Suolo. Storicamente Il suolo è la componente dell ecosistema, composta da frammenti di rocce, minerali e sostanza organica... In un contesto agricolo

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1 Suolo Storicamente Il suolo è la componente dell ecosistema, composta da frammenti di rocce, minerali e sostanza organica... In un contesto agricolo Il suolo è costituito da particelle in grado di supportare la crescita delle colture e può essere lavorato. Il punto di vista contemporaneo Il suolo costituisce una risorsa naturale non rinnavabile

2 Classificazione dell inquinamento del suolo agrario in base all origine: Inquinamento accidentale: quello che danneggia il suolo casualmente o per cause indirette. Esso comprende: Contaminanti ambientali (scarichi industriali,metalli pesanti, composti organoclorurati, ecc.) Sostanze ad azione medicamentosa (farmaci, integratori usati dagli allevatori, ecc.) Biocontaminanti (micotossine, elaborate da varie specie di miceti presenti nel suolo) Inquinamento consapevole: quello correlato a sostanze impiegate volontariamente dall uomo per il trattamento del suolo agrario. Esso comprende: Sostanze usate a scopo profilattico-terapeutico (antibiotici, chemioterapici, antiparassitari, ecc.) Fertilizzanti: naturali o artificiali usati per migliorare la produzione agricola

3 I Supertossici! Diossine PCB (Poli-Cloro-Bifenili) Micotossine

4 Diossine gruppo di sostanze chimiche etero-aromatiche polialogenate : policlorodibenzodiossine (PCDD) policlorodibenzofurani (PCDF) LIVELLO DI CLORURAZIONE da 1 a 8 Diossina Seveso 1976: 2,3,7,8-p-tetraclorodibenzodiossina (2,3,7,8-TCDD) Per analogia con le proprietà chimico-fisiche e tossicologiche della TCDD, altre 16 "diossine" (tutte cloro-sostituite alle posizioni C2, C3, C7, e C8) sono considerate tossiche

5 DIOSSINE/FURANI sottoprodotti non intenzionali Carbonio Idrogeno Ossigeno Cloro 2,3,7,8-TETRACLORODIBENZO-p-DIOSSINA

6 CARATTERISTICHE COMUNI DELLE DIOSSINE (a) altamente lipofile (b) sostanzialmente insolubili in acqua (c) molto stabili chimicamente e fisicamente (d) in genere estremamente persistenti nell'ambiente e nei sistemi biologici

7 Grado di assorbimento L assorbimento enterico della TCDD è molto elevato; si calcola una percentuale superiore all 80% per animali adulti. La percentuale di assorbimento è inferiore per le diossine con più atomi di cloro. Le diossine si accumulano nel tessuto adiposo e nel fegato, in proporzioni variabili a seconda della dose e della specie animale coinvolta.

8 Vie di eliminazione Tutte le diossine diverse dalle tetracloro-sostituite vengono rapidamente eliminate dall organismo dei mammiferi attraverso due differenti meccanismi: nel primo caso le diossine vengono convertite nel fegato in composti dalle caratteristiche maggiormente polari, che vengono poi escreti per via biliare. il secondo meccanismo è rappresentato dalla escrezione diretta attraverso la parete intestinale, specialmente per quanto riguarda le diossine con un elevato numero di atomi di cloro. Le tetracloro-sostituite vengono invece accumulate nella frazione lipidica del corpo animale ed eliminate più lentamente con i liquidi organici ad alto tenore di grasso (latte).

9 P C B Poli-Cloro-Bifenili bifenili policlorurati = PCB livello di clorurazione da 1 a 10 prodotti tecnologici: non infiammabili, idrorepellenti, plastificanti, gomma, ecc. produzione vietata da anni 80'

10 P C B Contengono come contaminanti le diossine. Le producono per combustione 1000 C Effetti: analoghi diossina (dioxin-like PCB) 12 PCB considerati tossici Usati come marker per la ricerca delle diossine.

11 EFFETTI TOSSICI di PCDD, PCDF, PCB Tossicità cutanea cloracne, iper pigmentazione Epatotossicità alterazione funzionalità e lesioni Immunotossicità alterazione immunità umorale Cancerogenicità 2,3,7,8-TCDD pericoloso "modulatore" o "sregolatore" endocrino (endocrine disruptor).

12 Secondo l O. M. S., gli attuali livelli di diossine e dei composti simili (PCB) sono tali che gli effetti seppure impercettibili potrebbero già manifestarsi sulla popolazione dei paesi sviluppati

13 Le Diossine e gli altri PCB sono composti persistenti non sono decomposti dai comuni microrganismi e/o processi naturali e quindi si accumulano nel suolo, sedimenti, aria, acqua.

14 LE DIOSSINE E GLI ALTRI PCB SONO BIOACCUMULABILI NEGLI ORGANISMI VIVENTI E QUINDI HANNO LA CAPACITA DI RISALIRE LA CATENA ALIMENTARE, GIUNGENDO FINO ALL UOMO.

15 Biocontaminanti : Il caso delle micotossine Cosa sono? molecole molto resistenti prodotte da funghi e molecole molto resistenti prodotte da funghi e persistenti dopo la morte del fungo stesso.

16 Micotossine Metaboliti secondari, tossici per gli animali superiori, prodotti da muffe. Le micotossine non sono una classe chimica. Molto grande è la diversità di molecole prodotte, anche se per famiglie di prodotti simili (es.: aflatossine, tricoteceni, fumonisine, ecc.). La produzione è connessa alla crescita fungina.

17 Aflatossine B1, B2, G1, G2. Le aflatossine sono prodotte da tre specie di Aspergillus, vale a dire A. flavus, A. parasiticus e dell'a. nomius (specie rara). Si ritiene generalmente che l'a. flavus produca le aflatossine B1 e B2, mentre l'a. parasiticus produca le aflatossine B1, B2, G1, G2.

18 Ocratossina L'ocratossina A e' una micotossina prodotta da funghi della specie Penicillum e Aspergillus. Si trova in natura in vari alimenti vegetali come i cereali, i preparati di cereali, il caffe' in grani, i legumi, l uva, il vino rosso del sud. Si rinviene anche in prodotti di origine animale, specialmente in reni, fegato e sangue, ma anche nella carne soprattutto di suino. E rintracciabile nel sangue umano.

19 Zearalenone Lo zearalenone e' una tossina prodotta da miceti del genere Fusarium ed in particolare F. graminearum, F. culmorum e F. equiseti. Si trova nei cereali ed in particolare nel mais. Patulina Lapatulinae'unamicotossinaprodottadafunghidivario genere, incluso il Penicillum, Aspergillus Sebbene la patulina si possa trovare in molti frutti ammuffiti, cereali ed altri alimenti, le fonti principali di contaminazione da patulina sono le mele ed i prodotti derivati.

20 EFFETTI TOSSICI DELLE MICOTOSSINE Micotossina Effetto Aflatossina B 1 Cancerogeno, epatotossico, danni al DNA, immunosoppressore Aflatossina M 1 Mutageno, immunosoppressore, epatotossico, danni al DNA Ocratossina A Nefrotossico, teratogeno, immunosoppressore, cancerogeno Acido Neurotossico ciclopiazonico Citrinina Nefrotossico Fumonisina B 1 Neurotossico, cancerogeno, citotossico Tricoteceni Immunosoppressore, dermatotossico, emorragico Zearalenone Estrogenosimile Ergoline Neurotossico Aurofusarina Perossidante, altera metabolismo lipidico, qualità prodotti Sterigmatocistina Cancerogeno, epatotossico Patulina Citotossico, immunosoppressore

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22 agrofarmaci Sostanze o miscele di sostanze atte a prevenire, distruggere, allontanare o attenuare qualsiasi avversità che possa influenzare negativamente la vita delle piante coltivate I fattori che inducono ad una crescente utilizzazione dei fitofarmaci sono legati alla ridotta capacità di difesa delle piante coltivate di fronte ai parassiti e vegetali infestanti conseguenza della prolungata protezione artificiale che queste stesse piante hanno subito nei confronti di condizioni climatiche e biologiche sfavorevoli.

23 IMPATTO AMBIENTALE I fitofarmaci per la loro natura sono persistenti nella biosfera. Sono inquinanti in quanto la loro azione tossica non è specifica né localizzata. Infatti, il fitofarmaco si diffonde, si disperde, si degrada nell ambiente in relazione alle sue caratteristiche chimico-fisiche e delle condizioni ambientali e metereologiche.

24 Nonostante i loro molteplici vantaggi, bisogna mettere ben in evidenza i loro aspetti negativi: 1. Elevata tossicità, non solo per l uomo che li manipola, ma anche per la collettività che consuma i prodotti agricoli con essi trattati, inducendo effetti cancerogeni, mutageni e teratogeni. 2. Accumulo di residui inquinanti nel suolo, nell acqua e negli alimenti: per residui si intendono sostanze di interesse tossicologico derivati dai prodotti di partenza dopo la loro metabolizzazione o degradazione.

25 La valutazione epidemiologica degli effetti tossici dei pesticidi non è facile, in quanto: gli agricoltori e/o consumatori presentano un esposizione a sostanze chimiche multiple e DIVERSE nel tempo; in molte malattie di tipo cronico degenerativo o eziologico multifattoriale, non è facile valutare il ruolo di ciascun fattore eziologico; esiste un estrema variabilità nella sensibilità individuale; difficoltà di quantificare i livelli di esposizione.

26 Si sono evidenziate: neuropatie periferiche; sensibilizzazioni cutanee e respiratorie; effetti sulla fertilità; deficit nella risposta immunitaria; sarcomi dei tessuti molli

27 INSETTICIDI Sono rappresentati: PIRETRINE NATURALI E DI SINTESI COMPOSTI ORGANICI CLORURATI COMPOSTI ORGANICI FOSFORATI CARBAMMATI

28 I COMPOSTI CLORURATI ORGANICI Questi composti sono caratterizzati: 1. elevata resistenza delle molecole a fenomeni di degradazione; 2. elevata capacità di accumulo nelle strutture lipidiche nervose, nei grassi di deposito animali; 3. alta persistenza ambientale; 4. tossicità acuta poco rilevante, tossicità cronica legata all accumulo della molecola nell organismo animale.

29 I fenomeni di accumulo riguardano sia il terreno, sia l ambiente in cui vengono distribuiti, sia l organismo animale (fegato, rene, cuore, cervello e strutture adipose). In relazione alle caratteristiche di persistenza e scarsa degradazione ambientale, quindi al loro potenziale inquinante, molti composti di questa classe, non sono più ammessi all impiego. Il capostipite di questo gruppo di insetticidi è il dicloro-difeniltricloroetano (DDT), che agisce, sia per contatto, sia per ingestione. Applicato sulle pareti e sulle superfici esplica una lunga azione residua (molti mesi) sugli insetti che vi si posano.

30 COMPOSTI FOSFORATI Anche questi agiscono per contatto o per ingestione, ma la maggior parte ha un azione residua di breve durata. Sono poco idrosolubili, con buona liposolubilità, la loro degradazione è favorita in ambiente alcalino. Presentano alti valori di tossicità acuta: inibiscono la colinesterasi e provocano accumulo di acetilcolina non sono usati in ambiente domestico, trovano largo impiego in agricoltura la loro detenzione, vendita e utilizzo sono regolamentati dalla legge

31 Tra gli ERBICIDI di maggior interesse tossicologico abbiamo: DIPIRIDILICI (PARAQUAT) Elevatissima tossicità acuta non ci sono prove circa la sua tossicità cronica ACIDI FENOSSIALIFATICI Comprendono un centinaio di composti diversi Modesta tossicità acuta vengono rapidamente metabolizzati Diossine ad effetto teratogeno prodotte durante i processi di sintesi COMPOSTI FENOLICI E CRESOLICI Ad elevata tossicità acuta

32 DERIVATI DALLE NITROANILINE (TRIFURALIN) Minore ruolo tossico Largo impiego Modesta tossicità acuta Rapidamente metabolizzati Non sono stati dimostrati danni da esposizione cronica COMPOSTI TRIAZINICI (ATRAZINA) EFFETTO MUTAGENO

33 NITRATI Sono presenti nelle acque sia naturalmente che come conseguenza all uso di fertilizzanti. La loro presenza a concentrazioni notevoli denota una compromissione della risorsa idrica. Hanno un limite nelle acque potabili di 45 mg/l che si abbassa nelle acque destinate all infanzia fino a 10 mg/l. Pertanto risulta importante salvaguardare il suolo e di conseguenza le acque da una eccessiva concentrazione di nitrati

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36 CONCLUSIONE Viene richiesto a chiunque opera nel settore agricolo di attivarsi per adottare le migliori tecniche disponibili per ridurre l impatto ambientale, ottimizzare i fattori produttivi presenti in azienda, utilizzare in modo efficace l energia, prevenire qualsiasi forma di inquinamento.

37 Interazione fra gli inquinanti, terreno e microrganismi in esso presenti Alcune forme di citocromo come il P4501A1 ed il P4502E1 (conosciute perché metabolizzano in particolar modo gli IPA, i PCB, molti pesticidi ed i composti clorurati) di mammifero sono presenti nei microrganismi del terreno agrario (es. funghi micorrizici e/o nei batteri della rizosfera). Essi aumentano il metabolismo degli inquinanti presenti nei terreni ed interrompono la catena che li porta verso le piante. Il sistema è tanto più veloce quanto più ricco e vario è il popolamento biotico del terreno.

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42 I principali parassiti del terreno Marciume radicale fibroso (Armillaria mellea) Nematodi galligeni (Meloidogyne incognita) Tumore batterico dei fruttiferi (Agrobacterium tumefaciens)

43 Marciume radicale fibroso

44 Marciume radicale lanoso

45 Attacco di Phytophthora su giovani astoni di pesco

46 Marciume localizzato nella zona del colletto

47 Nematodi galligeni

48 Nematodi galligeni

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51 Agrobacterium tumefaciens

52 Micorrize Ectomicorrize Endomicorrize

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58 Micorrize

59 Dinamica di sviluppo dei Glomus spp. 1 a settimana: penetrazione nelle radici 2 a settimana: inizio della simbiosi 3 a settimana: sviluppo micelio esterno 4 a settimana: sviluppo ottimale micorrizazione 5 a settimana: mantenimento della simbiosi

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61 Trichoderma

62 IPA PCB PESTICIDI- FERTILIZZANTI Filtro Biologico:Batteri e Funghi Micorrizici VEGETALI UOMO

63 Vantaggi Aumento dell estensione dell apparato radicale anche di volte, con notevole aumento delle potenzialità nutrizionali. Miglioramento dell assorbimento dei principali elementi presenti nel terreno (N, P, K) e microelementi. Diminuzione dell accumulo di nitriti e nitrati nelle parti eduli delle piante e nel suolo. Miglioramento dello stato fitosanitario delle piante. Riduzione degli stress dovuti a carenza idrica, squilibri termici e crisi di trapianto. Controllo dei patogeni della radice e del colletto.