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AP6 - Ambiente e impatti su ecosistema e salute

AP6 - Ambiente e impatti su ecosistema e salute

AP6 - Ambiente e impatti su ecosistema e salute

Gli obiettivi dell'Area Progettuale

Il programma di ricerca nell’ambito di questa area progettuale ha come obiettivo primario quello di comprendere, per un numero significativo di casi studio, processi e meccanismi di trasferimento di contaminanti convenzionali (metalli pesanti, POPs, radionuclidi, etc.) ed contaminanti emergenti (per es., PBDE, antibiotici, composti farmaceutici di nuova generazione, etc), dall’ambiente (inteso come complesso di matrici atmosfera, suolo, sedimenti, acque interne e di mare) all’ecosistema e all’uomo.
In particolare, si intende studiare i fenomeni di impatto da parte delle diverse specie di contaminanti, con particolare riferimento ai meccanismi biochimici e biofisici (con un approccio fortemente integrato) che determinano e regolano le interazioni tra inquinanti, ecosistema (nella complessità e ai diversi livelli specie-popolazione) e salute umana (con un approccio integrato e sistemico), puntando, in particolare, sulla selezione e l’impiego di sistemi modello, test tossicologici e biomarkers strettamente connessi all’ambiente indagato.
L’approccio che si intende utilizzare è fortemente inter- e multidisciplinare, con un robusto contributo modellistico, finalizzato allo studio di scenari nei diversi ambiti di interesse. In particolare, proprio l’adozione di un moderno approccio modellistico (matematica dei sistemi complessi), dovrebbe permettere di cogliere l’essenza delle reti di interazione tra i diversi processi coinvolti e di identificare possibili approcci per un’opportuna "manipolazione" delle diverse componenti degli stessi. Lo studio dei meccanismi di interazione all’interfaccia dei diversi sottosistemi considerati, nonché dei fenomeni di trasferimento e trasporto dei contaminanti nei diversi comparti, valutandone anche la biodisponibilità e/o bioaccessibilità mediante l'uso dei bioreporter batterici, rappresentano la reale sfida della conoscenza, utile a comprendere il “cosa” e il “come” dall’ambiente può realmente influenzare la salute dell’ecosistema e dell’uomo.

Rilievo

Il rilievo dell'Area Progettuale

L’ampio sviluppo delle attività umane nel campo industriale dal dopoguerra ad oggi, ha comportato, a fronte della creazione di un’economia che posiziona il nostro Paese all’ottavo posto tra gli stati più industrializzati al mondo, un rilevante e complesso fenomeno di contaminazione dell’ambiente con effetti cruciali sulla salute dell’uomo. Un’azione decisa, da parte del governo e dei Ministeri preposti alla tutela dell’ambiente, ha permesso di individuare un numero discreto di aree del territorio italiano caratterizzate da fenomeni di contaminazione importanti e che necessitano rilevanti interventi di recupero. Sono le aree dei cosiddetti Siti di Interesse Nazionale (SIN), caratterizzate da elevato degrado ambientale e da fenomeni di impatto antropogenico di varia origine, sostanzialmente imputabili allo sviluppo di attività industriali di particolare rilievo.
Recentemente, rispetto ad una fase di caratterizzazione ambientale di queste aree, si è resa urgente e necessaria un’azione volta a comprendere fenomeni di impatto specifico sulla salute umana delle popolazioni residenti nelle aree prossime ai siti menzionati. Questi due aspetti, specificatamente legati alla salute dell’ambiente e dell’uomo, sono generalmente “osservati” con un approccio settorializzato e raramente azioni sinergiche sono state realizzate per studiare rapporti causa-effetto in termini di inquinamento e conseguente impatto sulla salute umana delle popolazioni coinvolte. Questa area progettuale ha come obiettivo una complessa e decisa azione di ricerca volta ad una profonda comprensione dei fenomeni di inquinamento ambientale e dei loro risvolti sull’ecosistema e la salute umana, partendo da un numero statisticamente significativo di casi studio. La raccolta di informazioni relative all’impatto dell’inquinamento sulla salute dell’uomo e sull’ambiente è prerequisito essenziale per lo sviluppo di moderne tecnologie nei settori della chimica, della biologia, delle biotecnologie.

Ambito Internazionale

Il quadro delle ricerche in ambito internazionale

Negli ultimi anni, uno sforzo importante da parte del sistema ricerca degli Stati Uniti (per es., NIH/NSF, NOAA) è stato volto alla messa a punto di strategie finalizzate alla creazione di Istituti di ricerca tematici focalizzati ad approcci multi- ed interdisciplinari per lo studio di problematiche legate al link tra salute e ambiente.
Grandi esperienze europee sono state sviluppate (in particolare, in ambito europeo già a partire dalle call del 5°FP) in relazione allo studio dell’impatto dell’ambiente terrestre (con particolare riferimento ad aria, acqua e suolo) sulla salute dell’uomo. Ricca e diversificata è la letteratura scientifica che negli ultimi due-tre anni ha sottolineato la necessità di creare sistemi osservativi integrati sulla problematica menzionata e un importante stimolo è stato specificamente offerto dalle azioni inserite nell’ambito della programmazione europea Horizon 2020. E’ pertanto ormai matura ed evidente la necessità a livello nazionale ed internazionale di intraprendere azioni di ricerca efficaci in grado di creare sinergie e nuovi approcci multidisciplinari per la corretta gestione delle risorse dell’ambiente e la tutela della salute, dell’ecosistema e dell’uomo. Tra molti, si citano i progetti europei: The human Exposome project, Helix: High-End cLimate Impacts and eXtremes e HEALs: Health and Environment-wide Associations based on Large population Surveys come i più attivi e affini alle attività che si intende sviluppare nell’ambito di questa area progettuale.

Ambito Nazionale

Il quadro delle ricerche in ambito nazionale

La salute, come la definisce la Costituzione dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), è uno stato completo di benessere fisico, psichico e sociale e non la semplice assenza di malattia (1948). Con questa semplice frase l’OMS non solo sancisce il diritto di ogni cittadino ad accedere alle migliori cure disponibili ma obbliga ogni Stato a promuovere la salute e il benessere dei cittadini agendo su fattori ambientali, comportamentali e promuovendo lo sviluppo di scienze che avrebbero aiutato a prevenire patologie genetiche e fisiologiche dovute a fattori biologici e ambientali (Carta di Ottawa, 1986).
Ad oggi, sono stati fatti passi da gigante nella comprensione dell’interazione tra fattori ambientali, comportamentali, genetici e/o fisiologici, ma soprattutto ci si è resi conto che tali fattori non vanno studiati in maniera indipendente tra loro bensì riferiti agli effetti nocivi che l’esposizione può avere sui recettori finali. Nel 1999 all’European Centre for Health Policy è stata definita la Valutazione di Impatto sulla Salute, ovvero una combinazione di procedure, metodi e strumenti con i quali si possono stimare gli effetti potenziali sulla salute di una popolazione, di una politica, piano o progetto e la distribuzione di tali effetti all’interno di una popolazione (ECHP WHO, 1999).
Al momento sono in esecuzione numerosi progetti nazionali volti a gestire informazioni socio-sanitarie ed ambientali per elaborare strategie di sorveglianza su popolazioni esposte: Sentieri (Studio Epidemiologico Nazionale dei Territori e degli Insediamenti Esposti a rischio da Inquinamento); CCM: Metodi per la valutazione integrata dell’impatto ambientale e sanitario (VIIAS) dell’inquinamento atmosferico; ESA del Ministero della Salute; Centro Internazionale di Studi avanzati su Ambiente, ecosistema e Salute umana (CISAS); diagnosi precoce della presenza di tossine algali e lotta a specie invasive dannose per la salute dell’uomo; impatto di antibiotici e sviluppo di geni di antibiotico-resistenze nell’uomo, negli alimenti e in ambiente.

Posizionamento CNR

Il posizionamento del CNR

Il CNR, sulla scorta della lunga esperienza maturata negli ultimi anni nell’ambito di questa area progettuale, soprattutto in relazione alle attività dei due progetti interdipartimentali SEBIOMAG e PIAS e dalle azioni legate alla partecipazione al progetto europeo di cooperazione e coordinamento delle attività di ricerca ERA-NET, sta sviluppando una serie di azioni di ricerca in grado di integrare azioni progettuali nell’ambito dei fondi strutturali delle aree di convergenza Programma FESR 2014-2020, dei fondi nazionali PON 2014-2020 e della progettazione europea, in particolare delle Research Infrastructure di Horizon 2020 e COST Action.
L’attività progettuale che si intende sviluppare si caratterizza per una forte complessità ed interdisciplinarietà che vede nel CNR il migliore protagonista possibile grazie alle competenze ed esperienze di numerosi Dipartimenti. E’ proprio sulla scorta di questo che il Dipartimento DTA ha recentemente sottomesso un progetto interdipartimentale (AIES: Ambiente ed impatti su Ecosistema e Salute umana) con il coinvolgimento del Dipartimento DISBA e DIITET. L’integrazione di competenze multidisciplinari, con il coinvolgimento di professionalità altamente specializzate nell’ambito della chimica ambientale, geochimica, geologia, ingegneria, sensoristica, biochimica, biologia molecolare, epidemiologia, medicina, etc. permetterà la realizzazione di una azione coordinata e sinergica volta allo sviluppo di soluzioni ed applicazioni dal forte impatto economico e sociale.

Attività svolte

Attività svolte

Le attività realizzate nell’ambito di questa area progettuale sono state numerose, soprattutto in relazione allo studio di processi di impatto di contaminanti tradizionali ed emergenti su ecosistemi acquatici e terrestri in molteplici aree del territorio caratterizzate da rilevanti impatti antropogenici.
Il progetto premiale FAME recentemente presentato dal CNR è focalizzato sul rapporto tra cibo, agricoltura e ambiente ed effetti di diete alimentari sulla salute umana in aree caratterizzate dalla presenza di importanti centri industriali.
Il progetto finanziato dal Ministero della Salute dal titolo Food and environmental safety: the problem of endocrine disruptors rappresenta un punto di riferimento nell’ambito degli effetti delle diete alimentari sulla salute umana. Sono stati inoltre eseguiti, nelle principali aree industriali ed urbane del Paese, numerosi studi di valutazione di impatto ambientale relativi alla matrice aria per stimare, tra l'altro, le proprietà di rimescolamento della bassa atmosfera nel determinare la criticità degli eventi ed il loro impatto sulla salute delle popolazioni esposte.
Numerose sono le ricerche su alimenti biofortificati e funzionali in grado di svolgere un ruolo importante nella prevenzione di diverse patologie croniche, tumorali e degenerative. Sono inoltre attivi progetti di ricerca su individuazione e diagnosi precoce dello sviluppo di tossine algali in ecosistemi lacustri (SISTO, BLASCO, STRADA), sullo sviluppo di antibioticoresistenze e interazioni con il microbioma umano e animale (IZSVE, EU COST Nereus, Lifewatch Mobilab).
Sono in corso studi sull’uso innovativo dei geomateriali per il benessere e la salute. Il progetto Interdipartimentale AIES: Ambiente ed impatti su Ecosistema e Salute umana rappresenta una delle ultime azioni volte all’integrazione di un ampio spettro di competenze che sul tema dell’ambiente e della salute mira a creare moderni ed innovativi approcci concettuali nonché offrire soluzioni concrete ed efficaci.

Attività previste

Le attività previste

Gli obiettivi previsti nell’ambito di questa area progettuale prevedono lo sviluppo delle seguenti attività di ricerca:

  • Studio dei processi fisico-chimici e fotochimici dei principali inquinanti convenzionali ed emergenti nelle diverse matrici ambientali e alle interfecce (aria-acqua-suolo etc.) e analisi dei meccanismi di contaminazione (comportamento delle specie chimiche nei diversi comparti, distribuzione, dispersione, etc.) dell’ambiente con effetti diretti e indiretti sull’ecosistema e la salute umana. Ottimizzazione di conoscenze e modelli legati a processi e materiali geologici.
  • Studio chimico-fisico nei diversi comparti, nonché analisi delle interazioni con il comparto biologico e microbiologico, all’interfaccia delle diverse matrici, per affinare e in taluni casi creare approcci integrati (chimici, fisici e biologici) utili allo sviluppo di innovativi sistemi multi-parametrici di monitoraggio e quindi alla decontaminazione e bonifica per il recupero ambientale di ampie aree del territorio. Confronto statistico della frequenza di geni resistenti agli antibiotici e di taxa batterici; analisi di diversi substrati (microplastiche, organismi planctonici) per lo sviluppo di batteri patogeni e di antibiotico-resistenze.
  • La sistematica per una comparazione delle diverse forme legislative di tutela del territorio e benessere delle popolazioni nei vari paesi europei ed extra-europei, associate allo studio dei meccanismi che stanno alla base del trasferimento di contaminanti nei diversi comparti, offrirà approcci innovativi per lo sviluppo di politiche integrate di rispetto ambientale e tutela della salute umana. Una struttura interpretativa e previsionale di tipo modellistico permetterà un’appropriata integrazione dei numerosi temi di indagine e permetterà di ottenere una visione più complessa per l’esplorazione, la valutazione e il controllo delle interazioni tra impatto antropogenico e riposta dell’ecosistema, in termini fisiologici, biochimici e molecolari.
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