Lo ione nitrato è un importante anione con formula NO3- che viene ridotto ad ammoniaca. Esso proviene dalla dissociazione completa dell'acido nitrico HNO3 o dei nitrati quando sono sciolti in acqua.
I nitrati, composti in cui è presente lo ione nitrato, sono i sali dell'acido nitrico. I più diffusi in natura sono il nitrato di sodio e il nitrato di potassio. In chimica, un sale è sinteticamente un composto ottenuto dalla reazione tra un acido ed una base
Lo ione NO3- ed alcuni suoi sali ricoprono un'importanza fondamentale sia per la natura sia per l'uomo; esso è infatti indispensabile per il metabolismo vegetale, e quindi per il mantenimento di tutti gli ecosistemi. Inoltre è un ottimo fertilizzante, soprattutto quando è compreso nel nitrato d'ammonio NH4NO3, un suo sale, a causa dell'elevato contenuto d'azoto.

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Per capire l'importanza dei nitrati in agricoltura bisogna dire qualcosa sul ciclo dell'azoto, che è un processo chimico fondamentale per la vita sul nostro pianeta e per l'esistenza degli stessi esseri umani. I composti dell'azoto svolgono un ruolo di cruciale importanza nel metabolismo degli organismi viventi e molte molecole organiche presenti all'interno di piante, animali ed esseri umani quali aminoacidi, proteine e DNA contengono azoto. Inoltre i composti dell'azoto sono coinvolti nei processi chimici che avvengono nell'atmosfera con conseguenze sul sistema climatico.
Il ciclo dell'azoto è costituito principalmente da reazioni chimiche che avvengono nell'aria (soprattutto reazioni di ossidazione) e da reazioni chimiche che avvengono nella biosfera, sia nelle piante che nei microorganismi presenti nel suolo (ossidazione e riduzione).
I composti dell'azoto sono indispensabili per la crescita delle piante. In natura, l'azoto può essere presente in forme "disponibili" (come nitrati o composti dell'ammoniaca) o "non disponibili" (come azoto molecolare o ossidi di azoto) per le piante. La conversione tra le due forme avviene mediante i processi di fissazione dell'azoto o denitrificazione
Fissazione dell'azoto: è il processo che rende i composti dell'azoto nell'aria disponibili per le piante (in particolar modo azoto molecolare N2). La fissazione dell'azoto è resa possibile dall'opera di numerosi batteri e cianobatteri presenti sia nel suolo che nelle piante od anche in (alcune) specie animali. Le leguminose (Fabaceae), ad esempio, contengono questo genere di batteri all'interno delle loro radici. Il principale prodotto della fissazione dell'azoto è l'ammoniaca.
Nitrificazione: è la seconda fase del processo di fissazione dell'azoto. Se l'ammoniaca viene considerata il principale prodotto della fissazione dell'azoto, la conversione dell'ammoniaca in nitriti e nitrati ad opera dei batteri nitrificanti può essere definita nitrificazione.
Denitrificazione: è il processo di riduzione del nitrato in azoto per opera di microorganismi (Bacillus, Pseudomonas ed altri batteri) che passano dalla respirazione aerobica alla respirazione dei nitrati, soprattutto nel caso di suoli scarsamente aerati. Il processo di denitrificazione può dare origine a numerosi intermedi di reazione tra i quali si distingue per importanza l'ossido nitroso, un gas serra permanente. I gas così prodotti ritornano nell'atmosfera.
I composti dell'azoto disponibili possono essere immagazzinati nel terreno sotto forma di sostanze inorganiche (nitrati) o incorporati in organismi viventi sotto forma di azoto organico.
Assimilazione: è il processo di conversione dell'azoto inorganico (ad es. il nitrato) in azoto organico (ad es. un aminoacido). Il nitrato viene ridotto dagli enzimi prima in nitrito mediante nitrato riduttasi e poi in ammoniaca mediante nitrito reduttasi. L'ammoniaca viene incorporata negli aminoacidi.
Mineralizzazione (ammonificazione): è un processo durante il quale organismi decompositori quali lombrichi, termiti, lumache, chiocciole, batteri o funghi convertono l'azoto organico presente nelle piante morte in azoto inorganico. L'assimilazione e la mineralizzazione sono due processi opposti. Per migliorare la crescita dei raccolti, i coltivatori fanno ricorso all'uso di fertilizzanti contenenti azoto. L'uso eccessivo di fertilizzanti nei terreni unitamente ad un mancato assorbimento da parte delle piante provoca un duplice impatto negativo sull'ambiente. L'ammoniaca e il nitrato vengono completamente dilavati dalle piogge raggiungendo i corsi d'acqua e le aree costiere dove causano una drastica proliferazione di alghe e piante (fitoplancton). Se il contenuto di ossigeno si riduce eccessivamente in seguito alla decomposizione delle piante morte, ciò può comportare l'estinzione delle diverse forme di vita presenti nell'habitat acquatico. Questo fenomeno è noto con il nome di eutrofizzazione.
L'uomo assume nitrati principalmente attraverso l'acqua potabile e le verdure. Il nitrato di per sé è innocuo ma in determinate circostanze (come lunghi tempi di conservazione, calore, pH acido) può però trasformarsi in nitrito, dagli effetti tossici. L'assunzione di nitrati andrebbe perciò limitata il più possibile. La loro concentrazione negli ortaggi dipende da vari fattori:
• Maggiore è l'aggiunta di azoto nel terreno e la quantità di concimi in eccesso rispetto al normale fabbisogno, più elevato è il contenuto di nitrati nelle verdure e nell'acqua potabile. In proporzione, gli ortaggi da colture "alternative" contengono perciò meno nitrati.
• Le piante hanno bisogno di luce naturale per impiegare i nitrati nella sintesi di proteine necessarie alla loro crescita. Maggiore è l'esposizione dei vegetali ai raggi solari, minore è il loro contenuto di nitrati.

In altre parole:
• gli ortaggi coltivati in pieno campo contengono meno nitrati di quelli prodotti in serra,
• le verdure estive contengono meno nitrati di quelle invernali
• gli ortaggi raccolti dopo il tramonto contengono meno nitrati di quelli raccolti la mattina.

I vegetali accumulano nitrati in misura diversa. Esistono perciò ortaggi a basso, a medio e ad alto contenuto di nitrati.
Ortaggi ad alto contenuto di nitrati: lattuga, cavolo rapa, lattuga cappuccina, crescione, bietola da costa, ravanello, rafano, rabarbaro, rapa rossa, spinacio
Ortaggi a medio contenuto di nitrati: cima di rapa, indivia, finocchio, cavolo riccio, sedano, cavolo bianco, cavolo verza, zucchino
Ortaggi a basso contenuto di nitrati: melanzana, fagiolino, cavolfiore, broccolo, cicoria, pisello, cetriolo, patata, germogli, carota, peperone, funghi, porro, cavoletto di Bruxelles, cavolo rosso, asparago, pomodoro, cipolla.

Anche la distribuzione dei nitrati nell'ortaggio è variabile, con concentrazioni più elevate nei gambi, nelle costole, nelle foglie esterne e nella scorza. In determinate circostanze i nitrati si trasformano in nitriti. Questa reazione può avvenire nel terreno, nell'acqua potabile, negli alimenti e nell'organismo umano. I nitriti e le ammine possono combinarsi dando origine alle nitrosamine, che sono composti cancerogeni.
Le ammine sono presenti nei prodotti alimentari contenenti proteine (carne, salumi, formaggi). Inoltre le ammine vengono rilasciate nel nostro organismo durante la digestione delle proteine.
Il nitrito viene impiegato nella preparazione degli insaccati per esaltare il colore e il sapore della carne.
Il nitrito si forma anche nelle verdure ad alto contenuto di nitrati. La trasformazione dei nitrati in nitriti può avere luogo negli alimenti, durante la loro preparazione o all'interno dell'organismo.
Le nitrosamine sono presenti in quantità elevata specialmente nella carne sotto sale e negli insaccati.

La causa principale dell'aumento di nitrati e di nitriti è il vasto uso di fertilizzanti. Anche i processi di combustione possono aumentare le riserve di nitriti e nitrati, a causa dell'emissione degli ossidi di azoto che possono essere convertiti in nitrati e nitriti nell'ambiente.
• Limitate il consumo di verdura ad alto contenuto di nitrati, specialmente nei mesi invernali.
• Acquistate preferibilmente verdura fresca di stagione.
• Eliminate gambi, costole fogliari e foglie esterne dagli ortaggi ricchi di nitrati.
• Ridurre l'acquisto di ortaggi coltivati in serra.
• Nel vostro orto evitate i concimi chimici! Un buon compost maturo e interventi mirati danno vitalità al terreno, favorendo una crescita sana e vigorosa delle vostre piante.
• Raccogliete gli ortaggi preferibilmente la sera anziché la mattina.
Il consumo di acqua e di ortaggi con concentrazione elevata di nitrati è da sempre ritenuta potenzialmente pericolosa per la salute umana. Il nitrato di per sè non ha una tossicità elevata. Nell'uomo il 5-10% dei nitrati ingeriti è ridotto nella saliva e nel tratto gastrointestinale nel più tossico nitrito.
I nitriti ed i composti N-nitroso che si originano dalla reazione del nitrito con altre sostanze (ad esempio le ammine rilasciate nella digestione delle proteine), possono dare luogo a gravi patologie per l'uomo. Per questo, la valutazione tossicologica del nitrato non può prescindere da quella del nitrito e la presenza di nitrato negli ortaggi, nelle acque potabili e negli alimenti in generale è considerata un problema di salute pubblica.
L'effetto principale prodotto dal nitrito è l'ossidazione dell'emoglobina nel sangue, che si trasforma in metaemoglobina che non è più in grado di trasportare ossigeno ai tessuti. I nitrati e i nitriti riducono il funzionamento della ghiandola tiroidea e possono portare a scarsità di vitamina A.
Diversi autori hanno suggerito che il rischio di sviluppare il cancro allo stomaco è correlato positivamente con alti contenuti di nitrati nell'acqua potabile.
Durante gli ultimi anni l'incidenza del cancro allo stomaco è diminuita, probabilmente per la riduzione significativa delle concentrazioni di nitrato e nitrito nelle carni conservate e per l'uso crescente di frigoriferi e surgelatori, poiché la temperatura più bassa riduce la trasformazione dei nitrati a nitriti. Mentre la concentrazione di nitrato nell'acqua è aumentata.
Uno studio sulla correlazione tra fattori della dieta e cancro gastrico, condotto in diverse aree geografiche italiane caratterizzate da rischio basso o alto di contrarre la patologia, ha messo in luce l'associazione inversa tra l'incidenza del cancro e il consumo di ortaggi crudi, frutta e vitamina C, nonché l'assenza di relazione con l'assunzione di nitrati.
Gli ortaggi, oltre ad essere la principale fonte di nitrato, contengono anche una serie di micronutrienti essenziali ed antiossidanti, che inibiscono la formazione dei composti N-nitroso.
Alcuni ricercatori, sulla base di studi epidemiologici, hanno rivisto criticamente i rischi potenziali per la salute provocati dall'assorbimento di nitrati con la dieta ed hanno indicato che le condizioni acide nello stomaco causano la formazione di ossido nitrico (NO), che è ritenuto fondamentale a bassa dose, nella difesa del corpo umano contro batteri patogeni.
Comunque è da evitare l'assunzione di ortaggi e il consumo di acqua con contenuti alti di nitrato, e che per trarre maggiori benefici dagli ortaggi, una riduzione dei livelli di nitrato è comunque auspicabile per i consumatori e per gli agricoltori.