Composti Organici Volatili come marcatori di inquinamento e alterazione del metabolismo

L’argomento principale del presente elaborato di tesi è la caratterizzazione chimica di Composti Organici Volatili (COV) per a) valutare la qualità dell’aria in aree industriali fortemente impattate sia da inquinanti gassosi (benzene, toluene, ecc..) che da molestie olfattive, e b) valutare l’influenza di COV esogeni sulla salute umana ed in particolare sull’esacerbazione di determinate patologie. Durante l’attività sperimentale sono state testate differenti tecniche di campionamento ed analisi per i COV, dal classico campionamento con cartucce adsorbenti analizzate mediante tecnica gascromatografica accoppiata alla spettrometria di massa (GC-MS), alle più moderne tecniche di olfattometria dinamica e analisi sensoristica mediante nasi elettronici. In particolare, riguardo alla valutazione della qualità dell’aria ambiente, sono stati presentati due casi di studio volti l’uno al monitoraggio della concentrazione di benzene indoor e outdoor in un hot spot industriale della città di Trieste, e l’altro alla valutazione dell’impatto odorigeno di un impianto di trattamento dei rifiuti della provincia di Taranto. Nel primo caso si è potuto constatare che le concentrazioni di benzene, ottenute mediante tecnica GC-MS, decrescono rapidamente all’aumentare della distanza dalla fonte emissiva; inoltre, l’impiego di modelli lineari di correlazione ha permesso di stimare l’influenza delle concentrazioni ambientali di benzene outdoor nel contesto indoor. Nel secondo caso, invece, il confronto tra i dati ottenuti dalla speciazione chimica dell’analisi GC-MS con quelli delle analisi olfattometriche e sensoristiche, ha evidenziato una correlazione fra la composizione chimica e la concentrazione di odore delle diverse fonti emissive presenti nell’impianto di smaltimento dei rifiuti. L’influenza dei COV esogeni sulla salute umana, invece, è stata valutata mediante caratterizzazione della frazione volatile dell’espirato umano, matrice biologica di grande interesse al giorno d’oggi per la sua semplice composizione, che non richiede particolari pre-trattamenti prima dell’analisi, e per la non invasività del campionamento. Sono stati testati e messi a confronto diversi campionatori, di cui uno sviluppato presso il gruppo di ricerca di Chimica Ambientale dell’Università di Trieste in collaborazione con lo spin-off accademico ARCO SolutionS s.r.l., e due commerciali, Bio-VOC® sampler e ReCIVA® Breath sampler, quest’ultimo sviluppato nell’ambito delle attività del consorzio internazionale Breathe Free. I primi risultati sono stati ottenuti attraverso uno studio incrociato che ha coinvolto soggetti fumatori e non fumatori, confermando la robustezza della procedura analitica utilizzata e individuando differenze nella composizione volatile dell’espirato tra le due classi di soggetti, in particolare per quanto riguarda i composti aromatici e ossigenati. Il campionatore ReCIVA®, è stato utilizzato in un caso di studio svolto in collaborazione con il reparto di Pneumologia dell’Azienda Sanitaria Universitaria Integrata di Trieste (ASUITs) sulla riacutizzazione della Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva (BPCO), di cui vengono riportate prime evidenze sperimentali. In contemporanea, è stata valutata la relazione tra i ricoveri per riacutizzazione della BPCO e parametri ambientali, quali PM10, NOx e benzene (forniti dall’Agenzia Regionale per l’Ambiente del Friuli-Venezia Giulia – ARPA FVG) mediante calcoli computazionali che hanno rilevato un intensificarsi delle ospedalizzazioni in concomitanza ad elevati valori di PM10 nel periodo invernale e di benzene nel periodo estivo.