ECOTOXICOLOGICAL STUDIES ON THE EFFECTS OF XENOBIOTICS ON NON-TARGET ORGANISMS AND SOIL MICROBIAL BIOMASS

The PhD thesis focused on ecotoxicological studies related to the effects of xenobiotics on non-target organisms and soil microbial biomass. The first study investigated the effects of spinosad and chlorpyrifos on non-target soil organisms. Earthworms' health was compromised in chlorpyrifos trials, with a dose-dependent trend, while spinosad proved less impactful. Two further works addressed the problem of copper-based fungicides in organic vineyards in the Marche region. The first experiment monitored copper (Cu) concentrations in vineyard soil for two years and studied the ecotoxicological effects on E. fetida. Monitoring shows acceptable Cu levels in vineyards. Regarding the ecotoxicology test, there was initial suffering for the highest Cu doses applied, but earthworms can recover early. The other work used innovative techniques to investigate the effects of Cu on E. fetida. Data showed a strong dose-dependent response in earthworms and some alterations in their gut microbiota. Subsequently, an integrated study was presented on the chemical, microbiological and ecotoxicological effects of bioplastic residues from composting. Bioplastic did not influence the earthworms' fertility but affected DNA integrity at the highest dose and changed gut microbial communities. Another work was conducted to evaluate the degradation of a biodegradable mulch film in the presence of insect frass and earthworms. Earthworms and frass significantly accelerated the degradation process, and soil organisms showed no signs of suffering during the test. Finally, a review was conducted to assess the environmental problem of nickel in European agricultural soils. The study revealed that using combined methods could improve the efficacy of phytoremediation. In conclusion, the studies carried out during the PhD demonstrated that innovative techniques and an integrated approach could offer sensitive, accurate and specific tools for early risk assessment in non-target soil organisms.

La tesi di dottorato è incentrata su studi ecotossicologici relativi agli effetti di xenobiotici su organismi non-target e sulla biomassa microbica del suolo. Il primo studio indaga gli effetti di spinosad e clorpirifos su organismi non-target del suolo. La salute dei lombrichi è compromessa dal clorpirifos, con un andamento dose-dipendente, mentre lo spinosad è meno impattante. Altri due lavori affrontano il problema dei fungicidi rameici nei vigneti biologici marchigiani. Il primo esperimento monitora le concentrazioni di rame (Cu) nel suolo di vigneto per due anni e studia gli effetti ecotossicologici su E. fetida. Il monitoraggio mostra livelli accettabili di Cu nei vigneti; inoltre c'è stata una sofferenza alle dosi più elevate di Cu, ma i lombrichi recuperano in tempi brevi. L'altro lavoro utilizza tecniche innovative per indagare gli effetti del Cu su E. fetida. I dati mostrano una forte risposta dose-dipendente nei lombrichi e alcune alterazioni microbiche nel gut. In seguito viene presentato uno studio sugli effetti chimici, microbiologici ed ecotossicologici dei residui di bioplastica derivanti dal compostaggio. La bioplastica non influenza la fertilità dei lombrichi, ma incide sull'integrità del DNA e modifica le comunità del gut. È stato condotto un altro esperimento per valutare la degradazione di un film di pacciamatura in presenza di frass di insetto e lombrichi. Lombrichi e frass accelerano significativamente il processo di degradazione e gli organismi del suolo non mostrano segni di sofferenza durante il test. Infine, è stata condotta una review per valutare il problema ambientale del nichel nei suoli agricoli europei. Lo studio rivela che l'uso di metodi combinati migliora l'efficacia della phytoremediation. In conclusione, gli studi condotti durante il dottorato dimostrano che tecniche innovative e approcci integrati potrebbero offrire strumenti sensibili, accurati e specifici per la valutazione precoce del rischio negli organismi del suolo.