I frutti di mare acquistati, un campione delle specie di pesci e crostacei più comunemente consumati nel New Hampshire, facevano parte di uno studio recentemente pubblicato su Exposure and Health inteso a valutare la potenziale esposizione delle persone alla famiglia di tossine prodotte dall'uomo chiamate PFAS derivanti dal consumo di frutti di mare.

Le sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche sono state un pilastro del settore sin dalla loro scoperta negli anni '30. Anti-aderente. Impermeabile. Resistente alle macchie. I prodotti che pubblicizzano queste caratteristiche, siano essi pentole, imballaggi per alimenti, abbigliamento o tappezzeria, sono probabilmente dotati di uno o più tipi di PFAS. Le sostanze chimiche si trovano anche nelle schiume antincendio utilizzate da decenni per domare gli incendi causati da combustibili liquidi ad alto calore.

Caratterizzati da una spina dorsale costituita da catene di atomi di carbonio e fluoro tenuti insieme da alcuni dei più forti legami chimici, questi "prodotti chimici per sempre" ampiamente utilizzati e indistruttibili si sono diffusi in tutto l'ambiente, filtrando nel suolo e nell'acqua e accumulandosi nella fauna selvatica e infine, in umani.

"Queste sostanze chimiche rimangono nel nostro corpo nell'ordine degli anni una volta che siamo stati esposti", afferma l'autrice senior dello studio Megan Romano, professore associato di epidemiologia presso la Geisel School of Medicine, la cui ricerca si concentra sulla comprensione delle cause e delle conseguenze sulla salute di esposizioni ambientali, soprattutto per le donne incinte e i bambini.

Numerosi studi scientifici hanno indicato che l'esposizione ai PFAS è associata a livelli elevati di colesterolo, cancro ai reni e ai testicoli, disturbi alla tiroide e al fegato e altri effetti negativi sulla salute.

I ricercatori di Dartmouth in tutte le discipline studiano i PFAS e i suoi effetti sulla salute umana, progettano nuove soluzioni per rimuovere le sostanze chimiche dall’ambiente, collaborano con i politici che stabiliscono i livelli di screening e impongono test sulle fonti contaminate e, infine, comunicano i rischi dei PFAS e le possibili misure per mitigare l'esposizione al pubblico.

"Il PFAS è stato riscontrato in quasi tutte le persone testate dal CDC, indicando un'esposizione diffusa negli Stati Uniti." dice Chen. I livelli sono particolarmente elevati tra i vigili del fuoco, coloro che lavorano nella produzione e lavorazione di prodotti chimici e tra le persone che attingono acqua potabile da fonti contaminate da PFAS.

Il 10 aprile, l’Environmental Protection Agency degli Stati Uniti ha imposto i primi limiti nazionali su alcuni dei PFAS più utilizzati nell’acqua potabile. Sebbene i nuovi limiti siano più severi rispetto agli standard del New Hampshire, lo Stato ha già adottato diverse misure per affrontare le preoccupazioni relative ai PFAS nell'acqua potabile, ad esempio richiedendo a tutti i servizi idrici pubblici di testare le concentrazioni di PFAS, fornendo assistenza per i test e opzioni di filtraggio gratuite per famiglie qualificate e offerta di sovvenzioni e prestiti per gli sforzi di bonifica.

Secondo Romano ci sono crescenti preoccupazioni anche sui livelli di PFAS nelle acque superficiali, rendendo i frutti di mare un potente veicolo per trasportare le sostanze chimiche ai consumatori. I dati del loro sondaggio hanno rivelato che i tassi di consumo di prodotti ittici per i residenti del New Hampshire sono più elevati rispetto alle stime precedenti basate su informazioni nazionali o regionali.

"Abbiamo voluto realizzare questo studio in gran parte per fornire informazioni sul processo di definizione degli standard sulle acque superficiali per lo stato del New Hampshire, che è ancora in corso", afferma Romano.

Lo studio pubblicato all'inizio di questo mese ha rilevato che i consumatori che seguono una dieta ricca di frutti di mare possono essere esposti a concentrazioni di PFAS che potenzialmente rappresentano un rischio per la salute.

I ricercatori sostengono che, se consumati con moderazione, i frutti di mare sono una fonte benefica di proteine ​​e sostanze nutritive e una dieta variata aiuta a ridurre l'esposizione alle sostanze chimiche e ad accedere a importanti fonti di nutrimento.

Oltre a stabilire standard più rigorosi per le acque superficiali per i PFAS sulla base dei risultati, è necessario impegnarsi anche per comunicare in modo efficace i benefici e i rischi del consumo attraverso solidi messaggi di salute pubblica, afferma Romano, che ha precedentemente collaborato con lo stato del New Hampshire per creare schede informative sul PFAS e altro materiale didattico per i medici e il pubblico.

In tutto, ovunque, tutto in una volta

Il PFAS presenta sfide a differenza di altri contaminanti studiati dai ricercatori, afferma Chen, la cui ricerca si è concentrata su contaminanti metallici come mercurio, arsenico e piombo nelle reti alimentari acquatiche sia negli ecosistemi di acqua dolce che marini.

"Sembra che i PFAS siano molto più pervasivi di tutti i nostri contaminanti tradizionali. Sono molto più presenti nella vita delle persone; sono negli involucri alimentari, in tutti i nostri indumenti antipioggia, sono ovunque", afferma Chen.

E questo pone sfide particolari per i ricercatori, che devono fare il possibile per garantire che le apparecchiature siano prive di PFAS e sviluppare solidi controlli ed equilibri sperimentali per mantenere le loro analisi accurate. "È molto facile contaminare i campioni che stiamo studiando con PFAS perché è presente ovunque. Potrebbe trovarsi nelle nostre pipette e in altre forniture di laboratorio", afferma.

I membri del gruppo di ricerca di Chen hanno raccolto acqua, sedimenti, plancton, pesci e altri vertebrati da sei laghi del New Hampshire la scorsa estate per un progetto che esamina i PFAS nelle reti alimentari dei laghi, insieme a continue indagini sulle concentrazioni di PFAS negli ecosistemi marini.

Prima di iniziare ad analizzare i campioni, tuttavia, stanno lavorando per verificare le procedure di analisi chimica per accertarsi che non introducano alcun contaminante.

In che modo i PFAS influiscono sulla nostra salute?

L'individuazione degli impatti sulla salute dei PFAS è un lavoro in corso, afferma Romano.

Un progetto di ricerca guidato da Romano esamina le associazioni tra esposizione a PFAS e durata dell'allattamento al seno. Lo studio, pubblicato sull'International Journal of Hygiene and Environmental Health , rileva che i genitori che allattano e che avevano livelli più elevati di PFAS nel plasma raccolto durante la gravidanza avevano maggiori probabilità di smettere di fare affidamento esclusivamente sul latte materno per allattare i loro bambini prima dei sei mesi.

I progetti in corso stanno studiando le influenze sulla pressione sanguigna durante la gravidanza, sul peso alla nascita e anche sui tassi di crescita infantile.

Anche se esistono prove convincenti del fatto che le persone esposte a questi contaminanti corrono rischi, gli scienziati hanno appena scalfito la superficie. Sono necessari più dati e studi per acquisire una comprensione più profonda e accurata dei rischi per la salute e scoprire i meccanismi attraverso i quali agiscono i PFAS.

L’incertezza sui potenziali impatti può rendere difficile la navigazione nelle decisioni sanitarie. "Stanno emergendo prove che esiste un legame tra le persone che hanno concentrazioni ematiche di PFAS più elevate e il cancro al seno", afferma Christine Gunn, assistente professore del Dartmouth Institute for Health Policy and Clinical Practice.

Gunn e Romano stanno lavorando insieme per sviluppare uno strumento di screening del cancro al seno basato sul rischio su misura per le donne delle comunità del New Hampshire il cui ambiente, in particolare l'acqua potabile, è noto per avere alti livelli di contaminazione da PFAS.

"Le donne più giovani nella nostra comunità dovrebbero sottoporsi allo screening prima del normale?" è una domanda tipica che viene posta agli operatori sanitari, afferma Gunn. Spera di creare un supporto decisionale che tenga conto non solo dei fattori di salute clinici e familiari, ma anche dei fattori di rischio ambientale per aiutare le donne a prendere decisioni informate sullo screening del cancro al seno.

Anche gli esperti hanno bisogno di aiuto. "I medici spesso non si sentono ben preparati a rispondere alle domande dei pazienti sulle esposizioni ambientali", afferma Romano, coinvolto in sforzi su più fronti per promuovere l'alfabetizzazione sulla salute ambientale. Ciò può includere la cura di buone risorse, la compilazione di schede informative che i medici possono consultare e l'offerta di formazione web sulla contaminazione ambientale per i leader delle comunità locali.

Mitigare il danno

Nel frattempo, la sfida di liberare le acque sotterranee, il suolo e le acque superficiali dai PFAS è un’area dell’ingegneria in continua evoluzione. "Gli sforzi di bonifica su larga scala rimangono estremamente costosi e richiedono molto tempo", afferma Romano.

Romano, epidemiologo ambientale che combina competenze in epidemiologia di base con il lavoro sulla sanità pubblica, ritiene che le collaborazioni tra discipline siano vitali per risolvere problemi di questa portata. "Dobbiamo pensare fuori dagli schemi, affrontare le cose da più angolazioni e comprendere realmente i meccanismi biologici e le soluzioni ingegneristiche."

Il lato positivo è che, secondo lei, recentemente sono stati fatti molti progressi su come rimuovere i PFAS dall'acqua e dal suolo su piccola scala.

Per il loro progetto ingegneristico fondamentale nel 2023, gli studenti di Dartmouth hanno accettato la sfida di progettare un filtro PFAS open source a basso costo per le piccole imprese di pulizia dei tappeti. Anche Jen Harfmann, analista degli scarichi PFAS presso il Dipartimento dei servizi ambientali che ha proposto il progetto, ha fornito consulenza al team.

Il team di quattro persone - Ariana Arvelo Marchan, Abbi Fitzpatrick, Thayer, William Gano ed Eliana Ray - lavorava con un'azienda di pulizia di tappeti con sede a Grantham, N.H. Gli studenti raccoglievano parte delle acque reflue, osservavano come veniva avviata l'attività, e quanta acqua sarebbe necessaria da trattare al giorno.

Il loro prototipo, creato dal team con il contributo della consulente di progetto Vicki May, professoressa di ingegneria alla Thayer, ha vinto il primo premio di 10.000 dollari Engineering Education Award dal National Council of Examiners for Engineering and Surveying.

Utilizzando materiali facilmente reperibili nei negozi di ferramenta, gli studenti di Dartmouth hanno costruito un filtro che convogliava le acque reflue attraverso una serie di serbatoi riempiti di carbone attivo. "Siamo riusciti a ridurre ogni singolo tipo di PFAS che abbiamo testato, ovvero circa 18 dei principali considerati più pericolosi di altri", afferma Ray, che ora lavora come consulente ambientale.

Romano, che è stato anche consulente del progetto, è del parere che le soluzioni di pulizia dovranno essere adattate allo scenario specifico in un luogo in cui si è verificata la contaminazione.

"Non esiste una soluzione valida per tutti", afferma, "perché esistono migliaia di queste sostanze chimiche e gli scenari sono diversi in luoghi diversi."