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Forme geochimiche di metalli potenzialmente tossici (PTMs) nel suolo e metodologie di speciazione
No full textLa maggior parte degli studi condotti sui suoli di aree inquinate da metalli pesanti hanno avuto come scopo prevalente l'accertamento della contaminazione mediante la valutazione della concentrazione totale e della distribuzione spaziale dei metalli presenti. La stessa legislazione italiana attualmente vigente (DM 471/99), che definisce i limiti accettabili di contaminazione, i criteri, le procedure e le modalità per la messa in sicurezza, la bonifica ed il ripristino ambientale dei siti inquinati, tiene conto solo del contenuto totale di alcuni elementi. Nel suolo, tuttavia, i metalli pesanti, di origine naturale ed antropica, sono presenti in forme diverse che ne condizionano il comportamento e la biodisponibilità. Nel suolo i metalli si accertano: liberi in soluzione, adsorbiti sulle superfici degli scambiatori, combinati nei costituenti solidi minerali ed organici. Tra le diverse forme si stabilisce equilibrio dinamico. In generale, il contenuto totale di ciascun metallo pesante presente si accerta distribuito tra le differenti forme in proporzioni che variano con la natura e le quantità totali degli elementi chimici coinvolti, le proprietà e le modalità di gestione del suolo, il tipo di vegetazione, le condizioni climatiche ed il tempo.Con riferimento alla nutrizione vegetale la biodisponibilità dei metalli pesanti nel suolo può essere valutata dall'analisi (i) della concentrazione nella fase liquida delle forme immediatamente disponibili (pool delle forme libere), (ii) della concentrazione delle forme potenzialmente disponibili, i.e. metalli scambiabili e stabilmente incorporati dalle superfici adsorbenti e combinati in forme minerali ed organiche poco complesse (pool labile), (iii) della tendenza del suolo a reintegrare nella fase liquida i metalli asportati dalle radici (buffering capacity).Numerosi reattivi sono utilizzati per estrarre dal suolo quella frazione del contenuto totale di un elemento che sulla base di esperimenti di pieno campo risulta significativamente correlata con la quantità disponibile per la pianta. Gli estraenti comunemente utilizzati rimangono, tuttavia, suolo e specie vegetale specifici. Inoltre, la loro validità nei suoli fortemente contaminati è ancora poco chiara. Piuttosto, in questi ecosistemi, sempre più diffuso è l'impiego singolo o in sequenza di differenti reattivi capaci di estrarre diverse specie chimiche e mineralogiche dei metalli presenti. In tali casi, nell'analisi e nell'interpretazione dei risultati, è sempre indispensabile considerare che gran parte degli estraenti disponibili può risultare molto meno selettiva di quanto si ipotizzi e, conseguentemente, che le diverse forme di metalli pesanti estratte possono risultare molto meno specifiche di quanto previsto e costituite, piuttosto, da un insieme di forme differenti
Utilizzo di muschi e licheni trapiantati in bags nel monitoraggio della qualità dell'aria in ambiente urbano
No full textTra gli inquinanti provvisti di maggior impatto ambientale un posto di rilievo è occupato dai metalli potenzialmente tossici (PTMs). Il loro utilizzo è fortemente cresciuto negli ultimi secoli, con il progredire dell'industrializzazione, con l'aumento del traffico automobilistico e con la comparsa di numerosissime fonti puntiformi e ciò ha comportato una crescente contaminazione ambientale. I metalli in traccia (denominati pesanti se con numero atomico maggiore di 20) non sono biodegradabili ed una volta rilasciati nell'ambiente partecipano a cicli geochimici globali che ne determinano una continua circolazione tra i vari comparti ambientali diventando parte integrante dell'habitat. Di conseguenza vengono passivamente o attivamente accumulati dagli organismi viventi. Lo stato di inquinamento ambientale può essere opportunamente valutato mediante tecniche di biomonitoraggio. Esse stimano l'alterazione rispetto alla norma di componenti degli ecosistemi reattivi all'inquinamento. Biomonitor è un organismo che dà informazioni semiquantitative o quantitative sulle variazioni spazio-temporali dell'inquinamento ambientale. Il biomonitor può rispondere all'inquinamento mediante variazioni di alcuni parametri misurabili (biomonitor di sensibilità) e/o accumulando concentrazioni misurabili di inquinanti (biomonitor di accumulo). L'utilizzo dei vegetali come biomonitors è un metodo molto conveniente per valutare la presenza, il tipo e la fonte di contaminanti. I muschi ed i licheni, per l'elevato rapporto superficie/volume, per la semplice organizzazione anatomica e per l'assenza di cuticola, sono molto sensibili all'inquinamento ambientale. In particolare i muschi ed i licheni epifiti dipendono strettamente dall'ambiente aereo per l'approvvigionamento di acqua e sali minerali e risultano pertanto particolarmente sensibili all'inquinamento atmosferico. Questi organismi concentrano nei loro tessuti i metalli pesanti in misura assai superiore rispetto all'ambiente e alle piante superiori e pertanto sono spesso utilizzati come biomonitors di accumulo. Il seminario analizza lo stato dell'arte sull'argomento
SPECIATION OF HEAVY METALS IN SOILS AND SEDIMENTS FROM THE HIGH MOULOUYA RIVER VALLEY (MOROCCO)
No full textEffects of road traffic on levels and geochemical properties of PM10 airborne particulate in the Naples urban area
No full textMetal speciation and bioavailability to monitor contaminated soils
No full textIt is generally accepted that the distribution, mobility, biological availability and toxicity of trace elements in soil depend not simply on their total concentrations but, critically, on their forms. These may be soluble, readily exchangeable, complexed with organic matter, or hydrous oxides, substituted in stoichiometric compounds, or occluded in mineral structures. Changes in environmental conditions, whether natural or anthropogenic, can alter the forms of trace metals, thereby affecting their behaviour in soil. The main controlling factors include pH, redox potential, ionic strength of the soil solution, the solid and solution components and their relative concentrations and affinities for an element, and time. Metal bioavailability is the fraction of the total metal occurring in the soil matrix, which can be utilized by biota. Available forms of trace metals are not necessarily associated with one particular chemical species or a specific soil component. Although plant roots absorb nutrients from the soil solution, rarely is availability equated with solubility. This is because metal solubility in soil is a function of interacting biological, chemical and physical factors. The amounts and nature of nutrients in the soil solution are associated with nutrients adsorbed by or contained within the solid phase of the soil. Release from the solid phase may result from processes such as exchange, decomposition, dissolution or desorption. Rate of release as well as the capacity to release nutrients, the buffer power, has a great effect on the bioavailability of the ion and may strongly differ among soils, reflecting differences in bonding strengths. Estimation of metal bioavailability in soil relies on understanding the rate at which bioavailable fractions are replenished from the soil matrix. Speciation science seeks to characterise the various forms in which trace metals occur in soil or, at least, the main metal pools present in soil. Understanding speciation is important for assessing the potential of soil to supply micronutrients for plant growth or to contain toxic quantities of trace metals, and for determining amelioration procedures for soils at risk of causing the trace metal contamination of waterways. The residence time of an element in a soil depends on the mobility of its predominant forms. Speciation science is relevant to scientists with many different backgrounds and should be taken into consideration by legislators in the field of environmental protection.Trace metal speciation in soil can be achieved using either direct or indirect analytical methods. Direct methods include X-ray diffraction (XRD) and microanalysis (EDS/WDS), infrared absorption (FTIR) and Mössbauer spectrometry, electron microscopy (SEM/TEM), magnetic resonance (NMR, EPR) and photoelectron (EXAFS, XANES) spectroscopy. With such techniques the combinational forms of major elements in soil components, such as clay minerals, iron, manganese and aluminium oxyhydroxides and humic materials, and the chemical structures of these soil components can be precisely elucidated. Nevertheless, these direct, mainly non-destructive, methods for speciation are usually qualitative and often not sensitive enough to detect forms present in small amounts. Furthermore, their correct application requires sophisticated instrumentations and specialised operators. More widely applied are the methods of trace metal speciation which involve selective chemical extraction techniques. Estimation of the plant-available element content of soil using single chemical extractants is an example of functionally defined speciation, in which the ‘function' is plant availability. In operationally defined speciation, single extractants are classified according to their ability to release elements from specific soil phases. Selective sequential extraction procedures are examples of operational speciation
Evaluation of Sr isotope abundance ratios in combination with multi-elemental analysis as a possible tool to study the geographical origin of early potato
No full textThe talk was given at the EU Institute for Reference Materials and Measurements (IRMM) of Geel, where a collaboration is on going for the evaluation of Sr isotope abundance ratios in combination with multi-elemental analysis in the framework of the TIPIPAPA project.Apulia, Campania and Sicily are the typical Regions producing early potatoes in Italy; Potatoes produced in these two Regions are characterized by valuable quality and are not only sold in Italy, but also exported in EU (UK and Germany); Agricultural unions asked for the Protected Designation of Origin (PDO) labelling of early potatoes from Apulia, Campania and Sicily in order to protect their typical regional products; Authenticity and geographical origin of early potatoes from Apulia and Sicily need to be ensured to avoid frauds.The general aim of TIPIPAPA project is to give an answer to the need of a procedure for characterization and traceability of some early potato varieties from typical production Regions from south Italy. Aim of the research “Soil's mineralogical and geochemical characterization” leaded by Prof. Paola Adamo is to find a pool of soil-related markers which are reliable indicators for south Italy early potato geographical origin in order to avoid frauds. Main research activities are:• Climatic and pedological characterization of the typical production areas of early potato in Apulia and Sicily• Chemical, physical, mineralogical and geochemical characterization of soil from the selected production areas• multi-element and Sr-isotope ratio analyses on soil and potato samples in order to find soil-related indicators of potato's geographical originIn particular we are interested to collaborate with the IRMM of Geel for the evaluation of Sr isotope abundance ratios in combination with multi-elemental analysis as a possible tool to study the geographical origin of early potato. Sr mass fractions in plants are dominated by the Sr isotopic composition of labile cations in the soil, which are themselves influenced by bedrock, soil water properties and atmospheric inputs. Biological processes, whether involved in plant or animal metabolism, seem not to significantly fractionate Sr isotopes. Sr isotope ratios are expected not to undergo seasonal or annual variations. Sr isotope ratio may be a good indicator of geographical origin, provided that different lithologies exist within regions from which plants were cultivated. Mineral and trace metal composition of vegetables is a reflection of the bioavailable and mobilized elements present in the underlying soils in which plants grow. Mineral and trace element availability, depend on several soil properties (soil pH, humidity, porosity, clay and humic complexes, mineralogy, geochemistry, etc.). Mineral and trace element composition of vegetables may provide unique markers characterizing geographical origin. A single element's concentration or mass fractionation usually is not able to distinguish between samples coming from close regions with similar geological properties. Complementary analytical parameters have to be considered, evaluating isotope ratios for more elements and/or analysing major and trace elements
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