118,710 research outputs found
Incontro formativo ARPA Lazio: “L’ evoluzione normativa e la strumentazione per lo studio della qualità dell’aria”
No full textLa città di Terni (Italia Centrale) è situata all’interno di una conca delimitata dalle catene montuose dell’Appennino. Nella città sono presenti numerose sorgenti emissive di inquinamento atmosferico come il polo siderurgico (Terni AST), l’impianto di trattamento dei rifiuti (Terni EN.A), il traffico veicolare ed il riscaldamento domestico. Inoltre la peculiare conformazione geomorfologica della conca ternana limita fortemente la dispersione degli inquinanti emessi, favorendone l’accumulo. Tali fattori rendono questo territorio particolarmente adatto a studi innovativi di mappatura spaziale del particolato atmosferico. Il presente progetto ha come primo obiettivo la realizzazione di una mappatura delle variazioni spaziali delle componenti chimiche del PM10 nella città di Terni attraverso l’acquisizione mensile di dati sperimentali ad alta risoluzione spaziale. La mappatura spaziale consentirà di individuare i profili di sorgente e di valutare le capacità di dispersione del PM10. L’acquisizione di dati ad alta risoluzione spaziale sarà ottenuta tramite l’utilizzo di 25 campionatori innovativi, low-cost, automatici ed autoalimentati, installati in posizioni strategiche del territorio. La composizione chimica del PM10 (macro-elementi, micro-elementi, ioni inorganici) sarà determinata attraverso l’applicazione di una procedura analitica che permetterà di separare la frazione solubile dalla frazione residua di ogni elemento analizzato. Il frazionamento chimico consentirà di caratterizzare ulteriormente il PM10 e di aumentare la selettività di ogni elemento come tracciante di sorgente. I dati ottenuti dall’approccio sperimentale innovativo consentiranno di validare i modelli matematici di dispersione del particolato atmosferico. Un secondo obiettivo del progetto è quello di valutare l’esposizione degli abitanti al PM10 in ambienti indoor (come scuole ed abitazioni private) attraverso l’individuazione dei coefficienti di penetrazione (concentrazione indoor/concentrazione outdoor) delle componenti chimiche elementari del PM10. Infine verranno valutati gli effetti del PM10 sull'uomo e su organismi animali e vegetali attraverso analisi di bioaccumulo, saggi di genotossicità e studi di potenziale ossidativo
Emulsion templated scaffolds based on gelatin and glycosaminoglycans (Massimi: co-corresponding author)
No full textGelatin is one of the most commonly used biopolymer for creating cellular scaffolds due to its innocuous nature. To create stable gelatin scaffolds at physiological temperature (37 degrees C), chemical cross-linking is a necessary step. In a previous paper (Biomacromolecules 2006, 7, 3059-3068), cross-linking was carried out by either radical polymerization of the methacrylated derivative of gelatin (GMA) or through the formation of isopeptide bonds catalyzed by transglutaminase. The method of scaffold production was based on emulsion templating in which an organic phase is dispersed in the form of discrete droplets into a continuous aqueous solution of the biopolymer. Both kinds of scaffolds were tested as culture medium for hepatocytes. It turned out that the enzymatic cross-linked scaffold performed superiorily in this respect, even though it was mechanically less stable than the GMA scaffold. In the present paper, in an attempt to improve the biocompatibility of the GMA-based scaffold, biopolymers present in the extracellular matrix (ECM) were included in scaffold formulation, namely, chondroitin sulfate and hyaluronic acid. These biopolymers were derivatized with methacrylic moieties to undergo radical polymerization together with GMA. The morphology of the scaffolds was tuned to some extent by varying the volume fraction of the internal phase and to a larger extent by inducing a controlled destabilization of the precursor emulsion through the use of additives. In this way, scaffolds with 44% of the void volume attributable to voids with a diameter exceeding 60 microm and with 79% of the interconnect area attributable to interconnects with a diameter exceeding 20 microm in diameter could be successfully synthesized. To test whether the inclusion of ECM components into scaffold formulation resolves in an improvement of their biocompatibility with respect to GMA scaffolds, hepatocytes were seeded on both kinds of scaffolds and cell viability and function assays were carried out and compared
Valutazione delle capacità di adsorbimento di elementi da parte di scarti alimentari
No full textNumerosi processi industriali producono reflui particolarmente ricchi in metalli pesanti ed elementi tossici. Elevate concentrazioni di questi inquinanti nelle acque sono direttamente responsabili dell’alterazione dei cicli vitali di piante, animali ed esseri umani. La rimozione dei metalli da soluzioni acquose rappresenta uno dei principali obiettivi del risanamento ambientale; si può ottenere attraverso diversi metodi fisico-chimici ma la maggior parte di questi risulta essere costosa ed inadeguata. L’adsorbimento è il metodo generalmente preferito per l’alta efficienza nella rimozione dei metalli, la ridotta necessità di manipolazione, il possibile impiego di diversi adsorbenti ed i costi di applicazione generalmente inferiori rispetto a quelli di altre tecniche. Gli scarti prodotti dall’industria alimentare possono essere utilizzati come materiali adsorbenti a basso costo; negli ultimi anni, diversi ricercatori ne hanno studiato le potenzialità. Le condizioni operative fino ad ora utilizzate per gli esperimenti di adsorbimento sono però tra loro molto disomogenee ed è quindi impossibile confrontare le efficienze dei singoli adsorbenti. L'obiettivo di questo studio è quello di ottenere un quadro completo delle capacità di adsorbimento di inquinanti inorganici da parte di 12 scarti alimentari, valutando la loro capacità di rimuovere più di 30 metalli (per molti dei quali non erano ancora mai state valutate le capacità di adsorbimento) da una stessa soluzione inquinata. Mantenendo condizioni sperimentali omogenee, è possibile operare un confronto tra i diversi adsorbenti e valutarne adeguatamente la relativa efficienza. Le polveri di ogni scarto alimentare sono state inserite nelle soluzioni contaminate in dosi progressivamente crescenti per incrementare il numero dei siti attivi disponibili e studiare gli effetti di competizione tra i metalli. I 12 scarti alimentari (bucce di banana, bucce di melanzana, bucce di mela, bucce di limone con albedo, bucce di patata, vinaccia, bucce di pomodoro, bucce di arancia, bucce di anguria con albedo, carrube, fondi di caffè classico e caffè decaffeinato) sono stati essiccati, ridotti in polvere e lavati prima dell’utilizzo. E’ stata studiata la capacità di adsorbimento di 31 elementi (Ag, Al, As, Ba, Be, Bi, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, In, La, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Sb, Sn, Sr, Th, Ti, Tl, U, V, W, Zn) da soluzioni sintetiche a pH 2 e a pH 5.5. Per ciascun elemento sono state verificate le curve di solubilità in funzione del pH, per valutare gli equilibri di precipitazione di idrossidi e la loro possibile interferenza nel processo di adsorbimento. La percentuale di rimozione dei metalli dalle soluzioni contaminate è stata calcolata analizzando mediante spettroscopia al plasma accoppiato induttivamente con rivelazione ottica e di massa (ICP-OES, ICP-MS). Gli scarti alimentari possono essere utilizzati efficacemente per la rimozione di numerosi metalli da soluzioni inquinate anche a pH acido. Mantenendo condizioni sperimentali omogenee è possibile effettuare un confronto delle potenzialità dei diversi adsorbenti e notare come ognuno di essi abbia una propensione nell’adsorbire nei propri siti attivi determinati metalli piuttosto di altri. L’elaborazione statistica dei dati ottenuti ha permesso di raggruppare i materiali esaminati in funzione della tipologia di siti attivi presenti sulla superficie adsorbente. Per affinare la classificazione degli adsorbenti sono attualmente in corso ulteriori studi in microscopia elettronica e spettroscopia IR. Le potenzialità degli scarti alimentari come adsorbenti sono state verificate anche su matrici reali, valutando la rimozione di metalli pesanti dal refluo prodotto in un processo idro-metallurgico per il recupero di elementi pregiati da schede elettroniche (pH 5.5). Questi materiali hanno dimostrato ottime potenzialità anche su matrici reali
Lithium Toxicity in Lepidium sativum L. Seedlings: Exploring Li Accumulation’s Impact on Germination, Root Growth, and DNA Integrity
No full textThe predicted increase in demand for minor metals for modern technologies raises major concerns regarding potential environmental concentration increases. Among the minor metals, lithium (Li) is particularly noteworthy due to growing demand for battery production. Concerns have been raised about the impact on biota of increasing Li concentrations in the environment. To expand the knowledge of the effects of Li on plants, garden cress (Lepidium sativum L.), a model plant for ecotoxicity assay, was tested in a 72 h test in Petri plates. The results showed a stimulation effect of Li at the lowest concentration (Li chloride 10 mg L−1) on seed germination and primary root elongation. Conversely, higher Li concentrations (50 and 150 mg L−1) caused a progressive impairment in both parameters. A genotoxic effect of Li on root cells, evaluated through the alkaline comet assay, was observed at each concentration tested, particularly at 150 mg L−1 Li chloride. Elemental analysis showed that Li accumulated in the seedlings in a dose–concentration relationship, confirming its ability to be readily absorbed and accumulated in plants. Given the likely increase in Li levels in the environment, further research is required to clarify the toxicity mechanisms induced by Li on growth and nucleic acids
Morpho-physiological and molecular responses of Lepidium sativum L. seeds induced by bismuth exposure
No full textBismuth (Bi) is considered a “green metal” as its toxicity has been reported to be lower than other metals, particularly lead. Even though the low presence in the environment, an increase of Bi concentrations in soil and wastewater is predictable due to its enhanced uses for many industrial and medical applications. Therefore, given the little literature on the matter, particularly in plants, information on the effects of Bi on living organisms is needed. In this study, seeds of garden cress (Lepidium sativum L.), a model plant for ecotoxicological assays (OECD), were exposed to increasing Bi concentrations (0 to 485 mg L−1 Bi(NO3)3·5H2O in deionised water) in petri plates. After 72 h, the percent germination index (GI%) revealed no effects at the lowest Bi concentrations, while a slight toxicity occurred at 242 and 485 mg L−1 Bi nitrate. A significant reduction of the root length was observed in Bi-treated seedlings, especially at the highest Bi concentrations. Consistently, the Alkaline Comet Assay revealed a genotoxic effect induced by Bi exposure in garden cress seedlings. A Bi concentration-dependent metal accumulation in plantlets was also observed, with a Bi concentration higher than 1200 mg kg−1 found in plantlets at the highest Bi concentration assayed. The toxicity effects observed in the study were discussed, as contribution to the expansion of knowledge on Bi ecotoxicity and genotoxicity in plants
Effect of air quality on oxidative stress and elemental levels in hair and urine of Italian and Chilean students
No full textIn this study, urinary oxidative stress biomarkers and the concentrations of 41 elements were determined in the hair and urine of students from two universities: one located in Rome and one in Santiago, Chile. In addition to biological samples, PM10 samples were collected and analyzed elemental content and oxidative potential (OP; measured using cell-free DCFH, AA, and DTT assays). All elements were analyzed by ICP-MS and HG-AFS (1,2); while oxidative stress biomarkers were determined by HPLC/MS-MS. The final concentration of the analytes was expressed in μg/g of creatinine to normalize values with respect to urine dilution variability (3). When processing the data, the influence of some variables related to the participating students was evaluated, such as age, sex, body mass index, smoking and diet. The average PM10 concentration was 26 μg m-3 in Rome and 71 μg m-3 in Santiago, Chile, indicating significantly different inhalation exposure levels in the two areas. In particular, levels of Cu, Mo, Sn, and Sb, tracers of non-combustive vehicular traffic (mechanical abrasion of brakes; 4,5), showed significantly higher concentrations in Chilean PM10 samples compared to Italian ones. The OP values measured by the DCFH and AA assays were also clearly higher at the Chilean site, confirming a significant contribution of non-combustive vehicle traffic to the oxidative potential of dust. The different elemental concentrations in PM10 translated into different metal and metalloid accumulation levels in the two studied biological matrices. The elements that presented the most significant differences between Italian and Chilean students in both biological matrices were Cs, Hg, Mg, Mo, Rb, Sr, Tl, Zn. On the contrary Al, and Sn varied significantly in urine and hair, not in reference to the geographical area but depending on the participant's gender.
References
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Galileo's Mathematization of Nature at the Crossroad between the Empiricist and the Kantian Tradition
No full textInnovative experimental approach for identifying spatial relationships between PM oxidative potential and PM chemical composition and sources
No full textRecent studies identified the generation of oxidative
stress as one of the major mechanisms by which PM
exerts its adverse biological effects. The ability of PM to
induce oxidative stress is frequently estimated by
acellular oxidative potential (OP) assays, such as acid
ascorbic (AA), 2,7-dichlorofluorescenin (DCFH) and
dithiothreitol (DTT) assay, used as a proxy of ROS
generation in biological systems.
In this study we applied the AA, DCFH and DTT
assays to PM10 samples, previously chemically analysed
(Massimi et al, 2020), collected at 23 different sampling
sites in Terni (an urban and industrial hot-spot of
Central Italy), by using innovative and very-low volume
devices for PM sampling on membrane filters (HSRS -
High Spatial Resolution Sampler; Fai Instruments, Fonte
Nuova, Rome, Italy). The HSRS worked in parallel during
a two-month winter monitoring period. The sampling
sites have been chosen for spatially representing the
main local emission sources and the samplers were
located in order to cover the study area with around 1
km spatial resolution (Figure 1, upper panel).
In this study we aimed to assess the spatial
variability of the three acellular assays (Figure 1) in
order to investigate relationships between the different
OP results and the contribution of the local emission
sources to the total PM10. To our knowledge, the
comparison of the three OP assays applied to PM10
spatially-resolved samples has never been undertaken
so far. Furthermore, we applied the three OP assays to
size-segregated PM samples collected by a multistage
impactor (cut-sizes: 0.18, 0.32, 0.56, 1.0, 1.8, 3.2, 5.6, 10
and 18 μm) at three sampling sites (MA, CA and PR;
Figure 1, upper panel), characterized by different
strength of the main PM sources, in order to evaluate
the different sensitivity of the three acellular assays
toward fine and coarse particles.
The results showed that AA was particularly
sensitive toward coarse particles coming from the rail
network (close to GI, CR and HG), released by the
abrasion of train brakes. On the contrary, DCFH
appeared to be more related to PM10 coming from
industrial sources (steel plant at PR and OB) and
biomass burning (domestic biomass heating at BR),
while DTT was found to be sensitive only toward fine
particles released by biomass burning (burning of
carpentry waste products at FA and domestic biomass
heating at BR). The innovative experimental approach
allowed us identifying spatial relationships between PM
oxidative potential and PM chemical composition and
sources
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