Lo scorso 8 settembre nell’ambito di RemTech Expo è stato assegnato il premio alla memoria del Prof. Francesco Dondi alla Dott.ssa Rossella Sesia. Di seguito un focus sul lavoro premiato.

Poiché l’acqua è “un patrimonio che va protetto, difeso e trattato come tale” e le fonti di inquinamento da parte di contaminanti emergenti (EPs) sono molteplici, gli interventi volti alla sua tutela sono un’evidente necessità. Una volta immessi nel sistema acquatico, gli inquinanti sono soggetti a fenomeni di trasporto, con conseguenti bioconcentrazione e bioaccumulo, e processi degradativi. Pertanto uno studio esaustivo sul destino degli EPs risulta complesso, in quanto lo spettro dei possibili inquinanti da monitorare nel comparto acquatico si amplia, considerando anche l’esistenza di metaboliti ambientali, che potrebbero destare una maggiore preoccupazione ambientale rispetto alla specie, da cui si formano.
In quest’ottica si introduce l’oggetto del lavoro di tesi di Rossella Sesia, Studio del Destino di Contaminanti Emergenti in Acque Fluviali (relatrice Prof.ssa Paola Calza – Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Torino). Sono state studiate due sostanze, per le quali allo stato attuale non sono presenti studi in letteratura sul loro destino: il fungicida epossiconazolo, elencato nella Candidate List, e il farmaco coleretico e antispasmodico imecromone, comparato alla sua unità base strutturale (la cumarina).
Al fine di stimarne la persistenza nel sistema acquatico, l’abbattimento degli analiti è stato studiato in diverse condizioni sperimentali: fotocatalisi eterogenea con TiO2 come catalizzatore e fotolisi diretta. Il processo di fotolisi non è risultato efficiente per l’abbattimento delle tre specie nella finestra temporale studiata. Al contrario il processo fotocatalitico permette di dimezzare la concentrazione iniziale di epossiconazolo in 15 minuti e di cumarina e imecromone in soli 5 minuti, mentre la scomparsa totale degli analiti avviene dopo un’ora di irradiazione. Si nota infine che la somiglianza strutturale dei composti cumarinici in esame si riflette anche nei loro profili di abbattimento, che risultano simili.
Durante la fotodegradazione si verifica la formazione di diversi intermedi, alcuni dei quali si presentano sotto forma di più isomeri strutturali, a causa della non selettività dell’attacco da parte del radicale •OH, principale responsabile del processo degradativo. Risulta dunque fondamentale l’utilizzo dell’HPLC-HRMS con sorgente ESI e analizzatore di massa Orbitrap per l’individuazione e la caratterizzazione dei vari prodotti di trasformazione. Il processo fotocatalitico dell’epossiconazolo procede attraverso 4 cammini concomitanti, che conducono alla formazione di 27 prodotti di trasformazione, formati attraverso reazioni di idrossilazione, defluorurazione, perdita del clorotoluene e perdita del fluorobenzene. La fotocatalisi conduce alla formazione di 6 prodotti della cumarina e 8 dell’imecromone. Le due sostanze mostrano alcuni cammini degradativi in comune: idrossilazione e apertura dell’anello lattonico, seguite nel caso della cumarina da processi riduttivi. L’imecromone è interessato anche dalla perdita di una porzione della molecola e dalla demetilazione, formando la monoidrossicumarina, a cui seguono trasformazioni di tipo ossidativo e riduttivo, con formazione della cumarina.
Inoltre, si è valutata la tossicità acuta esplicata dalle tre sostanze, registrando l’inibizione della bioluminescenza del batterio marino Vibrio Fischeri. Si è esaminato anche l’impatto ecotossicologico dei prodotti derivanti dai processi di fotocatalisi e fotolisi: la trasformazione dell’epossiconazolo procedeva mediante la produzione di composti tossici, a differenza delle specie cumariniche.
Infine, a causa della pandemia, scaturita dal nuovo Coronavirus nel 2020, è stato aggiunto in conclusione un lavoro di monitoraggio nel fiume Po, nei pressi della Città della Salute e della Scienza di Torino tra marzo e giugno 2021, dei farmaci denominati “riproposti” per il trattamento della malattia SARS-CoV-2 con lo scopo di verificare una possibile correlazione tra il loro livello di concentrazione nel corpo idrico ed il numero di ospedalizzazioni. Le indagini sulla presenza di farmaci riproposti contro il COVID-19, effettuate in collaborazione con la SMAT (Società Metropolitana Acque Torino S.p.A.), hanno portato ad identificare 10 farmaci tramite suspect screening. Si è registrato il massimo della quantità dei farmaci riproposti per la terapia di COVID-19 nel campione, raccolto il 24 marzo 2021, quando ha destato molta preoccupazione l’incremento di ricoveri, il cui picco è stato raggiunto nei primi giorni dell’aprile 2021. Nel mese di giugno, quando il numero di ospedalizzazioni è risultato significativamente diminuito, si è assistito invece ad un calo della presenza della maggior parte dei farmaci individuati, se non addirittura la completa assenza di alcuni.

 

Dott.ssa Rossella Sesia

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