ARSENICO E RISO IN AMBIENTI TEMPERATI.

ITALIA: STATO DELL’ARTE E PROSPETTIVE DI MITIGAZIONE

Romani M.* Miniotti E., Tenni D., Martin M., Beone G.M., Cubadda F., Sacchi G. *Centro di Ricerca sul Riso, Ente Nazionale Risi

Limiti di arsenico inorganico nel riso: approvato il regolamento

È stata approvata il 12 gennaio la proposta di regolamento che fissa i limiti massimi di arsenico inorganico nel riso,

a partire dal 1 gennaio 2016, secondo la tabella:

Riso lavorato e non parboiled 0.20 mg/kg

Riso parboiled e riso semigreggio 0.25 mg/kg

Rice waffels, rice wafers, rice cracker e rice cakes 0.30 mg/kg

Riso destinato alla produzione di alimenti per lattanti e prima infanzia etichettati e venduti come tali

0.10 mg/kg

Per il parboiled verrà presa in esame una eventuale revisione del livello nel 2018. Il testo del regolamento sarà inviato al Parlamento europeo

per l’esame e sarà pubblicato nei prossimi mesi.

Attività dell’ENR 2008-2013

1. Monitoraggio As nel riso 2008

2012

2. Effetto dei processi industriali

3. Miglioramento delle tecniche agronomiche per mitigare il contenuto di As in granella

Parboilizzazione Sbiancatura

Gestione dell’acqua Effetto varietale Effetto dell’applicazione di Silicio

Tutti I campioni di granella sono stati analizzati per il contenuto di As totale e delle diverse specie con

HPLC-ICP-MS dopo estrazione chimica con

acido nitrico

1 2 3

Campionamento in zone rappresentative

dell’areale di coltivazione italiano

As nel riso: monitoraggio

As inorganico %

µg kg-1

As totale

tAs iAs As(III) As(V) DMA MMA iAs µg kg-1 µg kg-1 µg kg-1 µg kg-1 µg kg-1 µg kg-1 %

Media 164 100 91 16 55 7 65 Mediana 148 101 94 14 43 7 66 Minimo 56 39 38 0 3 0 23

Massimo 586 158 142 35 360 9 93

2008 70 campioni di

riso bianco

As nel riso: monitoraggio

0

10

20

30

40

50

tAs iAs As(III) As(V) DMA MMA iAs µg kg-1 µg kg-1 µg kg-1 µg kg-1 µg kg-1 µg kg-1 %

Media 155 101 87 15 45 < d.l. 72 Mediana 140 100 86 14 35 < d.l. 74 Minimo 49 40 31 0 6 0 31

Massimo 523 184 155 59 369 0 94

2012 168 campioni di

riso bianco

As inorganico %

µg kg-1

As totale

As nel riso: monitoraggio

y = -0.13x + 87.6 R² = 0.57

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600

As totale (µg kg-1)

As i

norg

anic

o (%

)

y = -0.13x + 91.9 R² = 0.50

0 200 400 600

2012 168 campioni di

riso bianco

2008 70 campioni di

riso bianco

As nel riso: monitoraggio

<10 mg kg-1

10-20 mg kg-1

>20 mg kg-1

2008 Concentrazione di As nei suoli (mg kg-1)

As nel riso: monitoraggio

Corso d’acqua Comune Cd As Agogna (2008-2010) Mezzana Bigli <0,5 µg/l <5 µg/l Erbognone (2009-2010) Ottobiano " " Olona Meridionale (2008-2010)* San Zenone " Solo 2008* Po (2009-2010) Frascarolo " " Po (2009-2010) Pieve del Cairo " " Po (2009-2010) Bastida Pancarana " " Po (2008-2010) Spessa Po " " Terdoppio (2008-2010) Vigevano " " Terdoppio (2008-2010) Zinasco " " Ticino (2008-2010) Bereguardo " " Ticino (2008-2010) Pavia " " Ticino (2008-2010) Travacò Siccomario " " Canale deviatore acque alte (2009-2010) Miradolo Terme " " Olona Meridionale (2008-2010) Pontelungo

(Bornasco) " " Colatore Reale (2009-2010) Chignolo " " Naviglio Pavese (solo 2008) Pavia " " Lambro Meridionale (2010) Zibido al Lambro "

2008 2010 Concentrazione di As nell’acqua (µg l-1)

* nel 2008: • 11 Giugno 7 µg/l • 6 Ottobre 5 µg/l • 11 Dicembre 5 µg/l

[ARPA PV, 2008-2010]

As nel riso: monitoraggio

[Meharg et al., 2008]

Localizzazione dell’As nel granello

Trattamento con acqua calda (60-75 C°)

Vitamine e minerali contenuti negli strati più esterni del granello sono solubilizzati attraverso l’acqua calda

Trattamento con pressione (105-125 C° ~ 0,75-1,2 bar) Il vapore pressurizzato trasporta

le sostanze solubili all’interno dell’endosperma e gelatinizza i

granuli di amido Trattamento di essicazione

(35-90 C°) L’aria secca rimuove l’acqua

accumulata durante il processo fino ad arrivare ad un contenuto di umidità di 12-14 %

[dati USA Rice Federation]

Trattamento di parboilizzazione

2013 Riso lavorato

+54% +36%

Contenuto di As µg kg-1

-14%

P=0,00 P=0,00 P=0,36 P=0,003

Parboiled Non parboiled

Trattamento di parboilizzazione

Riso integrale

+69% +53%

P=0,00 P=0,00

Trattamento di sbiancatura

Riso integrale Riso bianco

2013 Contenuto di As µg kg-1

Migliorare le conoscenze al fine fornire pratiche di gestione in grado di limitare la fitodisponibilità di arsenico e mitigare la sua concentrazione in granella

Gestione dell’acqua

Fertilizzazione con Silicio Varietà

…in relazione a

As nel riso: Progetti ENR

DMA MMA As(III) As(V)

FLD Semina in acqua e sommersione continua per la maggior parte della stagione colturale

DRY Semina interrata e sommersione in 3°-4° foglia

IRR Semina interrata e irrigazioni turnate (Aerobic Rice)

water As nella soluzione circolante (µg l-1)

As nel riso bianco (µg kg-1)

FLD DRY IRR

As nel riso: Progetti ENR Gestione dell’acqua – prova di campo

DMA MMA As(III) As(V)

FLD Semina in acqua e sommersione continua per la maggior parte della stagione colturale

DRY Semina interrata e sommersione in 3°-4° foglia

IRR Semina interrata e irrigazioni turnate (Aerobic Rice)

water As nella soluzione del suolo (µg l-1)

As nel riso bianco (µg kg-1)

FLD DRY IRR

As nel riso: Progetti ENR Gestione dell’acqua – prova di campo

2 techinche di coltivazione

4 periodi di asciutta

Semina interrata Semina in acqua

Sommersione continua Asciutta a inizio levata per 12 giorni Asciutta a metà levata Aerobic rice (sole irrigazioni)

As nel riso: Progetti ENR Gestione dell’acqua – prova in vasca

020406080

100120140160180200

06 May 25 Jun 14 Aug 03 Oct 22 Nov0

20406080

100120140160180200

06 May 25 Jun 14 Aug 03 Oct 22 Nov

As nella soluzione del suolo

(µg l-1)

Fioritura: 27-Agosto

As nel riso: Progetti ENR Gestione dell’acqua – prova in vasca

2012

tAs iAs Cd

Sommersione continua Semina interrata 556 a 245 a 9 e Semina in acqua 376 b 245 a 18 cde

Asciutta a inizio levata per 12 giorni Semina interrata 237 c 185 d 38 bc Semina in acqua 238 c 170 ab 16 de

Asciutta a metà leva Semina interrata 141 cd 105 b 78 a Semina in acqua 109 d 101 b 33 bcd

Aerobic rice Semina interrata 19 d 20 c 42 b

ANOVA ** ** **

* *

2014

tAs iAs Cd

Sommersione continua Semina interrata 346 a 190 b 7 c

Semina in acqua 340 a 227 a 18 c

Asciutta in accestimento Semina interrata 309 a 189 b 13 c

Asciutta a metà levata Semina interrata 110 bc 89 c 52 b

Asciutta a fine fioritura Semina interrata 144 b 90 c 116 a

Asciutta a metà levata e a fine fioritura Semina interrata 73 c 61 d 127 a

Asciutta in accestimento e a metà levata Semina interrata 130 b 96 c 34 bc

ANOVA ** ** **

As nel riso: Progetti ENR Gestione dell’acqua – prova in vasca

21 varietà

4 gruppi merceologici Semina interrata e sommersione ritardata

As nel riso: Progetti ENR Varietà – Effetto genotipico

As in rice: ENR projects Varieties – genotypic effect

Varietà As inorganico As totale ICP-MS (µg kg-1) (µg kg-1)

2012 2013 2012 2013

Lungo A da parboiled

Augusto 105.2 kl 74.4 hi 237.6 efg 229.3 bcd Dardo 130.5 ghij 80.9 fgh 266.5 cde 208.3 def Loto 188.3 a 121.5 a 352.0 a 277.2 a Luna 166.0 abcd 98.6 bcd 266.8 cde 208.7 def

Lungo A da interno

Baldo 140.5 efgh 78.8 ghi 240.0 efg 212.7 de Carnaroli 99.0 l 41.8 j 234.0 fg 175.6 hi Karnak 104.8 kl 38.1 j 209.5 gh 172.2 i Roma 122.0 hijk 68.2 i 255.0 def 200.2 efg Vialone Nano 175.8 abc 70.4 hi 305.0 b 197.7 efg Volano 158.3 cde 73.8 hi 297.3 bc 214.9 cde

Lungo B

CL 26 147.1 defg 104.0 bc 265.8 cdef 196.1 efgh CL 71 106.2 kl 73.1 hi 200.9 h 138.3 j CLXL 135.0 fghi 93.2 cde 242.0 ef 244.9 b Gladio 139.3 efgh 86.9 efg 247.5 def 194.7 efgh Sirio 143.8 defgh 86.2 efg 236.3 efg 186.0 ghi

Tondo

Balilla 130.7 ghij 105.5 b 276.9 bcd 195.1 efgh Centauro 154.5 cdef 79.1 ghi 248.3 def 197.4 efgh CL 12 113.6 Ijkl 88.3 defg 251.0 def 187.5 fghi Selenio 179.5 ab 97.3 bcde 297.0 bc 236.5 bc Sole 151.8 defg 91.0 def 255.8 def 208.4 def

Loppa da altoforno

Trieste Piombino

Taranto

Cenere di lolla

Agrosil®

Valutazione di differenti fonti di Si sulla poroduzione e controllo delle malattie:

Stretta relazione tra

As e Si

Nel passato…

Silicato di calcio Scorie Thomas (Fertilizzante P)

Lolla di riso Cenere di lolla di riso

Silicato di potassio Silicato di sodio

Nessuna risposta da parte delle piante

…e nel futuro Fertilizzazione del suolo con Si per il controllo dell’As: • Caratterizzazione di

Ammentanti a base di Si (2014)

• Prove di incubazione(2014)

• Prove in vasca (2015) Applicazione fogliare di fertilizzanti a base di Si per il controllo dell’As (2014)

[Tenni et al., in stampa]

Siliforce®

Vitanica® Si

As nel riso: Progetti ENR Fertilizzazione con Silicio

Valutazione della nutrizione con Si in differenti località

Contenuto di As nel riso italiano è oggi ben conosciuto

Conclusioni

Non ci sono problemi di inquinamento ambientale

I processi di parboilizzazione e sbiancatura giocano un ruolo importante sul contenuto di As in granella

La gestione dell’acqua è la principale tecnica agricola is the main agriculture techniques coinvolta nella gestione dell’As

La fertilizzazione con Si necessità di risultati sperimentali specifici prima di poter essere applicata in campo

Grazie per l’attenzione