A combined spectrophotometric and morphometric study of the lunar mare dome fields near Cauchy, Arago, Hortensius, and Milichius

In this Study we examine the spectral and morphometric properties of the four important lunar mare dome fields near Cauchy, Arago, Hortensius. and Milichius. We utilize Clementine UV vis mulfispectral data to examine the soil composition of the mare domes while employing telescopic CCD imagery to compute digital elevation maps in order to determine their morphometric properties, especially flank slope, height, and edifice Volume. After reviewing previous attempts to determine topographic data for lunar domes, we propose an image-based 3D reconstruction approach which is based on a combination of photoclinometry and shape from shading. Accordingly, we devise a classification scheme for lunar Marc domes which is based on a principal component analysis of the determined spectral and morphometric features. For the effusive mare domes of the examined fields we establish four Classes, two of which are further divided into two subclasses, respectively, where each class represents distinct combinations of spectral and morphometric dome properties. As a general trend, shallow and steep domes formed out of low-TiO2 basalts are observed in the Hortensius and Milichius dome fields, while the domes near Cauchy and Arago that consist of high-TiO2 basalts are all very shallow. The intrusive domes of our data set cover a wide continuous range of spectral and morphometric quantities, generally characterized by larger diameters and shallower flank slopes than effusive domes. A comparison to effusive and intrusive mare domes in other lunar regions, highland domes, and lunar cones has shown that the examined four mare dome fields display Such a richness in spectral properties and 3D dome shape that the established representation remains valid in a more global context. Furthermore, we estimate the physical parameters of dome formation for the examined domes based on a rheologic model. Each class of effusive domes defined in terms of spectral and morphometric properties is characterized by its specific range of values for lava viscosity, effusion rate, and duration of the effusion process. For our data set we report lava viscosities between about 10(2) and 10(8) Pas, effusion rates between 25 and 600 m(3) s(-1), and durations of the effusion process between three weeks and 18 years. Lava viscosity decreases with increasing R-415/R-750 spectral ratio and thus TiO2 content; however, the correlation is not strong, implying an important influence of further parameters like effusion temperature on lava viscosity.

Valutazione del rischio ecologico e sviluppo di strategie innovative per il monitoraggio della qualita’ dei corpi idrici: applicazione di un nuovo approccio integrato in un bacino pilota.

Freshwater is extremely precious; but even more precious than freshwater is clean freshwater. From the time that 2/3 of our planet is covered in water, we have contaminated our globe with chemicals that have been used by industrial activities over the last century in a unprecedented way causing harm to humans and wildlife. We have to adopt a new scientific mindset in order to face this problem so to protect this important resource. The Water Framework Directive (European Parliament and the Council, 2000) is a milestone legislative document that transformed the way that water quality monitoring is undertaken across all Member States by introducing the Ecological and Chemical Status. A “good or higher” Ecological Status is expected to be achieved for all waterbodies in Europe by 2015. Yet, most of the European waterbodies, which are determined to be at risk, or of moderate to bad quality, further information will be required so that adequate remediation strategies can be implemented. To date, water quality evaluation is based on five biological components (phytoplankton, macrophytes and benthic algae, macroinvertebrates and fishes) and various hydromorphological and physicochemical elements. The evaluation of the chemical status is principally based on 33 priority substances and on 12 xenobiotics, considered as dangerous for the environment. This approach takes into account only a part of the numerous xenobiotics that can be present in surface waters and could not evidence all the possible causes of ecotoxicological stress that can act in a water section. The mixtures of toxic chemicals may constitute an ecological risk not predictable on the basis of the single component concentration. To improve water quality, sources of contamination and causes of ecological alterations need to be identified. On the other hand, the analysis of the community structure, which is the result of multiple processes, including hydrological constrains and physico-chemical stress, give back only a “photograph” of the actual status of a site without revealing causes and sources of the perturbation. A multidisciplinary approach, able to integrate the information obtained by different methods, such as community structure analysis and eco-genotoxicological studies, could help overcome some of the difficulties in properly identifying the different causes of stress in risk assessment. In synthesis, the river ecological status is the result of a combination of multiple pressures that, for management purposes and quality improvement, have to be disentangled from each other. To reduce actual uncertainty in risk assessment, methods that establish quantitative links between levels of contamination and community alterations are needed. The analysis of macrobenthic invertebrate community structure has been widely used to identify sites subjected to perturbation. Trait-based descriptors of community structure constitute a useful method in ecological risk assessment. The diagnostic capacity of freshwater biomonitoring could be improved by chronic sublethal toxicity testing of water and sediment samples. Requiring an exposure time that covers most of the species’ life cycle, chronic toxicity tests are able to reveal negative effects on life-history traits at contaminant concentrations well below the acute toxicity level. Furthermore, the responses of high-level endpoints (growth, fecundity, mortality) can be integrated in order to evaluate the impact on population’s dynamics, a highly relevant endpoint from the ecological point of view. To gain more accurate information about potential causes and consequences of environmental contamination, the evaluation of adverse effects at physiological, biochemical and genetic level is also needed. The use of different biomarkers and toxicity tests can give information about the sub-lethal and toxic load of environmental compartments. Biomarkers give essential information about the exposure to toxicants, such as endocrine disruptor compounds and genotoxic substances whose negative effects cannot be evidenced by using only high-level toxicological endpoints. The increasing presence of genotoxic pollutants in the environment has caused concern regarding the potential harmful effects of xenobiotics on human health, and interest on the development of new and more sensitive methods for the assessment of mutagenic and cancerogenic risk. Within the WFD, biomarkers and bioassays are regarded as important tools to gain lines of evidence for cause-effect relationship in ecological quality assessment. Despite the scientific community clearly addresses the advantages and necessity of an ecotoxicological approach within the ecological quality assessment, a recent review reports that, more than one decade after the publication of the WFD, only few studies have attempted to integrate ecological water status assessment and biological methods (namely biomarkers or bioassays). None of the fifteen reviewed studies included both biomarkers and bioassays. The integrated approach developed in this PhD Thesis comprises a set of laboratory bioassays (Daphnia magna acute and chronic toxicity tests, Comet Assay and FPG-Comet) newly-developed, modified tacking a cue from standardized existing protocols or applied for freshwater quality testing (ecotoxicological, genotoxicological and toxicogenomic assays), coupled with field investigations on macrobenthic community structures (SPEAR and EBI indexes). Together with the development of new bioassays with Daphnia magna, the feasibility of eco-genotoxicological testing of freshwater and sediment quality with Heterocypris incongruens was evaluated (Comet Assay and a protocol for chronic toxicity). However, the Comet Assay, although standardized, was not applied to freshwater samples due to the lack of sensitivity of this species observed after 24h of exposure to relatively high (and not environmentally relevant) concentrations of reference genotoxicants. Furthermore, this species demonstrated to be unsuitable also for chronic toxicity testing due to the difficult evaluation of fecundity as sub-lethal endpoint of exposure and complications due to its biology and behaviour. The study was applied to a pilot hydrographic sub-Basin, by selecting section subjected to different levels of anthropogenic pressure: this allowed us to establish the reference conditions, to select the most significant endpoints and to evaluate the coherence of the responses of the different lines of evidence (alteration of community structure, eco-genotoxicological responses, alteration of gene expression profiles) and, finally, the diagnostic capacity of the monitoring strategy. Significant correlations were found between the genotoxicological parameter Tail Intensity % (TI%) and macrobenthic community descriptors SPEAR (p<0.001) and EBI (p<0.05), between the genotoxicological parameter describing DNA oxidative stress (ΔTI%) and mean levels of nitrates (p<0.01) and between reproductive impairment (Failed Development % from D. magna chronic bioassays) and TI% (p<0.001) as well as EBI (p<0.001). While correlation among parameters demonstrates a general coherence in the response to increasing impacts, the concomitant ability of each single endpoint to be responsive to specific sources of stress is at the basis of the diagnostic capacity of the integrated approach as demonstrated by stations presenting a mismatch among the different lines of evidence. The chosen set of bioassays, as well as the selected endpoints, are not providing redundant indications on the water quality status but, on the contrary, are contributing with complementary pieces of information about the several stressors that insist simultaneously on a waterbody section providing this monitoring strategy with a solid diagnostic capacity. Our approach should provide opportunities for the integration of biological effects into monitoring programmes for surface water, especially in investigative monitoring. Moreover, it should provide a more realistic assessment of impact and exposure of aquatic organisms to contaminants. Finally this approach should provide an evaluation of drivers of change in biodiversity and its causalities on ecosystem function/services provision, that is the direct and indirect contributions to human well-being.

Valutazione del rischio idraulico, compreso il fallimento delle difese, mediante metodo probabilistico: rottura del Secchia del 19 gennaio 2014

Obbiettivo della tesi è sviluppare un metodo che valuti la probabilità di rottura arginale nella stesura delle mappe di pericolosità e di rischio alluvione. Ad oggi le mappe di pericolosità, redatte dagli enti regionali, considerano solo la probabilità di superamento dell’argine da parte del livello idrico (overtopping) e non il cedimento dello stesso a causa dell’instabilizzazione dovuta all’innalzamento del livello del fiume. Per la presente tesi si è scelto come caso di studio la rottura dell’argine destro del fiume Secchia del 19 gennaio 2014, presso la frazione di San Matteo, comune di Modena. Questo caso di rottura arginale è particolarmente interessante, poiché dopo l’accaduto la regione Emilia-Romagna ha predisposto una commissione tecnica per valutare le cause dell'evento. La commissione ha quindi predisposto una serie di indagini i cui dati saranno di fondamentale importanza nella presente tesi. Utilizzando, infatti, questo caso di cedimento arginale come esempio si è potuto innanzitutto ricostruire il fenomeno che ha provocato il fallimento dell’argine e ricalcolare il rischio inondazione sulle zone allagate considerando la probabilità di fallimento del sistema arginale. Per fare ciò, si sono inizialmente eseguite varie modellazioni idrauliche, sul corpo arginale, per stabilire gli spostamenti della tavola d’acqua e i valori di pressione interstiziale dei pori al variare dei tiranti idrici utilizzando il software SEEP/W. Successivamente si è utilizzato SLOPE/W allo scopo di verificate le probabilità di cedimento dell'argine in relazione alle modellazioni idrauliche effettuate con SEEP/W. Una volta ricavate le probabilità di rottura alle varie quote idriche con SLOPE/W, le si è riportate su un foglio di calcolo Excel e ricavata la curva di fragilità dell'argine e calcolato le probabilità di accadimento degli eventi alluvionali. Dopo di ciò attraverso l’utilizzo del software CA2D si sono modellate le mappe di alluvione per i vari eventi e con l’ausilio di Qgis si sono ricavate le mappe di pericolosità e calcolato il rischio sugli edifici interessati.

La franosità in Emilia-Romagna. Un esempio di mitigazione del rischio nel Fosso Campone (San Leo, RN)

Nell'elaborato si presenta un'analisi dei fenomeni di dissesto che coinvolgono il lato nord della rupe di San Leo e il sottostante bacino del Fosso Campone, delle relative campagne di indagine e degli interventi e opere effettuati o in progetto.

From Mare Nostrum to Insula Nostra : British Colonial Cyprus and the Italian Imperial Threat

Peer reviewed

Combining histology, stable isotope analysis and ZooMS collagen fingerprinting to investigate the taphonomic history and dietary behaviour of extinct giant tortoises from the Mare aux Songes deposit on Mauritius

Taphonomic research of bones can provide additional insight into a site's formation and development, the burial environment and ongoing post-mortem processes. A total of 30 tortoise (Cylindraspis) femur bone samples from the Mare aux Songes site (Mauritius)were studied histologically, assessing parameters such as presence and type of microbial alteration, inclusions, staining/infiltrations, the degree of microcracking and birefringence. The absence of microbial attack in the 4200 year old Mare aux Songes bones suggests the animals rapidly entered the soil whole-bodied and were sealed anoxically, although they suffered frombiological and chemical degradation (i.e. pyrite formation/oxidation, mineral dissolution and staining) related to changes in the site's hydrology. Additionally, carbon and nitrogen stable isotopeswere analysed to obtain information on the animals' feeding behaviour. The results show narrowly distributed δ13C ratios, indicating a terrestrial C3 plant-based diet, combined with a wide range in δ15N ratios. This is most likely related to the tortoises' drought-adaptive ability to change their metabolic processes, which can affect the δ15N ratios. Furthermore, ZooMS collagen fingerprinting analysis successfully identified two tortoise species (C. triserrata and C. inepta) in the bone assemblage,which,when combined with stable isotope data, revealed significantly different δ15N ratios between the two tortoise species. As climatic changes around this period resulted in increased aridity in the Mascarene Islands, this could explain the extremely elevated δ15N ratio in our dataset. The endemic fauna was able to endure the climatic changes 4200 years ago, although human arrival in the 17th century changed the original habitat to such an extent that it resulted in the extinction of several species. Fortunately we are still able to study these extinct tortoises due to the beneficial conditions of their burial environment, resulting in excellent bone preservation.

Effetto di olio essenziale di Satureja Montana ed estratto di Cotinus coggygria sulle curve di morte termica di Listeria monocytogenes e Saccharomyces cerevisiae

Negli ultimi anni, è aumentato notevolmente l'interesse per piante e prodotti vegetali, e composti da essi derivati od estratti, in alternativa ai conservanti chimici per prevenire o ritardare lo sviluppo microbico negli alimenti. Questo deriva dalla percezione negativa, ormai diffusa a livello pubblico, nei confronti di sostanze di sintesi che sono ampiamente utilizzate come conservanti nell’industria alimentare. Sono stati effettuati diversi studi sull’attività antimicrobica di questi composti negli alimenti, anche se il loro utilizzo a livello industriale è limitato. Ciò dipende dalla difficile standardizzazione di queste sostanze, dovuta alla variabilità della matrice alimentare che ne può alterarne l’attività antimicrobica. In questa sperimentazione si sono utilizzati l’olio essenziale di Sateureja montana e l’estratto di Cotinus coggygria e sono state fatte delle prove preliminari, determinandone le componenti volatili tramite gas-cromatografia abbinata a microestrazione in fase solida. Sono stati selezionati un ceppo di Listeria monocytogenes (Scott A) e uno di Saccharomyces cerevisiae (SPA), e sono stati utilizzati per realizzare curve di morte termica in sistema modello e in sistema reale. Dai risultati ottenuti si può affermare che Satureja montana e Cotinus coggygria possono essere presi in considerazione come antimicrobici naturali da impiegare per la stabilizzazione di alimenti, nonché per ridurre l’entità dei trattamenti termici atti a salvaguardare le proprietà nutrizionali ed organolettiche di alimenti, come ad esempio succhi di frutta, garantendone la sicurezza e qualità microbiologica.

Il dissesto idrogeologico in Emilia-Romagna: un esempio di mitigazione del rischio da frana

L’elaborato si concentra sull’analisi della geologia e della geomorfologia nell’area in cui è situata la località di Libiano, nel Comune di Novafeltria, in Provincia di Rimini e sull’analisi dell’intervento proposto dalla regione Emilia-Romagna a seguito di un evento franoso verificatosi nel febbraio 2015, che aveva evidenziato l’inefficienza dell’opera in gabbioni precedentemente costruita. Sono inoltre state proposte ed analizzate tre soluzioni alternative alla progettazione dell’opera muraria con funzione di sostegno, in quanto la morfologia e la situazione attuale del terreno suggerivano un possibile scenario di frana attiva o quiescente. Queste configurazioni sono poi state sottoposte a verifica seguendo le direttive presenti nelle Norme Tecniche per le Costruzioni del 2008 ed è risultato che solo una delle tre soddisfa le verifiche a flessione e a taglio. È stata inoltre effettuata tramite un software la verifica di stabilità del versante oggetto di studio, privo di opere di sostegno, che ne ha confermato l’instabilità.

La gestione del rischio sanitario nell'ambito della ristorazione collettiva: esperienza nel territorio emiliano-romagnolo

L’elaborato illustra come il cambiamento delle abitudini quotidiane, nel corso degli anni, ha portato alla nascita di un tipo di ristorazione capace di conciliare i bisogni di tipo nutrizionale e relazionale con l’aspetto qualitativo fondato sulla salubrità degli alimenti. Il settore della ristorazione collettiva è disciplinato dai Reg. CE 178\02 e 852\04, i quali stabiliscono rispettivamente i principi ed i requisiti generali della legislazione alimentare e le linee guida sull'igiene dei prodotti alimentari. Le principali categorie di ristorazione collettiva sono quella aziendale, scolastica e sociosanitaria che soddisfano le esigenze di un numero ampio di persone accomunate dall’esigenza di usufruire dei pasti, al di fuori della propria abitazione (lavoratori-studenti- degenti di un ospedale). Le fasi principali da affrontare nell’analisi della ristorazione sono la preparazione e la distribuzione dei pasti con attenzione alla prevenzione delle tossinfezioni alimentari e la salubrità degli alimenti prodotti, trasformati e somministrati. La qualità non deve rappresentare un costo bensì un investimento: le aziende che operano nel settore alimentare hanno necessità di certificare ufficialmente il proprio adeguamento alla Normativa HACCP,al fine di aumentare la trasparenza, fornire sicurezza al consumatore e diminuirne l’incertezza, nel rispetto di quanto previsto dalle Leggi. I centri di produzione durante l’intero ciclo di lavorazione dei pasti, dalla preparazione alla commercializzazione, si affidano all’autocontrollo igienico fondato sui principi del modello HACCP che racchiude tute le misure da adottare per garantire la sicurezza igienico sanitaria e l’integrità degli alimenti. L’adempimento dei principi dell’HACCP nelle catene ristorative viene garantito dai controlli ufficiali svolti dalle autorità sanitarie con programmi ed interventi di vigilanza atti a ridurre i pericoli fisici-biologici che possono rendere dannoso un alimento per il consumatore.

Determinazione di mercurio mediante DMA-80

I fenomeni di contaminazione antropica da mercurio sono sempre più diffusi e preoccupanti, tanto da spingere all’ attivazione di politiche nazionali ed internazionali atte a ridurre o almeno “contenere” i rischi legati a questo metallo tossico. Con quest’obiettivo è prioritaria la necessità di determinare la concentrazione del metallo in maniera veloce, economica ed efficiente. Il seguente report intende fornire informazioni utili nell’utilizzo dello spettrofotometro DMA-80 nell’analisi di Hg in varie matrici ambientali. Lo strumento è stato acquistato dall’IAMC-CNR di Capo Granitola per rispondere alle esigenze progettuali del progetto “Dinamica dei processi di evasione e deposizione del mercurio nell’area industrializzata della Rada di Augusta e definizioni delle mappe di rischio sanitario per le popolazioni residenti” (prot.n°0000466 18/2/2011) finanziato dall’Assessorato alla Salute della Regione Sicilia con l’obbiettivo di verificare il potenziale impatto del mercurio, derivato dalle emissioni dei reflui non trattati dell’impianto di cloro-soda SYNDIAL Priolo-Gargallo sulle popolazioni residenti nell’aria fortemente industrializzata di Augusta-Melilli (Siracusa).