I metalli pesanti cancerogeni, come il cromo, potrebbero rappresentare un rischio sottovalutato per la salute pubblica causato dagli incendi boschivi, secondo un articolo di Nature Communications. I risultati forniscono nuove intuizioni su perché l’esposizione al fumo degli incendi boschivi potrebbe essere più pericolosa per gli esseri umani rispetto all’inquinamento da altre fonti. Si prevede un aumento della frequenza e gravità degli incendi boschivi in molte regioni geografiche a causa dei cambiamenti climatici, rappresentando un crescente rischio per la salute pubblica dovuto all’inalazione di fumo e polvere.
L’esposizione respiratoria a particelle fini è particolarmente problematica a causa della sua capacità di penetrare in profondità nei polmoni. Tuttavia, sebbene ben studiato per gli incendi urbani, la composizione chimica delle particelle degli incendi boschivi e i loro effetti sulla salute specifici dei singoli composti rimangono scarsamente caratterizzati e le minacce per la salute derivanti dai metalli tossici naturali presenti nel suolo e nelle piante alterati dal fuoco non sono chiare.
Alandra Marie Lopez e colleghi hanno analizzato suoli e ceneri prodotte dagli incendi del 2019 e 2020 in diverse zone del Nord della California, come Sonoma, Napa e Lake Counties. Hanno osservato livelli pericolosi di cromo reattivo biodisponibile, un noto cancerogeno, nelle ceneri degli incendi boschivi che possono essere facilmente disperse a lunghe distanze dal vento. Questo è risultato più diffuso nelle aree con una geologia sottostante ricca di metalli ed è stato anche aumentato dalla gravità dell’incendio. Gli autori hanno scoperto che l’incendio ha portato a livelli elevati di cromo reattivo nel suolo superficiale fino a un anno dopo l’incendio. Suggeriscono che, in ambienti secchi, questo cromo potrebbe rappresentare un rischio di inalazione a lungo termine a causa della produzione continua di polvere e della dispersione del vento.
Mentre le minacce da esposizione a metalli nel fumo e nella polvere sono riconosciute negli incendi urbani, i risultati evidenziano il rischio per la salute pubblica degli incendi boschivi per le comunità locali e per i soccorritori. Con l’aumento degli incendi boschivi globali causati dai cambiamenti climatici, gli autori suggeriscono che i metalli nelle emissioni di polvere post-incendio potrebbero rappresentare una minaccia in aumento.
Lo studio
Sebbene il fuoco sia un processo ecologico fondamentale di cui molti ecosistemi dipendono per la composizione, la struttura e la funzione della vegetazione, gli incendi estremi possono devastare la salute umana ed ecologica. Il fumo degli incendi boschivi è una miscela complessa e dinamica di gas e particolato (PM), che dipende dai combustibili e dalla gravità dell’incendio, che attiva vie infiammatorie o risposte al danneggiamento del DNA. L’esposizione respiratoria a particelle fini (diametro ≤2,5 µm; PM2.5) è particolarmente problematica a causa della sua capacità di penetrare in profondità nei polmoni.
Recenti studi hanno dimostrato che il PM2.5 degli incendi boschivi è più dannoso rispetto alle fonti urbane e agli incendi controllati, che differiscono nelle proprietà fisiche e chimiche; tuttavia, la composizione chimica del PM degli incendi boschivi e i suoi effetti sulla salute specifici dei singoli composti rimangono scarsamente caratterizzati. Molti inquinanti degli incendi boschivi presenti nella polvere e nel fumo sono classificati come cancerogeni respiratori; comunemente studiati sono aerosol organici e gas derivati dalla combustione incompleta della vegetazione.
Sono stati documentati aumenti di metalli pesanti nel PM durante gli episodi di incendi boschivi, che possono indurre citotossicità, aumentare i rischi di cancro ai polmoni e contribuire notevolmente allo stress ossidativo. In particolare, il cromo nella sua forma esavalente rappresenta una preoccupazione imprevista per la salute. I metalli presenti nei suoli e nelle ceneri sono comunemente associati alla combustione strutturale nelle interfacce tra aree selvatiche e urbane, con scarsa consapevolezza del paesaggio selvatico come fonte alternativa e altamente distribuita.
In concomitanza con aree altamente popolate a livello globale, i paesaggi con geologia ultramafica e mafica presentano concentrazioni di cromo nel suolo che vanno da 200 a 60.000 mg kg−1 con una media di 2650 mg kg−1. Il cromo è naturalmente abbondante nella sua forma trivalente [Cr(III)], presentando un rischio limitato per la salute umana. Tuttavia, la lenta velocità di ossidazione di Cr(III) da parte dell’ossigeno molecolare si accelera a temperature superiori a 200 °C, portando alla rapida generazione di Cr(VI) tossico, anche da Cr(III) legato ai minerali nei suoli. Sulla base di esperimenti di riscaldamento, fino al 35% del cromo nel suolo può essere ossidato a Cr(VI) durante gli incendi. Ceneri urbane raccolte dopo un incendio boschivo nel sud della California, USA, contenevano concentrazioni di Cr(VI) fino a 3200 µg kg−1 e illustrano naturalmente la generazione di Cr(VI) catalizzata dal calore. Inoltre, è stata osservata un’incremento di 8,6 volte nelle concentrazioni di Cr(VI) dopo un incendio controllato rispetto alle concentrazioni pre-incendio nel suolo superficiale (profondità 0-3 cm).
Le regioni con terreno ricco di metalli, comprese le aree mafiche-ultramafiche, subiscono incendi su scala globale, escludendo l’Antartide. Queste zone sono presenti in climi tropicali e temperati negli Stati Uniti occidentali, Brasile, Australia, Sud Africa, Europa e Indonesia, diventando fonti naturali di metalli durante gli incendi. La frequenza di incendi di varie dimensioni evidenzia l’esposizione globale a Cr(VI) (cromo esavalente) presente nella polvere e nel fumo degli incendi boschivi.
Dopo gli incendi, le aree gravemente colpite diventano desolate, coperte di cenere e terreno sciolto, aumentando il rischio di erosione post-incendio causata da vento e acqua. La risospensione di polvere e cenere contenenti Cr(VI) costituisce un rischio di esposizione respiratoria. Ciò può causare tossicità polmonare e aumentare il rischio di cancro ai polmoni, seni paranasali e cavità nasale. La concentrazione di Cr(VI) nell’aria dovrebbe rimanere sotto 0,25 ng m−3 per evitare un rischio eccessivo.
La produzione di Cr(VI) nei suoli e nelle ceneri durante gli incendi rappresenta una significativa via di esposizione umana. Questo studio esamina le proprietà del suolo e la gravità dell’incendio che influenzano la formazione di Cr(VI) nei paesaggi colpiti dal fuoco e la sua persistenza nel suolo superficiale dopo l’incendio. Gli incendi recenti in California forniscono un’opportunità di esplorare la generazione di Cr(VI) in paesaggi colpiti dal fuoco con diverse caratteristiche geologiche e gravità dell’incendio.
I risultati mostrano che la gravità dell’incendio, il tipo di terreno e l’ecosistema influenzano la produzione paesaggistica di Cr(VI) durante gli incendi boschivi. Le concentrazioni più alte si trovano nei suoli con geologie ricche di metalli, e le particelle del suolo provenienti dalle aree gravemente bruciate mostrano concentrazioni significativamente superiori rispetto a quelle non bruciate. Il Cr(VI) persiste nelle particelle del fumo e della polvere post-incendio, rappresentando una preoccupazione per l’esposizione respiratoria a lungo termine nelle comunità locali e distanti.
