Università degli Studi di Milano – Bicocca

Presentazione sul tema: "Università degli Studi di Milano – Bicocca"— Transcript della presentazione:

1 Università degli Studi di Milano – Bicocca
MUSEO DI MAGGIO 2009 STIMA DEL RISCHIO ECOTOSSICOLOGICO DA PRODOTTI FITOSANITARI PER ECOSISTEMI TERRESTRI Mattia Meli Università degli Studi di Milano – Bicocca

2 ECOTOSSICOLOGIA: La necessità storica di una nuova disciplina
Anni ’40-50: Dal “paradigma della diluizione” (il problema dell’inquinamento non esiste in quanto una sostanza emessa nell’ambiente si diluisce rapidamente) al “paradigma della ritorsione” (boomerang paradigm: ogni azione dell’uomo può avere delle conseguenze indesiderabili) Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

3 ECOTOSSICOLOGIA: definizione
L’ecotossicologia riguarda gli effetti tossici degli agenti chimici e fisici sugli organismi viventi, in particolare su popolazioni e comunità all’interno di definiti ecosistemi; essa comprende anche lo studio delle modalità di diffusione di questi agenti e le loro interazioni con l’ambiente Butler, 1978 Definizione proposta dallo SCOPE (Scientific Committee on Problems of the Environment) Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

4 I PROBLEMI LEGATI ALL’USO DI PRODOTTI FITOSANITARI
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5 PROCEDURA DI STIMA DEL RISCHIO ECOTOSSICOLOGICO
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6 MASSIMO LIVELLO DI REALISMO ECOLOGICO SOLO CON STUDI DI CAMPO
Queste procedure rappresentano lo strumento fondamentale per rispondere alle esigenze delle normative per il controllo delle sostanze chimiche, ma hanno dei limiti: capacità di prevedere le conseguenze sulle comunità biologiche naturali molto scarsa: non tengono conto dei meccanismi omeostatici e delle interazioni tra componenti biotiche e abiotiche che regolano gli ecosistemi naturali gli organismi non target non vengono esposti solamente ad una sostanza nociva, ma generalmente a una miscela di tossici e a stress diversi oltre quello da pesticidi MASSIMO LIVELLO DI REALISMO ECOLOGICO SOLO CON STUDI DI CAMPO Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

7 FINALITA’ DEL PROGETTO
i principi attivi contenuti nei prodotti fitosanitari hanno un effetto tossico non solo sugli organismi bersaglio del trattamento monitoraggio della comunità edafica Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

8 ORGANISMI SELEZIONATI
MICROARTROPODI Sono attivi pre-decompositori del detrito organico Partecipano alla strutturazione del suolo Sono indicatori della qualità del suolo: indice QBS-ar In particolare ACARI COLLEMBOLI Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

9 Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

10 Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

11 ATTIVITA’ PREVISTE Identificazione del vigneto sperimentale
Raccolta delle informazioni su: trattamenti effettuati, parametri meteoclimatici e caratteristiche del suolo Campionamenti Conta e classificazione degli organismi campionati Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

12 PRINCIPI ATTIVI Tra i principi attivi applicati sul vigneto in esame, quelli più tossici per gli organismi oggetto del presente studio sono i due insetticidi: thiamethoxam (neonicotinoide) chlorpyrifos (organofosforico) Pertanto i campionamenti sono stati pianificati in base alle date di applicazione di questi composti Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

13 APPLICAZIONE CHLORPYRIFOS APPLICAZIONE THIAMETHOXAM
POST-THIAMETHOXAM (15-17 luglio 2008) APPLICAZIONE CHLORPYRIFOS POST-CHLORPYRIFOS (28-30 luglio 2008) APPLICAZIONE THIAMETHOXAM PRE-APPLICAZIONE (23-24 giugno 2008) POST-APPLICAZIONE II (15-16 settembre 2008) UN ANNO DOPO L’INIZIO DEL PROGETTO (previsto a maggio/giugno 2009) RECOVERY? POST-APPLICAZIONE III (previsto a inizio dicembre 2008) INIZIO PRIMAVERA DELL’ANNO SUCCESSIVO (previsto a marzo 2009) Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

14 Meolo river D N V Pinot Grigio Prosecco 4 m 10 m
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15 situazione di pre-applicazione di insetticidi (23/24 giugno)
Per ragioni di tempo sono stati presi in considerazione soltanto i campioni di artropodi relativi a: situazione di pre-applicazione di insetticidi (23/24 giugno) situazione di post-applicazione post-thiamethoxam 15 luglio post-chlorpyrifos 29 luglio fase transitoria tra una situazione di stress determinato dall’applicazione di pesticidi durante l’estate e la eventuale fase di recovery (16 settembre) Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

16 FASI DEL LAVORO Valutazione teorica del rischio ecotossicologico
Lavoro di campo e di laboratorio per la caratterizzazione della comunità ipogea: campionamento, estrazione e conservazione dei campioni, conta e classificazione degli organismi Elaborazione dei dati e confronto tra stima teorica del rischio e risultati dello studio di campo Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

17 STIMA DEL RISCHIO TEORICO
Caratterizzazione dell’esposizione: Principio attivo Rata applicazione (g/ha) Crop interception (%) Crop interception (g/ha) Ricaduta al suolo (g/ha) Concentrazione diluita in (g/m3) Esposizione al tempo 0 (C0) (μg/kg suolo) thiamethoxam 50 85 42,5 7,5 0,0075 5 chlorpyrifos 450 382,5 67,5 0,0675 45 SITO V Principio attivo Rata applicazione (g/ha) Crop interception (%) Crop interception (g/ha) Ricaduta al suolo (g/ha) Concentr. diluita in (g/m3) Esposizione al tempo 0 nel campo (μg/kg suolo) Esposizione al tempo 0 (C0) a 4 m (μg/kg suolo) thiamethoxam 50 70 35 15 0,015 10 0,25 chlorpyrifos 450 315 135 0,135 90 2,25 SITO D Principio attivo Rata applicazione (g/ha) Crop interception (%) Crop interception (g/ha) Ricaduta al suolo (g/ha) Concentr. diluita in (g/m3) Esposizione al tempo 0 nel campo (μg/kg suolo) Esposizione al tempo 0 (C0) a 10m (μg/kg suolo) thiamethoxam 50 70 35 15 0,015 10 0,05 chlorpyrifos 450 315 135 0,135 90 0,45 SITO N Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

18 STIMA DEL RISCHIO TEORICO
Caratterizzazione degli effetti: Principio attivo Organismo Taxon Endpoint Valore R.A. saggio (kg/ha) Tempo (d) LC50 corrispondente chlorpyrifos Folsomia candida Collembola (isotomidae) LC50 (mg/kg) 0,28 28 0,24 35 Typhlodromus pyri Acari (mesostigmata) LR50 (g/ha) 1986 1,32 mg/kg suolo thiamethoxam (protoninfa) % effetto 100 0,2 Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

19 STIMA DEL RISCHIO TEORICO
Calcolo del TER per il chlorpyrifos: Folsomia candida Typhlodromus pyri Sito LC50 F. candida (mg/kg suolo) PEC chlorpyrifos TER V 0,26 4,5 E-02 6 D 2,25 E-03 116 N 4,5 E-04 578 Sito LC50 T. pyri (mg/kg suolo) PEC chlorpyrifos TER V 1,32 4,5 E-02 29 D 2,25 E-03 587 N 4,5 E-04 2933 Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

20 CARATTERIZZAZIONE DELLA COMUNITA’
Subphylum Classe Infraclasse Ordine Sottordine Famiglia Crustacea Malacostraca Isopoda Chelicerata Arachnida Pseudoscorpionida Araneae Acari Astigmata Prostigmata Cryptostigmata Mesostigmata Hexapoda Insecta Hemiptera Orthoptera Psocoptera Coleoptera Hymenoptera Formicidae Diptera Entognatha Protura Diplura Collembola Poduromorpha Poduridae Hypogastruridae Onychiuridae Tullbergiidae Entomobryomorpha Isotomidae Tomoceridae Oncopoduridae Entomobryidae Symphypleona Arrhopalitidae Bourletiellidae Dicyrtomidae Katiannidae Sminthuridae Sminthurididae Neelipleona Neelidae Myriapoda Diplopoda Chilopoda Pauropoda Symphyla CARATTERIZZAZIONE DELLA COMUNITA’ SCHEMA DI CLASSIFICAZIONE DEGLI ARTROPODI

21 CARATTERIZZAZIONE DELLA COMUNITA’
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22 CARATTERIZZAZIONE DELLA COMUNITA’
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23 CARATTERIZZAZIONE DELLA COMUNITA’
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24 CARATTERIZZAZIONE DELLA COMUNITA’
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25 Indice acari/collemboli
ELABORAZIONE DEI DATI Indice acari/collemboli Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

26 ELABORAZIONE DEI DATI Analisi multivariata
PCA: campioni singoli, valori di temperatura, umidità e concentrazioni di insetticidi, normalizzati al valore massimo Osservazione F1 F2 T 12,197 C_t 4,074 U 3,907 C_c 3,820 Prostigmata 2,355 Tullbergiidae 2,182 MA 0,398 1,764 Sminthuridae 0,261 Hypogastruridae 0,819 Mesostigmata 0,071 Onychiuridae 0,629 Astigmata -0,245 0,521 FA -0,343 Isotomidae -0,556 0,370 Cryptostigmata -0,848 0,107 Katiannidae -1,058 Neelidae -0,008 -1,150 NA -0,248 -1,256 -0,948 -1,376 Entomobryidae -0,949 -1,497 -1,176 Sminthurididae -1,520 -1,261 -1,592 -1,510 -1,868 -2,453 -2,826 -3,060 -3,053 -3,071

27 ELABORAZIONE DEI DATI Analisi multivariata
PCA sulla matrice trasposta: le variabili sono costituite da date e siti di campionamento Osservazione F1 F2 V1giu 7,690 V1set 4,061 N2giu 3,531 V2set 3,653 D2set 1,839 N2set 2,173 1,480 V1lug2 2,052 D1set 0,973 V2lug2 1,870 N2lug1 0,940 V1lug1 1,430 0,524 1,313 D2lug1 0,514 0,980 N2lug2 0,421 V2lug1 0,784 0,247 N1set 0,760 N1lug1 0,170 0,151 D1giu -0,237 V2giu -0,107 -0,438 D1lug2 -0,497 -0,492 N1lug2 -0,890 D2lug2 -0,668 D1lug1 -0,950 -0,992 -1,211 N1giu -1,214 -1,284 -1,244 -1,362 D2giu -1,755 -1,371 -1,758 -1,495 -2,226 -1,858 -2,260 -2,130 -2,362 -2,411 -2,682 -3,662

28 ELABORAZIONE DEI DATI Confronto tra stima del rischio teorico e risultati dell’analisi in campo Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

29 CONCLUSIONI Le analisi effettuate costituiscono solo una parte del monitoraggio completo, e sarà pertanto possibile trarre delle conclusioni solamente quando saranno disponibili tutti i dati; è tuttavia possibile avanzare delle ipotesi preliminari e fare alcune considerazioni utili per la prosecuzione del lavoro di indagine. Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

30 CONCLUSIONI All’interno del vigneto la presenza di insetticidi nel suolo prevale sui parametri fisici come fattore di disturbo per la comunità. Nelle PCA i campioni maggiormente sottoposti a stress sia di tipo chimico che fisico, sono correlati alla presenza di organismi che vivono in profondità. I risultati della stima teorica del rischio sono sostanzialmente in accordo con quelli, seppur parziali, dello studio di campo. Si ipotizza che il recovery della comunità sia più veloce al di fuori del campo. Mattia Meli - Stima del rischio ecotossicologico da prodotti fitosanitari per ecosistemi terrestri

31 GRAZIE PER L’ATTENZIONE