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Methodological aspects about the monitoring of airborne persistent pollutants through the “Moss Bags” approach
No full textI muschi, grazie alle loro caratteristiche, sono considerati eccellenti biomonitor. Molto diffusa è la tecnica del trapianto delle cosiddette moss bags, che consiste nel posizionare muschio raccolto da aree remote all’interno di sacchetti di nylon ed esporlo in aree in cui esso non cresce spontaneamente. La tecnica presenta alcune limitazioni: 1) l’ impatto ambientale sulle aree da cui si raccoglie il muschio; 2) l’identificazione e quindi la raccolta dei muschi nativi è difficoltosa per operatori non esperti; 3) i muschi raccolti da diverse aree sono caratterizzati da una intrinseca variabilità in termini morfologici e di contenuto elementare; 4) la preparazione delle bag viene effettuata in maniera artigianale; 5) manca una standardizzazione della metodica espositiva; 6) scarsa conoscenza della relazione esistente tra i dati ottenibili da questa metodica e quelli derivanti dai modelli diffusionali o usando “un inventario delle emissioni”; 7) allo stato attuale esistono pochi lavori che sottolineano l’abilità delle moss bags di discriminare il grado di “inquinamento” tra siti posti ad una distanza relativamente breve tra loro; 8) ad oggi, è impossibile correlare l’informazione ottenuta dalla tecnica delle moss bags con il contenuto di deposizioni inquinanti nelle aree di esposizione.
Alla luce delle precedenti problematiche, per risolvere i primi sette punti appena elencati, sono stati eseguiti 4 studi che avevano i seguenti obiettivi:
a) caratterizzare morfologicamente e chimicamente ed “etichettare” con tecniche molecolari il clone di S. Palustre sviluppato nel corso del progetto europeo EU-FP7 Mossclone. Per etichettare il clone, è stata effettuata una caratterizzazione molecolare. La relazione tra la composizione elementare del clone con i trattamenti pre-esposizione più comunemente usati è stata studiata mediante analisi ICP-MS; inoltre, il contenuto elementare del clone è stato confrontato con quello di muschio nativo. Infine, l’abilità di accumulare metalli delle bag contenenti il clone è stata comparata con quella delle bag contenenti Pseudoscleropodium purum; b) standardizzare il protocollo espositivo delle moss bags in termini di caratteristiche delle bag, durata e altezza di esposizione. L’esperimento è stato effettuato esponendo le varie soluzioni testate in Austria, Italia e Spagna. In questo lavoro, la versatilità di un nuovo strumento espositivo, la Mossphere, è stata provata per la prima volta; c) confrontare i dati ottenuti mediante la tecnica delle moss bags con quelli provenienti da un inventario delle emissioni. I due approcci sono stati applicati simultaneamente in cinque Comuni della regione Campania; d) saggiare mediante uno specifico disegno espositivo, la capacità delle moss bags di distinguere gli input di inquinamento in siti con diverso uso del suolo e in prossimità delle strade, in un territorio frammentato della Campania.
I tests sui trattamenti pre-esposizione sullo S. palustre hanno evidenziato come la devitalizzazione sia necessaria per preservare il biomateriale. Il lavaggio con EDTA, essenziale per le specie native, risulta superfluo per il clone. Inoltre, il test di campo, ha evidenziato la maggior capacità di accumulo di bag contenenti S. palustre rispetto a quelle contenenti il muschio nativo P. purum.
In accordo con i risultati sulla standardizzazione del protocollo espositivo, risulta preferibile l’uso della Mossphere con una maglia da 2 mm ed un rapporto peso muschio/superfice bag compreso tra i 5 e i 15 mg cm-2 esposta per non meno di 6 settimane ad un’altezza di 4 metri da suolo.
Gli ultimi due lavori hanno consentito di evidenziare: il vantaggio nell’uso congiunto della tecnica delle moss bag con l’inventario delle emissioni; e anche la capacità delle moss bag nel discriminare fonti di inquinamento a piccola scala tra siti scelti in un territorio frammentato in termini di uso del suolo
Sono davvero innocui i lavaggi in acetone per la rimozione delle sostanze licheniche?
No full textL'importanza dei fattori mesoclimatici nel determinare la distribuzione dei
licheni in ambiente urbano è ancora largamente sottovalutata per la scarsità di
dati sperimentali. Recenti esperimenti di trapianto suggeriscono che la
disponibilità idrica può essere un fattore determinante per la sopravvivenza dei
licheni nelle città. Questa ricerca è finalizzata allo studio del ruolo del
mesoclima, dell'inquinamento atmosferico e della discontinuità dei corridoi
ecologici nella persistenza e ricolonizzazione dei licheni epifiti in ambiente
urbano. A tale scopo sono stati selezionati due centri urbani target, Udine e
Trieste, che si differenziano per condizioni macroclimatiche, assetti idroorografici
e di naturalità territoriale. A Udine le stazioni di campionamento
sono disposte lungo due transetti paralleli, di cui uno segue il percorso di una
roggia, al fine di operare un confronto a coppie tra la vegetazione lichenica in
siti con simili livelli di alterazione della qualità dell’aria, ma diversa umidità
media dell’aria. A Trieste la rete di campionamento è stata progettata per
verificare gli effetti della rarefazione dei fenomeni di rugiada lungo transetti
disposti dalle aree suburbane a quelle urbane e industriali.
Lo studio della vegetazione lichenica è stato svolto principalmente su Tilia sp.,
applicando il metodo fitosociologico e l’Indice di Diversità Lichenica. Dai primi
risultati si delinea, a parità di urbanizzazione, una maggiore ricchezza floristica
a Udine con una buona presenza di specie piuttosto sensibili all’alterazione
dell’aria. Apprezzabile anche il ruolo di corridoio ecologico dei viali alberati che
presentano un maggior grado di copertura lichenica procedendo dalle aree
urbane verso la periferia. In questa fase è ancora di difficile interpretazione il
contributo dovuto al fattore “umidità dell’aria” legato alla presenza delle rogge
per l’effetto confondente legato alla presenza di alberi diversi lungo le coppie di
transetti
Microscopical analysis of particulate matter intercepted by moss-bags in urban, industrial and agricultural areas of three EU countries
No full textGenotoxic effect of Pb and Cd on in vitro cultures of Sphagnum palustre: An evaluation by ISSR markers
No full textIn the present work, the genotoxic effect of cadmium and lead supplied in a laboratory trial, was investigated for the first time in the moss Sphagnum palustre, by ISSR molecular markers. A total of 169 reproducible bands were obtained with 12 primers, ten of which gave polymorphisms (i.e., appearance/disappearance of bands), indicating a clear genotoxic effect induced by the metals. Both metals induced a decrease of the genome template stability in a dose dependent manner. At concentration >10−5 Cd also induced a general toxic effect in S. palustre, leading to chlorophyll degradation and moss death. Moreover, we followed the fate of supplied heavy metals into the moss tissue by SEM-EDX to see if they entered the cells. SEM-EDX observations on moss cultures treated with equimolar concentrations of the two metals showed that most Pb precipitated in form of particles on moss surface, while Cd did not aggregate in particles and was not found on moss surface. In light of these findings, we concluded that probably Pb induced a genotoxic effect at lower intracellular concentrations than Cd
Air pollution monitoring using emission inventories combined with the moss bag approach
No full textInventory of emission sources and biomonitoring with moss transplants are two different methods to evaluate
air pollution. In this study, for the first time, both these approaches were simultaneously applied in
five municipalities in Campania (southern Italy), deserving attention for health-oriented interventions as
part of a National Interest Priority Site. The pollutants covered by the inventory were CO, NOx, particulate
matter (PM10), volatile organic compounds (VOCs), and some heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se,
and Zn). The biomonitoring survey was based on the use of the devitalized moss Hypnum cupressiforme
transplanted into bags, following a harmonized protocol. The exposure covered 40 agricultural and
urban/residential sites, with half of them located in proximity to roads. The pollutants monitored were
Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, Se, and Zn, as well as total polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)
only in five sites. Using the emission inventory approach, high emission loads were detected for all the
major air pollutants and the following heavy metals: Cr, Cu, Ni, Pb and Zn, over the entire study area. Arsenic,
Pb, and Zn were the elements most accumulated by moss. Total PAH postexposure contents were
higher than the preexposure values (~20–50% of initial value). Moss uptakes did not differ substantially
among municipalities or within exposure sites. In the five municipalities, a similar spatial pattern was evidenced
for Pb by emission inventory and moss accumulation. Both approaches indicated the same most polluted municipality, suggesting their combined use as a valuable resource to reveal contaminants that are not routinely monitored
Monitoring chronic and acute PAH atmospheric pollution using transplants of the moss Hypnum cupressiforme and Robinia pseudacacia leaves
No full textFew studies are focused on correlations between the concentrations of PAHs in mosses and other bioindicator plant species. This study was carried out to investigate the potential of the joint use of devitalized H. cupressiforme transplants and R. pseudoacacia leaves as cost effective biomonitors for the assessment of PAHs in the air. The test was performed in a land historically devoted to agriculture, where recurrent waste burnings randomly occur, especially in the season we chose for the investigation. The presence of 20 PAHs was assessed following EPA 3550 C 2007 and EPA 8270 D 2014 protocols. R. pseudoacacia was able to accumulate both LMW and HMW PAHs, while moss prevalently collected the latter. It is suggested that R. pseudoacacia combined chronic pyrogenic and petrogenic PAH inputs, while moss transplants reflected PAH depositions from recent pyrogenic events. Our approach revealed long and short-term pollution footprints, with R. pseudoacacia recording the chronic input of PAH compounds loaded along its vegetative growth, and moss bags reflecting acute pollution inputs occurred during the exposure duration
Biomonitoring of atmospheric pollution by moss bags: Discriminating urban-rural structure in a fragmented landscape
No full textIn this paper we investigated the possibility to use moss bags to detect pollution inputs - metals, metalloids
and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) - in sites chosen for their different land use (agricultural,
urban/residential scenarios) and proximity to roads (sub-scenarios), in a fragmented
conurbation of Campania (southern Italy). We focused on thirty-nine elements including rare earths. For
most of them, moss uptake was higher in agricultural than in urban scenarios and in front road sites.
Twenty PAHs were analyzed in a subset of agricultural sites; 4- and 5-ringed PAHs were the most
abundant, particularly chrysene, fluoranthene and pyrene. Overall results indicated that investigated
pollutants have a similar spatial distribution pattern over the entire study area, with road traffic and
agricultural practices as the major diffuse pollution sources. Moss bags proved a very sensitive tool, able
to discriminate between different land use scenarios and proximity to roads in a mixed rural-urban
landscape
Biomonitoraggio in territori eterogenei: un'occasione per confrontare la capacità di bioaccumulo di due specie allopatriche
No full textProposta metodologica per un'indagine speditiva a supporto di piani di biomonitoraggio mediante licheni quali bioaccumulatori di metalli
No full text- …
