Definizione di Inquinamento

1. Definizione di Inquinamento Alterazione delle proprietà fisiche chimiche o biologiche dell’ambiente in seguito all’azione antropica Inquinamento dell’aria “Stato dell’aria atmosferica conseguente alla immissione nella stessa di sostanze di qualsiasi natura in misura e condizioni tali da alterare la salubrità dell’aria e da costituire pregiudizio diretto o indiretto per la salute dei cittadini o danno ai beni pubblici [..ecosistemi ...] e privati.”

2. BERSAGLIO ATMOSFERA FONTE - Caratteristiche fisiche e chimiche delle emissioni - Quantità emesse - Effetti su Uomo Animali Vegetali Materiali altri comparti ambientali - Diluizione - Reattività - Produzione di inquinanti secondari - Trasporto - Effetti climatici

3. Fattori che condizionano la dispersione, il trasporto e la deposizione di inquinanti • movimenti orizzontali (venti) • turbolenza termica (convettiva): movimenti verticali • turbolenza meccanica (asperità) • stabilità atmosferica (profilo termico, inversioni)

4. Trasferimento delle sostanze inquinanti dall’atmosfera agli altri comparti deposizione Vegetali ingestione deposizione ingestione Aria Suolo Uomo Animali ingestione inalazione Sostanza Inquinante inalazione

5. Inquinamento atmosferico Effetti sui manufatti e monumenti 1908 1969 Fonte: Westfälisches Amt für Denkmalpflege

6. Azione degli inquinanti atmosferici gassosi sulla vegetazione • Assimilazione fogliare per via stomatica(difficilmente per via cuticolare) • Dissoluzione nel film acquoso che ricopre le pareti delle cellule della cavità sottostomatica: generazione di forme radicaliche attive Visibili Acuti Effetti “Invisibili” o fisiologici Cronici(long term)

7. Fattori che condizionano la risposta di una pianta agli inquinanti • L’inquinante • natura, caratteristiche chimico-fisiche • dose e modalità di esposizione (acuta/cronica) • L’ambiente • umidità del suolo e dell’aria (favoriscono l’uptake) • vento (favorisce l’uptake) • temperatura, luce • presenza altri inquinanti (effetti sinergici, additivi, antagonistici) • La pianta • sensibilità / resistenza (su base genetica)

8. A livello di individuo • riduzione dellaproduttività(a seguito della riduzione della fotosintesi) • espressa come biomassa, granella o altro. • riduzione della traslocazione dei fotosintati con conseguente • - riduzione dello sviluppo radicale • - influenze sulla ripresa vegetativa (carry-over effect) • maggiore vulnerabilità a stress di diversa natura (idrico, termico) • minore efficienza riproduttiva e competitiva • A livello popolazione, comunità vegetale, ecosistema • alterazione della composizione in specie, abbondanza e distribuzione • (riduzione e scomparsa specie sensibili, aumento specie resistenti e opportuniste) • minore resistenza alle perturbazioni di diversa natura • alterazione dei cicli biogeochimici di alcuni elementi

9. A livello di chioma • aumento della trasparenza in seguito a defogliazione • alterazione nella struttura della ramificazione • alterazioni nella fioritura (superfioriture, precocità)

10. A livello fogliare • distruzione di cellule con fuoriuscita di soluti e nutrienti (allessamenti). • clorosi (distruzione della clorofilla) • decolorazioni e colorazioni varie (ossidazione dei fenoli, emergenza tannini e e antociani): punteggiature, bronzature • necrosi con patterns più o meno caratteristici (internervale, apicale, adassiale) • deformazioni (arricciamenti) • senescenza precoce e abscissione

11. A livello cellulare • alterazione della permeabilità della membrana Stress osmotico • alterazione dei percorsi metabolici / riduzione efficienza  Stress ossidativo • distruzione delle biomolecole (clorofille comprese) • inibizione della fotosintesi • perdita di funzionalità degli organelli

12. 110 100 90 80 70 60 Raccolto (%) 50 40 30 y = 99.6 - 0.001804x R2 = 0.9074 20 10 0 0 40000 10000 30000 20000 AOT40 (ppb.ora) Relazione tra produzione di grano e dose assorbita di ozono Fonte: Fuhrer e Achermann (1994)

13. Azione dell’ozono sulle rese di piante coltivate 250 20 15 200 peso dei semi/4 piante (g) peso dei semi/pianta (g) 10 150 FRUMENTO INVERNALE - 'OASIS' MAIS DI CAMPO - 'COCKER 16' 5 100 0 0 0 0.05 0.15 0.10 0 0.05 0.15 0.10 100 40 30 80 peso dei semi/pianta (g) peso fresco germoglio/pianta (g) 20 60 10 40 SPINACIO - 'IBRIDO 7' SOIA - 'DAVIS' 0 0 0 0.05 0.15 0 0.10 0.05 0.15 0.10 Concentrazione stagionale di ozono (7h/giorno - ppm) Fonte: Hegle & Heck, 1980

14. 25 solo ossidanti (ozono) 20 ossidanti + 0.1 ppm SO2 15 peso dei semi/pianta (g) 10 5 0 0 25 50 100 75 filtrazione aria ambiente (%) Azione dell’ozono sul peso dei semi Fonte: Treshow, 1984

15. Cali di rese di alcune colture nei siti ICP - CROPS della Lombardia ENEL - CRAM SITO ANNO SPECIE PARAMETRO CALO DI RESA Isola Serafini 1988 fagiolo peso secco semi -24% Redecesio 1988 fagiolo peso secco semi -31% Isola Serafini 1989 fagiolo peso secco semi -31% Redecesio 1989 fagiolo peso secco semi -18% Redecesio 1990 zucchino peso secco frutti -10% Redecesio 1993 fagiolo peso secco semi -19% Redecesio 1994 fagiolo peso secco baccelli -28% Redecesio 1994 trifoglio peso secco totale -19% Redecesio 1995 trifoglio peso secco totale -6% Redecesio 1995 piantaggine peso secco totale -18% Redecesio 1996 trifoglio peso secco totale -18%

16. Relationship between defoliation and ozone exposure in beech (Fagus sylvatica) Source: “Ten Years of Monitoring Forest Condition in Europe”, ICP-Forests Program 2000

17. Sensibili Ailanto (Ailanthus altissima) Larice (Larix decidua) Noce (Juglans regia) Pino nero (Pinus nigra) Pioppo tremolo (Populus tremuloides) Platano (Platanus occidentalis) Sorbo degli uccellatori (Sorbus aucuparia) Ciliegio nero (Prunus serotina) Frassino (Fraxinus americana) Intermedie Abete rosso (Picea abies) Acero negundo (Acer negundo) Faggio (Fagus sylvatica) Ligustro (Ligustrum vulgare) Pino silvestre (Pinus sylvestris) Pino strobo (Pinus strobus) Quercia di palude (Quercus palustris) Tolleranti Acero riccio (Acer platanoides) Agrifoglio (Ilex aquifolium) Betulla (Betula pendula) Farnia (Quercus robur) Ginepro (Juniperus occidentalis) Robinia (Robinia pseudoacacia) Tiglio selvatico (Tilia cordata) Sensibili Avena (Avena sativa) Cipolla (Allium cepa) Fagiolo (Phaseulus vulgaris) Frumento (Triticum aestivum) Orzo (Hordeum vulgare) Patata (Solanum tuberosum) Pomodoro (Lycopersicum esculentum) Segale (Secale cereale) Soia (Glycine max) Spinacio (Spinacia oleracea) Tabacco (Nicotiana tabacum) Vite (Vitis vinifera) Intermedie Carota (Daucus carota) Cavolo (Brassica oleracea) Cetriolo (Cucumis sativus) Ciliegio (Prunus avium) Mais (Zea mays) Pepe (Capsicum frutescens) Pisello (Pisum sativum) Prezzemolo (Petroselinum crispum) Rapa (Brassica rapa) Sorgo (Sorghum vulgare) Tolleranti Barbabietola (Beta sp.) Cotone (Gossipium sp.) Fragola (Fragaria sp.) Lattuga (Lactuca sativa) Menta (Mentha sp.) Patata dolce (Ipomoea batatas) Pesco (Prunus persica) Riso (Oryza sativa) SENSIBILITÀ RELATIVA DELLE PIANTE FORESTALI ALL’OZONO SENSIBILITÀ RELATIVA DELLE PIANTE COLTIVATE ALL’OZONO

18. Abete sano Abete danneggiato

19. Faggio sano Faggio danneggiato

20. Foglie di faggio accartocciate

21. Foglie di faggio danneggiate

22. Stoma di faggio sano Stoma di faggio danneggiato

23. Reduction of exceedance of the AOT40 (Crops) resulting from 40% emission reductions of NOx and VOC from the 1990 level Source: Simpson et al.,1997

24. Study Crops Annual benefits Ozone of control (billion of dollars) reduce to Stanford Research Corn, soya beans, alfaalfa and $ 1.8 120 ppb Institute (1981) 13 other annual crops Shiner et al. (1982) Corn, soya beans, wheat, peanuts $ 3.0 25 ppb Adams and Crocker Corn, soya beans, cotton $ 2.2 (1984) Adams et al. (1984a)Corn, soya beans, wheat, cotton $ 2.4 40 ppb Kopp et al. (1983) Corn, soya beans, wheat, $ 1.2 40 ppb cotton, peanuts NCLANCotton, wheat, soya beans, $ 0.7 10% (Adams et al. 1988) corn, barley $ 1.7 25% $ 2.5 40% Some recent estimates of national economic consequences of pollution Fonte: Adams et al. (1988)

25. Economic Benefits (US dollars in million) Total economic effect Consumer’s benefit Seasonal standard Producer’s benefit Domestic Export Total 40 198 60 414 158 612 374 905 50 769 531 1674 847 1827 40 818 985 2645 Economic benefits from alternative ozone scenarios Source: Adams et al. (1988)

26. Nel caso degli altri inquinanti, la cui importanza è andata diminuendo nel tempo, permangono i livelli di concentrazione adottati a Egham (1992) SO2 = 20 mg/m3 (media invernale) NOx= 30 mg/m3 (media annuale), da valutarsi solo se SO2 e O3 sono al di sotto dei Livelli Critici proposti

27. Threshold levels and critical levels set by the EU ozone directive, UNECE/CLRTAP and WHO Source: Europe’s Environment: The Second Assessment (1998)