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Ozono e vegetazione: il contributo della ricerca italiana Pisa, 24 Novembre 2006 Venti anni di biomonitoraggio dellozono Cristina Nali Dipartimento di.

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1 Ozono e vegetazione: il contributo della ricerca italiana Pisa, 24 Novembre 2006 Venti anni di biomonitoraggio dellozono Cristina Nali Dipartimento di Coltivazione e Difesa delle Specie Legnose Giovanni Scaramuzzi, Università di Pisa, Via del Borghetto 80, Pisa

2 Per il filosofo, il medico, il meteorologo e il chimico, non vi è forse argomento più attraente dellozono C.B. FOX: Ozone and antozone. J.A. Churchill, London, 1873

3 … che dire? … global background concentrations of ozone are also increasing … in the context of other global atmospheric and climatic changes is a major challenge … the impacts of ozone can be considered in the context of wider global change Ashmore et al., New Phytol. 170, 201 (2006) … in identifying and selecting genetic traits associated with increased tolerance of drought or high temperatures, ozone tolerance should also be considered

4 Gli studi inerenti la distribuzione di ozono sul territorio italiano sono un campo di ricerca relativamente giovane Una decina di anni fa erano in funzione circa 50 analizzatori sul nostro territorio, ma la loro distribuzione spaziale era irregolare e grandi zone geografiche - in particolare al Sud - non erano coperte

5 Fiala et al., Topic report 3/2003, European Environmental Agency, Copenhagen (2003) In Italia, sono presenti 122 stazioni Siamo al quarto posto, dopo Francia (451), Germania (363) e Spagna (310), su un totale di 1624 stazioni nella Comunità Europea

6 Oggi, in Toscana (287 comuni), gli analizzatori operano quotidianamente solo in 28 comuni (circa 10%) 2 (0) 7 (8) 5 (4) (5) Fonte: (2005) Solo una piccola parte di queste aree è monitorata da lungo tempo e le informazioni fornite sono, comunque, frammentarie e non raccolte in database storici Numero di analizzatori automatici per provincia 0 (1) 0 (2) Analizzatori automatici in Toscana 2

7 Tokyo Attentato metropolitana Monitoraggio biologico o biomonitoraggio Impiego di un organismo (o di parte di esso o di una società di essi) per ottenere informazioni sulla qualità del suo ambiente

8 IL SISTEMA NICOTIANA TABACUM CVV. BEL-W3 E BEL-B PER IL BIOMONITORAGGIO DELLOZONO TROPOSFERICO Germinelli (kit miniaturizzato) Piante adulte

9 Un esempio … Dipartimento di Coltivazione e Difesa delle Specie Legnose G. Scaramuzzi e Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano (CESI) Realizzazione di una rete locale di 12 stazioni di indicazione attiva dellozono con Nicotiana tabacum L (cvv. Bel-W3 e Bel-B), in accordo con le indicazioni ed i criteri generali indicati nella norma VDI 3957/Part 6 del 2003, nella norma VDI 3957/Part 10

10 Piante adulte – i limiti Le principali limitazioni operazionali consistono in: - necessità di ampi spazi (e lungo tempo) in ambiente con aria filtrata - a causa della fragilità delle foglie, il trasporto per lunghe distanze è difficoltoso - la valutazione del danno è condotta da operatori diversi nelle varie stazioni - le piante indicatrici rimangono in postazione per diverse settimane (solitamente 4)

11 Oltre alla maneggevolezza e alla facilità di trasporto, il metodo offre il vantaggio di poter disporre, in uno spazio concentrato, di un ampio numero di individui (in una piastra sono ospitati fino a 24 germinelli)

12 In Italia, dal 1999 è presente il protocollo e in Europa … 4 th International Workshop on Biomonitoring of Atmospheric Pollution EuroBionet BioMAP

13 Negli USA sono stati testati due cloni di trifoglio bianco (Trifolium repens L.) cv Regal O 3 -sensibile (NC-S) ed O 3 -resistente (NC-R) in grado di fornire indicazioni sulle concentrazioni di O 3 e i relativi effetti di questo inquinante sulle piante NC-S NC-R Effetti dellesposizione allaria ambiente per tre settimane dei cloni di trifoglio bianco NC-S (sensibile allozono, a sinistra) e NC-R (resistente, a destra)

14 Lutilità del metodo è stata riconosciuta dai ricercatori che operano nellambito del UN/ECE International Co-operative Programme on effects of air pollution and other stresses on vegetation (ICP-VEGETATION) Un diverso approccio, basato sulluso di mini-stazioni, è stato sviluppato da Manes et al., Sci. Total Environ. 308, 133 (2003)

15 I dati raccolti in Italia non mostrano una chiara relazione tra AOT40 e perdita di produzione Qualche perplessità … In esperimenti condotti a Milano, Napoli e Roma ( ), le due variabili non erano correlate, mentre una buona associazione risultava dalle prove condotte a Pisa Ancora a Pisa Ferretti et al., Environ. Pollut. in stampa

16 Il biomonitoraggio dellozono in Italia … I bioindicatori…

17 Le piante native (detector), che crescono in situ, rispondono allo stress da ozono manifestando sintomi solo quando la composizione del terreno e le condizioni climatiche consentono un assorbimento dellinquinante per un tempo sufficiente a determinare linattivazione dei sistemi di difesa antiossidanti Centaurea jacea Lestrapolazione delle risposte di queste piante (sentinel) alla vegetazione naturale e semi-naturale è difficile, a causa delle differenze nella struttura genetica, nella composizione delle comunità e negli adattamenti allambiente

18 La ricerca di nuovi bioindicatori dellozono ha condotto ad una Solanacea, il Lycopersicon pimpinellifolium Iriti et al., Environ. Pollut. 141, 275 (2006)

19 I-214 Eridano … E PERCHE NON UTILIZZARE PIANTE PERENNI?

20 Alcune questioni rimangono aperte … quanto è realistica la risposta di una pianta indicatrice? e la qualità dei dati? Lassorbimento dellinquinante può essere limitato a causa di fattori ambientali che riducono la conduttanza stomatica Risposta differenziale tra individui della stessa specie La corretta identificazione dei sintomi richiede capacità e addestramento da parte degli operatori le applicazioni statistiche sono sempre corrette? Si può giungere a risultati diversi in base allapproccio statistico utilizzato

21 Ma qualche certezza? Il potenziale didattico e educativo Il coinvolgimento emotivo delle persone Sono stati compiuti studi pilota che hanno coinvolto numerose scuole impegnate nel delineare la distribuzione dellozono attraverso luso di piante indicatrici, rappresentando un vero caso di problem-solving

22 La Carta delle città europee per un modello urbano sostenibile" (Aalborg, DK, maggio 27, 1994) richiede l'uso di una vasta gamma di strumenti, compresi "quelli relativi agli indicatori di dati ambientali", per aumentare la consapevolezza e la partecipazione dei cittadini" Con il biomonitoraggio, le informazioni sulla qualità dell'aria possono essere fornite ai cittadini in modo comprensibile ed in relazione ai propri bisogni (USER-FRIENDLY)

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