Proprietà magnetiche di licheni e foglie per il biomonitoraggio della qualità dell’aria

Un recente studio multidisciplinare ha evidenziato la relazione tra le proprietà magnetiche dei licheni e la concentrazione di metalli pesanti campionati in una zona fortemente antropizzata della periferia est romana

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Un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e dell’Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale della Regione Lazio (ARPA Lazio) ha analizzato i licheni campionati nel 2017 a Roma, in via di Salone, una zona caratterizzata da molteplici sorgenti di inquinamento atmosferico, tra cui frequenti combustioni abusive all’aperto.

La ricerca, pubblicata sulla rivista “Science of the Total Environment” del gruppo Elsevier, ha messo in luce le proprietà dei licheni in qualità di recettori e accumulatori di polveri sottili.

Particulate Matter (PM), di cosa si tratta?

Le polveri sottili — spiega il tecnologo dell’INGV Aldo Winkler — sono costituite da sostanze micrometriche sospese in aria, presenti in atmosfera per cause naturali o antropiche. Di solito, quando si parla di particolato sottile, ci si riferisce al cosiddetto PM10, costituito da particelle dal diametro uguale o inferiore a 10 millesimi di millimetro. Oggi si presta attenzione a polveri di dimensioni ancora minori, il PM2.5, e persino nanometriche, le più pericolose. In questo studio sono stati analizzati licheni autoctoni e trapiantati nella zona studiata interpretandoli – appunto – come recettori e accumulatori di PM”.

Considerando l’impatto di queste particelle sulla salute e sul benessere della popolazione, negli ultimi anni si sono diffuse metodologie innovative di ricerca e analisi sul PM, tra cui quelle utilizzate in questo lavoro, che sono complementari all’uso delle centraline.

Sfruttare le proprietà magnetiche

Il PM — spiega Winkler— può comprendere una frazione magnetica derivante da processi di combustione, per esempio nel caso di emissioni industriali e veicolari, e di abrasione, come per i freni e le rotaie. Il biomonitoraggio con metodi magnetici consiste nel considerare foglie e licheni come collettori di particolato atmosferico che ne modifica sensibilmente le proprietà magnetiche, fornendo così una rapida indicazione dell’inquinamento atmosferico da polveri sottili e consentendo la differenziazione tra PM derivante da sorgenti naturali da quello derivante da sorgenti antropiche”.

Gli studiosi hanno effettuato un confronto tra analisi magnetiche e chimiche, che ha portato a significative correlazioni lineari tra i parametri magnetici dipendenti dalla concentrazione e la concentrazione di metalli pesanti. Le indagini hanno rivelato proprietà legate alla complessità antropica della zona, dove vengono emesse e bioaccumulate polveri industriali, insieme a quelle dovute al traffico e agli incendi.

Le particelle magnetiche sono risultate incorporate nei tessuti dei licheni: composizione, morfologia e granulometria hanno sostenuto fortemente la loro origine antropica, legata principalmente alla combustione.

Proprietà magnetiche di licheni e foglie per il biomonitoraggio della qualità dell’aria
Immagine al microscopio elettronico a scansione, particella sferica ricca di ferro, inglobata nelle strutture licheniche. (© INGV – Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia)

Il confronto tra proprietà magnetiche, analisi chimiche e osservazioni al microscopio elettronico —prosegue Aldo Winkler — ha permesso di delineare, nei licheni campionati, l’importante accumulo di particolati magnetici micrometrici, a livello compositivo simili alla magnetite, legati alla presenza di metalli pesanti quali rame, zinco, nichel, cromo e piombo”.

“Questi risultati — conclude l’esperto — ribadiscono l’elevato grado di antropizzazione della zona studiata, caratterizzata da molteplici sorgenti di inquinamento”.

Non solo licheni, le ricerche proseguono

Data la complessità dell’area, gli scienziati non hanno potuto discriminare completamente le molteplici fonti antropogeniche. Nonostante questo aspetto, il biomonitoraggio magnetico dei licheni è emerso come metodologia eccellente per una rapida caratterizzazione dell’inquinamento ambientale.

In ambito urbano, focalizzando l’interesse sul traffico — specifica INGV — le ricerche continuano in collaborazione con il Dipartimento di Biologia Ambientale dell’Università degli Studi di Roma Sapienza, relazionando le misurazioni magnetiche ai tratti funzionali di foglie di leccio campionate in aree urbane soggette a intenso traffico veicolare.

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