Nei contributi precedenti abbiamo parlato di altri agenti inquinanti atmosferici e di riflesso anche del suolo e delle acque; continuiamo in tal senso introducendo altre classi di sostanze chimiche che appartengo principalmente ai composti organici.
Il fosforo ed i composti organici fosforati
Il fosforo (P) è un importante elemento chimico, essenziale sia per la vita – come componente di alcune molecole essenziali presenti nelle cellule vitali – sia a livello commerciale ed economico, formando principalmente due anidridi: anidride fosforica (pentossido di fosforo, P2O5) e anidride fosforosa (triossido di difosforo, P2O3).
Queste due, insieme ad altre sostanze chimiche menzionate più avanti, costituiscono un interessante industria del fosforo.
Pertanto un altro importante composto del fosforo è l’acido fosforico (tetraossofosfato di triidrogeno, H3PO4) ed i relativi sali, i fosfati. A titolo di completezza, possiamo citare inoltre il tricloruro di fosforo (triclorofosfina, PCl3) , l’ acido fosforoso (acido fosfonico, H3PO3), i solfuri di fosforo di cui il più rilevante è sicuramente l’anidride tiofosforica (pentasolfuro di fosforo, P2S5), l’ipofosfito di sodio (NaH2PO2), la fosfina (triidruro di fosforo, PH3) ed i fosfuri (fra cui i principali elenchiamo fosfuro di alluminio – AlP; fosfuro di zinco – Zn3P2; fosfuro di calcio – Ca3P2).
I principali utilizzi del fosforo elementare e dei suoi derivati sono nella produzione di fertilizzanti, detergenti, pesticidi, fitofarmaci, intermedio per altri prodotti industriali, ritardante di fiamma, additivo chimico per lubrificanti e materie plastiche, nelle lavorazioni alimentari e nell’industria dei semiconduttori.
Nota dolente, il fosforo bianco è utilizzato anche nella fabbricazione di potenti ordigni sospettati di essere usati anche nel conflitto russo-ucraino che – al momento in cui si scrive – è attualmente in pieno svolgimento. Il fosforo bianco reagendo con l’acqua e con l’aria provoca necrosi profonda dei tessuti e serissimi danni ai polmoni, essendo inoltre altamente tossica.
L’utilizzo di bombe al fosforo bianco è limitato dalle Convenzioni internazionali, non potendo essere utilizzate su obbiettivi civili ma solo come illuminante o tracciante in ambito militare. È stato protagonista moltissimi conflitti armati del Novecento e dei primi anni Duemila come ad esempio nella guerra del Vietnam (1955-1975) e la seconda guerra del Golfo (2003-2011),
Pertanto, in linea generale, il fosforo presenta dei pericoli non trascurabili, come un’elevata infiammabilità e reattività; non a caso, il suo nome deriva dal greco φωσφόρος (leggi: phosphóros) ovvero “portatore di luce” poiché ossidandosi facilmente dà origine a fenomeno di luminescenza (la cosiddetta fosforescenza). In aggiunta, reagisce con gli elementi alogeni, ed i suoi composti possono presentare pericoli di tossicità e corrosione nonché classificati come inquinanti ambientali.
In quest’ultimo caso infatti alcuni fertilizzanti a base di fosforo contribuiscono all’inquinamento del suolo e delle acque, dando origine al fenomeno dell’eutrofizzazione.
Cos’è l’eutrofizzazione
Eutrofizzazione è una parola di derivazione greca che eutrophia, che significa letteralmente significa eu = “buono” e trophè = “nutrimento”: “buon nutrimento”. In parole povere, è un fenomeno di eccessivo arricchimento di sostanze nutrienti (per l’appunto composti fosforati, ma anche quelli azotati) in laghi, di stagni e, in generale di acque che non hanno un ricambio molto significativo.
Le cause principali dell’eutrofizzazione sono innanzitutto il dilavamento dei fertilizzanti usati nella coltivazione dei terreni limitrofi. In aggiunta, contribuiscono allo sviluppo di questo problema le immissioni ambientali derivanti dal trattamento delle acque reflue e dagli scarichi industriali, ma anche le emissioni dei trasporti.
Il meccanismo d’azione è abbastanza semplice; l’abbondanza di nutrienti contribuisce ad una proliferazione esponenziale ed anomala di alghe e fitoplancton, che accumulandosi in maniera abnorme nelle acque non vengono più sufficientemente smaltiti da altri organismi della catena alimentare.
Dunque le quantità rimanenti di queste sostanze organiche vengono coinvolte in attività di digestione aerobica da parte di alcune specie batteriche, con il conseguente consumo di ossigeno. Pertanto , a questo punto, la scarsità del tenore di quest’ultimo (anossia, ipossia) contribuisce poi all’estesa moria di pesci ed altri animali con l’ovvia alterazione dei delicatissimi equilibri degli ecosistemi acquatici.
Le varie soluzioni per contrastare questa grave manifestazione di inquinamento ambientale sono certamente la riduzione dei fertilizzanti nelle lavorazioni agricole e la depurazione degli scarichi civili ed industriali; come pure il trattamento delle acque di scolo agrarie per mezzo di impianti di fitodepurazione e l’utilizzo di agenti cosiddetti sequestranti.
Fertilizzanti e pesticidi: un po’ di chiarezza
Molto spesso nel linguaggio quotidiano tendiamo a far confusione ed a sovrapporre alcuni concetti. Dunque, nella legislazione europea ai sensi del Regolamento (UE) 2019/1009 per “prodotto fertilizzante” s’intende “una sostanza, una miscela, un microrganismo o qualsiasi altro materiale, applicato o che si intende applicare alle piante o alla loro rizosfera oppure ai funghi o alla loro micosfera, o destinato a costituire la rizosfera o la micosfera, da solo o in associazione ad un altro materiale, allo scopo di fornire nutrienti alle piante o ai funghi o di migliorarne l’efficienza nutrizionale.”
La rizosfera è lo spazio dentro cui si sviluppano le radici di una pianta e dove quindi avvengono le principali interazioni con il suolo ed i suoi componenti (nutrienti essenziali, acqua, batteri). Analogamente, la micosfera è il pertinente concetto ma relativo ai funghi. Fra le varie tipologie di fertilizzanti abbiamo i concimi, gli ammendanti, i correttivi.
Fra gli elementi chimici di estrema importanza per la crescita e la fertilità delle piante, distinguiamo dunque “elementi nutritivi principali” ed “elementi nutritivi secondari”.
I primi sono formati dalla triade azoto (N), fosforo (P) e potassio (K), mentre il secondo gruppo è costituito da calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na) e zolfo (S).
Possiamo menzionare anche i “microelementi o oligoelementi”, ovvero elementi chimici essenziali alle piante in misura minore rispetto alle prime due classi appena menzionate; essi sono boro (B), cobalto (Co), rame (Cu), ferro (Fe), manganese (Mn), molibdeno (Mo) e zinco (Zn).
Alcuni elementi sono già stati menzionati in questi contributi come inquinanti atmosferici; ovviamente è comprensibile come i due ruoli abbiano basi distinte e completamente differenti.
Parafrasando infatti il celebre medico ed alchimista Paracelso (Einsiedeln 1493- Salisburgo 1541)“ Omnia venenum sunt: nec sine veneno quicquam existit. Dosis sola facit, ut venenum non fit” ovvero “Tutto è veleno: nulla esiste di non velenoso. Solo la dose fa in modo che il veleno non faccia effetto”.
La definizione di pesticidi?
I pesticidi sono sostanze o miscele di sostanze chimiche o biologiche destinate alla difesa, al controllo ed alla lotta contro parassiti, agenti patogeni e piante infestanti, nonché per regolare la crescita delle piante.
A loro volta i pesticidi sono suddivisi in due macrocategorie:
- I prodotti fitosanitari (diserbanti o erbicidi, fitoregolatori), rivolti alla protezione delle piante;
- I biocidi (disinfettanti, preservanti, biocidi destinati al controllo degli animali nocivi), destinati alla difesa di esseri umani e animali.
I pesticidi organofosforati
I derivati del fosforo concorrono nell’inquinamento ambientale anche per mezzo dei pesticidi, usati per contrastare l’azione degli organismi dannosi per l’agricoltura ed altri settori.
Una rilevante preoccupazione in campo medico causata dall’utilizzo dei pesticidi organofosforati è sicuramente l’inibizione dell’enzima acetilcolinesterasi, con la conseguente accumulazione di acetilcolina nelle sinapsi. Sono ben comprensibili perciò i danni che possono provocare nei confronti del sistema nervoso.
L’acetilcolina è un importante neurotrasmettitore degli impulsi elettrici celebrali, coinvolta anche nella regolazione delle contrazioni cardiache e della pressione sanguigna, nella peristalsi intestinale e nella secrezione ghiandolare.
I pesticidi organofosforati di maggiore interesse storico-ambientale sono sicuramente il parathion (Folidol o estere fosforotioico dell’acido O,O-dietil O-(4-nitrofenil), C10H14NO5PS), il malathion (S-1,2-bis(Etossicarbonil)etil O,O-dimetilfosforoditioato, C10H19O6PS2), il metil parathion (O,O-Dimetil O-(4-nitrofenil) estere dell’acido fosforotioico, C8H10NO5PS) il dichlorvos (DDVP o 2,2-diclorovinil dimetil fosfato, C4H7Cl2O4P), il mevinphos (Fosdrin, C7H13O6P).
Alla lista possiamo inoltre aggiungere il tetraetilpirofosfato (TEPP), il tetrachlorvinphos, il diazinon, il fenitrothion, il dimetoato, il vamidothion, il demeton metile, il phorate, il disulfoton, il trichlorphon, il phosphamidon, il dicrotophos, il chlorfenvinphos, il bromophos, il fenchlorphos, il coumaphos.
È importante ricordare, alla luce delle considerazioni sopra esposte, che c’è una nettissima differenza fra fertilizzante e pesticida, spesso concettualmente confusi od addirittura accostati come sinonimi l’uno dell’altro.
Inoltre, specialmente negli ultimi decenni, la comunicazione nei confronti del pubblico ha spesso portato ad un’errata percezione dei pesticidi e dei fertilizzanti, spesso letteralmente “demonizzati” e rifiutati a priori.
In realtà, lo sviluppo della chimica dei composti organofosforati e dei pesticidi dalla metà dell’Ottocento in poi ha generato molti vantaggi, come l’eliminazione di alcune gravi malattie (malaria, malattia del sonno, la febbre gialla) e di aver migliorato sensibilmente le rese agricole.
Tutto questo è avvenuto anche grazie alle estese ricerche del chimico tedesco Justus von Liebig (Darmstadt 1803 – Monaco di Baviera 1873) che diede molti contributi sulla comprensione del ciclo del fosforo ed in agronomia, teorizzando anche la sua eponima legge di Liebig.
Di contro, i vari effetti tossici di molti pesticidi sull’uomo, sugli animali e sull’ambiente fanno sì che i principali legislatori a livello mondiale si siano attivati per limitare fortemente oppure bandire completamente alcuni composti chimici nocivi, per tutelare la salute e l’ecologia.
Nel caso europeo, citiamo due importanti pilastri: il Regolamento (CE) n. 1107/2009 relativo all’immissione sul mercato dei prodotti fitosanitari; ed il Regolamento (UE) n. 528/2012 concernente la messa a disposizione sul mercato e all’uso dei biocidi.
