Potenzialità della focused PCA nell’elaborazione dei dati in studi di biomonitoraggio e monitoraggio della qualità dell’aria

Le relazioni tra gli effetti sulla salute indotti dall’esposizione al particolato atmosferico (PM), il suo potenziale ossidativo (OP) e la sua composizione chimica non sono ancora del tutto chiare. Per comprendere la dipendenza tra una variabile di risposta, presa come riferimento, e le altre variabili di un dataset, può essere applicata una tecnica di analisi esplorativa chiamata focused principal component analysis (FPCA) (1). Questo approccio è stato utilizzato per approfondire informazioni relative a inquinanti presenti in matrici complesse di natura ambientale, come il PM, e biologica, come le api, in relazione a misure di OP (2) o di stress ossidativo (3), rispettivamente. La FPCA è stata applicata nella versione originale (1) per confrontare i risultati ottenuti da diversi saggi di OP (DCFH, AA e DTT) e il contenuto di alcuni traccianti di diverse sorgenti emissive di PM10. Inoltre, la FPCA è stata applicata, utilizzando come indice di covarianza il ρ di Spearman (in sostituzione al r di Pearson), nel confronto tra il danno fisiologico (PD) o il danno post-trascrizionale (PTD) e il contenuto elementare di campioni di api esposte a inquinanti atmosferici emessi dalla combustione di rifiuti. Per ogni confronto, è stato ottenuto un diagramma di facile interpretazione con l’informazione sulla correlazione tra le risposte dei saggi di OP e le componenti chimiche analizzate. I valori di OP ottenuti con i saggi del DTT e del DCFH risultano fortemente correlati (r > 0.8) con il contenuto di levoglucosano e K+, noti traccianti della combustione di biomasse (2); mentre, l’OP ottenuto con il saggio del AA è maggiormente correlato a traccianti del traffico veicolare non combustivo (Sb, Sn, Mo e Cu). Analogamente, anche lo stress ossidativo nelle api ha risposto diversamente agli elementi, ad esempio il PTD, diversamente dal PD, è fortemente correlato al contenuto di Pb (ρ > 0.8) e di As, Co, Mn e Fe (ρ > 0.6) e anticorrelato al contenuto di elementi essenziali come K, P e S (ρ < -0.6). Un particolare ringraziamento va ad ARPA Lazio, CNR di Montelibretti e ISPRA per il prezioso supporto allo studio. L’attività di ricerca è stata condotta nell'ambito del progetto di dottorato di Marcello Messi, PON Ricerca e Innovazione 2014-2020, finanziato dal Ministero dell'Università e della Ricerca (MUR). Bibliografia [1] Falissard B 1999. DOI: 10.1080/10618600.1999.10474855 [2] Massimi L et al. 2020. DOI: 10.1016/j.envpol.2020.115271 [3] Giampaoli O 2023. DOI: 10.1007/s11356-023-31561-x