξική δράση του DMHg και των ενώσεων του μεθυλοϋδραργύρου, οφείλεται στο ό,τι οι ουσίες αυτές είναι λιποδιαλυτές και διαπερνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό (ο οποίος κανονικά προστατεύει τον εγκέφαλο από τοξικές ουσίες), πιθανόν με τη δημιουργία συμπλόκων-φορέων με το αμινοξύ κυστεΐνη. Αντίστοιχα, μπορούν να διαπεράσουν και τον πλακούντα και να προσβάλλουν τα εμβρυικά κύτταρα.

Οι οργανοϋδραργυρικές ενώσεις προσβάλλουν το νευρικό σύστημα και τον εγκέφαλο (νευροτοξικές ενώσεις). Ένα πολύ επικίνδυνο χαρακτηριστικό τους είναι η καθυστερημένη δράση τους, δηλ. τα συμπτώματα μπορεί να εμφανισθούν μετά από εβδομάδες και μήνες από την πρόσληψη των ενώσεων αυτών από τον οργανισμό (silent latency period), οπότε μπορεί να είναι πολύ αργά για κάποια θεραπεία. Ως λιποδιαλυτές ενώσεις αποθηκεύονται σε λιπαρούς ιστούς του οργανισμού, απ' όπου δεν είναι εύκολη η απόσπασή τους με τα ίδιες χηλικές ουσίες που δεσμεύουν τον ιοντικό υδράργυρο. Σε τοξικές ποσότητες οδηγούν σε αναισθησία των άκρων, δυσκολία στην ομιλία και στον γενικότερο συντονισμό του σώματος, τύφλωση, κώφωση, απώλεια γεύσης και οσμής και έντονα ψυχολογικά προβλήματα (ατονία, άνοια, απάθεια, παραισθήσεις).

Οι οργανοϋδραργυρικές ενώσεις απομακρύνονται από τον οργανισμό με εξαιρετικά αργό ρυθμό και έτσι σε περιπτώσεις χρόνιας δηλητηρίασης (π.χ. μέσω της τροφής) συσσωρεύονται σε αυτόν και κυρίως στον εγκέφαλο. Οι ίδιες οι ενώσεις, ως λιποδιαλυτές και μη ιοντικές, απορροφούνται εύκολα από το δέρμα. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι σε δηλητηριάσεις με ενώσεις μεθυλοϋδραργύρου, η αναλογία της συγκέντρωσης υδραργύρου στον εγκέφαλο σε σχέση με τη συγκέντρωσή του στο αίμα κυμαίνεται από 5 έως 10:1.

Τι πρέπει να κάνουμε;

Είναι επιτακτική ανάγκη να χαρτογραφήσουμε την ρύπανση από βαρέα μέταλλα στις περιοχές της Ελλάδας όπου υπάρχουν βαρέα μέταλλα στο έδαφος, στο νερό και στη θάλασσα. Η χαρτογράφηση αυτή είναι απαραίτητη για να βρούμε τις εστίες ρύπανσης και τους πραγματικά ρυπαίνοντες. Μόνο έτσι θα μπορέσουμε να ελέγξουμε την διασπορά των βαρέων μετάλλων και την ενδεχόμενη επιμόλυνση της διατροφικής αλυσίδας. Η συσσωρευμένη μας γνώση έχει δείξει ότι τα βαρέα μέταλλα νικέλιο και χρώμιο μπορούν να περάσουν από το αρδευτικό νερό στα τρόφιμα σύμφωνα με την διδακτορική διατριβή του Σωτήρη Στασινού.

Με τον κ. Στασινό, μελετήσαμε τα βαρέα μέταλλα νικέλιο και χρώμιο. Αυτά τα βαρέα μέταλλα, υπό συνθήκες, είναι ευκίνητα στοιχεία και μπορούν να προσληφθούν και να βιοσυσσωρευτούν σε βολβούς, μέσω του νερού άρδευσης, του χώματος, των λιπασμάτων και του κόμποστ, οδηγώντας τα φυτά σε οξειδωτικό στρες και προκαλώντας, μετά από χρόνια κατανάλωση βολβών, προβλήματα υγείας στους ανθρώπους.

Ο σκοπός της διδακτορικής εργασίας του κ. Στασινού ήταν να διερευνήσει την πιθανή πρόσληψη χρωμίου και νικελίου από καρότα (Daucus carrota L.), κρεμμύδια (Allium cepa L.) και πατάτες (Solanum tuberosum L.) καθώς και τις πιθανές επιπτώσεις αυτών των βαρέων μετάλλων στη δραστικότητα των αντιοξειδωτικών ενζύμων καταλάση (CAT, E.C.1.11.1.6) και υπεροξειδάση (POX, E.C.1.11.1.7) στα κρεμμύδια και στις πατάτες. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε θερμοκήπιο, στα οποία προσομοιώθηκαν, όσο το δυνατόν, οι συνθήκες άρδευσης που επικρατούν στις περιοχές με τη μεγαλύτερη παραγωγή βολβών στη χώρα (Ασωπός, Μεσσαπία). Τα πειράματα περιελάμβαναν καλλιέργεια βολβών σε δύο περιόδους, διάρκειας 4 μηνών έκαστη, με παράλληλες γραμμές άρδευσης, κάθε μία από τις οποίες παρείχε στα φυτά υδατικό διάλυμα διαφορετικής συγκέντρωσης Cr(VI) και Ni(II). Συνολικά, τα διαλύματα μετάλλων που χρησιμοποιήθηκαν, στις δύο περιόδους ήταν: 0 μg/L (control), 10 μg/L, 20 μg/L, 50μg/L, 100 μg/L, 250 μg/L, 500 μg/L και 1.000 μg/L. Για την καλλιέργεια των φυτών χρησιμοποιήθηκε χώμα, από βιολογικά πιστοποιημένο θερμοκήπιο, το οποίο δεν είχε ρυπανθεί στο παρελθόν με βαρέα μέταλλα.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το νερό ποτίσματος που περιέχει Cr(VI) και Ni(II) μπορεί να προκαλέσει διασταυρούμενη επιμόλυνση (cross-contamination) σε κρεμμύδια και πατάτες. Δεν βρέθηκαν αντίστοιχες αποδείξεις για τα καρότα. Επίσης, βρέθηκε ότι η συγκέντρωση Cr στις πατάτες σχετίζεται θετικά με τη συγκέντρωση Cr και Ni στο νερό ποτίσματος. Επίσης, στα κυριότερα ευρήματα αυτής της εργασίας περιλαμβάνεται η θετική συσχέτιση ανάμεσα: (i) στις συγκεντρώσεις Cr και Ni στα καρότα, (ii) στις συγκεντρώσεις Cr και Ni στις πατάτες, (iii) στη συγκέντρωση Cr και στη δραστικότητα καταλάσης στις πατάτες και (iv) στη συγκέντρωση Ni και στη δραστικότητα υπεροξειδάσης στα φύλλα κρεμμυδιών.

Τέλος, παρατηρήθηκε αρνητική συσχέτιση ανάμεσα στη συγκέντρωση Cr και Ni στους κορμούς κρεμμυδιών. Παρά το γεγονός ότι δεν έχουν τεθεί όρια για το Cr και το Ni στα λαχανικά, για λόγους προφύλαξης, συνιστάται το νερό άρδευσης να είναι, ει δυνατόν, απαλλαγμένο από τα συγκεκριμένα βαρέα μέταλλα, έτσι ώστε να προστατεύεται η υγεία των ευπαθών ομάδων του πληθυσμού από ενδεχόμενο κίνδυνο.

Το ζητούμενο σήμερα είναι να αξιοποιήσουμε την σοφία του παρελθόντος και να προλάβουμε την επέκταση της ρύπανσης πριν ζήσουμε και άλλους «Ασωπούς»...

Τα άρθρα που δημοσιεύονται στην κατηγορία «Απόψεις» εκφράζουν τον/την συντάκτη/τριά τους και οι θέσεις δεν συμπίπτουν κατ' ανάγκην με την άποψη του koutipandoras.gr