I muschi come indicatori dell'inquinamento dell'aria
Perché i muschi? | Risultati ultimo monitoraggio (2021)
All’interno del progetto europeo “Indagini europee sull'accumulo di metalli pesanti nei muschi” ("European surveys of heavy metal accumulation in mosses“), (link esterno)avviato per la prima volta nel 1990, vengono eseguite ogni cinque anni, in molti paesi europei e dell’Asia centrale, delle analisi relative alle deposizioni atmosferiche di contaminanti mediante l’uso di muschi.
Il Laboratorio biologico dell’Agenzia provinciale per l’ambiente e la tutela del clima ha aderito a questo progetto sin dal 1995 e d’allora analizza ogni 5 anni muschi provenienti da 20 siti distribuiti su tutto il territorio altoatesino.
Nei muschi viene determinata la concentrazione di diversi contaminanti: arsenico, cadmio, cromo, ferro, mercurio, nichel, piombo, rame, vanadio, zinco e azoto.
L’ultimo rilevamento è dell’estate 2021, anziché del 2020, slittamento di un anno dovuto alla pandemia da Covid-19.
Qui trovi i risultati dell’ultimo monitoraggio del 2021
Perché i muschi?
Metalli pesanti e altre sostanze inquinanti arrivano in atmosfera a causa delle emissioni antropiche (ad esempio, traffico, industria, processi di combustione, agricoltura), o per cause naturali (ad es. eruzioni vulcaniche, sabbia del Sahara, polveri geogeniche). Queste sostanze vengono trasportate dai venti e giungono tramite la deposizione o le precipitazioni sul terreno e nelle piante.
I muschi sono particolarmente adatti per monitorare le deposizioni di inquinanti dall'atmosfera sul terreno per i seguenti motivi:
- nei muschi l'apporto di nutrienti ed acqua avviene principalmente attraverso le precipitazioni atmosferiche e non dal suolo.
- i muschi fungono da bioaccumulatori in quanto si arricchiscono di sostanze provenienti dall’aria. La forma di accrescimento di molte specie di muschi, come ad esempio Hylocomium splendens, permette la filtrazione dell’aria, e aumenta così l’apporto atmosferico sulla pianta.
- il vantaggio del rilevamento dei metalli nei muschi rispetto alla determinazione diretta in campioni di precipitazioni atmosferiche è, che nei muschi le concentrazioni sono più elevate grazie all'accumulo attivo, mentre nelle precipitazioni e nell'aria le concentrazioni sono spesso al di sotto del limite di rilevabilità.
- L'uso di bioaccumulatori è una tecnica che in genere non necessita fonti energetiche esterne o aggiuntive e quindi questo metodo permette di rilevare anche siti remoti.
Inquinamento dell'aria e muschi
(Produzione: gennaio 2023)
In Alto Adige il Laboratorio biologico, nell’ambito del progetto europeo “European surveys of heavy metal accumulation in mosses”, utilizza per le analisi i muschi della specie Hylocomium splendens.
I muschi raccolti in ognuno dei 20 siti di campionamento vengono portati in laboratorio in buste di PVC. In laboratorio va evitata qualsiasi contaminazione con oggetti metallici. I campioni di muschio vengono ripuliti da humus, aghi di pino ed altri detriti e poi essiccati e triturati. La selezione dei siti di campionamento idonei è possibile grazie all’aiuto del Corpo Forestale. Ogni punto di campionamento dovrebbe distare almeno tre metri dall’albero più vicino. Per il campionamento sono quindi particolarmente adatte ampie radure. Il sito di campionamento deve trovarsi abbastanza distante da strade, industrie e villaggi, per escludere effetti locali. Le coordinate e le principali caratteristiche del sito di campionamento vengono annotate in un protocollo di campo.
L’analisi dei vari metalli pesanti è eseguita dal Laboratorio analisi acque e cromatografia, utilizzando lo spettrofotometro di massa ed in alcuni casi lo spettrofotometro ad assorbimento atomico. L’azoto invece viene analizzato nel laboratorio dell’ufficio chimica agraria presso il centro di sperimentazione Laimburg. Prima dell’inizio delle misurazioni è stata effettuata un’intercalibrazione tra i vari partecipanti europei.
Risultati ultimo monitoraggio (2021)
Dalle analisi effettuate nell’ambito dell’ultimo monitoraggio (2021) risulta in sintesi che in Alto Adige le concentrazioni di cromo, nichel, ferro, vanadio, piombo, mercurio e azoto sono risultate inferiori rispetto agli anni precedenti; le concentrazioni di cadmio sono rimaste invariate negli ultimi cinque anni; le concentrazioni di arsenico, rame e zinco, invece, hanno mostrato un leggero aumento, anche se questi valori sono ancora nell'intervallo di misurazione verde della scala europea.
Nell'interpretazione dei risultati bisogna considerare che le concentrazioni degli inquinanti nei muschi vengono influenzate dalle precipitazioni, dai venti e dalle concentrazioni di polveri sottili:
- molte concentrazioni di metalli pesanti sono fortemente correlate con la quantità di precipitazioni atmosferiche, che localmente può variare parecchio, a seconda dell’altitudine e dell’esposizione
- i venti provenienti da sud trasportano contaminanti verso l’Alto Adige
- le polveri sottili, come PM10 e PM2,5 sono in grado di trasportare i metalli pesanti e causare quindi la loro deposizione. La tendenza regressiva di queste particelle negli ultimi dieci anni si rispecchia anche nella deposizione dei metalli pesanti.
Di seguito trovi i risultati dei singoli contaminanti:
Nota bene: le cartine rappresentano i risultati ottenuti nei diversi punti di campionamento della provincia di Bolzano con diagrammi a barre. Per ogni metallo viene anche rappresentata come paragone la carta di deposizione europea più recente. Le mappe di distribuzione in Europa sono prese da: Frontasyeva M., Harmens H., Uzhinskiy A., Chaligava O. and participants of the moss survey (2020). Mosses as biomonitors of air pollution: 2015/2016 survey on heavy metals, nitrogen and POPs in Europe and beyond. Report of the ICP Vegetation Moss Survey Coordination Centre, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russian Federation, 136 pp.
In genere nei tempi passati l’arsenico derivava principalmente dalle cave di carbone e dall’industria mineraria. Altri fattori di inquinamento sono le industrie produttrici di vetro e metallurgiche, pesticidi e lacche per legni, ma anche i vulcani. Anche il riscaldamento a carbone o a legna può causare emissioni d’arsenico. L’arsenico ha un effetto molto tossico e cancerogeno sui mammiferi; le piante invece sono poco sensibili a questo metallo.
A causa della conformazione geologica, le concentrazioni più elevate si trovano nella parte occidentale della provincia di Bolzano Gli ultimi rilevamenti hanno evidenziato in media concentrazioni leggermente più elevate che negli anni precedenti. Nel 2015 le concentrazioni medie d’arsenico in provincia sono simili alla mediana europea.
Il cadmio viene emesso nell’ambiente soprattutto a causa dell’uso di concimi artificiali, la combustione di rifiuti e di combustibili fossili. Anche l'industria e l'edilizia come pure gli incendi di abitazioni possono influenzare le emissioni di cadmio. Il cadmio si accumula in quasi tutti gli esseri viventi ed ha azione tossica.
Soprattutto nell’anno 1995 sono stati riscontrati i valori più alti nella zona fra Bolzano e Merano, forse dovuti agli insediamenti industriali e all’apporto di metalli pesanti dei venti provenienti da sud. Dal 1995 si riscontra mediamente una continua diminuzione. Nel 2015 la mediana in Alto Adige è circa metà di quella europea.
Le fonti principali d'emissione di cromo sono le industrie dell'acciaio, la combustione di carbonio senza filtri adatti e l’erosione dei terreni ad opera del vento. Il cromo ha effetti tossici e cancerogeni sugli organismi. In provincia di Bolzano, le concentrazioni di cromo più elevate si riscontrano nelle zone più densamente popolate.
Soprattutto nel 2005 furono rilevati lungo le strade principali valori leggermente elevati di cromo, nel 2010 invece si è riscontrata una nuova diminuzione. Le concentrazioni di cromo sono nuovamente aumentate nel 2015, mentre nel 2021 le concentrazioni si sono normalizzate di nuovo. Nel 2015 i valori di cromo sono molto più elevati della mediana europea, i valori attuali (2021) invece sono simili alla mediana europea del 2015.
Le principali fonti antropiche di ferro sono attribuibili alle industrie dell’acciaio e del ferro, alle miniere di ferro e anche la combustione di carbone. Questo metallo può anche derivare dall’erosione eolica del suolo, soprattutto nelle zone dove affiorano rocce ricche in ferro, frequenti in provincia. Il ferro è un elemento essenziale per molti organismi e difficilmente può avere azione tossica. Dal 1995 le deposizioni sono relativamente costanti ad eccezione dell’anno 2005. Nell’anno 2015 le concentrazioni di ferro sono simili alla mediana europea.
L'emissione di mercurio deriva dalla combustione di carbone e rifiuti, ma anche dall’uso di certi fungicidi. Questo metallo ha un’azione altamente tossica sull'uomo e sugli animali e viene assorbito principalmente attraverso le vie respiratorie. In Alto Adige le concentrazioni di mercurio sono leggermente aumentate dal 1995 al 2000 e rimaste costanti fino al 2010. Negli ultimi due periodi d’indagine è stata riscontrata una considerevole riduzione. A livello mondiale si nota un leggero trend d’aumento. Nel 2015 i valori in Alto Adige in media sono simili a quelli del resto d'Europa.
Le fonti principali di nichel sono la combustione di carbone e petrolio, ma anche le industrie metallurgiche. Il nichel è un elemento essenziale per alcuni organismi, ma ad alte concentrazioni ha effetti tossici: certe leghe con nichel possono essere cancerogene o causare allergie. In Alto Adige sorprendono le concentrazioni elevate nel punto di campionamento vicino a Naturno. I valori medi di nichel nel 1995 e 2000 erano costanti, in seguito è stato rilevato un aumento fino all’anno 2015, mentre nel 2021 le concentrazioni erano le più basse dell’intero periodo d’indagine. Le concentrazioni di nichel nel 2015 sono molto più elevate della mediana europea, attualmente (2021) sono leggermente più basse di quest’ultima.
Il piombo deriva soprattutto dal traffico stradale. Il piombo ha effetti tossici sulla maggior parte degli organismi e non è un metallo essenziale; viene accumulato nelle ossa, nel fegato e nei reni. La concentrazione di questo metallo è in diminuzione sin dal 1995. Ciò è dovuto all'uso di benzina “verde” introdotto negli ultimi anni. Nel 2015 i valori sono al di sotto della mediana europea.
Le principali fonti d’emissione di rame sono le industrie metallurgiche e la combustione di combustibili fossili. Tracce di questo metallo si possono trovare anche nel gasolio, nei fertilizzanti e nei pesticidi usati in viticoltura. Il rame è un elemento essenziale per gli esseri viventi, ma a concentrazioni elevate può avere effetti tossici. In Alto Adige le concentrazioni massime si riscontrano soprattutto nella zona Merano-Bolzano-Bressanone. In media i valori di rame sono in continua diminuzione dal 2005. In Europa la mediana nel 2010 è più bassa di quella della provincia di Bolzano.
Il vanadio deriva principalmente dalle industrie metallurgiche, dalle raffinerie di petrolio e dai terreni erosi dal vento. Questo elemento è essenziale per certi organismi, ma ad alte concentrazioni esercita invece attività tossica, cancerogena e cumulativa. In Alto Adige le concentrazioni maggiori sono state registrate vicino a Merano e Bolzano. Nei primi due periodi di rilevamento non sono state riscontrate variazioni delle concentrazioni, invece nel 2005 i valori erano poco più alti e nel 2010 sono nuovamente diminuiti. Nel 2015 sono stati rilevati valori simili a quelli riscontrati nel 2010 e nel 2021 hanno raggiunto i valori più bassi. I valori di vanadio nel 2015 sono leggermente più alti della mediana europea.
Le principali fonti di zinco sono le industrie metallurgiche e la combustione di combustibili fossili, ma anche il traffico stradale. Per tanti organismi lo zinco è un elemento essenziale e, solo a dosi molto elevate, agisce in modo tossico su piante ed animali. I muschi contengono già delle concentrazioni relativamente elevate di zinco e lo accumulano poco. Nella zona attorno a Bolzano-Merano-Bressanone le concentrazioni erano più elevate, una probabile causa potrebbero essere i centri industriali. In media i valori sono costantemente diminuiti dal 1995. Le mediane europee del 2015 sono leggermente più alte delle concentrazioni misurate in provincia.
Dal 2005 oltre ai metalli pesanti è stato misurato nei muschi anche l’azoto. Le emissioni di azoto possono derivare dall’uso di fertilizzanti. A causa dell’industrializzazione e la continua crescita della popolazione mondiale le concentrazioni atmosferiche di azoto aumentano negli ultimi anni di continuo e causano una eccessiva concimazione e acidificazione dei suoli. Le mediane di azoto negli anni 2015 e 2021 sono simili e rientrano nella media europea.
Contatto: Laboratorio biologico
