EFFETTI
DELL’INQUINAMENTO ATMOSFERICO SUI VEGETALI:
L’IMPATTO DELL’OZONO SULL’AGRICOLTURA
Sintesi dell’intervento di Ivan Fumagalli, ricercatore CESI.
RIASSUNTO
In queste pagine vengono discussi i risultati di alcuni esperimenti
condotti in ambito italiano durante dieci anni di ricerche sugli
effetti dell’esposizione di colture agricole agli inquinanti
atmosferici, ozono in particolare. Le prove sono state effettuate
in campo aperto in condizioni molto simili a quelle riscontrabili
in natura, mediante l’impiego di speciali serre a tetto aperto,
di sostanze protettive nei confronti dell’ozono e di specie
vegetali a differente sensibilità all’ozono.
Le piante utilizzate sono state seguite durante l’intero
ciclo sperimentale per la classificazione di danni fogliari visibili,
la misura degli scambi gassosi e la determinazione della biomassa
al raccolto. I dati ottenuti sono discussi in riferimento alla
definizione internazionale di valori soglia per la protezione
della vegetazione dall’esposizione all’ozono.
INTRODUZIONE
Da tempo la comunità scientifica si occupa dell’interazione
tra atmosfera ed ecosistemi vegetali. Di sicuro interesse è
il tentativo di porre in relazione i livelli (o meglio, le dosi)
dei vari inquinanti atmosferici (considerati singolarmente o in
miscela) e le relative risposte vegetazionali, nonché i
meccanismi di azione della sostanza tossica e quelli di difesa
della pianta, il tutto a livelli macro e microscopici.
Gli studi degli effetti dell’ozono troposferico sulla vegetazione,
con particolare riferimento al comparto agricolo, sono relativamente
recenti per quanto riguarda la situazione italiana. Se a livello
internazionale infatti vengono condotte da diversi decenni sperimentazioni,
sia negli Stati Uniti che in Europa settentrionale, le esperienze
condotte nel nostro Paese sono più limitate anche se di
indubbio interesse scientifico.
L’ozono presenta infatti concentrazioni a livello del suolo
(troposfera) in costante aumento, e ha ormai raggiunto valori
mediamente superiori di 2-3 volte a quelli del secolo scorso.
Inoltre l’ozono ha particolari caratteristiche (potenziale
redox, coefficiente di diffusione, solubilità nei liquidi
intracellulari etc.) che lo rendono più tossico verso la
vegetazione rispetto gli altri inquinanti atmosferici comunemente
considerati.
Queste ricerche, per inserirsi proficuamente in un contesto internazionale,
hanno adottato metodologie, approcci e protocolli standard che
rendono comparabili i risultati con quelli ottenuti in altri paesi.
Il lavoro è stato così condotto in ambito UN/ECE,
ovvero la Commissione Europea per l’Economia afferente alle
Nazioni Unite.
Gli esperimenti sono stati effettuati in due siti sperimentali
localizzati nella pianura padana. Il primo è situato a
Redecesio di Segrate (MI), nella periferia della città
di Milano e con una tipologia di inquinamento di tipo urbano,
con concentrazioni elevate di ozono ma anche di ossidi di azoto;
il secondo campo sperimentale è situato ad Isola Serafini
(PC), una piccola località sul Po a 90 Km sud-est di Milano,
con tipologia di inquinamento di tipo rurale, con bassi livelli
di inquinamento per quanto riguarda gli ossidi di azoto ed il
biossido di zolfo, ma concentrazioni di ozono simili, se non superiori,
al sito urbano.
Presso questi campi sperimentali sono stati effettuati un gran
numero di test sugli effetti dell’ozono sulle colture agricole
seguendo approcci sperimentali interdisciplinari.
Le specie agrarie e seminaturali testate sono state numerose e
individuate sulla base della diffusione della singola specie in
ambito europeo, dell’importanza economica e della loro sensibilità
all’ozono.
Questa serie di dati presenta peraltro un suo peculiare interesse
anche in riferimento alla specificità dell’area mediterranea.
Il sud Europa, infatti, caratterizzato naturalmente da alti livelli
di ozono, elevato irraggiamento solare e rilevanti produzioni
agricole, assume particolare importanza nella comprensione dei
meccanismi dose-risposta per quanto riguarda gli effetti dell’inquinamento
fotochimico sulla vegetazione.
RISULTATI E DISCUSSIONE
La sperimentazione effettuata ha contribuito in prima istanza
a far emergere la problematica degli effetti dannosi dell’inquinamento
atmosferico sulla vegetazione, e, in secondo luogo, a confermare
negli anni la persistenza e l’accentuazione di questi fenomeni
per tutto il territorio nazionale.
I dati di qualità dell’aria e l’identificazione
della sintomatologia comparsa sulle foglie delle piante esposte
agli inquinanti nel corso delle ricerche, identificano chiaramente
l’ozono troposferico come maggiore responsabile degli effetti
osservati. I risultati ottenuti non sembrano evidenziare sostanziali
differenze, in termini di livelli ozono, tra i siti sperimentali
di Isola Serafini, sito “rurale”, e Redecesio, sito
“urbano”. La presenza rilevante ed ubiquitaria di questo
inquinante su aree estese, è stata confermata da altri
studi condotti in anni recenti in Italia settentrionale utilizzando,
tra l’altro, organismi vegetali come “bioindicatori”
di ozono in atmosfera.
L’indicazione della presenza di danni significativi anche
in siti a tipologia d’inquinamento ‘rurale’ può
assumere un certo rilievo soprattutto per le implicazioni connesse
al comparto agricolo che, per esempio in Lombardia, è di
primaria importanza nel contesto sociale ed economico della regione,
suggerendo un campo di approfondimento di notevole interesse anche
nel breve termine.
Per quanto riguarda le tecnologie di studio adottate, l’utilizzo,
spesso contemporaneo e complementare, di diverse metodologie sperimentali
(esperimenti in campo aperto, fumigazioni attive e/o passive,
somministrazioni di antiossidanti, uso di cloni sensibili) ha
permesso di ovviare agli specifici problemi che i diversi approcci
metodologici comportavano se considerate indipendentemente l’uno
dall’altro. Ciò ha consentito di arrivare, grazie
all’inserimento del lavoro in un organico disegno sperimentale,
a risultati supportati a livello scientifico con una buona dose
di affidabilità e quindi utilizzabili in un contesto internazionale
per l’interlocuzione tecnica nel corso della definizione
di standard normativi e la scelta di approcci gestionali.
Gli effetti negativi dovuti all’esposizione all’ozono
sono stati osservati su diverse colture utilizzate, evidenziando
differenze di sensibilità nei confronti di questo inquinante.
(Tab. in allegato).
Si sono riscontrati effetti su diverse specie, su cultivar della
stessa specie e per differenti parametri. Si è evidenziato
inoltre che l’osservazione di danni fogliari visibili può
coincidere o meno con cali della biomassa ai raccolti. Ne consegue
che sulla base del parametro maggiormente influenzato dall’inquinante
si determina la scelta della pianta bioindicatrice di biomassa
o di danno fogliare.
Il dato preminente in questo contesto è stato il rilevare
comunque in più anni effetti avversi nei confronti di varie
specie utilizzate. Ciò assume particolare importanza in
quanto configura stabilmente i siti italiani come aventi livelli
di ozono in eccedenza rispetto ai valori internazionalmente considerati
per la protezione della vegetazione (Critical Levels).
A questo proposito è necessario uno sforzo per una quantificazione
più precisa degli effetti al fine di verificare l’adeguatezza
o meno, per l’area in esame, dei valori assunti come soglia
per la protezione della vegetazione. Attualmente, infatti, i CL
proposti per il grano rappresentano i valori meglio supportati
dai dati sperimentali e sono stati perciò estesi, come
precedentemente riportato, per analogia alle altre specie agronomiche
per tutto il territorio europeo.
La relativa scarsità di dati riferiti all’area mediterranea,
necessari invece per stimare più correttamente il CL alle
nostre latitudini, sembra essere una grossa lacuna da coprire.
La curva adottata potrebbe predire, infatti, per valori di ozono
tipici dell’area mediterranea, cali di resa maggiori di quelli
osservati sperimentalmente nel corso del nostro lavoro. Viene
a trovarsi strategico e di una certa rilevanza il lavoro condotto
proprio negli ultimi dieci anni e che ha prodotto dati di supporto
nella valutazione degli effetti dell’ozono sulla vegetazione
in area mediterranea. Dati che hanno suggerito, tra l’altro,
la possibile implicazione, soprattutto alle nostre latitudini,
di “fattori di modificazione” (modifying factors) nella
valutazione degli effetti dell’ozono sulla vegetazione.
Questi fattori, a carattere prevalentemente ambientale e meteoclimatico,
potrebbero causare nell’area mediterranea risposte sottostimate
in alcuni casi, sovrastimate in altri, nello studio delle risposte
vegetazionali all’inquinamento fotochimico quando riferite
alla curva dose-risposta proposta nel centro-nord europa e negli
ultimi 4 anni gli studi si sono indirizzati in questa direzione.
Milano, 18 aprile 2001
Ivan Fumagalli
