Università del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro Facoltà Scienze M.F.N. ECOLOGIA II. Francesco Dondero, PhD

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Leonzio Rossini
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1 Università del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro Facoltà Scienze M.F.N. ECOLOGIA II Francesco Dondero, PhD

2 Ecologia applicata I concetti dell Ecologia generale possono avere numerose applicazioni per lo studio di problemi ambientali, per il razionale sfruttamento delle risorse naturali, per il controllo e il recupero degli ecosistemi naturali, ecc. Ad esempio: Lo studio degli agroecosistemi per lo sviluppo di un agricoltura sostenibile Lo studio delle popolazioni ittiche per la gestione della pesca Lo studio degli ecosistemi per adeguati interventi di conservazione L impatto delle attività umane sulla qualità dei sistemi naturali Lo studio e le misure degli effetti delle attività antropiche sugli organismi di un ecosistema La complessità del problema non può essere esaurita in un solo insegnamento. E necessario quindi operare delle scelte.

3 ECOTOSSICOLOGIA Termine coniato nel 1969 da Truhaut che la definisce come Scienza che descrive gli effetti tossici di vari agenti sugli organismi viventi, sulle popolazioni e sulle comunità di un ecosistema. (Letteralmente: TOSSICOLOGIA AMBIENTALE: branca della tossicologia sviluppata a partire dagli anni 60, avente per oggetto lo studio degli effetti degli inquinanti sui sistemi naturali, identifica e quantifica i danni sui sistemi biologici a diverso livello di organizzazione).

4 CHIMICA e FISICA AMBIENTALE (destino dei contaminanti nell ambiente; concentrazione degli inquinanti nei vari compartimenti, incluso gli esseri viventi) TOSSICOLOGIA (livello di efficacia, in grado di produrre un danno biologico, di un contaminante) ECOLOGIA (relazioni tra organismi e il supporto non vivente che li ospita) ECOTOSSICOLOGIA

5 ECOTOSSICOLOGIA Disciplina trasversale che si avvale: della tossicologia ambientale che fornisce strumenti per la valutazione del danno non solo a livello di singoli organismi e di specie, ma anche sui sistemi biologici complessi quali le comunità. della chimica e fisica ambientale per studiare movimento, trasporto e trasformazioni delle sostanze chimiche nell ambiente, prendendo in considerazione tutti i comparti ambientali, cercando di avere una visione di sistema, tendenzialmente previsionale. dell ecologia per indicare quali sono i processi chiave che caratterizzano i diversi organismi e le relazioni che intercorrono tra organismi ed ambiente

6 CHIMICA AMBIENTALE (destino dei contaminanti nell ambiente) TOSSICOLOGIA CLASSICA (livello di efficacia, in grado di produrre un danno biologico, di un contaminante) ECOLOGIA (relazioni tra organismi e il supporto non vivente che li ospita) ECOTOSSICOLOGIA TRASVERSALMENTE Criterio scientifico Autorità di Governo Organi di controllo regolamentazione

7 Possiamo studiare gli effetti delle sostanze tossiche all interno di differenti livelli di organizzazione biologica, ponendosi come obbiettivo generale la valutazione del rischio ambientale connesso all immissione di sostanze tossiche e l acquisizione delle conoscenze che consentano di prevenire tale rischio. Necessità di comprendere fonti e destini delle sostanze nell ambiente. Necessità di comprendere gli effetti biologici delle sostanze tossiche presenti nell'ambiente Regolare le attività umane e industriali che possono causare l inquinamento (introduzione della valutazione e della gestione del rischio ambientale).

8 FATTORI IN GIOCO Target Tipologie di rischio Effetti Elementi indispensabili nella valutazione specie target Rischio a seguito di esposizione diretta (riguarda principalmente la sfera professionale di una determinata popolazione come ad es. agricoltori) Effetti tossici immediati: tossicità acuta (orale, inalatoria, cutanea), potere irritante (occhi e pelle) potere sensibilizzante Effetti tossici differiti: sub-acuti, sub-cronici, cronici mutageni e cancerogeni riproduttivi 1. caratteristiche tossicologiche 2. quantità utilizzata 3. Bioconcentrazione 4. dimensioni della popolazione 5. pluralità di esposizione specie target specie non target Rischio a seguito di esposizione indiretta (deriva principalmente dal grado di diffusione nell ambiente della sosta inquinante e può interessare ampi strati di popolazione) Rischi immediati (riguarda il rischio per specie non target dopo un intervento nell area trattata o limitrofa) Principalmente effetti di tipo differito Effetti tossici immediati: tossicità acuta sugli organismi non target 1. scelta di indicatori biologici 2. caratteristiche chimico-fisiche 3. Quantità 4. distribuzione ambientale 5. persistenza 6. caratteristiche tossicologiche specie non target Rischi differiti (riguarda il rischio per specie non target in una scala spazio temporale più ampia rispetto al precedente) Principalmente effetti di tipo cronico su organismi non target Uomo e ambiente Rischio globale (rappresenta l insieme di quelli precedenti) Rischio da effetti fisici Effetti immediati generalmente derivanti dalle caratteristiche chimico-fisiche della sostanza (infiammabilità, potere esplosivo) 1. potere esplodente 2. infiammabilità 3. dimensioni della popolazione 4. quantità

9 Inscindibilità del rischio umano dal rischio ambientale

10 Aspetto retrospettivo: Determinazione del livello di sostanze tossiche nell ambiente con conseguente utilizzo delle informazioni per determinate il potenziale impatto passato, presente e futuro. Studio degli effetti su un ecosistema Prospettiva ambientale storica: osservazione di una situazione che si è verificata al fine di individuare il legame tra la causa (la sostanza chimica) e l effetto (la risposta degli organismi viventi). Aspetto predittivo: Comporta l utilizzo di test specifici che permettano di stabilire il possibile impatto di una singola sostanza chimica o di miscele di sostanze sugli organismi.

11 Relazioni tra livello di organizzazione biologica e predittività dello studio Scarsissima predittività, altissima obiettività Alta predittività, bassa obiettività

12 Relazioni tra aspetti dell ecotossicologia e i differenti livelli di organizzazione biologica. Livello molecolare Cellule Organi Organismi individuali Popolazioni Comunità Ecosistemi Rilevanza dei dati ai fini della caratterizza zione ecotox Facilità di ottenere dati Livello di incertezza Tempo di completamento ricerca

13 Gli effetti di un inquinante su un ecosistema possono essere illustrati come una cascata dalla sorgente attraverso organismi individuali vs gli ecosistemi. SORGENTE ESPOSIZIONE Distribuzione e trasformazione ambientale Livelli nei diversi comparti ambientali DOSE Esposizione di organismi Uptake - Bioaccumulo Risposte individuali: effetti letali e subletali EFFETTI RISPOSTA DI COMUNITA

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