La porzione organica del materiale particolato atmosferico può rappresentare il 20-70% del totale. Di essa si stima che una parte significativa sia di origine biogenica (bioaerosol) cioè costituita da particelle aereodisperse di origine biologica, trasportatrici di organismi intatti o sottoforma di frammenti come: funghi, batteri, alghe, archea, virus, pollini, biofilm, detriti cellulari, cellule vegetali e animali, prodotti di escrezione/metabolici. Nonostante non siano disponibili informazioni esaurienti sulla composizione del bioaerosol, è noto il suo ruolo nei processi atmosferici, nella formazione di aerosol organici secondari e l' impatto sanitario. Gli effetti fisio-patologici del bioaerosol dipendono dalla sua natura, dalla concentrazione, dalle proprietà chimico-fisiche e dalle dimensioni comprese tra 0,001 e 100 micron, tali da consentire la penetrazione nel nostro apparato respiratorio fino agli alveoli polmonari. Effetti avversi sulla salute umana sono irritazione di membrane e mucose, bronchite, malattie polmonari ostruttive, rinite allergica, asma, alveolite allergica (polmonite granulomatosa), sindrome da polveri organiche (febbre da inalazione o polmonite tossica).
Questo progetto di ricerca rappresenterà la conclusione di un importante ed esteso programma nato nell'ottica di ampliare le conoscenze sul bioaerosol e di ottimizzare le modalità di analisi per un corretto monitoraggio di tale componente del particolato atmosferico, nel suo insieme e nelle principali componenti, con approccio multidisciplinare, mediante tecniche di tipo chimico, proteomico, microbiologico e di biologia molecolare. Verrà valutata tale componente in ambienti di lavoro nei quali si verifica una severa esposizione al bioaerosol, come le aziende agricolo-zootecniche.
Ciò consentirà di valutare la qualità dell'aria in tali realtà lavorative in funzione delle attività ivi svolte a fini conoscitivi e per potenziare i programmi di prevenzione e protezione.
Come già anticipato, i bioaerosol sono costituiti da microrganismi aerotrasportati vitali o non vitali, come batteri, funghi, virus, parassiti, spore microbiche, loro frammenti e composti organici liquidi o volatili, tra cui sottoprodotti del metabolismo microbico. Sono diffusi nell'ambiente (interno ed esterno) e possono provenire da una vasta gamma di fonti, sia naturali che antropogeniche. Diversi fattori possono favorire lo sviluppo e la diffusione di agenti biologici come il tipo di attività, il processo o la fase lavorativa, le materie utilizzate, il contatto con fluidi biologici umani o animali potenzialmente infetti, la presenza di polvere, la scarsa igiene, il cattivo funzionamento e la manutenzione degli impianti di aerazione, la presenza ed il numero di occupanti, il microclima, ecc. Nessun ambiente, quindi, può considerarsi esente dalla presenza di agenti biologici , anche considerando settori molto diversi tra loro: dagli ambienti indoor non industriali (uffici, scuole), ai settori della filiera agroalimentare (allevamenti, trasfomazione di prodotti alimentari, mangimifici, ecc.), al comparto dei rifiuti solidi urbani e della depurazionedi acque reflue civili, e così via. Nel ricovero degli animali, le principali fonti di bioaerosol sono gli animali, i rifiuti animali, i mangimi e il materiale di lettiera. Una volta prodotti, possono rimanere sospesi nell'aria, mezzo responsabile della loro trasmissione o dispersione, per periodi prolungati e potenzialmente percorrere lunghe distanze dalla sorgente. Di conseguenza possono comportare effetti sulla salute anche delle comunità limitrofe. L'esposizione al bioaerosol si verifica principalmente con l'inalazione, sebbene anche l'ingestione contribuisca. Tale esposizione è stata associata a una serie di effetti e malattie sulla salute acuti e cronici. I più comunemente riportati sono problemi al sistema respiratorio (ad esempio rinite, asma, bronchite e sinusite), attraverso meccanismi allergici sia atopici che non. Altri problemi di salute segnalati includono disturbi gastrointestinali, affaticamento, debolezza e mal di testa. I principali ostacoli nello studio delle potenziali conseguenze sulla salute derivanti dall'esposizione ai bioaerosol in ambiente agricolo sono la mancanza di informazioni sull'esposizione e le difficoltà nel discriminare gli effetti delle emissioni di bioaerosol da quelle di altre emissioni. È necessario inoltre comprendere meglio la composizione di bioaerosol anche in funzione della dimensione delle particelle. Le particelle di bioaerosol possono essere sospese nell'aria come singole cellule o spore o come aggregati. Le particelle che vanno da circa 2,5 um a 10 um tendono a depositarsi nelle vie aeree superiori. Molte specie bioaerosoliche , come le spore fungine e il polline, rientrano in questo intervallo di dimensioni, sebbene altri (ad esempio aggregati di bioaerosol, catene di spore) possono anche essere più grandi e di conseguenza probabilmente rimangono all'interno della cavità nasale. Al contrario lo studio della composizione delle particelle di diametro aerodinamico inferiore con il loro potenziale tossico, penetrando nel sistema respiratorio, rappresenta ancora una sfida. Per questo nel nostro studio verranno prese in considerazione sia le particelle grossolane che quelle 'fine' campionate in due diversi siti: in prossimità del ricovero bovini e della produzione e stoccaggio mangimi, al fine di valutare la presenza, la composizione del bioaerosol e anche le differenze fra le due sorgenti.
Mancando metodi efficaci per misurare gli agenti biologici, poichè la classica misura delle sole specie vitali con i metodi di conta microbiologica sottostimano fortemente i microrganismi in esame, l'approccio del nostro studio consentirà una visione ' in toto' di tali agenti e al tempo stesso permetterà di scendere in dettaglio per la caratterizzazione dei diversi generi.
Ciò consentirà di individuare la presenza di patogeni per definire la salubrità di tali ambienti e per valutare eventuali misure di prevenzione o uso di particolari DPI e accortezze.
La caratterizzazione metagenomica sarà la base per la costruzione di database specifici per ambienti di lavoro.