Definizione di Inquinamento Alterazione delle proprietà fisiche chimiche o biologiche dellambiente in seguito allazione antropica Inquinamento dellaria.

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2 Definizione di Inquinamento Alterazione delle proprietà fisiche chimiche o biologiche dellambiente in seguito allazione antropica Inquinamento dellaria Stato dellaria atmosferica conseguente alla immissione nella stessa di sostanze di qualsiasi natura in misura e condizioni tali da alterare la salubrità dellaria e da costituire pregiudizio diretto o indiretto per la salute dei cittadini o danno ai beni pubblici [..ecosistemi...] e privati.

3 FONTE ATMOSFERA BERSAGLIO - Caratteristiche fisiche e chimiche delle emissioni - Quantità emesse - Diluizione - Reattività - Produzione di inquinanti secondari - Trasporto - Effetti climatici - Effetti su Uomo Animali Vegetali Materiali altri comparti ambientali

4 Fattori che condizionano la dispersione, il trasporto e la deposizione di inquinanti movimenti orizzontali (venti) turbolenza termica (convettiva): movimenti verticali turbolenza meccanica (asperità) stabilità atmosferica (profilo termico, inversioni)

5 Trasferimento delle sostanze inquinanti dallatmosfera agli altri comparti AriaSuolo Vegetali Animali Uomo Sostanza Inquinante deposizione inalazione ingestione

6 Fonte: Westfälisches Amt für Denkmalpflege 19081969 Inquinamento atmosferico Effetti sui manufatti e monumenti

7 Azione degli inquinanti atmosferici gassosi sulla vegetazione Assimilazione fogliare per via stomatica (difficilmente per via cuticolare) Dissoluzione nel film acquoso che ricopre le pareti delle cellule della cavità sottostomatica: generazione di forme radicaliche attive Effetti Visibili Invisibili o fisiologici Acuti Cronici (long term)

8 Fattori che condizionano la risposta di una pianta agli inquinanti Linquinante natura, caratteristiche chimico-fisiche dose e modalità di esposizione (acuta/cronica) Lambiente umidità del suolo e dellaria (favoriscono luptake) vento (favorisce luptake) temperatura, luce presenza altri inquinanti (effetti sinergici, additivi, antagonistici) La pianta sensibilità / resistenza (su base genetica)

9 A livello di individuo riduzione della produttività (a seguito della riduzione della fotosintesi) espressa come biomassa, granella o altro. riduzione della traslocazione dei fotosintati con conseguente - riduzione dello sviluppo radicale - influenze sulla ripresa vegetativa (carry-over effect) maggiore vulnerabilità a stress di diversa natura (idrico, termico) minore efficienza riproduttiva e competitiva A livello popolazione, comunità vegetale, ecosistema alterazione della composizione in specie, abbondanza e distribuzione (riduzione e scomparsa specie sensibili, aumento specie resistenti e opportuniste) minore resistenza alle perturbazioni di diversa natura alterazione dei cicli biogeochimici di alcuni elementi

10 A livello di chioma aumento della trasparenza in seguito a defogliazione alterazione nella struttura della ramificazione alterazioni nella fioritura (superfioriture, precocità)

11 A livello fogliare distruzione di cellule con fuoriuscita di soluti e nutrienti (allessamenti). clorosi (distruzione della clorofilla) decolorazioni e colorazioni varie (ossidazione dei fenoli, emergenza tannini e e antociani): punteggiature, bronzature necrosi con patterns più o meno caratteristici (internervale, apicale, adassiale) deformazioni (arricciamenti) senescenza precoce e abscissione

12 A livello cellulare alterazione della permeabilità della membrana Stress osmotico alterazione dei percorsi metabolici / riduzione efficienza Stress ossidativo distruzione delle biomolecole (clorofille comprese) inibizione della fotosintesi perdita di funzionalità degli organelli

13 10000 20000 30000 40000 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Raccolto (%) AOT40 (ppb.ora) y = 99.6 - 0.001804x R 2 = 0.9074 Relazione tra produzione di grano e dose assorbita di ozono Fonte: Fuhrer e Achermann (1994)

14 Fonte: Hegle & Heck, 1980 Azione dellozono sulle rese di piante coltivate Concentrazione stagionale di ozono (7h/giorno - ppm) 0 5 15 10 20 peso dei semi/4 piante (g) FRUMENTO INVERNALE - 'OASIS' 00.05 0.10 0.15 0.10 100 peso dei semi/pianta (g) SOIA - 'DAVIS' 0 0.050.15 0 40 60 80 peso fresco germoglio/pianta (g) SPINACIO - 'IBRIDO 7' 0 0.05 0.10 0.15 40 30 20 10 0 peso dei semi/pianta (g) MAIS DI CAMPO - 'COCKER 16' 250 200 150 100 0 00.05 0.10 0.15

15 Azione dellozono sul peso dei semi Fonte: Treshow, 1984 25 20 15 10 5 0 10075 50 25 0 filtrazione aria ambiente (%) peso dei semi/pianta (g) solo ossidanti (ozono) ossidanti + 0.1 ppm SO 2

16 SITO ANNO SPECIE PARAMETRO CALO DI RESA Isola Serafini 1988 fagiolopeso secco semi -24% Redecesio 1988 fagiolopeso secco semi -31% Isola Serafini 1989 fagiolopeso secco semi -31% Redecesio 1989 fagiolopeso secco semi -18% Redecesio 1990 zucchinopeso secco frutti -10% Redecesio 1993 fagiolopeso secco semi -19% Redecesio 1994 fagiolopeso secco baccelli -28% Redecesio 1994 trifogliopeso secco totale -19% Redecesio 1995 trifogliopeso secco totale -6% Redecesio 1995 piantagginepeso secco totale -18% Redecesio 1996 trifogliopeso secco totale -18% Cali di rese di alcune colture nei siti ICP - CROPS della Lombardia ENEL - CRAM

17 Relationship between defoliation and ozone exposure in beech (Fagus sylvatica) Source: Ten Years of Monitoring Forest Condition in Europe, ICP-Forests Program 2000

18 SENSIBILITÀ RELATIVA DELLE PIANTE FORESTALI ALLOZONO Sensibili Ailanto (Ailanthus altissima) Larice (Larix decidua) Noce (Juglans regia) Pino nero (Pinus nigra) Pioppo tremolo (Populus tremuloides) Platano (Platanus occidentalis) Sorbo degli uccellatori (Sorbus aucuparia) Ciliegio nero (Prunus serotina) Frassino (Fraxinus americana) Intermedie Abete rosso (Picea abies) Acero negundo (Acer negundo) Faggio (Fagus sylvatica) Ligustro (Ligustrum vulgare) Pino silvestre (Pinus sylvestris) Pino strobo (Pinus strobus) Quercia di palude (Quercus palustris) Tolleranti Acero riccio (Acer platanoides) Agrifoglio (Ilex aquifolium) Betulla (Betula pendula) Farnia (Quercus robur) Ginepro (Juniperus occidentalis) Robinia (Robinia pseudoacacia) Tiglio selvatico (Tilia cordata) SENSIBILITÀ RELATIVA DELLE PIANTE COLTIVATE ALLOZONO Sensibili Avena (Avena sativa) Cipolla (Allium cepa) Fagiolo (Phaseulus vulgaris) Frumento (Triticum aestivum) Orzo (Hordeum vulgare) Patata (Solanum tuberosum) Pomodoro (Lycopersicum esculentum) Segale (Secale cereale) Soia (Glycine max) Spinacio (Spinacia oleracea) Tabacco (Nicotiana tabacum) Vite (Vitis vinifera) Intermedie Carota (Daucus carota) Cavolo (Brassica oleracea) Cetriolo (Cucumis sativus) Ciliegio (Prunus avium) Mais (Zea mays) Pepe (Capsicum frutescens) Pisello (Pisum sativum) Prezzemolo (Petroselinum crispum) Rapa (Brassica rapa) Sorgo (Sorghum vulgare) Tolleranti Barbabietola (Beta sp.) Cotone (Gossipium sp.) Fragola (Fragaria sp.) Lattuga (Lactuca sativa) Menta (Mentha sp.) Patata dolce (Ipomoea batatas) Pesco (Prunus persica) Riso (Oryza sativa)

19 Abete sano Abete danneggiato

20 Faggio sano Faggio danneggiato

21 Foglie di faggio accartocciate

22 Foglie di faggio danneggiate

23 Stoma di faggio sano Stoma di faggio danneggiato

24 Source: Simpson et al.,1997 Reduction of exceedance of the AOT40 (Crops) resulting from 40% emission reductions of NOx and VOC from the 1990 level

25 Some recent estimates of national economic consequences of pollution Fonte: Adams et al. (1988) StudyCropsAnnual benefitsOzone of control (billion of dollars)reduce to Stanford Research Corn, soya beans, alfaalfa and$ 1.8 120 ppb Institute (1981) 13 other annual crops Shiner et al. (1982) Corn, soya beans, wheat, peanuts$ 3.0 25 ppb Adams and CrockerCorn, soya beans, cotton$ 2.2 (1984) Adams et al. (1984a)Corn, soya beans, wheat, cotton $ 2.4 40 ppb Kopp et al. (1983) Corn, soya beans, wheat,$ 1.2 40 ppb cotton, peanuts NCLANCotton, wheat, soya beans, $ 0.7 10% (Adams et al. 1988) corn, barley $ 1.7 25% $ 2.540%

26 Economic Benefits (US dollars in million) Seasonal standard Producers benefit Consumers benefit Total economic effect ExportDomestic Total 60 50 40 414 769 818 198 905 1827 40 374 847 158 531 985 612 1674 2645 Economic benefits from alternative ozone scenarios Source: Adams et al. (1988)

27 Nel caso degli altri inquinanti, la cui importanza è andata diminuendo nel tempo, permangono i livelli di concentrazione adottati a Egham (1992) SO 2 = 20 g/m 3 (media invernale) NO x = 30 g/m 3 (media annuale), da valutarsi solo se SO 2 e O 3 sono al di sotto dei Livelli Critici proposti

28 Threshold levels and critical levels set by the EU ozone directive, UNECE/CLRTAP and WHO Source: Europes Environment: The Second Assessment (1998)