Distribuzione e localizzazione delle stazioni di rilevamento

ARPA EMILIA - ROMAGNA
SEZIONE DI FORLÌ - CESENA
BIOMONITORAGGIO OZONO TROPOSFERICO
PREMESSA
Tra gli elementi che vengono monitorati come inquinanti è compreso anche l’ozono;
l’esposizione ripetuta a tale sostanza, può infatti provocare nell’uomo danni permanenti ai
polmoni (tra i sintomi: tosse, dolori toracici ed anche bronchiti e efisemi).
Il monitoraggio può essere effettuato con metodi chimici e con metodi biologici
(Biomonitoraggio).
L’ozono danneggia le piante limitandone la capacità di produrre e accumulare le
proprie riserve, rendendole più sensibili a malattie, attacchi di insetti e altri inquinanti.
Diverse piante evidenziano, in seguito ad esposizione prolungata ad ozono, danni fogliari più
o meno rilevanti e possono perciò essere impiegate come utili indicatori biologici nel
monitoraggio dei livelli di ozono troposferico.
Queste piante risultano particolarmente utili laddove non sia possibile utilizzare centraline
meccaniche per il monitoraggio dell’ozono. Si possono distinguere:
-
piante “sentinella”, geneticamente uniformi, di rapida crescita, generalmente erbacee e
annuali
-
piante “rilevatore”, a crescita lenta e spontanea nella zona di studio, costituite
generalmente da alberi e arbusti che rispondono più lentamente alla presenza di ozono con
sintomi rilevabili solo nella tarda stagione di crescita (Manning, 1996).
L’uso di metodiche di rilevazione dell’ozono troposferico, al suolo, con piante
vascolari (bioindicatori), dopo notevoli sperimentazioni a livello internazionale e nazionale, è
ormai un fatto consolidato che ha assunto rilevanza scientifica. In ambito nazionale è in
corso di standardizzazione una metodica ufficiale sotto le direttive dell’agenzia nazionale
prevenzione ambiente (ANPA ).
BIOMONITORAGGIO
Il termine biomonitoraggio comprende le procedure che utilizzano esseri viventi per trarre
informazioni sullo stato dell’ambiente. Per la valutazione della presenza di ozono vengono
utilizzate due cultivar americane di tabacco, una sensibile ( Bel w 3 ) e una meno sensibile (
Bel B ). Il tabacco BEL W3 (Nicotiana tabacum L.) è un bioindicatore dell’ozono utilizzato in
tutto il mondo e il danno folgiare osservabile su di esso è il primo indicatore di un problema
legato all’ozono (Heck et Al., 1964 – Heck e Heagle, 1970, Guderian et al., 1985 –
Haggestad, 1991). La risposta di BEL W3 alla presenza di ozono è rapida è infatti sensibile
all’esposizione all’ozono a basse concentrazioni e per brevi tempi (quattro (4) ore sono
sufficienti per registrare un danno fogliare), ma si verifica solo nei primi stadi di sviluppo
della pianta. Per questo motivo è necessario coltivare le piante che saranno utilizzate come
bioindicatori in un’atmosfera completamente priva di ozono, e sostituire spesso le piante nei
siti di monitoraggio. Oggi, le piante di tabacco BEL W3 sono diventate i bioindicatori
standard per l’ozono
La seconda pianta (BEL B) risponde solo a concentrazioni di ozono ambientali
superiori a quelle di BEL W3 e si dimostra quindi utile per un’analisi comparativa dei dati
rilevati con BEL W3. Infatti, se entrambe le cultivar, cresciute nella stessa zona di studio, non
dimostrano danni rilevabili, si può affermare che la concentrazione di ozono è bassa; se il
danno è presente solo in BEL W3 si avrà una situazione intermedia, mentre con danni presenti
in entrambe le cultivar la concentrazione di ozono sarà più alta (Manning e Feder, 1980).
Il biomonitoraggio consiste nel rilevamento del danno subito dalle foglie delle piante di
tabacco in seguito ad esposizione ad ozono (metodo Ashmore M.R. 1980). Questo metodo di
ricerca, rispetto alle tecniche tradizionali realizzate con centraline mobili o fisse, presenta
diversi vantaggi:
™ costi di gestione limitati (materiali e allestimento);
™ possibilità di coprire, con facilità, vaste zone e territori diversificati;
™ elevata sensibilità delle piante (più sensibili degli animali agli inquinanti)
CARATTERISTICHE DELLE CULTIVAR
Cultivar BEL W3 – Varietà di tabacco americano sensibile agli effetti dell’ozono solo nei
primi stadi di sviluppo.
sensibilità all'ozono:
evidenti sintomatologie fogliari si presentano
quando la concentrazione dell'inquinante
supera soglie di 40-50 ppb (parti per 10-9, in volume) per esposizioni della durata di 4-5 ore,
valori che sono ben al di sopra del background naturale.
tipicità e specificità dei sintomi:
si presentano sotto forma di aree necrotiche tondeggianti delle dimensioni iniziali di alcuni
millimetri, presenti su entrambe le pagine fogliari, con localizzazione internervale e con
evoluzione temporale sia nella disposizione (dall'apice alla base della lamina nelle foglie in
espansione) che nel colore (virante dal grigio scuro delle lesioni fresche all'avorio di quelle
mature
correlazione tra intensità del danno fogliare e dose di ozono,
alla quale le piante sono esposte, espressa secondo diversi descrittori matematici;
buona resistenza ad altri fattori di stress.
Cultivar BEL B
risponde solo a concentrazioni ambientali di ozono superiori a quelle di BEL W3 e si
dimostra quindi utile per un’analisi comparativa dei dati rilevati con la stessa. Infatti, se
entrambe le cultivar, cresciute nella stessa zona di studio, non dimostrano danni rilevabili, si
può affermare che la concentrazione di ozono è bassa; se il danno è presente solo in BEL W3
si avrà una situazione intermedia, mentre con danni presenti in entrambe le cultivar la
concentrazione di ozono sarà più alta (Manning e Feder, 1980).
DISTRIBUZIONE E LOCALIZZAZIONE DELLE STAZIONI DI RILEVAMENTO
Per consentire un adeguato trattamento statistico dei dati e per facilitare il confronto tra studi
diversi Arpa FC attua il campionamento
sistematico di una ben individuata porzione di
territorio collocando le bio-centraline nella medesima posizione per consentire di ottenere
dati poliennali omogenei che riducano le sorgenti locali di disturbo e per non compromettere
la rappresentatività delle stazioni.
Di seguito sono riportate le coordinate UTM delle stazioni.
STAZIONE
COORD. UTM X
COORD. UTM Y
Scardavilla
743690
892548
Forlì
742460
900870
Cesena
759140
892875
Cesenatico mare
771550
900660
Cesenatico città
772160
899755
METODOLOGIA
Metodica operativa
Piante adulte della cultivar americana di tabacco Bel-W3 vengono utilizzate per il rilievo
settimanale dell'intensità dei sintomi fogliari dovuti all'ozono tramite esposizione per quattro
settimane all'aria ambiente (nel periodo da giugno a settembre compreso), in parallelo con
piante adulte della cv. Bel-B che sono impiegate come "controllo interno".
Metodo di coltura delle piante
Semi di tabacco delle cv. Bel-W3 e Bel-B acquisiti in America sono coltivate, in assenza di
ozono, a temperatura ed umidità controllate per quaranta giorni sino a quando non hanno
sviluppato quattro-sei foglie di dimensioni superiori a 6 cm. Le piante sono trasferite nelle
stazioni di rilevamento.
Stazione-tipo: in ogni stazione si pongono sei piante della cv. Bel-W3 e tre di Bel-B
mantenendo le piante al riparo dalla radiazione solare diretta, dai venti e da eventuali episodi
di vandalismo. Allo scopo si crea una centralina configgendo nel terreno 4 pali dotandoli di
rete ombreggiante (fattore di ombreggiamento: 75%) come tetto e rete protettiva come
recinzione. La stazione è dotata di tabella informativa.
Sostituzione delle piante: dopo quattro settimane le piante vengono sostituite con piantine
nuove.
Identificazione dei sintomi: sono considerate determinate dall’ozono le aree necrotiche
tondeggianti del diametro di alcuni millimetri, di colore virante dal grigio delle lesioni fresche
al bianco-avorio di quelle mature, presenti su entrambe le pagine fogliari e con localizzazione
internervale.
Valutazione dei sintomi: sono effettuate in situ a cadenza settimanale (sempre nello stesso
giorno); contando il numero di foglie presenti su ogni pianta e registrando, su apposita scheda,
la percentuale di superficie necrotizzata per ciascuna foglia.
Calcolo dell'Indice di Danno Fogliare (IDF)
IDF =
Σ
N
n
( D t –D t-1 ) / N
dove:
n = numero progressivo della foglia dal basso verso l'alto;
N = numero totale delle foglie valutate;
Dt = danno fogliare alla fine della settimana considerata;
Dt-1 = danno fogliare alla fine della settimana precedente.
Stazioni e aree territoriali monitorate
I punti di monitoraggio individuati per il 2000 sono cinque (5),
quattro (4) nel territorio urbano della provincia di FC
uno (1) nel bosco di Scardavilla
RISULTATI
Sebbene dal danno fogliare non sia possibile ricavare direttamente la concentrazione
dell’ozono, è evidente che in tutte le stazioni si sono registrati i picchi più alti di tutta la
stagione nelle prime settimane di giugno e durante tutto il mese di agosto. L’andamento del
danno fogliare in BEL B è spesso confrontabile con quello di BEL W3, fattore che indica una
concentrazione relativa di ozono piuttosto elevata. Solo in alcuni casi e per brevi periodi si è
registrato un danno maggiore in BEL B che in BEL W3 dovuto evidentemente alla sinergia di
diversi fattori ambientali che hanno gravato maggiormente sulla cultivar meno sensibile
all’inquinante.
Cesenatico
BEL W3
Cesena
BEL B
BEL W3
BEL B
2
3
1,8
2,5
1,6
1,4
1,2
IDF
IDF
2
1,5
1
0,8
0,6
1
0,4
0,5
0,2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
17
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
14
15
16
17
Grafico n° 2
Grafico n° 1
Scardavilla
Forlì
BEL W3
BEL W3
BEL B
1,4
3
1,2
2,5
1
BEL B
2
IDF
0,8
IDF
9
Settimane
Settimane
1,5
0,6
1
0,4
0,5
0,2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
Grafico n° 3
4
5
6
7
8
9
10
Settimane
Settimane
Grafico n° 4
11
12
13
14
15
16
17