Il conflitto di personalità della cannabis e della canapa: compromette la sicurezza dei consumatori?

Si sa che la cannabis e la canapa sono iper-accumulatori di contaminanti presenti nel terreno. Ecco perché sono stati utilizzati per ripulire rifiuti tossici in siti dove altri tentativi di bonifica sono falliti. All'indomani dell'incidente di Chernobyl nel 1986, venne piantata della canapa industriale per ripulire gli isotopi radioattivi che si erano diffusi nel suolo e nelle acque sotterranee (1). Le proprietà di fitorisanamento di queste specie botaniche sono ben conosciute. La ricerca ha identificato circa 400 tra piante, arbusti, fiori e alberi che hanno la capacità di assorbire livelli estremamente elevati di contaminanti metallici nel suolo (2) , tra cui le metallofite, che possono sopravvivere solo in ambienti di crescita ricchi di metalli (3).

Chernobyl è chiaramente un esempio estremo di contaminazione da metalli pesanti e radionuclidi, ma l'inquinamento da metalli pesanti dovuto alle normali attività industriali e antropiche degli ultimi decenni, tra cui l'estrazione mineraria, la raffinazione/fusione dei metalli, la produzione di energia elettrica e l'uso di fertilizzanti, ecc. è diventato oggi uno dei problemi ambientali più gravi. E con tutte le diverse condizioni sotto le quali la cannabis e la canapa vengono coltivate per la produzione di cannabinoidi a scopo terapeutico e ricreativo, sarà molto difficile eliminare tutte queste potenziali fonti di inquinamento per ridurre il loro impatto sulla biologia della pianta. Quindi la domanda sorge: è possibile utilizzare la cannabis e la canapa come fonte di cannabinoidi, se si sa che sono molto valide per la fitoestrazione,?

Il disastro nucleare di Chernobyl

Il 26 aprile 1986, un improvviso sovraccarico durante un test sui sistemi del reattore distrusse l'unità 4 della centrale nucleare di Chernobyl a Pripyat, in Ucraina, allora parte dell'Unione Sovietica. L'incidente e l'incendio che ne seguì rilasciarono enormi quantità di materiale radioattivo nell'ambiente e causarono il peggior disastro nucleare di sempre. Il fallout radioattivo fu così intenso che gli agricoltori temevano che il suolo sarebbe stato irrimediabilmente danneggiato dalla penetrazione di metalli tossici nel terreno. L'area fu abbandonata per alcuni anni per consentire alla radioattività di attenuarsi. All'inizio degli anni '90 alcuni scienziati hanno poi iniziato a coltivare cannabis industriale e canapa nei pressi della centrale nucleare abbandonata, scoprendo che riducevano in modo significativo la tossicità dei radionuclidi nel suolo (4). Nel 2001, un team di ricercatori tedeschi confermò i risultati di Chernobyl dimostrando che la pianta era in grado di estrarre piombo, cadmio, nichel e altri metalli pesanti da un terreno contaminato da fanghi di depurazione (5). All'improvviso la cannabis e la canapa industriali si rivelarono un'opzione valida per la bonifica di siti industriali contaminati in tutto il mondo, offrendo molti vantaggi rispetto agli approcci tradizionali di bonifica.

La bonifica del suolo con metodi tradizionali

L'accumulo di metalli pesanti nel suolo è in rapido aumento a causa di attività industriali e altre cause antropogeniche. Poiché i metalli pesanti sono tossici e non biodegradabili, essi persistono nell'ambiente e possono potenzialmente entrare nella catena alimentare attraverso le piante coltivate, accumulandosi così nel corpo umano a seguito di un'esposizione a lungo termine. Di conseguenza, la contaminazione da metalli pesanti rappresenta una grave minaccia per la salute umana e per l'ecosistema. È quindi necessario adottare misure di bonifica per evitare che i metalli pesanti penetrino nel terreno, nell'atmosfera e nelle falde acquifere.

Diverse modalità di bonifica sono state sviluppate per i terreni contaminati da metalli pesanti, basate principalmente su tecniche meccaniche o fisico-chimiche, come l'incenerimento, lo scavo con trasferimento in discarica, il lavaggio, la solidificazione, e l'applicazione di campi elettrici. Tuttavia, questi approcci presentano dei limiti, come il costo elevato, l'inefficienza se i contaminanti sono presenti a basse concentrazioni, il cambiamento irreversibile delle proprietà fisico-chimiche e biologiche del suolo, che portano al deterioramento dell'ecosistema relativo, e l'introduzione di inquinanti secondari. Pertanto, è evidente la necessità di sviluppare tecnologie di bonifica economiche, efficienti e rispettose dell'ambiente per bonificare i terreni contaminati da metalli pesanti.

Il fitorisanamento

Il fitorisanamento è un approccio di bonifica basato sulle piante, che prevede l'uso di queste ultime per estrarre e rimuovere gli inquinanti elementari o ridurne la biodisponibilità nel suolo (6). Le piante hanno la capacità di assorbire i composti ionici presenti nel suolo anche a basse concentrazioni, estendendo il loro apparato radicale nella matrice del suolo e sviluppando una rizosfera che accumula i metalli pesanti e modula la loro biodisponibilità, bonificando così il suolo inquinato e stabilizzandone la fertilità. I vantaggi dell'utilizzo del fitorisanamento sono vari, e comprendono:

• Economicamente fattibile: richiede solo una fonte di carbonio, azoto ed energia solare per la sintesi metabolica, e quindi semplice da gestire, con bassi costi di installazione e manutenzione.
• Rispettoso dell'ambiente: può ridurre l'esposizione agli inquinanti dell'ambiente e dell'ecosistema.
• Previene l'erosione e la lisciviazione stabilizzando i metalli pesanti e riducendo il rischio di diffusione dei contaminanti.
• Migliora la fertilità del suolo rilasciandovi sostanze organiche di vario tipo.
• Estremamente efficiente per molti contaminanti.
• Applicabilità su grandi aree, con un facile smaltimento delle piante.

Efficienza del fitorisanamento

Sono state condotte molte ricerche sui meccanismi molecolari al fine di comprendere la tolleranza e l'assorbimento dei metalli pesanti da parte delle piante. Il processo di fitorisanamento è stato studiato a fondo e di conseguenza è stato ottimizzato ed è estremamente efficiente. Esistono oltre 400 piante che possono essere definite iperaccumulatrici, molte delle quali hanno proprietà particolari per specifici metalli. Ad esempio, l'erba medica è un buon fitorisanatore per i tipici metalli pesanti: è stato dimostrato che può estrarre fino a 43.000 mg di piombo per kg di pianta e rimanere comunque sana. Altre piante, come la gramigna alpina, funzionano meglio per i metalli di transizione e alcuni studi hanno riportato che può rimuovere fino a 51.000 mg/kg di zinco dal terreno (2). La cannabis e la canapa non hanno la stessa efficienza di altri fitorisanatori per metalli specifici e delle piante metallofite (3), ma sembrano comunque avere buone proprietà di accumulo di un'ampia gamma di contaminanti, tra cui metalli pesanti, metalli di transizione e radionuclidi. Uno studio recente ha dimostrato che la cannabis industriale e la canapa possono assorbire fino a 1000 mg/kg di cadmio senza compromettere la resistenza delle fibre (7). Grazie al suo lunghissimo apparato radicale e all'elevata biomassa, i metalli vengono assorbiti rapidamente e si insediano in molte parti diverse della pianta, tra cui radici, germogli, steli, foglie, fiori ecc. Di conseguenza, è ampiamente utilizzata per ripulire la contaminazione dovuta all'estrazione di carbone o alla raffinazione dei metalli, nonché siti di centrali elettriche, fanghi di depurazione e i siti inquinati da reattori nucleari come a Chernobyl. È interessante notare che nel 2011 furono utilizzati canapa e girasoli per ripulire il suolo dal cesio 137 e dallo stronzio 90 dopo il meltdown di Fukushima (Giappone). I girasoli sono un'altra pianta iperaccumulatrice che ha il vantaggio di crescere molto in altezza e quindi di massimizzare l'assorbimento del contaminante. Inoltre, sono poco costosi, abbondanti, e adattati al clima locale del Giappone (8).

I molti usi della cannabis e della canapa

Nel fitorisanamento convenzionale, una volta che le piante hanno assorbito il livello massimo di contaminanti, esse vengono solitamente distrutte (tipicamente incenerite) perché non possono essere utilizzate per altri scopi. Questo è un punto molto importante da sottolineare, perché la cannabis e la canapa hanno un impiego commerciale come fonte di cannabinoidi per scopi terapeutici e ricreativi. Quando vengono utilizzate a questo scopo, esse sono strettamente regolamentate dai singoli stati degli Stati Uniti, per cui esiste un solido quadro normativo con limiti massimi consentiti per i metalli pesanti più tossici (Pb, Cd, As, Hg), supportato da procedure di analisi indipendenti al fine di garantire la sicurezza dei consumatori (9). Inoltre, la canapa viene coltivata anche per i semi come fonte nutrizionale e per scopi industriali, tra cui biocarburanti, materiali da costruzione e tessuti. Attualmente ci sono pochissime norme che regolano la presenza di metalli pesanti in questi prodotti, il che significa che potrebbero potenzialmente contenerne livelli estremamente elevati a seconda della fonte e del luogo di coltivazione.

A causa della mancanza di protocolli regolamentati per la cannabis e la canapa utilizzate per bonificare, queste non possono essere utilizzate per la produzione di cannabinoidi o per la coltivazione di semi. Tuttavia, è stato proposto che potrebbe essere utilizzata anche per altri prodotti, tra cui biocarburanti, tessuti, materie plastiche o hempcrete (un materiale da costruzione ricavato dalla canapa). Anche se questa potrebbe sembrare un'opzione molto interessante, il settore deve procedere con cautela. È stato dimostrato che la canapa e altre piante iperaccumulatrici possono estrarre dal terreno fino a 50.000 mg/kg (ppm) di contaminante metallico - a seconda dell'elemento - e rimanere sane. Se i livelli di contaminanti sono minimi, i rischi sono relativamente bassi, ma se sono vicini a questo limite massimo la situazione potrebbe essere completamente diversa. Si potrebbe obiettare che se questa canapa è utilizzata per produrre hempcrete potrebbe non essere un problema così grave, in particolare se quest'ultimo viene usato sulle parti degli edifici che restano all'aperto. Tuttavia, indossare abiti con tessuti a base di canapa non sarebbe in questo caso una buona idea. Inoltre, utilizzando per la produzione di biocarburanti canapa contaminata da piombo, è probabile che una quantità significativa di quest'ultimo venga estratta nel biocarburante. Quando il carburante viene bruciato nel motore, le particelle di Pb vaporizzate verrebbero poi emesse dal tubo di scappamento del veicolo, poiché è risaputo che il convertitore catalitico non rimuove i composti di piombo. All'improvviso questo biocarburante ecologico diventa un inquinante tossico che rilascia piombo. Gli Stati Uniti hanno vietato l'uso del piombo tetraetile come additivo per la benzina a metà degli anni '90....sicuramente abbiamo imparato la lezione!

Una pianta poliedrica

Con l'approvazione dell'Agricultural Act del 2014 (10) e del rinnovato Hemp Farming Act del 2018 (noto anche come Farm Bill 2018) (11) , il governo federale degli Stati Uniti ha reso legale la coltivazione della canapa (definita come cannabis contenente meno dello 0,3% di THC) rimuovendola dalla lista delle sostanze controllate. Di conseguenza, non necessitando di un'autorizzazione da parte della Drug Enforcement Administration (DEA), i coltivatori possono piantarla per molte e diverse applicazioni. Essa ha trovato impiego come fitorimediatore di ampio utilizzo che può crescere ovunque, anche nei terreni contaminati. In questo ruolo riesce a rimuovere inquinanti tossici dove altri approcci hanno fallito. Inoltre essa è un'ottima fonte di fibre per la produzione di nuovi tessuti per l'abbigliamento, oltre che per la produzione di componenti in plastica e di hempcrete per l'edilizia (12). Tuttavia è il suo ruolo nella produzione di prodotti per consumatori a base di cannabis che sta creando il maggior entusiasmo: sembra esserci una domanda insaziabile di cannabinoidi per alleviare una moltitudine di disturbi tra cui dolore, stress, ansia, depressione, convulsioni, epilessia e molto altro (13). È bene sottolineare pertanto che è fondamentale che le condizioni di coltivazione di cannabis e canapa siano attentamente monitorate, dato che possono essere utilizzate per un'ampia gamma di applicazioni. Quando viene piantata all'aperto, se la chimica del terreno è quella giusta, è probabile che accumulerà contaminanti. Quindi, se si intende utilizzarla per scopi di fitorimedio, occorre valutare attentamente il suo utilizzo finale. E se i prodotti finali sono prodotti medicinali o ricreativi a base di cannabinoidi, è indispensabile assicurarsi che l'ambiente di coltivazione venga ben studiato prima della semina.

Una prospettiva globale

Vale la pena sottolineare che al di fuori degli Stati Uniti, la coltivazione, la fornitura e il possesso di cannabis sono generalmente consentiti solo per scopi medici e scientifici. Di conseguenza, nella maggior parte dei paesi europei e sudamericani, il possesso di questa sostanza per uso personale è un reato punibile con la reclusione. Negli ultimi anni, tuttavia, diversi paesi hanno ridotto le pene per i consumatori di cannabis e alcune giurisdizioni hanno persino permesso la vendita della sostanza per uso non medico. Ad esempio, nei Paesi Bassi l'uso di cannabis a scopo ricreativo è ufficialmente illegale, ma dall'inizio degli anni '70 esiste un sistema di distribuzione che viene tollerato (14). Altri paesi hanno mitigato le loro leggi sulla cannabis, ma pochi l'hanno resa completamente legale. Ad oggi solo poche nazioni, come Malta, Germania e Lussemburgo, si sono mosse per legalizzarne l'uso a scopo ricreativo. La maggior parte dei luoghi in Europa scelgono invece la strada della depenalizzazione, consentendo di fatto l'uso domestico che è pertanto diffuso. Ciò significa che anche se utilizzare cannabis è tecnicamente illegale, è improbabile che le forze dell'ordine locali lo perseguano, a meno che l'infrazione non venga commessa in pubblico, il che potrebbe comportare una multa (15).

La situazione in Sud America è molto simile. Nel 2013, l'Uruguay ha fatto notizia diventando il primo paese al mondo a legalizzare completamente la cannabis a scopo ricreativo e, negli anni successivi, la maggior parte degli altri paesi del continente ha approvato leggi simili o ridotto le sanzioni legali per il possesso, l'uso e la coltivazione di cannabis. Ad esempio, il Messico permetteva l'uso della cannabis solo per la ricerca medica e scientifica, ma nel 2018 la Corte Suprema ha dichiarato incostituzionali gli attuali divieti di piantare, coltivare e raccogliere canapa e ha ordinato ai legislatori di sviluppare un quadro giuridico per la distribuzione, la vendita e la regolamentazione della cannabis. Brasile, Cile e Argentina hanno adottato misure simili per istituire programmi di cannabis medica legali e regolamentati, e anche se il consumo ricreativo è tecnicamente illegale, ne hanno depenalizzato l'uso, consentendo di fatto lo sviluppo di un mercato (16).

La produzione di canapa

La canapa, d'atro canto, è coltivata in tutta Europa e in Sud America per una moltitudine di prodotti, tra cui semi di canapa, tessuti, plastica, materiali da costruzione e molto altro ancora. Negli ultimi anni la superficie dedicata alla coltivazione della canapa nell'UE è aumentata in modo significativo, in quanto contribuisce agli obiettivi del Green Deal europeo offrendo una serie di vantaggi ambientali, tra cui lo stoccaggio del carbonio, la rottura del ciclo della malattia, la prevenzione dell'erosione del suolo, la biodiversità e il basso utilizzo di pesticidi. Di conseguenza, dal 2015 al 2022, la produzione di canapa è passata da 97.000 a 179.000 tonnellate, con un aumento dell'84,3%. La Francia è il maggior produttore, con oltre il 60% della produzione dell'UE, seguita da Germania (17%) e Paesi Bassi (5%) (17).

In Sud America, paesi più piccoli come la Colombia, l'Ecuador e il Paraguay stanno prendendo l'iniziativa e sviluppando attivamente le loro industrie della canapa per la raccolta dei semi e applicazioni industriali. Grazie a settori agricoli consolidati e al clima favorevole, molti altri paesi del Sudamerica sembrano ben posizionati per la coltivazione della canapa e si prevede che nei prossimi anni diventeranno protagonisti del mercato globale (18).

Bibliografia

1. Back to Chernobyl, Lila Guteman, New Scientist, April 10, 1999, https://www.newscientist.com/article/mg16221810-900-back-to-chernobyl/

2. Phytoremediation of radiocesium-contaminated soil in the vicinity of Chernobyl, Ukraine, Slavik Dushenkov et.al., Environmental Science & Technology, 33, 3, 469-475, (1999)

3. Metallophytes: the unique biological resource, its ecology and conservational status in Europe, central Africa and Latin America, A.J.M. Baker, et .al., Chapter in Ecology of Industrial Pollution, Cambridge University Press, June 5, 2012, https://www.cambridge.org/core/books/abs/ecology-of-industrial-pollution/metallophytes-the-unique-biological-resource-its-ecology-and-conservational-status-in-europe-central-africa-and-latin-america/D1AD982F5B31BD21FFDCF0A45F6386E0

4. Phytoremediation: A Promising Approach for Revegetation of Heavy Metal-Polluted Land, A. Yang et al., Front. Plant Sci., 30 April 2020, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2020.00359/full

5. Health Effects of Chernobyl, German Affiliate of International Physicians for the Prevention of Nuclear War (IPPNW), Sebastian Pflugbeil et. al., April 2011, https://www.ippnw.org/pdf/chernobyl-health-effects-2011-english.pdf

6. Phytoremediation: Principles and Perspectives, Joan Barceló and Charlotte Poschenriede, CONTRIBUTIONS to SCIENCE, 2 (3): 333-344 (2003), https://www.researchgate.net/publication/28076724_Phytoremediation_Principles_and_perspectives

7. Cannabis sativa L. growing on heavy metal contaminated soil: growth, cadmium uptake and photosynthesis. P. Linger et. al., BIOLOGIA PLANTARUM 49 (4): 567-576, 2005,

8. Scientists Are Using Sunflowers To Clean Up Nuclear Radiation, Molly Beauchemin, Garden Collage magazine, May, 12, 2016, https://gardencollage.com/change/sustainability/scientists-using-sunflowers-clean-nuclear-radiation/

9. Cannabis testing regulations: A state-by-state guide, Leafly Magazine, July 28, 2020, https://www.leafly.com/news/health/leaflys-state-by-state-guide-to-cannabis-testing-regulations

10. 2014 Farm Act, US Department of Agriculture, https://www.ers.usda.gov/agricultural-act-of-2014-highlights-and-implications/

11. 2018 Farm Bill, US Department of Agriculture, https://www.usda.gov/farmbil

12. Seven surprising uses for industrial hemp, Cemile Kavountzis, USA Today, January7, 2022, https://www.usatoday.com/story/sponsor-story/generation-hemp/2022/01/07/7-surprising-uses-industrial-hemp/9104429002/

13. What are the forms of hemp and what are their health benefits? Megan Ware, Medical News Today, April 26, 2023, https://www.medicalnewstoday.com/articles/308044

14. Cannabis policy in Europe: status and recent developments, European Center for Drugs and Addiction, https://www.emcdda.europa.eu/publications/topic-overviews/cannabis-policy/html_en

15. Is Marijuana Legal in Europe? Breakdown By Country, Where's the Weed, February 17, 2022, https://wheresweed.com/blog/legalization/2020/jul/is-marijuana-legal-in-europe-breakdown-by-country

16. Where cannabis is legal in South America in 2023, The Cannigma, https://cannigma.com/cannabis-in-south-america/

17. Hemp production in the EU, European Commission, Agriculture and Rural Development, https://agriculture.ec.europa.eu/farming/crop-productions-and-plant-based-products/hemp_en

18. The Latin American Hemp Market: A Work in Progress with Great Potential, Hemp Benchmarks, Feb 7, 2022, https://www.hempbenchmarks.com/hemp-market-insider/the-latin-american-hemp-market/