I risultati
Le sostanze chimiche selezionate per lo studio appartengono a diverse classi di contaminanti dell'ambiente marino pericolosi e persistenti . Si tratta di elementi chimici (il cui rapporto isotopico può fornire prove della presenza naturale o antropica), composti perfluoroalchilici (PFAS), pesticidi, idrocarburi, interferenti endocrini, farmaci, tensioattivi e microplastiche. Sono stati selezionati in base a quattro criteri: 1) molecole pericolose e persistenti nelle acque e nell'ambiente marino; 2) sostanze che sono prodotte e distribuite in modo massiccio, soprattutto se non vengono fissati limiti allo scarico; 3) sostanze che hanno effetti diretti o indiretti sulla salute; 4) presenza di lacune nelle conoscenze.
Esaminiamo anche la distribuzione su larga scala di popolazioni batteriche e virali e la diffusione di geni di resistenza agli antibiotici nell'ambiente marino.
La selezione delle aree di campionamento si è basata sui seguenti criteri: 1) direzione delle correnti marine; 2) mappatura delle fonti di impatto antropico lungo la costa in funzione del carico organico; 3) direzione e intensità del traffico marittimo; 4) parametri chimici e fisici in grado di influenzare la distribuzione degli inquinanti nell'ambiente marino (ad esempio salinità, temperatura, pH); 5) disponibilità e allocazione ottimale delle risorse. La scelta dei siti di campionamento ha cercato di tenere conto dei fattori più importanti attraverso l'analisi dei dati satellitari disponibili; le correnti sono state analizzate dal Copernicus Marine Service e da Earth nullschool; gli impatti antropici sono stati studiati attraverso diverse piattaforme come EMODnet e The Global Wastewater Model , che mappa gli apporti di azoto dai sistemi fognari, Marine Traffic per lo studio del traffico delle navi mercantili e TheOceanCleanUp per la mappatura delle immissioni di plastica dai fiumi. La frequenza del campionamento è stata fissata su base annuale ed è collegata alle rotte delle navi della Marina Militare Italiana.
Il rilevamento del SARS-CoV-2 negli ambienti acquatici si è concentrato prevalentemente sulle acque reflue, trascurando la sua presenza nelle acque oceaniche. Questo studio mirava a colmare questa lacuna di conoscenze indagando la presenza del SARS-CoV-2 in acque marine e oceaniche remote, a grande distanza dalla costa. Tra maggio 2022 e gennaio 2023 sono stati raccolti 43 campioni da 500 litri di acqua dall'Oceano Atlantico, dal Mar Mediterraneo, dalla regione artica, dal Golfo Persico e dal Mar Rosso. Utilizzando metodi di rilevamento molecolare, tra cui RT-qPCR real-time e nested PCR, seguita da sequenziamento, siamo riusciti a rilevare l'RNA del SARS-CoV-2 in 7 dei 43 campioni di acqua marina (16,3%), e in particolare nei campioni prelevati dall'Oceano Atlantico e dal Mar Mediterraneo. Le concentrazioni stimate di copie del genoma del SARS-CoV-2 nei campioni positivi variavano da 6 a 470 per 100 l. La presenza di mutazioni caratteristiche della variante Omicron è stata identificata in questi campioni mediante sequenziamento dell'amplicone. Questi risultati forniscono la prova della presenza imprevista di SARS-CoV-2 nelle acque marine anche a distanze di chilometri dalla costa e in acque oceaniche aperte. È importante considerare che questi risultati mostrano solo la presenza di RNA del SARS-CoV-2 e che sono necessarie ulteriori indagini per valutare se il virus infettivo possa essere presente nell'ambiente marino.
La diffusione globale dei geni di resistenza agli antibiotici (ARG) nell'ambiente marino rappresenta una minaccia significativa per la salute pubblica e gli ecosistemi naturali. Questo studio ha quantificato e analizzato la distribuzione e i modelli di co-occorrenza degli ARG in un'ampia gamma di oceani e mari aperti, tra cui l'Oceano Atlantico, l'Oceano Artico e l'Oceano Indiano, il Mar Mediterraneo e il Golfo Persico. Concentrandoci sulle beta-lattamasi (blaOXA-48, gruppo blaCTX-M-1 e blaTEM), sui sulfamidici (sul1) e sulla tetraciclina (tetA), i nostri risultati hanno mostrato che sul1 era onnipresente, indicando una diffusione capillare. In particolare, il Mar Mediterraneo ha mostrato livelli più elevati di ARG multipli in singoli campioni, suggerendo un impatto antropico significativo. È interessante notare che anche l'Oceano Artico, in particolare intorno alle isole Svalbard, ha mostrato la presenza di più ARG, evidenziando la diffusione capillare della resistenza agli antibiotici in aree remote. Abbiamo utilizzato due approcci di clustering per esplorare i modelli di ARG, concentrandoci principalmente sull'identificazione delle tendenze geografiche e delle differenze nell'abbondanza di ARG. Inoltre, abbiamo studiato le potenziali fonti di contaminazione, tra cui la vicinanza a impianti di trattamento delle acque reflue, porti, traffico marittimo e correnti.
Sono già stati analizzati 101 campioni raccolti nella prima fase del progetto. Tutti tranne uno (100/101) sono risultati positivi alla presenza di PFAS. Sono stati monitorati 30 diversi PFAS con una presenza compresa tra LOD e 289 ng/L. Il PFOA (acido perfluoroottanoico), uno dei PFAS più utilizzato in passato nell’industria, è stato rilevato nel 72% dei campioni analizzati fino a 10,9 ng/L.
