Contaminazione ambientale Gaia Manfro 5^bio

La voglia di sicurezza e di qualità alimentare è diventata una richiesta da parte dei consumatori e costituisce il principale obiettivo di imprese e istituzioni che operano nel sistema agricolo ed agroalimentare. Prevenire, distruggere, respingere o controllare organismi non desiderati, è il ruolo dei pesticidi i quali stanno diventando sempre più importanti in un mondo che conta più di 7 miliardi di persone.

Come sarebbe possibile sfamare tutta la popolazione umana prescindendo dal loro utilizzo?

un po di storia:

Justus Von Liebig

nel 1840 aggiunse alla terra ceneri di fosforo e di potassio che secondo lui avrebbero aumentato la fertilità delle piante.

i fitofarmaci

Destinati a:

1. proteggere i vegetali o i prodotti vegetali da tutti gli organismi nocivi o a prevenirne gli effetti(anti-parassitari);

2. favorire o regolare i processi vitali dei vegetali (fitoregolatori);

3. conservare i prodotti vegetali;

4. eliminare le piante indesiderate(diserbanti).

Composto da:

  • Principio attivo;
  • Coadiuvante;
  • Coformulante.

Classificati in:

  • molto tossici/tossici;
  • nocivi;
  • irritanti;
  • non classificati.

Per l’acquisto dei primi tre è necessaria l’autorizzazione conseguita tramite “patentino”(decreto legislativo 150/2012) ma per quelli non classificati, i cosiddetti P.P.O (prodotti per la protezione di piante ornamentali), l’acquisto è libero.

In base a come agiscono si classificano in:

  • Di copertura;
  • Citotropici;
  • Translaminari;
  • Sistemici.

Processi in cui sono coinvolti:

  • Ossidazione;
  • Riduzione;
  • Idrolisi;
  • Sintesi.

Cosa è importante conoscere:

  • Biodegradabilità;
  • Tempo di carenza;
  • Limite di tolleranza

La diffusione dei fitofarmaci nell’ambiente anche a concentrazioni molto basse possono comunque produrre effetti negativi sull’uomo sia per bioaccumulazione, sia per biomagnificazione.

Processi in cui sono coinvolti:

  • La biodegradazione;
  • Il cometabolismo;
  • La polimerizzazione o la coniugazione;
  • L’accumulazione;
  • Gli effetti secondari dell’attività microbica
La scoperta del DDT
p-diclorodifeniltricloroetano
  • Viene rapidamente assorbito dagli insetti;
  • Contribuì all’aumento della produzione di cereali;
  • Alla sconfitta della malaria in varie parti del mondo;
  • E'stabile nell’ambiente per cui il suo effetto dura a lungo
La produzione di diossina

A seguito della scoperta di come unire il cloro a idrocarburi derivati dal petrolio, inizia una massiccia produzione industriale di solventi, pesticidi, disinfettanti, materie plastiche che per combustione liberano alcuni sottoprodotti indesiderati: le diossine.

Sono un gruppo di inquinanti organici persistenti altamente tossici.

Il TCDD (2,3,7,8 tetracloro-dibenzo-diossina), la più tossica tra tutte.

2,3,7,8 tetracloro-dibenzo-diossina

Le diossine sono:

  • Sostanze semivolatili;
  • Termostabili;
  • Scarsamente polari;
  • Insolubili in acqua;
  • Altamente liposolubili;
  • Resistenti alla degradazione chimica e biologica.

Altri tipi di contaminazione ambientale:

Gli IPA

Idrocarduri policiclici aromatici

benzo(a)pirene

Sono molto stabili e, a differenza del naftalene, non hanno impiego commerciale.

Naftalene

Sono tra i maggiori inquinanti atmosferici: provengono dal traffico veicolare, dal fumo di sigaretta, dalla combustione del legno ecc.

IPAs increase air pollution, in fact is contamination of the indoor or outdoor environment, that modifies the natural characteristics of the atmosphere.

How air pollution affects your health

L’accumulo di IPA nei tessuti adiposi genera la formazione di lesioni e tumori epatici.

Esercitano attività cancerogena attraverso un preciso ‘’meccanismo d’azione’’ mediante gli enzimi idrocarbossilasi e idrocarbomonossigenasi con formazione di dioli.

I dioli formatisi, alcuni vanno incontro ad un’ulteriore epossidazione, formano così degli epossidi diossidrilati che sono le molecole responsabili dell’innesco del processo canceroso esercitando un’azione genotossica.

Analisi chimiche degli ipa:

HPLC

Cromatografia liquida ad alta prestazione (in inglese High Performance Liquid Chromatography)

Schema a blocchi

le parti piu importanti sono:

  • Il campionatore;
  • Le pompe;
  • La colonna;
  • Il rivelatore.
Lo spettrometro di massa

Serve a misurare la massa di ioni

Schema a blocchi

La legge che descrive le interazioni del campo elettrico e del campo magnetico su corpi elettricamente carichi fu spiegata dal fisico olandese Hendrik Lorentz

Questa legge dichiara che, in presenza di un campo magnetico B , un corpo dotato di una carica q e di una velocità (istantanea) V è soggetto a una forza, detta forza di Lorentz, pari a

F =q v ×B

  1. le particelle sono accelerate tramite un metodo qualsiasi sino a raggiungere una velocità nota v.
  2. le particelle cariche si muovono di moto rettilineo uniforme
  3. esse vengono convogliate in una regione in cui è presente un campo magnetico B
  4. una volta entrate in questa regione le particelle inizieranno a descrivere delle circonferenze
  5. Su una barriera perpendicolare al tratto rettilineo è situato un dispositivo in grado di rilevare il passaggio di particelle cariche
  6. quindi possibile risalire al raggio della traiettoria descritta e, quindi, al rapporto carica / massa della particella in questione: difatti, dall’equazione

q v B = mv2/r ⇒ r = mv/qB

Ma che cosa succede se, oltre ad un campo magnetico B, è presente anche un campo elettrico E? In generale infatti si parla di campo elettro-magnetico.

In questo caso possiamo illustrare il moto scomponendolo in due moti indipendenti: uno nella direzione individuata dal campo elettrico E pari a a=q E/m, e uno nel piano perpendicolare a tale direzione pari a ω=qB/m.

Biorisanamento degli IPA

Biodegradazione del naftalene a opera del batterio Pseudomonas putida G7 in grado di utilizzare gli idrocarburi aromatici come fonte di carbonio e energia.

Pseudomonas putida G7
Pattern degradativo del naftalene ad opera di Pseudomonas Putida G7

Gli Pseudomonas sono bacilli gram-negativi e hanno le seguenti caratteristiche:

  • Non formano spore;
  • Sono mobili con uno o piu flagelli;
  • Hanno metabolismo aerobico;
  • Sono in grado di cescere su in una vasta gamma di substrati organici.

Fattori che influenzano la biodegradazione dei pesticidi nei suoli

I fattori sono generalmente specifici e sono:

  • umidità, temperatura, sostanza organica, argilla, pH e struttura del suolo;
  • struttura, concentrazione e trattamento del fitofarmaco;
  • numero, attività specifica e metabolismo/cometabolismo dei microrganismi presenti.

Ingegneria genetica e agricoltura

Durante gli anni settanta, la capacità di manipolare il DNA, mediante l'ingegneria genetica, divenne una realtà e durante gli anni ottanta divenne la base di una delle maggiori industrie.

La "rivoluzione verde" della metà degli anni sessanta utilizzò tecniche convenzionali di riproduzione delle piante, di riproduzione selettiva, di ibridizzazione, di impollinazione incrociata e di incroci di ritorno per sviluppare nuove varietà di riso, di frumento e di granturco, le quali, se usate con grandi quantità di fertilizzanti chimici, producevano rese di raccolti eccezionalmente elevate.

le rese medie dei cereali sono cresciute di 2,65 volte, passando in media da 14.000 a 37.000 kilogrammi per ettaro.

Lavorando a livello cellulare è ora possibile accelerare grandemente il processo di riproduzione delle piante, così possono essere sviluppate piante che resistono a particolari difficoltà. si stanno studiando infatti già due grandi possibilità:

  1. Risparmiare i fertilizzanti mediante l'ingegneria genetica di piante, oltre ai legumi, in grado di fissare autonomamente l'azoto, in quanto non vi sarebbero deflussi superficiali inquinanti di fertilizzanti chimici.
  2. Sempre tramite l'ingegneria genetica si cerca il miglioramento dell'efficienza fotosintetica.

Nonostante la notevole potenzialità della "rivoluzione verde" queste tecnologie, non possono sostenere una crescita incontrollata della popolazione mondiale, ma possono semplicemente ritardare un'inevitabile condizione di carestia nel mondo intero che le tecnologie agricole non saranno in grado di alleviare causate dal surriscaldamento globale (effetto serra),dalla deplezione dell'ozono (per mezzo dei fluoroclorocarburi) oppure dai disastri naturali, come le massicce eruzioni vulcaniche o le collisioni con grandi meteoriti,

Global warming is the gradual heating of Earth's surface, oceans and atmosphere.

Global warm temperatures in 2015 bu NASA

Occurs when carbon dioxide (CO2) and other air pollutants and greenhouse gasses collect in the atmosphere and absorb sunlight and solar radiation that have bounced off the earth’s surface.

The consequences are:

  • Melting glaciers could drive many plant and animal species to extinction;
  • Disruption of habitats;
  • Rising sea levels;
  • Forests, farms, and cities will face with new factors that will damage or destroy agriculture and fisheries;
  • Allergies, asthma, and infectious disease outbreaks will become more common due to increased.

La contaminazione chimica:

Nel Seveso: diossina

Il 10 luglio del 1976, nello stabilimento chimico dell’ICMESA (Industrie Chimiche Meda Società Azionaria), una valvola di sicurezza di un reattore esplode provocando la fuoriuscita di alcuni chili di diossina nebulizzata. Era noto che con il surriscaldamento della reazione si sarebbe formata diossina.

Zone contaminate

Pochi giorni dopo l’incidente iniziò la morte degli animali, morirono galline, uccelli, conigli, le foglie degli alberi ingiallirono e caddero, gli alberi in breve tempo morirono, come tutte le altre forme vegetali. Nell’area interessata vivevano circa 100.000 persone. Solo dopo pochi giorni si verificarono i primi casi di intossicazione nella popolazione; i più colpiti furono i bambini.

Si diede nome a una malattia quasi sconosciuta: la cloracne; sintomo dell’esposizione alla diossina, colpisce la pelle soprattutto del volto e dei genitali, se l’esposizione è prolungata si diffonde in tutto il corpo. Si presenta con comparsa di macchie rosse che evolvono in bub-boni pustolosi giallastri di difficile guarigione, e la pelle cade a brandelli. Inoltre compromette le funzionalità epatiche, l’inalazione del compostocomporta seri problemi respiratori.

Vittima di cloracne

Il composto che si deposita sul terreno non è assolutamente biodegradabile né è intaccato dai microrganismi presenti nel terreno

L’impianto ICMESA è stato interrato e al suo posto sia sorto il “Bosco delle Querce” con flora e fauna importate, come simbolo per non dimenticare.

Bosco delle Querce
In Belgio: polli alla diossina
Alle Hawaii: latte con eptacloro

Credits:

Created with images by NASA Goddard Photo and Video - "Analyses Reveal Record-Shattering Global Warm Temperatures in 2015"

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