Il nichel nella filiera zootecnica: dal territorio piemontese al monitoraggio nazionale

Sintesi

Il nichel (Ni) a causa del suo diffuso impiego industriale si sta diffondendo sempre di più nell’ambiente, aumentando il rischio dell’esposizione da contatto e per ingestione. L’effetto dell’esposizione cronica al Ni è ancora scarsamente investigato così come la sua concentrazione in alimenti e mangimi. Nel 2015 l’European Food Safety Agency (EFSA) ha chiesto ai paesi europei di verificare la presenza di questo elemento chimico nei mangimi e nelle materie prime destinate all’alimentazione animale (Raccomandazione 1110/2016 UE). Il progetto ha studiato il Ni in materie prime, mangimi (completi, complementari), acqua di abbeverata, ma anche in latte per verificare possibili fenomeni di carryover. I risultati ottenuti evidenziano una concentrazione di Ni nel range 0,20-16 mg/kg nei mangimi utilizzati per l’alimentazione dei bovini, mentre non è stato osservato il bioaccumulo lungo la catena alimentare.

Introduzione

Il nichel (Ni) è un elemento chimico appartenente alla serie dei metalli di transizione, largamente presente nell’ambiente, proveniente da depositi minerali di origine naturale (limonite nichelifera, garnierite, pentlandite, kamacite, ecc..) o di derivazione antropica, a causa del suo diffuso impiego industriale (lavorazione/smaltimento dell’acciaio inox, delle leghe a memoria di forma, degli accumulatori ricaricabili Ni/Cd, idrogenazione degli oli vegetali, ecc..). Nel 2012, l’Agenzia Internazionale per la ricerca sul cancro (IARC, 2012) ha classificato i composti contenenti Ni come cancerogeni per l’uomo (Gruppo 1) ed il nichel metallico come sospetto cancerogeno (Gruppo 2B). La cancerogenicità di questo metallo è stata ben documentata nei soggetti esposti a livello occupazionale. La Direttiva CE 32/2002 regola la presenza di sostanze indesiderabili nei prodotti destinati all’alimentazione animale, ma il nichel non è stato tuttora contemplato. Il progetto ha previsto il monitoraggio di materie prime, mangimi (completi, complementari) e acqua di abbeverata destinati all’alimentazione di bovine da latte in allevamenti del territorio piemontese. Il monitoraggio ha riguardato anche latte sia individuale sia massale per verificare se il Ni possa esser trasferito al latte in fase di mungitura o successivamente, a causa del rilascio di Ni da raccoglitori in acciaio inox (per esempio dalle cisterne degli impianti di mungitura). Lo studio condotto ha fornito i primi risultati relativi alla presenza del nichel nel territorio piemontese, che sono stati inoltrati all’ EFSA come contributo italiano ai monitoraggi in ambito comunitario.

Materiali e metodi

Sono state selezionate 40 aziende nel territorio dell’ASL CN1, in ciascuna azienda sono state campionate le seguenti matrici:

razione alimentare completa delle vacche in lattazione (a loro volta dettagliate in sottogruppi: mangimi complementari, materie prime, unifeed, etc.);
acqua di abbeverata;
latte individuale/di gruppo senza la mungitrice;
latte di massa (raccolto mediante mungitrice).

Dopo omogeneizzazione dei campioni sono stati prelevati 0,5 g per i campioni di mangime e 1,5 g per i campioni di latte a cui sono stati addizionati 7 mL di acido nitrico e 1,5 mL di acqua ossigenata 30%; nei campioni di mangime sono stati inoltre addizionati 0,7 ml di acido fluoridrico. I campioni sono stati sottoposti a mineralizzazione umida in forno a microonde (ETHOS 1, Milestone S.r.l, Sorisole, BG, Italia). I campioni di acqua di abbeverata sono stati acidificati prima di essere sottoposti a lettura strumentale. Le determinazioni analitiche sono state effettuate utilizzando la Spettrometria di Assorbimento Atomico con Atomizzazione Elettrotermica e correzione con effetto Zeeman (Z-ETA-AAS) ad una lunghezza d’onda di 232,0 nm, con integrazione dell’area sottesa al picco e quantificazione mediante metodo delle aggiunte. Il limite di quantificazione (LOQ) è 0,020 mg/kg.

Risultati e conclusioni

Nel corso dello studio sono stati prelevati un totale di 200 campioni, la suddivisione dei campioni nelle diverse matrici è riportata in Tabella 1.

Tabella 1 – Suddivisione dei campioni prelevati nelle differenti matrici.

Le concentrazioni di nichel per matrice (mg/kg) sono riportate in Figura 1.

Figura 1 – Concentrazione di nichel nelle matrici analizzate.

In tutti i campioni di acqua di abbeverata prelevati il livello di nichel è risultato < LOQ. Nei campioni di latte solo 2 campioni, uno di latte individuale ed uno di latte di massa, appartenente ad aziende diverse, sono risultati pari al LOQ. Tra gli alimenti destinati alla alimentazione animale, invece sono state registrate concentrazioni variabili nel range 0,20 – 16 mg/kg. Dopo la trasformazione logaritmica e l’esclusione degli outliers, le concentrazioni di Ni nelle diverse matrici, mostrano una distribuzione normale (Figura 2) e lo sktest conferma l’assunto di normalità e omoschedasticità.

Figura 2 – Distribuzioni delle concentrazioni di Nichel (log10, mg/kg per matrice).

I risultati del test Wilcoxon sono riportati in Tabella 2.

Tabella 2 – Risultati Test Wilcoxon.

L’analisi parametrica mostra che le concentrazioni di Ni nelle matrici materie prime ed unifeed sono statisticamente differenti e che la differenza nelle concentrazioni tra le due matrici è di circa il 26%. I risultati delle analisi sui mangimi hanno quindi mostrato come i bovini siano esposti a tale elemento per la presenza in tutte le matrici della razione alimentare esaminate (materie prime, unifeed e mangimi complementari). I livelli di concentrazione media riscontrati nelle matrici analizzate rispetto ai dati EFSA sono mostrati nella Tabella 3 (mg/kg).

Tabella 3 – Confronto dati ottenuti con i dati EFSA (2019).

Dal momento che le concentrazioni di Ni nel latte sono inferiori al LOQ si può ipotizzare che, non si verifichi un fenomeno di carry-over nella catena alimentare delle bovine da latte. Rispetto ai dati pubblicati finora da EFSA, i mangimi complementari e unifeed hanno valori paragonabili mentre le materie prime hanno fatto riscontrare valori più elevati nel nostro studio. Nell’ottica di un confronto a livello globale i dati riguardanti le concentrazioni di nichel nei vegetali risultano scarse ed eterogenee in termini di matrici (Tabella 4).

Tabella 4 – Concentrazione del Ni (media o range) in matrici vegetali.

Questo suggerisce che la variabilità di concentrazione del nichel negli alimenti è influenzata da diversi fattori, tra cui la tipologia di alimento, le modalità e l’area di coltivazione, la geologia del territorio. Lo studio effettuato rappresenta il primo monitoraggio nel territorio piemontese nell’ottica di un contributo a livello internazionale per il monitoraggio di questo elemento chimico nei mangimi come suggerito da EFSA.

Bibliografia

1. Raccomandazione della Commissione (Ue) 2016/1110 del 28 giugno 2016 relativa al monitoraggio della presenza di nichel nei mangimi.
2. Direttiva 2002_32_CE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 7 maggio 2002 relativa alle sostanze indesiderabili nell’alimentazione degli animali.
3. IARC Monographs on the Identification of Carcinogenic Hazards to Humans: Agent “Nickel compounds”; Group 1; Volume Sup 7, 49, 100C, Year 2012 CAS No. 7440-02-0, Agent Nickel, metallic, Group 2B, Volume Sup 7, 49, Year 1990.