17-beta-estradiolo (E2)

Il 17-beta-estradiolo (E2) è il più potente degli estrogeni naturali, prodotto principalmente dalle ovaie nelle donne in età fertile e in misura minore dai testicoli, dalle ghiandole surrenali e dalla placenta. Chimicamente è uno steroide a 18 atomi di carbonio con anello aromatico fenolico in posizione A.

Viene escreto attraverso le urine sotto forma di coniugati glucurono- e solfo-, che negli impianti di depurazione possono essere idrolizzati da enzimi batterici riconvertendosi in E2 attivo. Una donna in età fertile escrete in media 6-12 µg/giorno di estradiolo, una donna in gravidanza fino a 600 µg/giorno, mentre l'uomo adulto produce circa 1-2 µg/giorno.

L'E2 è anche utilizzato in farmacologia come principio attivo di terapie ormonali sostitutive in menopausa e di alcuni contraccettivi orali, contribuendo al carico ambientale complessivo.

La principale fonte di E2 nelle acque sono gli effluenti degli impianti di trattamento delle acque reflue urbane (WWTP), che ricevono le escrezioni della popolazione e i farmaci ormonali smaltiti tramite le toilette. Gli impianti convenzionali a fanghi attivi rimuovono in media il 70-90% dell'E2 in ingresso, ma le concentrazioni residue allo scarico sono ancora biologicamente attive.

Una seconda fonte rilevante sono gli allevamenti zootecnici intensivi, in particolare quelli bovini da latte, suini e avicoli. I bovini escretono fino a 10 mg di E2 al giorno per capo. Lo spandimento dei reflui zootecnici sui terreni agricoli può contaminare acque sotterranee, specialmente in aree con falda superficiale.

Le concentrazioni tipicamente riscontrate nelle acque superficiali italiane sono nell'ordine 1-15 ng/L; nelle acque sotterranee 0,1-2 ng/L; nelle acque potabili dopo trattamento generalmente <1 ng/L, ma con picchi documentati in zone ad alta pressione zootecnica o con captazioni vicino a scarichi WWTP.

L'E2 è il riferimento di potenza estrogenica: un solo nanogrammo per litro è sufficiente a determinare effetti misurabili in fauna ittica (femminilizzazione di pesci maschi, vitellogenina anomala, riduzione della fertilità). Sulla salute umana l'esposizione cronica a basse dosi attraverso l'acqua potabile è oggetto di valutazione precauzionale.

Le evidenze epidemiologiche sono ancora limitate ma suggeriscono possibili effetti su: anticipazione della pubertà femminile, alterazioni dello sviluppo riproduttivo maschile, aumento del rischio di tumori ormono-dipendenti (mammella, endometrio, prostata), interferenza con la fisiologia tiroidea.

L'OMS e l'EFSA non hanno ancora stabilito un valore guida ufficiale per l'E2 nelle acque potabili, ma la Commissione UE ha indicato come riferimento per la watch list il valore di 1 ng/L.

Il 17-beta-estradiolo è stato incluso nella watch list per le acque potabili istituita dalla Decisione (UE) 2020/1161 e confermato nella seconda watch list 2022/1307. È stato uno dei primi ormoni naturali a essere oggetto di monitoraggio sistematico a livello UE in matrice acque destinate al consumo umano.

La frequenza minima di monitoraggio richiesta è funzione della popolazione servita e della categoria di rischio della captazione. La metodologia analitica deve garantire un limite di quantificazione non superiore al 30% del valore di riferimento (1 ng/L), quindi LOQ ≤0,3 ng/L, requisito tecnicamente molto sfidante.

L'analisi richiede tecnologie LC-MS/MS di ultima generazione con sorgente APCI o ESI, accoppiate a estrazione SPE su cartucce HLB o C18 con concentrazione di almeno 500-1000 mL di campione per raggiungere LOQ <0,3 ng/L. Il metodo di riferimento è EPA 539:2010 con derivatizzazione con dansyl cloruro per migliorare l'efficienza di ionizzazione.

In alternativa, per screening rapido, sono disponibili saggi biologici di attività estrogenica (ER-CALUX, YES) che misurano l'effetto cumulativo di tutti gli estrogeni presenti, espresso in EEQ (estradiol equivalents). Questo approccio è particolarmente utile per la valutazione del carico totale ormonale.

In Italia non esiste ancora un limite cogente per il 17-beta-estradiolo nelle acque potabili. Il valore di riferimento per la watch list UE è 1 ng/L. Per le acque superficiali la Direttiva 2013/39/UE ha posto l'E2 come sostanza prioritaria da monitorare, con SQA proposto di 0,4 ng/L (media annua) per acque interne.

La Direttiva (UE) 2020/2184 prevede che, in caso di superamento del valore di riferimento in più del 50% dei campioni, lo Stato membro sia tenuto ad attivare misure di mitigazione e a riportare i dati alla Commissione per valutare l'eventuale introduzione di un parametro vincolante.

I dati di monitoraggio raccolti nei primi cicli watch list hanno evidenziato un'incidenza non trascurabile di superamenti, in particolare in zone ad alta pressione zootecnica (Pianura Padana, alcune zone del Centro Italia) e in prossimità di scarichi WWTP non dotati di trattamento terziario.

È plausibile che nel prossimo aggiornamento della Direttiva 2020/2184 (previsto 2027-2028) il 17-beta-estradiolo venga introdotto come parametro vincolante con valore intorno a 1 ng/L, eventualmente espresso come somma con etinilestradiolo (EE2) ed estrone (E1).

Per i gestori idrici è raccomandato l'inserimento dell'E2 nei piani di sicurezza dell'acqua, con monitoraggio prioritario sulle captazioni vicine a scarichi WWTP o ad allevamenti intensivi. I trattamenti efficaci per l'abbattimento sono ozonizzazione (>95% rimozione), carbone attivo granulare GAC e nanofiltrazione/osmosi inversa.

I privati cittadini interessati possono richiedere un'analisi di screening ormonale che comprenda E2, EE2, E1 e estriolo. In caso di esito positivo, l'osmosi inversa domestica garantisce abbattimenti superiori al 99%.