Obiettivi
Il presente progetto si propone di realizzare un database di spettri infrarossi di vari tipi di aggregati di sostanza organica quali mucillagini, neve marina ed hydrogel marino da analizzare mediante le tecniche di analisi di immagine per ricercare se esiste, una “Similarità Strutturale” tra mucillagini e neve marina dipendente dalla comune caratteristica di essere aggregati di sostanza organica marina. La presenza di una similarità strutturale se fosse verificata, è in grado di confermare l'ipotesi che le mucillagini si formino per aggregazione del particellato e della neve marina come conseguenza di un alterato processo di aggregazione della sostanza organica piuttosto che come conseguenza di una iperproduzione degli organismi quali alghe e batteri marini. Si potrebbe così tentare di stabilire un nesso chimico-biologico tra le condizioni idrologiche del mare e la formazione delle mucillagini portando un ulteriore contributo all'ipotesi dei fattori naturali come anossia ed oligotrofia quali responsabili primari del fenomeno.
Scenario di riferimento
Vari studi ipotizzano che la formazione delle mucillagini avvenga come conseguenza di anomalie idrologiche e climatiche non necessariamente connesse a fenomeni di inquinamento. In peculiari condizioni di rallentato moto ondoso delle acque (anossia) e di oligotrofia delle acque, l'aggregazione delle particelle di sostanza organica in sospensione nella colonna d'acqua è favorita. Sulla base di questi risultati, la presenza delle mucillagini potrebbe iniziare da un fenomeno comunque naturale dal punto di vista dell'aggregazione di sostanza organica, per diventare successivamente anomale dal punto di vista della formazione dei macro aggregati di sostanza organica. Questa ipotesi non ha comunque ancora avuto una conferma per quanto riguarda la composizione e la struttura chimica delle mucillagini che se derivassero effettivamente dalla comune neve marina dovrebbero avere con uuest'ultima una evidente similitudine strutturale. Questo progetto si propone di effettuare uno studio comparativo della struttura chimica della neve marina e delle mucillagini in quanto la letteratura scientifica non riporta studi di questo tipo.
Maggiori dettagli al proposito sono riportati nella relazione allegata alla presente scheda.
Piano e fasi di lavoro(F):
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F 1 Raccolta di campioni di neve marina, acidi fulvici da sedimenti e nuovi campioni di mucillagini;
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F 2 Purificazione e caratterizzazione chimica dei vari campioni e realizzazione dei loro spettri infrarossi;
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F 3 Introduzione degli spettri infrarossi in un database spettrale che sarà elaborato mediante tecniche di analisi statistica multivariata per verificare l'esistenza di una similarità strutturale tra le varie tipologie di aggregati;
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F4 Eventuale sviluppo di software ad hoc per particolari elaborazioni statistiche sugli spettri infrarossi del database.
Risultati attesi
Sono possibili due risultati. Nel primo caso, se l'approccio scientifico adottato basato sull'analisi matematico-statistico del database di spettri infossi confermasse l'esistenza di una reale similarità strutturale tra mucillagini e neve marina, si supporterebbe l'ipotesi che le mucillagini derivano effettivamente da processi di successiva aggregazione della comune neve marina, verificando così il ruolo delle anomalie trofiche e climatiche come cause principali del fenomeno.
Viceversa, se l'approccio scientifico adottato non mostrasse l'esistenza di una reale similarità strutturale tra mucillagini e neve marina, l'ipotesi delle anomalie trofiche e climatiche come la causa principale alla base del fenomeno non sarebbe più verificata e si aprirebbero così altre ipotesi sull'origine del fenomeno, quale quella per esempio legata a cause di inquinamento ambientale.
Sono previsti due anni di lavoro per il conseguimento degli scopi del progetto.
Per il conseguimento degli scopi del progetto è comunque atteso come risultato lo sviluppo e l'applicazione di nuove metodologie di chimica analitica ambientale (realizzazione di database spettrali di campioni di sostanza organica e nuovi approcci spettroscopici per l'analisi della composizione di mucillagini)
Tutti i risultati ottenuti saranno pubblicati su specifiche e qualificate riviste di settore.
Soggetti partecipanti
ICRAM (Dr. M. Mecozzi)
Istituto Superiore di Sanità (Dr. M. Bruno): fornitore di campioni e studio di anomalie trofiche dell'ambeinte marino.
Dipartimento di Chimica Analitica dell'Università di Padova (Prof. V. Di Noto): contributo alla caratterizzazione chimico-strutturale degli aggregati mucillaginosi.
Istituto Nazionale per la Nutrizione e gli Alimenti (Dr. R. Acquistucci): contributo allo sviluppo di nuove metodologie analitiche per l'analisi di campioni ambientali.
Dipartimento di Chimica Analitica dell'Università di Veszprem, Ungheria (Dr. Z. Papai): contributo allo sviluppo ed applicazione di tecniche di deconvoluzione di segnali spettroscopici e cromatografici per l'analisi di aggregati di sostanza organica.
Localizzazione delle attività:
presso l'ICRAM e presso le sedi degli istituti precedentemente citati
Personale Unità operativa:
Nominativo dipendenti: Dr. Mauro Mecozzi
Collaboratori ad altro titolo: tesista per il corso di specializzazione post laurea in Chimica delle Sostanze Naturali (Dr. E. Pietrantonio)
Referente
Dott. Mauro Mecozzi
e-mail:m.mecozzi@icram.org
- PR260 - Dott. Mecozzi 