Un nuovo metodo basato sull’intelligenza artificiale (IA) è stato sviluppato dai ricercatori per individuare le pericolose miscele chimiche presenti nei fiumi, concentrandosi sui loro effetti su Daphnia, un organismo acquatico particolarmente sensibile.
Questo studio, frutto di una collaborazione internazionale, potrebbe rivoluzionare il monitoraggio e la tutela ambientale, fornendo importanti informazioni sulla tossicità combinata degli inquinanti chimici.
L’IA sta rivoluzionando l’approccio scientifico alla comprensione degli effetti delle miscele chimiche nei corsi d’acqua, offrendo nuovi strumenti per la salvaguardia dell’ambiente.
I ricercatori dell’Università di Birmingham hanno ideato un metodo innovativo basato sull’IA per individuare sostanze chimiche dannose nei fiumi, analizzandone l’impatto su piccoli organismi acquatici noti come Daphnia.
Questi esseri viventi sono estremamente sensibili alle variazioni della qualità dell’acqua, rendendoli indicatori preziosi della salute ambientale.
In collaborazione con esperti del Research Centre for Eco-Environmental Sciences (RCEES) in Cina e del Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) in Germania, il team di ricerca ha esaminato campioni d’acqua prelevati dal sistema fluviale del Chaobai, situato nei pressi di Pechino e contaminato da inquinanti di varia origine.
Questa sinergia internazionale mette in evidenza il potenziale dell’IA nel rilevare pericoli ambientali e migliorare la sicurezza idrica.
Il Professor John Colbourne, direttore del Centro di Ricerca Ambientale e Giustizia dell’Università di Birmingham e uno degli autori principali dello studio, si è detto fiducioso che, partendo da queste prime scoperte, in futuro sarà possibile impiegare questa tecnologia per monitorare costantemente l’acqua alla ricerca di sostanze tossiche altrimenti non individuabili.
Egli ha sottolineato l’importanza di valutare la totalità delle sostanze chimiche presenti nell’acqua campionata dall’ambiente, al fine di identificare le combinazioni che possono generare tossicità sugli animali, compresi gli esseri umani.
I risultati della ricerca, pubblicati su Environmental Science and Technology, hanno evidenziato come alcune miscele di sostanze chimiche possano agire sinergicamente influenzando importanti processi biologici negli organismi acquatici, misurati attraverso l’analisi dei geni.
Le combinazioni di queste sostanze possono generare rischi ambientali maggiori rispetto alla presenza individuale delle singole sostanze chimiche.
Il team di ricerca ha scelto di utilizzare le pulci d’acqua (Daphnia) come organismi di prova nello studio, poiché questi piccoli crostacei sono estremamente sensibili ai cambiamenti nella qualità dell’acqua e condividono molti geni con altre specie, rendendoli eccellenti indicatori di potenziali pericoli ambientali.
La dottoressa Xiaojing Li, dell’Università di Birmingham e autrice principale dello studio, ha spiegato che l’approccio innovativo adottato sfrutta le Daphnia come specie sentinella per individuare eventuali sostanze tossiche nell’ambiente.
Attraverso l’utilizzo di metodi basati sull’intelligenza artificiale, è possibile identificare quali sottoinsiemi di sostanze chimiche possano essere particolarmente dannosi per la vita acquatica, anche a basse concentrazioni che normalmente non desterebbero preoccupazioni.
Il dottor Jiarui Zhou, anch’egli dell’Università di Birmingham e co-primo autore dello studio, ha evidenziato come l’approccio computazionale avanzato possa contribuire a risolvere le sfide ambientali, consentendo una migliore comprensione e previsione dei rischi ambientali.
La Professoressa Luisa Orsini, un’altra delle autrici principali dello studio, ha sottolineato l’innovazione rappresentata dall’approccio basato sui dati e imparziale adottato per individuare come le concentrazioni di miscele chimiche rilevanti per l’ambiente possano causare danni.
Questo approccio sfida le metodologie tradizionali dell’ecotossicologia e apre la strada all’adozione regolamentare della specie sentinella Daphnia, insieme a nuove metodologie di approccio.
Il dottor Timothy Williams, dell’Università di Birmingham e co-autore dello studio, ha evidenziato che questo approccio innovativo consente di identificare le principali classi di sostanze chimiche che influenzano gli organismi viventi all’interno di una vera miscela ambientale a concentrazioni relativamente basse, caratterizzando contemporaneamente i cambiamenti biomolecolari indotti.
Questi risultati potrebbero contribuire a migliorare la protezione ambientale, individuando combinazioni chimiche precedentemente sconosciute che rappresentano rischi per la vita acquatica.
La ricerca, finanziata dal Royal Society International Collaboration Award, dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea e dal programma di innovazione del Natural Environmental Research Council, rappresenta un importante passo avanti nella comprensione e nella tutela dell’ambiente, aprendo nuove prospettive per un monitoraggio ambientale più completo e regolamentazioni più informate per il controllo delle sostanze chimiche nei corsi d’acqua.
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