ECOTOSSICOLOGIA E LABORATORIO

L’ecotossicologia studia gli effetti di elementi e sostanze chimiche su individui, popolazioni, comunità ed ecosistemi, proponendosi anche lo sviluppo di metodi e la loro applicazione per risolvere problemi specifici. Il corso intende fornire le basi per comprendere e studiare gli effetti delle sostanze tossiche a vari livelli di complessità bio-ecologica, collegandoli alle modalità di circolazione ed all’esposizione delle stesse nell’ambiente terrestre ed acquatico. In relazione agli obiettivi formativi del Corso di Studio, l'insegnamento propone un quadro sui principali approcci e metodi ecotossicologici utilizzabili in indagini sul campo ed in laboratorio per:
a) la progettazione di interventi di recupero e risanamento ambientale;
b) la valutazione delle risorse ambientali (suoli, sedimenti, acqua e biota);
c) la gestione e la pianificazione dei sistemi acquatici.

1) Conoscenza e comprensione
- conoscenza dei meccanismi di azione delle principali classi di contaminanti;
- conoscenza dei principali meccanismi di metabolismo/biotrasformazione messi in atto dagli organismi e comprensione di come questi possano essere indotti o alterati dalla presenza dei contaminanti
- conoscenza dei principali metodi di indagine impiegabili in campo ecotossicologico per caratterizzare ed identificare l'esposizione ai contaminanti e l'insorgenza di effetti tossici a vari livelli di complessità

2) Abilità
- acquisire la capacità di valutare come effetti a livello biochimico e fisiologico su singoli individui possano propagarsi a livelli di complessità superiore (popolazione e comunità)
- saper individuare, in ambito di indagini ambientali, potenziali agenti causali sulla base dei sintomi e/o delle funzioni fisiologiche inibite e/o indotte dal contatto con i contaminanti
- saper operare una scelta degli strumenti diagnostici più idonei per identificare gli agenti causali e quindi indirizzare la gestione degli ecosistemi verso precisi interventi di risanamento e/o recupero

3) Capacità di giudizio
- saper formulare ipotesi di lavoro per identificare il nesso di causalità
- saper valutare criticamente pregi e limiti che caratterizzano i metodi ecotossicologici

4) Abilità comunicative
- acquisire la capacità di utilizzare una appropriata terminologia nella trattazione degli argomenti del corso

5) Capacità di apprendimento
- acquisire la capacità di rielaborare criticamente i concetti e gli esempi trattati a lezione, adattandoli a situazioni in cui gli scenari di esposizione ai contaminanti siano diverse
- saper consultare criticamente i testi di riferimento e la bibliografia più recente in materia di ecotossicologia

Gli studenti dovrebbero possedere:
- conoscenze di base di chimica degli inquinanti.
- conoscenze di base di biologia e biochimica
- conoscenze di base di ecologia

a) Introduzione all'ecotossicologia - Finalità, approcci, scale implicate, ambiti di studio, radici storiche e prospettive future
b) Sostanze tossiche inorganiche ed organiche - Classificazione, fonti e modalità di apporto all’ambiente acquatico, destino ambientale. Proprietà tossicologiche di inquinanti prioritari ed emergenti (prodotti farmaceutici, pesticidi neonicotinoidi, rodenticidi)
c) Bioaccumulo – Uptake, biotrasformazione, detossificazione, escrezione, deposito ed accumulo. Meccanismi d’azione. Effetti delle sostanze tossiche a vari livelli di complessità bio-ecologica. Biodisponibilità e bioaccessibilità, bioconcentrazione.
d) Bioaccumulo e biomagnificazione - Fattori limitanti biodisponibilità e bioaccumulo; Catene trofiche e reti trofiche; Discriminazione isotopica; Persistent and Bioaccumulative Toxicants (PBT).
e) Biomarkers - Classificazione dei biomarkers; overview dei principali biomarkers (inibizione della AChE, Metallotioneine, Imposex, Eggshell thinning, EROD, metaboliti biliari, indici di stress ossidativo). Biomarkers utilizzati per il monitoraggio.
f) Studio degli effetti ecotossicologici – Misura del danno. Curve di tossicità e parametri ecotossicologici. Fattori che influenzano la tossicità. Test su singola specie con organismi modello terrestri ed acquatici. Test sugli stadi precoci del ciclo vitale.
g) Indicatori ecotossicologici per la valutazione della qualità dell’ambiente terrestre ed acquatico - a) Saggi di tossicità di laboratorio: le matrici di saggio, stato dell’arte, protocolli operativi
h) Toxicity Identification Evaluation (TIE) ed Effect Directed Analysis (EDA). Fase I e II della TIE. Integrazione tra TIE ed EDA.
i) Population Ecotoxicology - Epidemiologia
l) Community Ecotoxicology - Approcci della Community Ecotoxicology; Microcosmi, Mesocosmi ed Enclosures.
m) Biomonitoraggio in situ - Test di tossicità in situ; Approcci allo studio di bioaccumulo e biomarkers in situ.
n) Evoluzione della resistenza alla contaminazione
o) Estrapolazione degli effetti da livello molecolare a livello di popolazione

Esperienze di laboratorio (test con anfipodi, test di sviluppo larvale con bivalvi) ed introduzione all'analisi dei dati ecotossicologici.

Newman M.C., "Fundamentals of Ecotoxicology", CRC press, Third edition, 2009

Walker C.H., Hopkin S.P., Sibly R.M., Peakall D.B., "Principles of Ecotoxicology", Taylor&Francis, Boca Raton, Florida. Third edition, 2006

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta.
La prova consiste in una serie di domande specifiche a risposta multipla e domande a risposta libera finalizzate a valutare se lo studente ha assimilato gli argomenti trattati durante il corso ed è in grado di esporli utilizzando una terminologia adeguata

Corso frontale. Si avvale di materiali didattici e di apprendimento forniti dal docente

Italiano

scritto

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale naturale e qualità dell'ambiente" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile