Stima esposizione cronica a contaminante nell'acqua potabile

Come funziona il modello di esposizione cronica

La valutazione del rischio chimico da acqua potabile segue un percorso in quattro fasi codificato dalla National Research Council nel Red Book (1983) e ripreso dalle principali agenzie internazionali (WHO, EFSA, US EPA, ATSDR): identificazione del pericolo, caratterizzazione dose-risposta, valutazione dell'esposizione e caratterizzazione del rischio. La stima della dose giornaliera assunta tramite acqua potabile rappresenta il cuore della terza fase ed è la grandezza che lo strumento calcola partendo da concentrazione misurata, peso corporeo, volume di acqua bevuto al giorno e durata dell'esposizione.

La formula di base raccomandata dalle WHO Guidelines for Drinking-water Quality (4° ed., 2022) per esposizione orale cronica è: EDI = (C × IR) / BW, dove EDI è l'Estimated Daily Intake espresso in µg/kg di peso corporeo al giorno, C la concentrazione del contaminante in µg/L, IR il rateo di ingestione (litri al giorno) e BW il body weight in chilogrammi. Il valore di default WHO per l'adulto è 2 L/giorno e 60 kg, ma per la popolazione italiana è più realistico utilizzare 70 kg per gli uomini e 60 kg per le donne, mentre per i bambini si riducono entrambi i parametri (tipicamente 1 L/giorno e 15-30 kg).

TDI, RfD e BMDL: i valori di riferimento tossicologici

La dose calcolata viene confrontata con un valore guida derivato da studi tossicologici su animali o su popolazioni esposte. I principali sono:

• TDI (Tolerable Daily Intake) usato da WHO ed EFSA per sostanze presenti involontariamente, espresso come dose tollerabile per tutta la vita senza effetti apprezzabili.
• RfD (Reference Dose) usato dall'US EPA nel database IRIS, concettualmente analogo al TDI.
• BMDL (Benchmark Dose Lower confidence limit) derivato da modelli dose-risposta, sempre più preferito ai vecchi NOAEL/LOAEL per la sua maggiore robustezza statistica.
• MRL (Minimal Risk Level) di ATSDR, simile al TDI ma differenziato per durata di esposizione (acuta, intermedia, cronica).

I valori utilizzati nello strumento sono: PFOA 0,020 µg/kg/settimana convertiti in base giornaliera secondo l'Opinion EFSA 2020 sulla somma di quattro PFAS (gruppo PFOA + PFOS + PFNA + PFHxS), arsenico 0,0021 µg/kg/giorno (BMDL01 ATSDR Toxicological Profile 2007), nitrati 3,7 mg/kg/giorno (WHO Guidelines 2022), piombo BMDL01 0,5 µg/kg/giorno per effetti neurosviluppo (EFSA 2010, confermato 2013), atrazina 0,5 µg/kg/giorno (WHO Guidelines 2022, basato su NOAEL con UF 100). Per il piombo va ricordato che EFSA ha esplicitamente affermato l'impossibilità di derivare una soglia priva di rischio: il valore va usato solo come riferimento di confronto.

Hazard Quotient e classificazione del rischio

L'Hazard Quotient (HQ) è il rapporto fra dose stimata e dose tollerabile: HQ = EDI / TDI. Quando HQ è inferiore a 1 il rischio è considerato trascurabile a livello individuale, perché la dose assunta rimane sotto la soglia priva di effetti. Valori fra 1 e 10 indicano una situazione che merita attenzione e approfondimento, mentre HQ superiore a 10 segnala una condizione che richiede azioni immediate (interruzione del consumo, indagini analitiche ufficiali, intervento del gestore). Quando più contaminanti agiscono insieme con meccanismi simili si calcola l'Hazard Index (HI) come somma degli HQ individuali.

I limiti di legge come margine di sicurezza

I valori parametrici fissati dalla Direttiva (UE) 2020/2184 e dal D.Lgs. 18/2023 (PFAS 500 ng/L come somma di 20 sostanze, arsenico 10 µg/L, nitrati 50 mg/L, piombo 5 µg/L dal 2036) sono calcolati assumendo che l'acqua contribuisca solo per una frazione (allocation factor, in genere 10-20%) all'esposizione totale e considerando il consumatore più sensibile (lattante, donna in gravidanza). Anche piccoli superamenti del limite normativo non implicano necessariamente un effetto tossico immediato, ma erodono il margine di sicurezza progettato per proteggere l'intera popolazione lungo l'intera vita.

Perché serve un'analisi accreditata

Una stima di rischio è tanto buona quanto il dato analitico di partenza. Per contaminanti emergenti come i PFAS occorrono laboratori accreditati ISO 17025 in grado di raggiungere limiti di quantificazione di pochi ng/L con metodi LC-MS/MS conformi al metodo EPA 533 o 537.1. Misure imprecise rischiano di sottostimare l'HQ di un ordine di grandezza. Lo stesso vale per arsenico (ICP-MS), piombo (campionamento random-daytime UNI EN 16421) e atrazina (GC-MS o LC-MS/MS con SPE). La concentrazione inserita in questo strumento dovrebbe quindi sempre derivare da un rapporto di prova accreditato e non da kit colorimetrici indicativi.

Fonti scientifiche

• WHO, Guidelines for Drinking-water Quality, 4° ed. con primo addendum (2022)
• EFSA CONTAM Panel, Risk to human health related to the presence of perfluoroalkyl substances in food, EFSA Journal 2020;18(9):6223
• EFSA Scientific Opinion on Lead in Food, EFSA Journal 2010;8(4):1570
• ATSDR, Toxicological Profile for Arsenic, U.S. Department of Health (2007)
• US EPA, Integrated Risk Information System (IRIS), aggiornamento continuo
• Direttiva (UE) 2020/2184 e D.Lgs. 23 febbraio 2023 n. 18