Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Derivatives in an Oil-Impacted African River System: Distribution, Source Characteristics, Bioaccumulation and Human Health Risks in the White Nile, South Sudan

I fiumi sono le arterie di un continente, che trasportano non solo acqua, ma la storia della terra che attraversano. Nel Nilo Bianco, una via d'acqua vitale che scorre attraverso il Sud Sudan, questa storia ha recentemente preso una piega più oscura. Per decenni, gli scienziati hanno monitorato una classe di inquinanti noti come idrocarburi policiclici aromatici, o IPA. Si tratta di sostanze chimiche carboniose e ostinate, nate dalla combustione incompleta di materia organica o dalla fuoriuscita di petrolio greggio. Sono ben noti per la loro capacità di persistere nell'ambiente e danneggiare gli esseri viventi. Tuttavia, si sta svelando un capitolo più nuovo e complesso. Una volta rilasciati, questi composti madri non rimangono semplicemente inerti; si trasformano. La luce solare, i batteri e le reazioni chimiche nell'aria e nell'acqua li degradano e li ricostruiscono in nuove forme. Gli scienziati chiamano queste nuove forme "derivati". Alcuni sono nitrati, il che significa che hanno acquisito atomi di azoto; altri sono ossigenati o idrossilati, avendo aggiunto gruppi ossigeno o ossidrilici. Questi derivati sono spesso più tossici e più mobili dei loro composti madri, eppure sono rimasti ampiamente invisibili nel record scientifico, in particolare in Africa.

Questa lacuna nella conoscenza è critica perché il Nilo Bianco scorre direttamente attraverso il Bacino di Melut, una regione in fermento per l'esplorazione e la produzione petrolifera. Sebbene il fiume sostenga una pesca massiccia che nutre le comunità locali, esso funge anche da potenziale nastro trasportatore per i contaminanti. Se questi composti chimici trasformati stanno entrando nell'acqua e nei pesci, le implicazioni sia per l'ecosistema che per la salute umana potrebbero essere significative. Finora, nessuno aveva esaminato attentamente se questi specifici inquinanti trasformati fossero presenti nel sedimento del fiume o nei pesci che la gente mangia.

Un team di ricercatori si è posto l'obiettivo di colmare questo vuoto esaminando da vicino il Nilo Bianco vicino ai campi petroliferi di Melut. Hanno raccolto campioni di sedimento fluviale e hanno pescato tre tipi di pesci che sono pilastri della dieta locale: il pesce gatto (Clarias gariepinus), il pesce persico del Nilo (Lates niloticus) e la tilapia (Oreochromis niloticus). Utilizzando apparecchiature di laboratorio altamente sensibili, capaci di rilevare tracce infinitesimali di sostanze chimiche, hanno analizzato i campioni per la presenza di questi derivati degli IPA. L'obiettivo non era solo vedere se le sostanze chimiche fossero presenti, ma capire da dove provenissero, come si muovessero nell'ambiente e se rappresentassero un pericolo per le persone che si affidano al fiume per il cibo.

I risultati hanno rivelato un panorama di contaminazione che era sia diffuso che specifico. I ricercatori hanno scoperto che queste sostanze chimiche derivate erano presenti in ogni campione testato, dal fondo del fiume fino al tessuto muscolare dei pesci. Il gruppo di contaminanti più abbondante si è rivelato essere quello delle versioni nitrate, specificamente un composto chiamato 1-nitronaftalene, che era la sostanza chimica individuale più comune rilevata. Infatti, questi composti nitrati costituivano la maggior parte dell'inquinamento trovato sia nel fango che nei pesci. Lo studio ha anche scoperto che le molecole più leggere e piccole erano molto più comuni di quelle più pesanti e grandi. Questo schema suggerisce che queste sostanze chimiche più piccole siano altamente mobili, muovendosi facilmente attraverso l'acqua e all'interno degli organismi viventi.

Quando il team ha cercato di capire da dove provenisse l'inquinamento, le prove hanno indicato fortemente verso l'industria petrolifera. L'impronta chimica della contaminazione corrispondeva al profilo del petrolio greggio e dei prodotti petroliferi presenti nel vicino Bacino di Melut. I ricercatori hanno utilizzato strumenti statistici per confrontare la miscela di sostanze chimiche nei campioni rispetto alle fonti note. Pur riconoscendo che parte dell'inquinamento potrebbe derivare dalla combustione di combustibili o dal deposito atmosferico sul fiume, il segnale dominante era chiaramente legato al petrolio. Ciò conferma che le attività di estrazione petrolifera nella regione stanno lasciando un segno chimico sull'ecosistema fluviale.

Forse la parte più rivelatrice dello studio riguardava il modo in cui queste sostanze chimiche si comportano una volta entrate nella rete alimentare. I ricercatori volevano sapere se i pesci stessero semplicemente assorbendo queste sostanze perché vivevano in acque oleose, o se le sostanze chimiche si stessero accumulando nei loro corpi in modo prevedibile. Hanno esaminato la relazione tra la quantità di grasso nei pesci e la quantità di sostanze chimiche stoccate nei loro tessuti. In molti casi di inquinamento, le sostanze chimiche che sono oleose e repellenti all'acqua tendono a nascondersi nel grasso degli animali. Tuttavia, questo studio ha trovato che la relazione era debole. La quantità di grasso nei pesci non prediceva in modo affidabile quanto di questi derivati specifici fosse presente al loro interno. Ciò suggerisce che il processo sia più complesso del semplice assorbimento; dipende da come i pesci si nutrono, da dove nuotano e da come i loro corpi elaborano queste sostanze chimiche uniche. I derivati più leggeri e piccoli sembravano accumularsi più facilmente di quelli più pesanti, indipendentemente dal contenuto di grasso del pesce.

Infine, il team ha valutato cosa significhi questo per le persone che mangiano questi pesci. Hanno calcolato il potenziale rischio di cancro associato alle sostanze chimiche nitrate trovate nei pesci. Sulla base dei livelli rilevati e della tossicità nota di questi specifici composti, il rischio stimato era basso e si situava al di sotto delle soglie solitamente utilizzate per far scattare l'allarme di salute pubblica. Questa è una scoperta rassicurante per le comunità che dipendono dal Nilo Bianco per le loro proteine. Tuttavia, i ricercatori sono stati cauti nel notare che questa valutazione aveva dei limiti. Sebbene potessero calcolare il rischio per le sostanze chimiche nitrate, si sa molto poco sulla tossicità dei derivati ossigenati e idrossilati trovati negli stessi pesci. È possibile che il rischio totale sia superiore a quello calcolato, semplicemente perché la scienza non possiede ancora i dati per misurare il pericolo di ogni singola sostanza chimica presente.

Lo studio conclude che il Nilo Bianco sta trasportando una miscela complessa di inquinanti legati al petrolio che si sono trasformati in nuove forme, potenzialmente più pericolose. Sebbene il rischio immediato di cancro derivante dal consumo di pesce appaia basso, la presenza di queste sostanze chimiche nell'ecosistema è innegabile. Questi risultati fungono da base cruciale, una prima immagine chiara di un problema nascosto in una parte del mondo poco studiata. Essi evidenziano la necessità di un monitoraggio continuo, non solo degli inquinanti petroliferi originali, ma anche delle molte forme che assumono mentre viaggiano attraverso il fiume e all'interno della catena alimentare. Man mano che lo sviluppo petrolifero prosegue nella regione, comprendere queste trasformazioni invisibili sarà essenziale per proteggere sia la salute del fiume che le persone che dipendono da esso.