Piante vascolari come bioaccumulatori di elementi in traccia

Piante vascolari come bioaccumulatori di elementi in traccia e composti organici

Cycling of potentially toxic elements (PTEs) from Bargagli, 1998: Trace elements in terrestrial plants. Springer

PTEs can enter the plant via roots (apoplastic and symplastic pathway)

from Bargagli, 1998: Trace elements in terrestrial plants. Springer PTEs in gaseous form can enter the plant mainly via stomata

Wet and dry deposition from Bargagli, 1998: Trace elements in terrestrial plants. Springer

Herbs for monitoring PTEs in superficial soil Deep rooted and long lived plants for biogeochemical prospecting of PTEs

Some mechanisms of metal tolerance in higher plants from Bargagli, 1998: Trace elements in terrestrial plants. Springer

• The major processes involved in accumulation of metals from the soil to the shoots by hyperaccumulators include • a) bioactivation of metals in the rhizosphere through root-microbe interaction; • b) enhanced uptake by metal transporters in the plasma membrane; • c) detoxification of metals by distributing to the apoplast by binding to cell walls; • d) chelation of metals in the cytoplasm with various ligands as phytochelatins, metallothioneins, metal-binding proteins; • e) sequestration of metals into the vacuole by tonoplast located transporters.

Selezione delle specie e degli organi • Le foglie – Conifere, querce, faggio, olivo, tiglio, platano e soprattutto il pioppo (Populus nigra L. var. italica Duroi) diffuso in tutti i continenti per via agamica e caratterizzato da grande uniformità genetica • L’humus • Scorza ed anelli di accrescimento • Radici e/o parti aeree della flora ruderale

Taraxacum officinale Lolium perenne Poa sp. Many widespread weeds have been employed as biomonitors in polluted and background areas According to some authors dicots perform better than monocots Plantago lanceolata

Minuartia verna, metallofita Rivelatori di Anomalie geochimiche del suolo contenenti Zn, Cu, Pb

Campionamento • E’ l’aspetto cruciale di ogni campagna di monitoraggio • Studi di intercalibrazione tra vari laboratori hanno evidenziato che la mancanza di un protocollo rigoroso di campionamento può indurre errori anche del 1000%, mentre quelli della preparazione, mineralizzazione, analisi del campione solo del 200%

Punti critici del protocollo e % di errore stimato • • • Variazioni stagionali: 60% Stazione di campionamento: 70% Posizione nella chioma: 60% Posizione nella ramificazione: 80% Preparazione del campione: 15% Errore analitico: 5%

Preparazione e conservazione dei campioni • • Lavaggio o no dei campioni? Valutazione di contaminazione da suolo Pulizia Essiccazione a 40°C Omogeneizzazione, polverizzazione Conservazione dei materiali al freddo Conservare sottocampioni per sicurezza

Fattore di arricchimento o “enrichment factor” (EF) rispetto all’Al considerato come elemento identificativo del suolo (da Bargagli et al. , 1995; Bargagli, 1998) secondo la formula: EF= (Cx/CAl) materiale vegetale/(Cx/CAl) suolo o crosta terrestre

Mineralizzazione ed analisi • • Utilizzo di reagenti ultrapuri Utilizzo di bianchi Utilizzo di materiali standard certificati Scarsa pulizia di contenitori e del lab, qualità di reagenti e acqua, volatilizzazione di Hg, Se, As

Assorbimento atomico • Sorgente di radiazione (catodo monometallico o pluri-metallico) • Sistema di atomizzazione (a fiamma, fornetto di grafite, vapori freddi) • Sistema ottico (monocromatore) • Rivelatore (foto-elettrodo) • Sistema di elaborazione (interpretazione, calcolo, salvataggio dei dati)