articolo scientifico
Epidemiol Prev 2020; 44 (4): 210-217
DOI: https://doi.org/10.19191/EP20.4.P210.051

Traces of heavy metals in children toenails as a bio-indicator of environmental exposure in Forlì (Northern Italy): an observational study

Tracce di metalli pesanti nelle unghie dei bambini come bioindicatore di esposizione ambientale in Forlì: uno studio osservazionale

  • Ruggero Ridolfi1

  • Patrizia Gentilini1

  • Stefano Renzetti2

  • Roberto G. Lucchini2,3

  1. International Society of Doctors for the Environment (ISDE) Forlì-Cesena (Italy)
  2. Occupational Health, Department of Medical and Surgical Specialties, Radiological Sciences and Public Health, University of Brescia (Italy)
  3. Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York (USA)
Ruggero Ridolfi -

Cosa si sapeva già

  • The concentration of heavy metals measured in nails can correlate with the presence of these metals in the environment and for a prolonged exposure.
  • The presence of some of these metals, considered as toxic at high concentrations (like Al, Fe, Mn) or carcinogenic (like Cd), could provide indications for the risk of developing chronic diseases.

Cosa si aggiunge di nuovo

  • No reference values are available for the concentration of the metals in toenails of healthy children in Italy.
  • The presence of 23 heavy metals in toenails of 236 children aged 6-9 years residing in the municipality of Forlì.
  • The data were aggregated in four areas and showed 60% higher concentration in the East and North areas, which include industrial operations, two waste incinerators, and a motorway section, compared to the West and South areas.

Riassunto:

OBJECTIVES: to assess the concentration of heavy metals in the nails of children aged 6-9 years residing in Forlì (Emilia-Romagna Region, Northern Italy).
DESIGN:
biomonitoring survey.
SETTING AND PARTICIPANTS:
in March 2017, a total of 236 toenail samples were collected, 221 of them were eligible; the concentration of 23 metals were measured in these eligible samples.
MAIN OUTCOME MEASURES:
a spatial analysis was conducted, considering home addresses as grouped in the four macroareas in which the local territory is administratively divided.
RESULTS:
In the two North-Center and East areas – which include various industrial operations, two waste incinerators and a motorway – the total concentration of all metals resulted 60% higher than in the West and South areas. Given the lack of Italian reference values, comparison tests between areas were performed for aluminum (Al), cadmium (Cd), iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), and zinc (Zn), which concentrations were detectable in over 50% of the subjects.
Higher concentrations were observed in the East area compared with the other areas, with statistical significance for Al (vs North-Center), Cu and Zn (vs West), and Al and Mn (vs South). Further comparisons showed significantly higher concentration of Cu in Nord-Center vs West, which in turn had higher concentrations of Zn compared to the Southern area. By applying a Tobit regression to evaluate possible confounding factors, a marginally significant correlation resulted for the nail concentration of Mn among children practicing outdoor sports and eating locally grown vegetables. The consumption of local vegetables was at the limits of significance also for Cd.
CONCLUSIONS:
the data obtained came from a voluntary and crowdfunded study and suggest a possible relationship between the exposure to air pollutants and subsequent accumulation of metals in the nails. Further and more detailed epidemiological studies are warranted to identify the exposure sources and to yield preventive intervention.

Keywords: biomonitoring, toenails, metal exposure, primary prevention

Abstract:

Riassunto

OBIETTIVI: osservare la concentrazione di metalli pesanti nelle unghie di bambini di 6-9 anni di età residenti nel territorio del Comune di Forlì.
DISEGNO:
indagine di biomonitoraggio.
SETTING E PARTECIPANTI:
nel mese di marzo 2017 sono stati raccolti 236 campioni, 221 dei quali sono stati considerati idonei. In questi, sono stati misurati i valori della concentrazione di 23 metalli.
PRINCIPALI MISURE DI OUTCOME:
è stata condotta un’analisi spaziale, nella quale i soggetti sono stati ripartiti e valutati aggregando secondo il domicilio dei donatori nelle 4 macroaree in cui è suddiviso amministrativamente il territorio della città.
RISULTATI:
nelle 2 aree Est e Centro-Nord, comprendenti zona industriale, due inceneritori di rifiuti e autostrada, è stata trovata una concentrazione media di tutti i metalli del 60% superiore a quella delle aree Ovest e Sud. Test di confronto fra aree, in assenza di valori italiani di riferimento, sono stati eseguiti solo per alluminio (Al), cadmio (Cd), Ferro (Fe), manganese (Mn), rame (Cu) e zinco (Zn), risultati presenti con concentrazioni rilevabili in oltre il 50% dei soggetti. A Est sono stati osservati valori di concentrazione più elevati nel confronto con le altre aree, con differenze significative per Al (vs Nord+Centro), per Cu e Zn (vs Ovest) e per Al e Mn (vs Sud). Negli ulteriori confronti, il Nord+Centro mostra una concentrazione significativamente più elevata di Cu nei confronti dell’Ovest, che a sua volta ha concentrazione di Zn più elevata del Sud. Applicando una regressione di Tobit per valutare eventuali fattori di confondimento, si è osservata una globale correlazione al limite della significatività per la concentrazione di Mn nei ragazzi che fanno sport all’aria aperta e che consumano frutta e verdura coltivate in loco. Il consumo di frutta e verdura locali è ai limiti di significatività anche per il Cd.
CONCLUSIONI:
i dati ottenuti da questo studio osservazionale, spontaneo e autofinanziato, suggeriscono una possibile relazione tra l’esposizione a inquinanti ambientali e il conseguente accumulo di metalli nella unghie. Ulteriori e più approfonditi studi epidemiologici dovranno essere promossi per individuare le possibili fonti di inquinamento e per stimolare e programmare interventi preventivi.

Parole chiave: biomonitoraggio, matrice biologica unghie, esposizione a metalli pesanti, prevenzione primaria


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