Tecniche (per argomento di ricerca)

I microsensori hanno un'elevata risoluzione spaziale e veloce risposta temporale, quindi permettono la misura e monitoraggio nel tempo delle variazioni di concentrazione di gas e soluti in acqua, sedimenti e tessuti vegetali (metodo non distruttivo). Questi sensori possono essere costruiti ad hoc per specifiche esigenze, come per esempio la misura delle concentrazioni di ossigeno all'interno di una singola cellula. Sono particolarmente adatti allo studio dei processi della rizosfera. L'ossigeno può anche essere rilevato con sensori alternativi detti microoptodes, la cui misura si basa su fibre ottiche rivestite da un composto fluorescente sensibile all'ossigeno.

I planar optodes sono una tecnica più recente di imaging per la misura di gas e soluti in uno spazio bidimensionale. Sono comunemente usati per lo studio di processi chimici in sedimenti e in presenza o assenza di micro e macrofauna. Ossigeno e pH sono le variabili più comunemente indagate.

Recentemente abbiamo pubblicato una review sulle diverse tecniche disponibili per la misura dell'ossigeno all'interfaccia suolo-radice - Jiménez et al. 2021

Il metodo SPS si basa sulla volatilizzazione del H2S presente in suoli e sedimenti e la sua precipitazione come PbS su carte di riferimento pretrattate. Le risposte in termini di colore vengono definite in laboratorio usando soluzioni di riferimento. Questo permette la preparazione di una mappa di colori da usare in campo. Il metodo ha la potenzialità di essere sfruttato in future applicazioni per smartphone e quindi di essere esteso alla caratterizzazione dei suoli barenicoli su scala globale.

Il metodo è descritto in Pellegrini et al. 2018

La determinazione del C e N della biomassa microbica servono a stimare la componente microbica di un suolo e fornire informazioni utili sulla sua fertilità potenziale, di solito correlata alla biomassa microbica. Recentemente abbiamo utilizzato un approccio avanzato di machine learning per valutare i principali parametri del suolo che influenzano la biomassa microbica del suolo, al fine di stimare la fertilità nei vigneti (articolo Pellegrini et al. 2020).

Il nostro laboratorio si occupa anche di determinazione dell'ATP del suolo (portocol di Kuzyakov). Il grande vantaggio è la possibilità di utilizzare una piccolissima quantità di terreno e, quindi, di aumentare il numero di repliche. L'ATP del suolo potrebbe anche essere un buon proxy per rendere quantitativa l'analisi metagenomica! Si tratta quindi di un ottimo strumento che incentiva l'interdisciplinarietà tra pedologi e genetisti.

Previsioni indicano una crescente concentrazione di sostanze umiche nelle acque dolci con una conseguente alterazione dei processi geochimici e biotici che possono a loro volta interferire con le interazioni suolo-pianta. Tuttavia, le sostanze umiche possono essere un vantaggio quando presenti in sedimenti anossici, in quanto in grado di interferire con i processi redox agendo come "navette" per lo scambio di elettroni, supportando la respirazione microbica. Questo argomento è ancora poco studiato e di grande interesse tra i ricercatori, a causa dell'intensificarsi del cosiddetto "brownification" delle acque dolci, soprattutto nell'emisfero settentrionale.

Il nostro laboratorio è uno dei pochi al mondo dove vengono preparati standard di alta qualità di sostanze umiche, certificate dall'IHSS (International Humic Substances Society). La Prof. Maria De Nobili è ha una notevole esperienza nel settore. Un importante suo contributo al tema, è visibile al seguente link.

La spettroscopia di emissione ottica al plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-OES) è una tecnica analitica basata sul fatto che atomi e ioni possono assorbire energia spostando gli elettroni dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato. L'ICP-OES misura gli atomi nel momento in cui rilasciano luce energia a lunghezze d'onde specifiche, che sono diverse per ciascun elemento, nel momento in cui l'atomo ritorna allo stato fondamentale. Il limite di rilevamento può essere inferiore a 1 ppm. Il Prof. Marco Contin è il nostro esperto locale con esperienza in ambito di tossicità da metalli pesanti.

Un contributo alla tematica è disponibile a questo link.

Basato sulla combustione catalitica, il mercurio viene rilasciato dal campione e trattenuto in una trappola d'oro, quindi misurato tramite spettroscopia ad assorbimento atomico. Con un limite di rilevamento molto basso, inferiore a 0,01 ng, il mercurio può essere misurato direttamente su campioni solidi come i tessuti vegetali macinati o terreni.



La contaminazione da mercurio a lungo termine della miniera di Idrija in Slovenia ha interessato per decenni le sponde del fiume Isonzo e la laguna di Grado. Inoltre, tonnellate di Hg derivavano da un ex impianto di cloro-alcali (ora in disuso) presso il fiume Aussa-Corno. Nonostante la maggior parte del mercurio non sia facilmente mobilizzabile (a seconda della forma chimica), il contenuto in terreni e l'assorbimento nelle specie vegetali può essere monitorato, soprattutto nelle aree interessate da inondazioni e intrusioni di acqua di mare, che possono rendere il Hg più mobile.

Altre tecniche e approcci