L'ozono è un gas noto e interessante. È considerato un gas "buono" quando presente nella stratosfera, dove forma lo strato di ozono situato da 15 a 30 chilometri sopra la Terra che protegge la vita dalle dannose radiazioni ultraviolette.

Ma quando è presente nello strato atmosferico più basso - la troposfera, che si estende da 8 a 14 chilometri sopra la terra - l'ozono diventa una preoccupazione per la salute umana e vegetale. È anche il terzo gas serra per importanza dopo l'anidride carbonica e il metano. Ci sono prove sostanziali che l'ozono è uno degli inquinanti atmosferici più fitotossici (tossici per le piante), causando danni significativi alle colture agricole in tutto il mondo.

Una combinazione di inquinanti

Ciò è in parte dovuto al fatto che l'ozono è un inquinante atmosferico secondario:non viene emesso direttamente, ma si forma quando altri inquinanti primari – principalmente ossidi di azoto (NO _X ), monossido di carbonio (CO) e composti organici volatili (VOC), che sono emessi principalmente dalla combustione di combustibili fossili nei trasporti, industria e produzione di energia – subiscono reazioni fotochimiche in condizioni di sole.

Sono necessarie diverse ore perché si verifichino queste reazioni fotochimiche, il che significa che le concentrazioni di ozono sono spesso più elevate sottovento dei centri urbani e industriali.

Alcune importanti regioni agricole situate vicino a centri urbani e industriali sperimentano elevate concentrazioni di ozono, questi includono il Midwest degli Stati Uniti, gran parte dell'Europa continentale, le pianure indo-gangetiche dell'Asia meridionale, e la costa della Cina.

In queste regioni, le concentrazioni di ozono spesso diventano abbastanza alte da influenzare la fisiologia delle colture, crescita e rendimento. Può verificarsi anche il trasporto emisferico dell'ozono e dei suoi precursori in modo che le emissioni in un continente influenzino le concentrazioni in un altro, Per esempio, Le emissioni nordamericane possono influenzare le perdite di resa indotte dall'ozono in Europa.

L'ozono entra nelle foglie delle piante attraverso gli stomi - pori che facilitano lo scambio di gas - dove reagisce con i componenti cellulari, producendo una serie di reazioni chimiche che creano un forte stress ossidativo. I danni vanno da lesioni visibili delle foglie come ingiallimento (clorosi) e punteggiatura e morte cellulare localizzata (necrosi), a sottili cambiamenti fisiologici come la fotosintesi ridotta e la senescenza prematura. Questi effetti alla fine riducono i raccolti.

Una preoccupazione crescente

I livelli di ozono sono raddoppiati dai tempi preindustriali a causa delle emissioni antropiche. A causa dei severi controlli sulla qualità dell'aria, i livelli di picco di ozono sono diminuiti negli ultimi decenni in Europa e Nord America. Però, l'"ozono di fondo", che è la concentrazione di ozono in assenza di fonti antropiche locali, è aumentata negli ultimi anni a livello globale.

Nei paesi in via di sviluppo, in particolare l'Asia meridionale e orientale, i livelli di ozono sono in aumento e questa tendenza continuerà almeno fino al 2030 a meno che le emissioni di precursori dell'ozono (NO _X e VOC) si riducono significativamente.

È importante notare che le regioni che presentano alti livelli di ozono attuali e futuri occupano anche una posizione di rilievo nell'agricoltura e nella produzione alimentare globali e sono vulnerabili all'insicurezza alimentare.

Cina e India sono importanti esempi di paesi in cui l'inquinamento da ozono minaccia già la produzione agricola. In India, fino al 14 e 6% di perdite di resa in frumento e riso, rispettivamente, si stima che siano stati causati dall'ozono.

Implicazioni socioeconomiche di vasta portata

L'ozono aggiunge quindi un altro fattore al nesso esistente di povertà, malnutrizione e gli effetti del cambiamento climatico che mettono a dura prova la sicurezza alimentare e nutrizionale in alcune di queste regioni. È anche importante considerare che l'instabilità di questi sistemi alimentari avrà implicazioni socioeconomiche di vasta portata attraverso i cambiamenti dei prezzi dei prodotti alimentari, redditi agricoli, comportamenti di consumo e accesso nutrizionale per diversi gruppi della società, comprese le donne.

Gli studi indicano che le perdite di raccolto dovute a fattori ambientali colpiscono spesso gli agricoltori aumentando i debiti e intensificando i carichi di lavoro, nonché alterando le relazioni di genere.

Allo stesso tempo, colmare i divari di resa nelle regioni agricole esistenti e future è essenziale per la sicurezza alimentare globale.

Gli agricoltori e i responsabili politici spesso non riescono a identificare l'inquinamento atmosferico come un fattore che contribuisce alla riduzione dei raccolti e le preoccupazioni sulla qualità dell'aria rimangono concentrate sulle città e sui centri urbani dove l'inquinamento elevato ha un impatto sulla salute umana. Perciò, è importante che i media, scienziati e attivisti ambientali prendono l'iniziativa per raggiungere gli agricoltori, pubblico e politici, fornire loro prove dei rischi e dei danni e cooperare per comprendere dove sono necessarie soluzioni per ridurre l'inquinamento da ozono e le sue conseguenze.

Integrare l'inquinamento da ozono

Riconoscendo queste sfide, gli scienziati dovrebbero prendere in considerazione l'integrazione dell'inquinamento da ozono nelle previsioni stagionali dei raccolti. I ricercatori dello Stockholm Environment Institute stanno sviluppando strumenti di valutazione del rischio e dei danni da ozono per le colture. Un recente rapporto sottolinea l'importanza delle reti di monitoraggio dell'ozono nelle aree rurali per valutare le concentrazioni di fondo dell'ozono e la frequenza degli episodi di elevata ozono.

Ciò è particolarmente importante perché il monitoraggio della qualità dell'aria è generalmente focalizzato sulle aree urbane e semiurbane. Questo rapporto ha sintetizzato le informazioni provenienti da 15 reti di monitoraggio dell'ozono in tutto il mondo, compreso il Programma europeo di monitoraggio e valutazione, insieme ai dati raccolti da singoli ricercatori o da reti regionali o nazionali più piccole.

Tali reti consentiranno l'integrazione delle informazioni sull'inquinamento da ozono con il potenziale di fornire avvisi precoci di episodi di ozono (che spesso possono durare giorni o settimane) aiutando gli agricoltori a ridurre al minimo la perdita di raccolto attraverso pratiche di gestione adeguate.

La ricerca per sviluppare sistemi agricoli resilienti integrerebbe idealmente l'adattamento per evitare i peggiori effetti dell'inquinamento da ozono insieme al cambiamento climatico attraverso una migliore selezione delle colture e pratiche agronomiche. Però, è una necessità assoluta comprendere i collegamenti e le interazioni tra la qualità dell'aria, cambiamento climatico, agricoltura, approvvigionamento alimentare, e le relative implicazioni socio-economiche a livello locale, scala regionale e globale per generare un quadro completo del problema e quindi offrire soluzioni efficaci.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.