Valutazione degli effetti di tossicità letale e subletale di matrici ambientali su stadi larvali di invertebrati acquatici

Abstract

Gli ftalati, esteri dell’acido ftalico (PAEs), sono ampiamente utilizzati come plastificanti e rappresentano contaminanti emergenti di interesse ambientale per la loro capacità di migrare dalle matrici plastiche e la loro diffusione ubiquitaria, documentata anche in ambiente marino. Benzil-butilftalato (BBP), bis(2-etilesil)ftalato (DEHP) e dietilftalato (DEP), pur appartenendo alla stessa classe chimica, differiscono per usi, proprietà chimico-fisiche e concentrazioni ambientali. BBP e DEHP sono inoltre classificati dall’Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA) come sostanze estremamente preoccupanti (SVHC).

Il presente studio ha valutato gli effetti ecotossicologici dei tre composti su tre specie modello dello zooplancton marino: i crostacei Amphibalanus amphitrite e Artemia franciscana e il rotifero Brachionus plicatilis. Gli organismi sono stati esposti a concentrazioni comprese tra 0,00001 e 10 mg/L. Sono stati valutati mortalità, immobilità e velocità di nuoto; nei crostacei è stata inoltre misurata l’attività dell’acetilcolinesterasi (AChE) come biomarcatore di potenziale neurotossicità.

Non sono stati osservati effetti significativi su mortalità e immobilità. Al contrario, l’inibizione del nuoto è risultata l’endpoint più sensibile, con effetti rilevabili a concentrazioni ambientalmente rilevanti. Le risposte sono risultate specie-specifiche: BBP ha indotto gli effetti comportamentali più marcati nei crostacei, mentre nel rotifero le risposte più pronunciate sono state osservate dopo l’esposizione a DEHP e DEP. Tutti e tre gli ftalati hanno inoltre ridotto significativamente l’attività dell’AChE nei crostacei, suggerendo un possibile coinvolgimento del sistema colinergico. Nel complesso, i risultati evidenziano il valore degli endpoint comportamentali come indicatori precoci e sensibili della tossicità dei PAEs e sottolineano l’importanza di approcci multi-specie e multi-endpoint per una valutazione più realistica del rischio ecotossicologico.

Phthalates, esters of phthalic acid (PAEs), are widely used as plasticizers and are emerging contaminants of environmental concern due to their ability to migrate from plastic matrices and their widespread distribution, including in marine environments. Benzyl butyl phthalate (BBP), bis(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), and diethyl phthalate (DEP) differ in their uses, physicochemical properties, and environmental concentrations. BBP and DEHP are also classified as Substances of Very High Concern (SVHC) by the European Chemicals Agency (ECHA).

This study investigated the ecotoxicological effects of these compounds on three marine zooplankton species: the crustaceans Amphibalanus amphitrite and Artemia franciscana, and the rotifer Brachionus plicatilis. Organisms were exposed to concentrations ranging from 0.00001 to 10 mg/L. Mortality, immobility, and swimming speed were assessed, while acetylcholinesterase (AChE) activity was measured in the two crustacean species as a potential neurotoxicity biomarker.

No significant effects on mortality or immobility were observed. In contrast, swimming inhibition was the most sensitive endpoint, with effects detected at environmentally relevant concentrations. Species-specific responses emerged: BBP caused the strongest behavioural effects in both crustaceans, whereas DEHP and DEP induced the most pronounced responses in the rotifer. All three phthalates also significantly reduced AChE activity in crustaceans, suggesting the potential involvement of the cholinergic system.

Overall, these findings highlight behavioural endpoints as sensitive early indicators of PAE toxicity and emphasize the importance of multi-species and multi-endpoint approaches for a more realistic assessment of the ecotoxicological risks posed by these contaminants in marine environments.