Rivista Environnement

VERTA VALLAYE

I licheni, con la loro capacità di assorbire sostanze dall'atmosfera, sono fra gli indicatori biologici più impiegati per integrare i dati di valutazione della qualità ambientale forniti dai risultati delle analisi standard.

MONITORARE LA QUALITÀ DELL'ARIA

di Roberta Ferrarese

Esemplare di "Pseudevernia furfuracea" (L.) Zopf.

L'inquinamento, espresso in termini di concentrazioni misurate sperimentalmente, è di facile definizione operazionale, ma il suo monitoraggio risulta assai difficile in quanto le concentrazioni degli inquinanti in atmosfera sono molto variabili nel tempo e nello spazio. La difficoltà di utilizzo delle centraline automatiche, dovuta agli elevati costi di istallazione e manutenzione, ha portato ad un sempre maggiore impiego di indicatori biologici per la valutazione della qualità ambientale. Il loro utilizzo fornisce infatti un'utile integrazione ai risultati ottenuti con le metodiche analitiche standard: ciò consente di ottenere un quadro globale della situazione ambientale degli ecosistemi di cui tali organismi fanno parte. La possibilità di utilizzare gli esseri viventi come biomonitors è legata al fatto che essi attuano continui scambi di sostanze con gli ambienti in cui vivono. Nella biosfera esistono, oltre alle normali sostanze presenti naturalmente, anche elementi dannosi (perlopiù immessi nell'ambiente dalle attività umane) che sono assunti dagli organismi viventi insieme ai nutrienti: sono sufficienti piccole variazioni delle condizioni biotiche ed abiotiche del sistema perché il delicato equilibrio esistente tra organismi e ambiente si spezzi.
Le alterazioni ecologiche indotte dall'inquinamento sull'ambiente possono manifestarsi a due differenti livelli:
1. accumulo di sostanze: tale fenomeno sta alla base delle tecniche di bioaccumulo che misurano le concentrazioni di molteplici sostanze in organismi in grado di assorbirle dall'ambiente esterno;
2. modificazioni morfologiche, fisiologiche o genetiche a livello di organismo, di popolazione o di comunità: su di esse si basano le tecniche di bioindicazione, in grado di stimare gli effetti indotti da variazioni ambientali su componenti sensibili degli ecosistemi.
Non tutti gli organismi viventi possono essere considerati dei biomonitors, in quanto per essere utilizzati per il monitoraggio ambientale devono possedere i seguenti requisiti: notevole sensibilità ai fattori indagati, elevata diffusione spaziale, scarsa mobilità e lungo ciclo vitale. I licheni, in particolare quelli che colonizzano le cortecce degli alberi, sono in grado di fornire ottime indicazioni sulla qualità dell'ambiente, dal momento che il loro metabolismo è strettamente dipendente dall'atmosfera. Nel biomonitoraggio dell'inquinamento atmosferico complessivo essi permettono di realizzare indagini ambientali scientificamente valide e complete. Essi, infatti, possono essere impiegati sia come bioindicatori (correlando determinate intensità di disturbo ambientale a variazioni del loro aspetto esteriore e della loro diffusione) sia come bioaccumulatori (sfruttando la loro capacità di assorbire sostanze dall'atmosfera; in particolare essi sono efficaci accumulatori di metalli pesanti).
A partire dal 1996 sono state avviate anche nella città di Aosta alcune indagini volte a verificare la possibilità di utilizzare licheni come indicatori di inquinamento. I licheni utilizzati appartengono tutti alla tutti stessa specie (Pseudevernia furfuracea L. Zopf), che colonizza le cortecce di latifoglie e conifere. Tale lichene non è presente naturalmente nella città di Aosta; si è quindi utilizzata la tecnica del trapianto: talli di Pseudevernia sono stati prelevati in zone boscose distanti da sorgenti di emissione ed esposti in città.
Accanto alle prove strettamente analitiche per determinare le quantità di metalli pesanti accumulate nei campioni esposti è stata realizzata, nel corso di tutte le campagne, la valutazione delle condizioni di vitalità dei talli esposti in quanto un lichene sofferente perde progressivamente le sue capacità di bioaccumulo. Si è utilizzata la tecnica di analisi della microscopia a fluorescenza: tale metodo si basa sulla misura della fluorescenza della sostanza in esame, in questo caso la clorofilla. In base ai colori da essa assunti è possibile classificare lo stato di vitalità delle cellule. Infatti quando il lichene non è più in buone condizioni perché sottoposto ad eccessivi stress ambientali la clorofilla degenera variando il suo campo di assorbimento nel visibile: da rosso vivo il suo colore diventa meno brillante e vira verso l'arancio pallido fino al bianco. Nella tavola sotto riportata è mostrato un esempio di progressiva degenerazione cellulare rilevata in alcuni licheni esposti nel sito di Piazza Plouves al prolungarsi del tempo di esposizione.
Nel periodo novembre 1998-maggio 1999 ad Aosta è stata realizzata una campagna di biomonitoraggio con l'obiettivo di verificare sia l'omogeneità del bioaccumulo di metalli in campioni lichenici differenti che la linearità tra bioaccumulo ed esposizione in uno specifico punto di monitoraggio (Piazza Plouves). È stato scelto questo sito urbano in quanto sede di una stazione di rilevamento automatico, presso la quale è in funzione un campionatore in continuo di particolato fine PM10. In questo modo si è potuta studiare la correlazione tra le concentrazioni di metalli nel pulviscolo atmosferico rilevato dalla centralina e il bioaccumulo dei medesimi nei talli lichenici. Tale correlazione è risultata essere ottima per i metalli più direttamente collegati all'inquinamento da traffico urbano (piombo, nichel e rame), abbastanza buona per ferro e cromo, scarsa o addirittura nulla per manganese, zinco e cadmio. Nel tentativo di valutare la qualità dell'aria nell'intero capoluogo aostano è stata, inoltre, realizzata anche un'indagine con l'esposizione di talli lichenici in sei siti della città caratterizzati da situazioni di inquinamento differenti: incrocio dell'Ospedale, Piazza Plouves, Teatro romano, sede dei Vigili del Fuoco, Via Parigi, Mont Fleury. L'indagine ha permesso di valutare l'accumulo di metalli pesanti in singoli campioni trapiantati e prelevati di mese in mese, tenendo conto sia delle condizioni di vitalità dell'organismo che dei livelli di inquinamento atmosferico stimati mediante i livelli di concentrazione di particolato PM 10 e di monossido di carbonio. I dati biologici ricavati con quest'indagine hanno confermato quelli delle centraline fornendo un quadro della qualità dell'aria del centro di Aosta del tutto analogo a quello risultante dalla strumentazione automatica. Una terza campagna è stata poi realizzata nel periodo novembre 1999-giugno 2000 con l'intento di verificare in che misura la relazione tra bioaccumulo ed esposizione ai metalli in atmosfera dei licheni trapiantanti sia ripetibile nello stesso sito in periodi diversi e in che misura essa sia influenzata dalla particolare tipologia di sito. A tal fine, si sono scelti tre siti dalle differenti caratteristiche: Aosta-Piazza Plouves (zona urbana caratterizzata da intenso traffico autoveicolare leggero), Donnas-loc. Montey (zona rurale di fondovalle percorsa da diverse vie di traffico), Morgex-capoluogo (sito in diretta prossimità della S.S. 26). Dal confronto tra i dati biologici forniti dai talli esposti e le concentrazioni di metalli rilevate nel particolato atmosferico campionato in questi punti di rilevamento è stato possibile ottenere informazioni sulle capacità di bioaccumulo in situazioni di inquinamento diverse.
Dallo studio è emerso chiaramente un comportamento differente del bioaccumulo dei licheni nei confronti del rame rispetto a tutti gli altri metalli: per esso, infatti, sembrano essersi verificate sia le condizioni di ripetibilità che quelle di riproducibilità. Inoltre il bioaccumulo di tale metallo appare eccezionalmente lineare, anche considerando periodi prolungati d'esposizione. Questi risultati così appariscenti richiedono sicuramente un'interpretazione in chiave fisiologica. Per tutti gli altri metalli considerati sono confermate, e quindi rafforzate, le indicazioni di maggiore o minore linearità di bioaccumulo già ottenute nelle precedenti campagne. Risultati interessanti, tali da lasciare aperta la prospettiva di un monitoraggio ambientale territoriale con questo metodo, sono stati osservati anche per il ferro.
Dai risultati ottenuti dalle indagini descritte appare evidente come l'impiego dei licheni come indicatori risulti essere un'ottima procedura complementare a quella strumentale, valida per definire il quadro globale della situazione ambientale in una data area di studio, sia rispetto alla presenza di specifici agenti inquinanti (metalli pesanti) sia come indice di impatto di determinate sorgenti inquinanti (traffico veicolare, riscaldamento domestico, specifici impianti industriali ecc.).