Filtro per l'acqua contro gli ormoni nell'acqua potabile

Dal 19 gennaio 2022 per il 17-beta-estradiolo vale un valore guida di 1 nanogrammo per litro. È riportato nella decisione (UE) 2022/679 della Commissione. La decisione ha inserito la sostanza, insieme al nonilfenolo, nell'elenco di controllo. Quest'ultimo si basa sull'articolo 13, paragrafo 8, della direttiva (UE) 2020/2184. La Gazzetta ufficiale L 124 ha pubblicato il testo il 27 aprile 2022.

Un valore guida dell'elenco e un valore limite sono due cose diverse. Un valore limite è fissato nell'ordinanza tedesca sull'acqua potabile. Se viene superato, scattano dei provvedimenti. Un valore guida dell'elenco obbliga anzitutto gli Stati membri a effettuare misurazioni. Il limite di rilevabilità dell'analisi deve essere inferiore al valore guida. Per il 17-beta-estradiolo ciò significa: meno di 1 nanogrammo per litro.

Ne deriva un punto che il dibattito tende a trascurare. L'Europa misura in modo sistematico solo da gennaio 2023. Entro il 12 gennaio 2026 gli Stati membri dovevano comunicare i loro risultati alla Commissione. Una base di dati affidabile si sta quindi formando solo ora.

La Germania porta avanti un proprio progetto in merito. HoWiTri si è svolto dal 1° dicembre 2022 al 1° aprile 2025. Il committente era il Bundesministerium für Gesundheit (Ministero federale tedesco della salute). Le analisi sono state eseguite dal dipartimento di igiene dell'acqua potabile e delle acque di balneazione dell'Umweltbundesamt. I campioni provenivano da circa 50 abitazioni. Sono stati impiegati biotest con cellule umane. Esaminano da 4 a 6 effetti ormonali. Al 4 agosto 2026 i risultati finali non erano ancora disponibili.

I preparati contraccettivi combinati contengono di solito un estrogeno sintetico: l'etinilestradiolo. Il corpo ne utilizza una parte. Il resto lo elimina con l'urina. La sostanza rimane chimicamente stabile e supera in gran parte la normale depurazione. Per questo l'estradiolo e l'etinilestradiolo figurano anche nell'elenco per fiumi e laghi.

A questo si aggiungono gli ormoni del corpo stesso. Ogni persona rilascia ogni giorno estrogeni. Il percorso attraverso la vescica riguarda quindi tutti, anche con uno stile di vita del tutto sano.

Secondo l'Umweltbundesamt (Agenzia federale tedesca per l'ambiente), in medicina umana sono in commercio oltre 2.500 principi attivi. Per gli animali sono oltre 400. Una parte di essi lascia il corpo invariata. Attraverso il WC finisce nelle acque reflue. Oggi nell'ambiente sono documentati 414 principi attivi.

Si tratta di farmaci contro il dolore, l'ipertensione e la depressione, oltre agli antibiotici. Secondo l'Umweltbundesamt, nel 2023 sono state dispensate 529 tonnellate di antibiotici per gli allevamenti. Si tratta del 69% in meno rispetto al 2011. Come rimuovere in modo mirato questi residui dall'acqua lo spiega l'articolo sui residui di farmaci nell'acqua del rubinetto.

La terza via passa attraverso le acque reflue delle fabbriche. Plastificanti, ritardanti di fiamma e tensioattivi agiscono spesso sull'equilibrio ormonale. Persistono nell'ambiente da decenni. Il nonilfenolo appartiene al gruppo dei tensioattivi. La sostanza è stata a lungo utilizzata come componente di base per tessuti e carta. Il suo valore guida di 300 nanogrammi per litro figura dal 2022 nell'elenco di controllo. Voci affini sono trattate nell'articolo sui metalli pesanti nell'acqua del rubinetto.

Le società scientifiche e l'Organizzazione mondiale della sanità indicano 4 quadri clinici. Primo, tumori degli organi che reagiscono agli ormoni. Secondo, malattie del metabolismo come il diabete. Terzo, disturbi della fertilità. Quarto, disturbi nella maturazione del sistema nervoso. Come agiscano piccole dosi sull'essere umano resta oggetto di ricerca.

A essere colpita più duramente è la vita in fase di sviluppo. Embrione, feto e bambino piccolo sono considerati il gruppo a più alto rischio. In questa fase anche piccole quantità nel momento sbagliato sono considerate un rischio di alterazioni permanenti.

Per la valutazione nell'acqua potabile, l'Umweltbundesamt dispone di uno strumento specifico. Il valore di orientamento sanitario prevede 5 livelli. Per le sostanze fortemente genotossiche vale 0,01 microgrammi per litro. Come soglia generale si applica 0,1. Per le sostanze tossiche per il sistema immunitario o nervoso il valore è 0,3. Per la tossicità a medio termine è 1,0, a lungo termine 3,0. L'Agenzia esamina gli effetti sull'equilibrio ormonale al secondo posto, subito dopo quelli sul patrimonio genetico. I valori diventano giuridicamente vincolanti solo con l'inserimento nell'ordinanza sull'acqua potabile.

Nei pesci l'effetto è chiaramente dimostrato. Nei fiumi e nei laghi inquinati intere popolazioni si femminilizzano. Etinilestradiolo, levonorgestrel e sostanze chimiche industriali difficilmente degradabili disturbano l'accoppiamento e la deposizione delle uova.

Il carico arriva fino alle zone più remote. Un gruppo guidato da Joan Grimalt a Barcellona e Reinhard Lackner all'Università di Innsbruck ha analizzato 9 laghi d'alta montagna in Spagna, Polonia e Slovacchia. Si trovano tra 1.395 e 2.688 metri di altitudine, lontano da qualsiasi scarico di acque reflue. Nel sangue, nel fegato e nei muscoli dei pesci il gruppo ha trovato esaclorobenzene e policlorobifenili. Le trote maschio presentavano livelli elevati di vitellogenina, una proteina delle femmine mature. Lo studio è stato pubblicato il 25 giugno 2015 su Nature Scientific Reports. In questo caso l'apporto avviene attraverso l'aria.

Due proprietà rendono queste sostanze un problema. Primo, sono biologicamente attive già in piccole quantità. Secondo, restano a lungo nell'ambiente. Proprio per questo anche gli impianti di potabilizzazione faticano a trattenerle.

Un filtro per l'acqua contro gli ormoni risolve innanzitutto un problema di misurazione. Il rilevamento a 1 nanogrammo per litro richiede un laboratorio. Servono apparecchiature per la cromatografia abbinata alla spettrometria di massa. Il limite di quantificazione deve essere inferiore a 1 nanogrammo per litro. Per il proprio rubinetto un'analisi del genere resta un'eccezione.

È proprio qui che entra in gioco il principio di precauzione. A suo favore parlano 3 aspetti. Un valore limite vincolante non esiste ancora. Le sostanze sono biologicamente attive già in piccole quantità. E fino al 2033 la quarta fase raggiungerà solo un quinto dei grandi impianti. Un filtro sul rubinetto agisce subito, indipendentemente da quanto sia avanzato l'impianto di depurazione locale.

È particolarmente utile nelle famiglie con donne in gravidanza, neonati e bambini piccoli. Le società scientifiche li considerano proprio il gruppo più sensibile. Cos'altro conta in questi casi lo spiega l'articolo sull'acqua del rubinetto in gravidanza.

Contro le sostanze ormonalmente attive sono efficaci 3 metodi: carbone attivo, osmosi inversa e distillazione. Un semplice scambiatore ionico punta invece al calcare e ai sali disciolti.

Un filtro a blocco di carbone attivo spinge l'acqua attraverso carbone attivo sinterizzato. La superficie interna di un grammo raggiunge fino a 1.500 metri quadrati. Su di essa si depositano le molecole organiche disciolte, e tra queste rientrano proprio i residui di ormoni e i residui di farmaci.

Tre meccanismi agiscono contemporaneamente. A livello meccanico, la struttura porosa trattiene particelle come sabbia, ruggine e fibre. A livello catalitico, il blocco trasforma il cloro libero in cloruro inodore. Per adsorbimento lega le sostanze organiche disciolte, oltre a piombo e rame. La guida Filtro a carbone attivo per l'acqua ne spiega il funzionamento nel dettaglio.

La manutenzione ordinaria si limita alla sostituzione della cartuccia, circa ogni 4 mesi a seconda del modello e della durezza dell'acqua. Quale cartuccia sia adatta a quale scopo lo mostra la panoramica sulle cartucce filtranti per l'acqua.

L'osmosi inversa spinge l'acqua sotto pressione attraverso una membrana semipermeabile. I suoi pori misurano circa 0,0001 micrometri. Di conseguenza passano essenzialmente le molecole d'acqua. Le sostanze disciolte vengono trattenute, ormoni compresi.

Il prezzo da pagare è l'acqua di scarto. A seconda dell'impianto, un multiplo della quantità di acqua potabile ottenuta defluisce come concentrato. A ciò si aggiunge la perdita di minerali. Per le famiglie che antepongono la massima purezza all'efficienza, il metodo resta comunque un'opzione. La panoramica su tecnologie e metodi di filtrazione inquadra le differenze tecniche.

Nella distillazione l'acqua evapora e poi si condensa in un altro punto. Le sostanze con un punto di ebollizione più alto restano nel contenitore. Alla fine si ottiene acqua di elevata purezza.

A questo si contrappone l'impegno richiesto. Ogni litro richiede tempo ed energia, e i minerali vanno persi. Il metodo è quindi poco adatto all'approvvigionamento continuativo di una famiglia.

Uno scambiatore ionico scambia gli ioni di calcio e magnesio con ioni di sodio o idrogeno. In questo modo riduce la durezza dell'acqua. I microinquinanti organici non ne vengono toccati, perché sono privi di carica e sfuggono al principio di scambio.

Le comuni caraffe filtranti combinano uno scambiatore ionico con carbone attivo sfuso. La capacità di adsorbimento dipende allora dalla quantità di carbone e dal tempo di contatto, entrambi ridotti in una caraffa. Questa struttura comporta inoltre un problema di germi, che la guida sul rischio di proliferazione di germi nelle caraffe filtranti tratta con valori misurati.

Un procedimento sviluppato a Karlsruhe ha ridotto l'estradiolo da 100 a 2 nanogrammi per litro, cioè del 98%. Lo ha messo a punto un gruppo guidato da Andrea Schäfer e Roman Lyubimenko presso l'Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT). Funziona per via fotocatalitica. Una membrana a pori larghi con porfirina di palladio genera ossigeno reattivo sotto luce solare simulata. Questo scompone le molecole degli ormoni in prodotti innocui. La portata è da 60 a 600 litri per metro quadrato di membrana all'ora. Il KIT ha presentato il lavoro l'11 maggio 2021; è stato pubblicato su Applied Catalysis B: Environmental.

La differenza rispetto al carbone attivo è sostanziale. L'adsorbimento lega la sostanza e la trattiene nel materiale filtrante fino alla sostituzione della cartuccia. La fotocatalisi distrugge la molecola. Entrambe le vie portano ad acqua pulita, ma solo una produce come residuo un filtro saturo.

Il valore finale di 2 nanogrammi per litro è peraltro vicino al valore guida europeo di 1 nanogrammo per litro. Passeranno anni prima che simili sistemi vengano installati negli impianti di potabilizzazione. Per l'uso domestico l'adsorbimento resta il metodo disponibile.

Vanno dichiarati 3 limiti. Primo, i dati sull'acqua potabile tedesca si basano su un obbligo di misurazione in vigore solo da gennaio 2023. Al 4 agosto 2026 le valutazioni su scala nazionale dell'elenco di controllo non erano ancora disponibili.

Secondo, finora non è stato dimostrato alcun danno dovuto alle quantità misurate. L'Umweltbundesamt, con aggiornamento al 18 dicembre 2024, afferma comunque che anche basse concentrazioni nell'acqua potabile sono indesiderate. Come motivazione indica che i rischi a lungo termine sono attualmente difficili da stabilire scientificamente. Chi filtra segue quindi il principio di precauzione, invece di reagire a un danno dimostrato.

Terzo, per le miscele di 40 singole sostanze nell'ordine di pochi nanogrammi manca un metodo di valutazione riconosciuto. È proprio qui che intervengono i biotest basati sugli effetti, come quelli impiegati dal progetto HoWiTri. I loro risultati influenzeranno la valutazione dei prossimi anni. Come si possa misurare la qualità dell'acqua lo spiega la guida Come si misura la qualità dell'acqua.