A: COMUNE DI ROSIGNANO MARITTIMO
Via dei Lavoratori n. 21
57016 Rosignano Marittimo (Livorno)
Università degli Studi di Siena
Dipartimento di Scienze Ambientali “Giacomino Sarfatti”
Progetto
STUDIO DEL FENOMENO DI FORMAZIONE DI SCHIUME NELLE ACQUE DI
MARE ANTISTANTE IL TRATTO DI COSTA COMPRESO NEL TERRITORIO
COMUNALE DI ROSIGNANO MARITTIMO
Responsabile
Prof. Silvano Focardi
Dipartimento di Scienze Ambientali “G. Sarfatti”
Università degli Studi di Siena
Via Mattioli, 4
53100 Siena Italia
OGGETTO: Trasmissione della relazione finale di progetto.
Siena, 31 Marzo 2010
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GRUPPO DI LAVORO
RESPONSABILE SCIENTIFICO:
PROF. SILVANO FOCARDI
DIPARTIMENTO DI SCIENZE AMBIENTALI “G. SARFATTI”
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI SIENA
VIA MATTIOLI, n. 4. 53100, SIENA
E-mail: [email protected]
L’attività è stata svolta nell’ambito di una convenzione per le attività di ricerca congiunta tra il Dipartimento di
Scienze Ambientali dell’università degli Studi di Siena ed il Polo Universitario Grossetano (Centro ricerche ecologia
acquacoltura e pesca, Ecolab).
GRUPPO DI RICERCA CONGIUNTO:
Dr. Monia Renzi, PhD ricercatore, coordinatore di progetto;
Dr. Milva Pepi, PhD ricercatore, responsabile del settore microbiologico;
Dr. Guido Perra, PhD, responsabile ricerca Aree Marine Protette;
Dr. Arianna Lobianco, PhD student, microbiologia;
Dr. Andrea Giovani, PhD student, contaminazione di sistemi costieri e macrofite;
Dr. Elena Mari, contrattista, chimica acque;
Dr. Marcella Ruta, PhD, microbiologia;
Dr. Valerio Volpi, PhD, assegnista, GIS e telerilevamento;
Dr. Cristiana Guerranti, PhD, assegnista, contaminazione del biota;
Dr. Michela Mariottini, PhD, tecnico strutturato;
Sig.ra Marzia Quaglia, tecnico strutturato;
Sig.ra Francesca Cossu, segreteria.
La presente relazione riepiloga i primi risultati conseguiti dalle attività di ricerca condotte dai partners coinvolti nel
progetto finanziato dal Comune di Rosignano Marittimo – Servizi Ambiente e Sicurezza.
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SOMMARIO
1. INTRODUZIONE ...........................................................................................................................- 4 1.1. Obiettivi previsti dal progetto
1.2. Linee di ricerca
1.3. Cronoprogramma
-5-5-7-
2. RACCOLTA ED ANALISI CRITICA DELLE INFORMAZIONI BIBLIOGRAFICHE (LINEA 1)..............- 8 2.1. Alterazione dei sistemi marino-costieri
-82.2. Caratteristiche generali dell’ecosistema marino costiero del Tirreno centro-Meridionale e da Scarlino a
Livorno.
- 10 2.3. Le emulsioni schiumose nella zona marino-costiera di Rosignano Marittimo
- 13 2.4. Possibili fattori scatenanti il fenomeno delle formazioni schiumose in mare
- 13 2.5. Criticità antropiche presenti nel sistema di studio
- 15 2.6. Qualità delle acque costiere dell’Arcipelago Toscano, sintesi
- 19 2.7. Contesto normativo di riferimento
- 21 2.8. Dati relativi alle presenze turistiche
- 23 -
3. ATTIVITÀ COMUNI ALLE LINEE DI RICERCA 2,3,4 ....................................................................- 26 3.1. Selezione delle matrici ambientali di interesse per lo studio
3.2. Elaborazione statistica dei dati
3.3. Georeferimento e cartografia
- 26 - 28 - 29 -
4. RECUPERO ED ELABORAZIONE DEI DATI PREGRESSI (LINEA 2)..............................................- 31 4.1. Criteri generali
4.2. Risultati relativi alle prime elaborazioni effettuate sui dati acquisiti da ARPAT
- 31 - 39 -
5. MONITORAGGIO VISIVO DEL FENOMENO (LINEA 3) .................................................................... 58
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
Vantaggi relativi all’impiego di volontari
Problematiche riferibili all’impiego di volontari
Protocollo di rilievo adottato dai volontari CASM
Standardizzazione dei protocolli operativi di prelievo
Primi risultati conseguiti
58
58
58
61
61
6. ATTIVITÀ ANALITICA INTEGRATIVA (LINEA 4)............................................................................. 67
6.1. Metodologia di campionamento
67
6.2. Specifiche per l’esecuzione delle analisi e metodiche adottate relativamente ai campioni di schiume ed
acque
69
6.3. Specifiche per l’esecuzione delle analisi e metodiche adottate relativamente ai campioni di sedimenti ed
organismi
71
6.4. Assicurazione della qualità del dato analitico dell’analisi chimica
76
6.5. Metodiche relative alle indagini microbiologiche
78
6.6. Risultati e discussione
83
-Primi risultati relativi delle analisi chimico-fisiche sui campioni di acque e schiume ................................... 85
-Risultati delle analisi microbiologiche effettuate sulle acque e sulle schiume ............................................ 92
-Risultati relativi alle stazioni di Controllo .............................................................................................. 110
7. ELABORAZIONI STATISITCHE E GEOSTATISTICHE DELLA CAMPAGNA 2009 ............................. 132
8. CONSIDERAZIONI SINTETICHE................................................................................................... 153
9. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI .................................................................................................... 158
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1. Introduzione
Il Comune di Rosignano Marittimo da anni è interessato dall’insorgere periodico di schiume
dense e persistenti lungo la fascia costiera di sua competenza, ricorrenza particolarmente
evidente durante il periodo estivo con conseguenti ripercussioni negative sull’economia
locale.
Nel corso degli anni sono stati condotti, anche da parte di enti di ricerca (Università degli
Studi di Firenze, 2000) e di agenzie regionali (ARPAT, 2004) analisi e studi mirati alla
comprensione del fenomeno allo scopo di realizzare interventi gestionali finalizzati al
contenimento dello stesso. Nell’ambito di questi studi sono stati presi in considerazione
campioni d’acqua prelevati dalle formazioni schiumose presenti all’interno del canale di
comunicazione delle acque reflue dell’impianto con quelle marine, Fosso Bianco. I risultati
ottenuti dall’Università di Firenze hanno evidenziato la presenza consistente di carbonato di
calcio, lipidi e surfattanti in concentrazioni che, sebbene significative, non sembravano tali da
determinare il fenomeno nelle intensità riscontrate. Una possibile concausa individuata nello
studio era relazionata alla crescita di batteri filamentosi, in particolare batteri attinomiceti.
Anche in questo caso, tuttavia, i livelli riscontrati non hanno permesso un’evidente
correlazione con il fenomeno.
Ad oggi, nonostante gli sforzi condotti, non sono state individuate le principali cause del
fenomeno, per questo il Comune di Rosignano Marittimo ha deciso di finanziare al
Dipartimento di Scienze Ambientali dell’Università degli Studi di Siena (DiScAm) la
realizzazione di un progetto finalizzato ad indagare le possibili dinamiche alla base delle
formazioni.
Il progetto della durata complessiva di 18 mesi, è stato articolato in due fasi di nove mesi
ciascuna. Le attività condotte dal DiScAm sono state svolte in convenzione con il Polo
Universitario Grossetano ed in collaborazione con l’Agenzia Servizi Ambientali SpA di Livorno
– Gestione impianti di depurazione (ASA), l’Agenzia Regionale Protezione Ambiente Toscana,
Dipartimento provinciale di Livorno ed ARPAT Area Mare (ovvero Area per la Tutela
dell'ambiente Marino, Lagunare, Lacustre, Costiero e dell'ittiofauna), i volontari del Centro di
Assistenza Soccorso in Mare (CASM) di Rosignano. Al progetto hanno preso parte in forma di
collaborazione occasionale anche altri partners (Conisma, Diving ecc) espressamente indicati
nella relazione.
Si è creata una piattaforma operativa che coinvolgesse i rappresentanti delle strutture
suddette in attività di progettazione allo scopo di sviluppare una sinergia volta a consentire la
costruzione di un percorso conoscitivo condiviso con procedure concordate ed a favorire lo
scambio, l’integrazione e la rielaborazione critica di dati attuali e pregressi di proprietà di
ogni singolo partner.
Il presente documento costituisce la relazione relativa ai risultati conseguiti nel corso dei
diciotto mesi di attività.
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1.1. Obiettivi previsti dal progetto
Gli obiettivi preposti dal progetto nell’ambito dei diciotto mesi di attività sono riassunti a
seguito:
1-Individuazione delle possibili cause scatenanti il fenomeno delle emulsioni in mare con
particolare riguardo nella definizione della loro natura (antropica, naturale, mista), di fattori
sinergici e della valutazione di una possibile origine del fenomeno anche da dinamiche globali
e/o esterne al sistema di studio;
2-Valutazione dell’eventuale impatto dello scarico proveniente dal Fosso Bianco sulla
qualità delle acque marino-costiere con particolare riferimento alle problematiche oggetto di
studio;
3-Analisi delle problematiche non risolte da indagini pregresse;
4-Valutazione della possibilità di effettuare interventi mirati al contenimento del
fenomeno.
1.2. Linee di ricerca
Il raggiungimento dei suddetti obiettivi ha previsto lo sviluppo contestuale di diverse linee di
attività:
Linea 1- Raccolta ed analisi critica delle informazioni bibliografiche. La principale
difficoltà nelle attività di ricerca in ambiente marino-costiero è rappresentata dal fatto che le
dinamiche coinvolte nella manifestazione di un fenomeno ecologico sono spesso complesse
ed implicano diversi comparti ambientali in grado di autodeterminarsi reciprocamente. La
comprensione di questi processi non può esulare dalla conoscenza delle molteplici relazioni
reciproche che governano l’area in esame in un approccio quanto più possibile
multidisciplinare e sistemico. Questo implica la necessità di acquisire dati disponibili riguardo
le specifiche dinamiche del sistema di studio. In questo senso, la ricerca bibliografica
condotta è stata finalizzata all’acquisizione, valutazione ed analisi di lavori pregressi
disponibili in rete e nelle banche dati bibliotecarie allo scopo di ottenere un primo quadro
conoscitivo quanto più completo possibile che consentisse lo sviluppo di programmi di lavoro
ed ipotesi sperimentali idonee alla realtà specifica. Le informazioni ricercate hanno riguardato
in sintesi: -le dinamiche connesse alla specifica problematica del sistema marino costiero
mediterraneo ed in particolare del sistema marino da Livorno a Scarlino; -le principali
caratteristiche
correntometriche,
morfologiche,
sedimentologiche,
meteorologiche,
idrometriche del bacino; -le relazioni con i bacini imbriferi terrestri ed i principali corpi fluviali;
-le biocenosi e le associazioni presenti, -l’uso prevalente del territorio le principali fonti di
impatto antropico presenti, lo sfruttamento delle risorse dell’area di studio; -i dati relativi ai
livelli di contaminazione ambientale; -gli indici di qualità delle acque.
Queste informazioni di cui si riporta un riepilogo sintetico hanno consentito di individuare
zone critiche e zone di controllo, strategie sperimentali e di monitoraggio agevolando
l’interpretazione critica dei risultati.
Linea 2- Raccolta ed elaborazione dei dati esistenti. Dal confronto tra i membri del
gruppo di lavoro è emersa subito l’esistenza, seppure in forma estremamente frammentata e
disomogenea di un gran numero di dati analitici sull’area in esame sia per quanto riguarda le
matrici ambientali (sedimenti, colonna d’acqua) che il biota (molluschi bivalvi, fito e
zooplancton).
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Sono stati messi a disposizione da parte dell’ASA i dati analitici relativi al funzionamento, alla
manutenzione ed alle procedure di controllo delle emissioni dell’impianto di depurazione dei
reflui civili. L’ARPAT ha, invece, fornito i dati acquisiti nell’ambito delle campagne di
monitoraggio effettuate in ottemperanza delle disposizioni relative alla Legge n. 152/991, al
controllo delle acque per la balneazione ed al monitoraggio effettuato nell’area marina
prospiciente la zona industriale Solvay (osservatorio).
Questa fase ha previsto la raccolta da parte del DiScAm del materiale fornito da tutti i
partners, l’uniformazione dei dati rispetto all’unità di misura ed al periodo storico,
l’inserimento per ogni stazione di prelievo della corrispondente coordinata spaziale, la
creazione di un database sintetico ed omogeneo secondo criteri standard che consentisse di
effettuare elaborazioni statistiche e descrittive ritenute di interesse per la specifica indagine.
Linea 3- Monitoraggio visivo del fenomeno. Le segnalazioni ottenute fino a questo
momento riguardo il monitoraggio del fenomeno sono state sporadiche e puntiformi e non si
hanno coordinate geografiche né riferimenti a condizioni meteomarine che potrebbero essere
utili per comprendere le dinamiche di formazione e spostamento delle masse schiumose
nonché di eventuali ricorrenze stagionali.
Si è deciso, pertanto, di elaborare un questionario da sottoporre ad osservatori volontari del
Centro di Assistenza Soccorso in Mare (CASM) di Rosignano allo scopo di monitorare
visivamente il fenomeno e di acquisire dati con cadenza possibilmente giornaliera.
Linea 4- Attività analitica integrativa. Si è concordato di integrare le indagini effettuate
periodicamente da ARPAT con analisi aggiuntive condotte su campioni di acqua, schiuma,
sedimento ed organismi sia su stazioni interne all’area di studio che su aree di controllo
opportunamente selezionate ed indicative delle dinamiche generali del bacino in cui l’area
stessa è inserita. In particolare si è provveduto ad effettuare:
1- analisi sulla colonna d’acqua nella fascia costiera da Rosignano Solvay a Castiglioncello, in
una zona solitamente interessata dalle formazioni schiumose secondo quanto riportato dai
dati CASM (2008) ed in stazioni aggiuntive non comprese nel piano standard di
monitoraggio ARPAT. Nel corso del 2009 sono state effettuate due campagne estese
primaverile (aprile) ed estiva (luglio) allo scopo di effettuare perlievi e misure su 66
stazioni localizzate nell’area di studio a tre quote batimetriche di profondità. Queste
indagini sono state effettuate dopo opportune verifiche reciproche ed adattamenti secondo
un protocollo analitico ed operativo paragonabile. Lo scopo è stato quello di consentire
l’elaborazione di cartografie georeferite dei parametri ritenuti maggiormente significativi.
Su queste stazioni sono state condotte, ove possibile, le seguenti analisi: -principali
descrittori chimico-fisici delle masse d’acqua; -principali descrittori microbiologici; contaminanti ambientali; -principali macronutrienti; -ricerca di proliferazioni microalgali e/o
di mucillagini.
2- analisi chimico-fisiche nei campioni di acque e schiume prelevati dagli operatori volontari
CASM e DiScAm durante le manifestazioni acute del fenomeno.
3- studi microbiologici di dettaglio finalizzati all’individuazione di ceppi batterici filamentosi ed
idrocarburo degradanti per chiarire la possibile origine del fenomeno legata alla loro
presenza.
1
Il Decreto Ministeriale n. 152/99 è stato attualmente integrato e completamente sostituito dal D.L.vo n. 152/06, noto anche
come testo unico sull’ambiente. Si è deciso, tuttavia di lasciare a riferimento il precedente decreto perché i dati forniti da ARPAT
sono stati acquisiti con le modalità e secondo i parametri in esso previsti.
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4- selezione e caratterizzazione delle aree di controllo, campionamento delle matrici
ambientali (acqua, sedimento, organismi, schiuma se presente) ed analisi chimica dei
principali parametri. Le aree di controllo individuate come di interesse specifico sono state:
controllo 1 (C1, stazione a basso impatto antropico presunto senza evidenza del
fenomeno), controllo 2 (C2, stazione ad impatto antropico elevato in cui non è
documentata la manifestazione recente del fenomeno), controllo 3 (C3, stazioni interne
all’area di indagine). Su queste matrici sono state effettuate indagini chimico-fisiche e
microbiologiche. Si è individuato, in particolare, le isole delle Aree Marine Protette
dell’Aricipelago Toscano (C1); l’area marina costiera di Orbetello e l’Isola di Giglio e
Giannutri (C2); le stazioni di Bandiera Blu localizzate a Sud del comune di Rosignano
Marittimo (C3). I dati relativi ai controlli sono stati inseriti in un unico database sintetico
per effettuare le analsi statistiche.
1.3. Cronoprogramma
Si riporta a seguito (tab. 1.1) il cronogramma (diagramma di Gnatt) relativo alle attività
condotte durante i primi nove mesi (nero) ed alle attività effettuate nella seconda parte di
progetto (grigio).
Fasi
1
2
3
4
Mesi
5 6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18
Campionamento
Analisi chimiche acque,
schiume, sedimenti
Fase I
Analisi microbiologiche
prelievi mucillagini
Elaborazione dati
Raccolta dati
bibliografici
Campionamenti
Fase II
Analisi sedimento
Analisi mucillagini
Analisi di conferma
Elaborazione dati
Cartografia
Report finale
Tabella 1.1. - Cronoprogramma delle attività.
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2. Raccolta ed analisi critica delle informazioni bibliografiche (Linea 1)
Si riporta a seguito una sintesi delle principali problematiche relative agli ecosistemi marinocostieri Mediterranei ed al sistema oggetto di studio emerse dalla ricerca bibliografica
condotta.
2.1. Alterazione dei sistemi marino-costieri
Attualmente più di tre miliardi di persone nel mondo vivono in prossimità della fascia marina
costiera. La rapida crescita demografica, l’industrializzazione e l’agricoltura intensiva hanno
fortemente influito sugli scarichi che arrivano direttamente o indirettamente alla fascia
costiera. In più, la diffusione di impianti chimici, le raffinerie, le metropoli, il boom dei traffici
marittimi pericolosi, lo sfruttamento a fini energetici dei fondali marini, la pesca incontrollata,
l’uso dissennato della nostra fascia costiera hanno determinato un’alterazione del
Mediterraneo compromettendo in alcune aree le condizioni qualitative del mare nostrum.
-Caratteristiche generali del Mediterraneo
La superficie approssimativa del Mar Mediterraneo è di 2,51 milioni di km² ed ha uno
sviluppo massimo lungo i paralleli di circa 3700 km. È un mare con modesti flussi di ricambio,
tanto da essere considerato un mare "chiuso", e comunica con il resto del sistema oceanico
principalmente attraverso lo stretto di Gibilterra, dal quale entrano acque superficiali
atlantiche fredde e povere di nutrienti e con il Mar Rosso attraverso il Canale di Suez. Nella
parte Est attraverso il mar di Marmara, tramite i Dardanelli e il Bosforo, è collegato al mar
Nero. Inoltre, l'evaporazione supera di molto sia l'apporto delle precipitazioni sia l'afflusso
delle acque dei fiumi e del Mar Nero. Il ricambio idrico totale del Mediterraneo è dunque
molto lento e si completa in circa cento anni (Cognetti et al., 1999). Questo fatto fa sì che la
concentrazione di sostanze nutrienti o di inquinanti chimici raggiunga livelli preoccupanti. Le
maree sono molto limitate anche a causa dello scarso collegamento con l'oceano, che limita
la massa d'acqua complessiva investita dal fenomeno.
-Contaminazione chimica
Lungo le coste del Mediterraneo vivono circa 136 milioni di persone, i cui rifiuti, siano essi
civili o legati alle varie attività (agricole, industriali, di trasporto ecc), finiscono in mare senza
essere stati trattati. Secondo una stima dell'United Nations Environmental Program (UNEP),
ogni anno vengono scaricate nel bacino del Mediterraneo circa 120.000 t di petrolio, 12.000 t
di fenoli, 60.000 t di detergenti, 320.000 t di fosforo, 800.000 t di azoto e, per quanto
riguarda i metalli pesanti, circa 100 t di mercurio, 3.800 t di piombo, 2.400 t di cromo e
21.000 t di zinco. Il Mediterraneo è il mare più a rischio nel mondo per le maree nere: nelle
sue acque circolano, infatti, circa 2000 navi mercantili al giorno, di cui 300 sono petroliere
(valore che corrisponde al 22% del traffico marittimo di petrolio globale). Negli ultimi 25
anni, quasi il 7% degli incidenti petroliferi mondiali si sono verificati nel Mediterraneo. Gli
scarichi domestici e degli impianti industriali, cosi come la distruzione degli habitat dovuta
alle molteplici attività umane hanno un impatto sostanziale sui sistemi costieri. Questi dati,
associati alla conformazione geomorfologica peculiare del Mar Mediterraneo lo rendono
particolarmente soggetto a fenomeni di inquinamento.
Gli oceani ed i Mari minori, per via della loro grande capacità di diluizione, sono stati da
sempre considerati come il bacino ideale di raccolta di rifiuti accumulando, nel tempo, ingenti
quantità di nutrienti e contaminanti ambientali. Fino alla fine del diciannovesimo secolo poca
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attenzione è stata rivolta alla valutazione dei possibili effetti di queste pratiche sui sistemi
marini ma, negli anni recenti, una evidente progressione negativa è stata ampiamente
documentata (Cognetti et al., 1999). L’inquinamento del mare è oggi definito dalla
conferenza di Stoccolma (1972) come l’introduzione di sostanze o energia nell’ambiente
marino, causata direttamente o indirettamente dall’attività dell’uomo che provoca effetti
deleteri, quali il pericolo per la salute umana, l’ostacolo per le attività marine come la pesca,
il deterioramento della qualità delle acque e la riduzione dell’attrattività turistica (Clark,
1997).
Attualmente gli ecosistemi costieri sono al centro dell’attenzione sia del mondo scientifico che
dell’opinione pubblica anche perché rappresentano gli unici ambienti marini significativi in
termini di produttività biologica, sia per la loro elevata biodiversità, ospitando numerosissime
specie di invertebrati e vertebrati, sia in quanto sede di pratiche di allevamento ittico, come
la maricoltura (Chase et al., 2001).
Gran parte dell’inquinamento marino ha origine dagli scarichi provenienti dalla terraferma:
nelle aree costiere, l’elevata densità di popolazione, l’elevata concentrazione urbana e lo
sviluppo di attività conseguenti, forniscono un notevole carico inquinante (Clark, 1997).
L'apporto di inquinanti determina nelle reti trofiche marine del Mediterraneo il bioaccumulo di
composti chimici che è favorito, oltre che dalle caratteristiche oceanografiche del mare,
anche da quelle fisico-chimiche delle sostanze che ne causano la persistenza nell’ambiente
(Bacci, 1994; Focardi et al., 1998). L’ambiente marino rappresenta, quindi, una sorta di
serbatoio per le principali classi di contaminanti rilasciate dalle attività umane e costituisce
una delle loro più importanti vie d’entrata nei sistemi biologici. In questo senso, nonostante
la crescente presa di coscienza della notevole importanza degli ecosistemi acquatici i cui
segni tangibili sono gli innumerevoli episodi di contaminazione a carico della fauna marina
ancora non si conoscono in profondità tutte le implicazioni che vedono come protagonista
questo ecosistema che, a dispetto della sua apparente uniformità, è un sistema complesso,
non meno differenziato ed articolato della stessa terraferma (Colborn e Clemens, 1992).
In particolare, l’Italia è una nazione in cui la maggior parte delle stazioni turistiche, delle
attività produttive ed industriali, dei grandi centri urbani sono collocati lungo la fascia
costiera. Il rilascio di sostanze chimiche di sintesi, di elementi in tracce, di reflui degli
impianti di depurazione, la presenza di centri urbani, possono indurre in ambito costiero
evidenti fenomeni di tossicità o di eutrofizzazione sia per gli elevati apporti che per la
presenza di acque generalmente poco profonde caratterizzate da ricambio limitato e da
minori capacità di diluizione rispetto alle aree aperte (off-shore).
-Principali fattori di alterazione delle aree marino-costiere
L’inquinamento marino è quindi un problema di portata mondiale, ma particolarmente acuto
lungo i litorali delle coste dei paesi industrializzati ed in particolare in mari chiusi
caratterizzati da acque poco profonde con scarse correnti litoranee e con minore capacità di
diluizione dei contaminanti immessi.
I principali fattori che possono determinare contaminazione in area costiera sono costituiti
dall’immissione di acque reflue di impianti industriali, produttivi o fognari più o meno trattate
e ricche in tensioattivi; dagli scarichi fognari puntiformi a dispersione; dall’immissione di
sostanze di sintesi con proprietà schiumogene e/o stabilizzanti; dall’imissione di idrocarburi.
Questi possono agire sinergicamente in condizioni favorevoli dando luogo all’occorrenza di
fenomeni tossici più o meno evidenti, alla eutrofizzazione delle acque con la formazione di
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proliferazioni schiumose e/o mucillaginose, alla perdita di specie di interesse commerciale e
di biodiversità degli habitat.
Le problematiche di questi sistemi ambientali non sono solo relative alla contaminazione
chimica o all’arricchimento in nutrienti ma anche alla regressione delle praterie di
fanerogame marine. Questo fenomeno è dovuto sia alla contaminazione che alla rimozione
meccanica esercitata dalle ancore delle imbarcazioni e dalla pesca a strascico ed è il
principale fattore della riduzione del pescato, dell’erosione costiera e della perdita di
biodiversità (Cognetti et al., 1999).
2.2. Caratteristiche generali dell’ecosistema marino costiero del Tirreno centroMeridionale e da Scarlino a Livorno.
-Struttura generale del bacino
La pianura costiera ha uno sviluppo di circa 38 km con una larghezza media approssimativa
di 6 km e massima ampiezza di 10 km (fig. 2.1). La zona di Rosignano Marittimo è compresa
tra i Monti Livornesi (Nord), il fiume Cecina ed i rilievi di Campiglia Marittima (Sud). Il regime
delle temperature è quello tipico del clima marino temperato della nostra regione, le
precipitazioni medie annue si attestano attorno ai 725 mm con una flessione in negativo nel
corso degli ultimi anni (dai 745 mm del 1970 ai 706 mm del 2002). Nella pianura sfociano
due fiumi con bacino imbrifero interno: il Cecina e il Fine; tutti gli altri corsi d’acqua hanno
origine nella dorsale che separa la pianura costiera dall’interno. Il tratto compreso tra le foci
del Cecina e del Fine appartiene ad un’unica unità fisiografica che si estende per un arco di
oltre 50 km dalla piana di Rosignano al promontorio di Piombino, alterata solo dalle secche di
Vada, estensione marina della della formazione costituente la piana rocciosa (Econ srl, 2002
– Sedimenti e Macrofite). La fascia costiera esterna è costituita da sabbie di spiaggia e di
duna, che a nord della foce del Cecina si presentano in una serie di cordoni separati da lame.
Nella Pianura è ampiamente sviluppata l’agricoltura, realizzata su base estensiva, con ampio
utilizzo di tutti i mezzi della tecnologia moderna; queste tecniche determinano apporto di
pesticidi e nutrienti in soluzione acquosa dovuti all’impiego di antiparassitari e concimi chimici
(Bacci, 1994; Zaghi et al., 2007).
Figura 2.1. – Sistema marino costiero del bacino di studio. Si osservano alcune
isole dell’Arcipelago Toscano e la zona Scarlino-Livorno). Modificata da Google
Earth.
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La circolazione delle masse idriche marine non dipende principalmente da fattori idraulici
bensì da caratteristiche proprie interne delle masse d’acqua (temperatura, densità) che
costituiscono i motori della circolazione generale. La platea dalla quale emergono le isole
dell’Arcipelago Toscano è separata dalla Corsica mediante l’omonimo canale; la maggior
parte del fondale marino ha profondità inferiore ai 150 metri. I sedimenti che vi si
accumulano sono di origine continentale. L’alto strutturale delle secche di Vada divide il
bacino in due sottobacini: il grande sottobacino delimitato dall’isola d’Elba, dalla dorsale
dell’Elba, dalla costa Toscana e dalle Secche ed il piccolo sottobacino settentrionale
compreso tra le secche di Vada e le secche della Meloria che riceve i contributi del fiume Fine
e dei torrenti dei monti Livornesi. Le correnti costiere presentano andamento generale verso
Sud da Cecina a S. Vincenzo, mentre presentano andamento verso Nord tra il golfo di Baratti
e S. Vincenzo (Econ srl, 2002 - geomorfologia). Il sedimento è tipicamente: grossolano entro
la batimetria del 25 metri con prevalenza biologica nelle Secche di Vada, misto a
composizione biogenica-terrigena in corrispondenza delle coste dell’Elba e biogenico nella
zona più occidentale (ARPAT, fig. 2.2). Il contenuto in carbonati di origine terrigena è molto
elevato in tutti i sedimenti di quest’area (dal 20 all’85%) (Econ srl, 2002 - geomorfologia).
-Struttura di comunità ed indici trofici
Lungo la fascia costiera dal promontorio di Piombino al margine Nord del Comune di Livorno
si assiste alla presenza di popolamenti a Posidonia oceanica che si estendono dal margine
esterno del promontorio fino a S. Vincenzo lungo la batimetrica dei 10 m. Le acque costiere
presentano in questa zona IQB compreso tra 2 e 3. Lungo la batimetrica dei -20 m i fondali
sono tipicamente detritici costieri. Il comune di Castagneto Carducci presenta zone costiere a
Cymodocea nodosa intercalate a fondali sabbiosi con IQB di 1 e Trix compreso tra 3,71-3,62,
fitoplancton con valori medi di 150.000 cell L-1 e zooplancton di 2190 ind m-3. Le secche di
Vada sono occupate dalla prateria di Posidonia oceanica. Fino a Rosignano marittimo i
fondali entro la batimetrica dei 10 m sono tipicamente sabbiosi con IQB medio di 1 ed indice
Trix compreso tra 3,37-3,47. Nella zona 10-20 m si osservano popolamenti di P. oceanica
densa mentre a Nord di Rosignano marittimo si registrano sottocosta popolamenti algali che
si estendono entro i 10 m dalla costa intercalati a sabbie. In questa zona le acque hanno
valori dell’indice Trix compreso tra 3,58-3,72, fitoplancton medio di 450.000 cell L-1 e
zooplancton di 3599 ind m-3 (Dati ARPAT, fig. 2.2).
-Struttura di comunità in zona Solvay
Nonostante numerosi studi condotti nel corso degli anni (Bargagli et al, 1985) abbiano
documentato la presenza di contaminazione delle acque e dei sedimenti da parte
dell’impianto industriale Solvay cui hanno fatto seguito riconversioni dei processi operativi
industriali finalizzate a ridurre l’immissione di inquinanti (i.e. Hg), studi recenti condotti
sull’effetto dell’immissione di materiale inerte da parte dello stabilimento hanno mostrato che
l’impatto sulla struttura delle biocenosi animali macrozoobentoniche si manifesta all’incirca
entro un raggio di 800-1000 m dal refluo (Econ srl, 2002 - Macrofite). Dagli studi emerge che
l’aumento della frazione fine del sedimento superficiale nelle stazioni a bassa profondità
causato dal materiale inerte immesso dalla Solvay non incide sulla distribuzione delle specie
sospensivore, mentre sembra favorire l’insediamento dei detritivori obbligati, anche a basse
profondità. L’intorbidimento accentuato delle acque ha tuttavia determinato la scomparsa
della preesistente prateria di Posidonia oceanica nell’area direttamente sottoposta agli effetti
dello scarico Solvay con una riduzione della diversità specifica favorendo di converso lo
sviluppo di specie particolarmente resistenti ed a forte adattabilità come Laurencia obtusa o
Corallina granifera. Specie invasive come Caulerpa prolifera, Acrothamnion preissii e
Caulerpa racemosa, hanno trovato nella matte morta di Posidonia il substrato ideale per il
proprio insediamento. Studi pregressi hanno dimostrato che il fito e lo zooplancton sono
- 11 --163
.
caratterizzati da uno sviluppo di popolamenti tardo-primaverili (giugno 2001) che risultano
più abbondanti rispetto a quelli tardo-estivi (settembre 2000) (Guglielmo et al., 1983).
Figura 2.2. – Cartografia recente elaborata sul bacino di studio e fornita da
ARPAT.
- 12 --163
.
2.3. Le emulsioni schiumose nella zona marino-costiera di Rosignano Marittimo
Le emulsioni stabili in ecosistemi marini costituiscono un problema ambientale che interessa
sempre più frequentemente la fascia costiera Italiana. Esse, come già discusso, possono
avere origine antropica (immissione nell’ambiente di sostanze schiumogene o stabilizzanti),
naturale (proliferazioni batteriche, mucillaginose ecc.) o mista nel caso si verifichi la
concomitanza di più fattori di diversa natura. Indipendentemente dalla causa scatenante, il
fenomeno ha importanti ripercussioni sia dal punto di vista ecologico e sanitario che
economico - sociale. A fronte della manifestazione possono verificarsi, infatti, danni notevoli
sull’ecosistema con riduzione della biodiversità e del pescato. Inoltre le acque costiere
interessate perdono attrattività determinando flessioni all’economia locale e penalizzando
fortemente l’indotto derivante dal turismo.
Il fenomeno della formazione di schiume in mare non è nuovo nel tratto di costa antistante il
Comune di Rosignano Marittimo, tuttavia, l’origine della problematica, che allo stato attuale
sembra presentarsi a cadenza stagionale, non è ancora stata chiarita. Nel 2000, l’Università
degli Studi di Firenze, ha condotto un’indagine finalizzata ad esaminare in dettaglio uno tra i
molti possibili fattori scatenanti. Ritenendo, infatti, che la formazione di schiume potesse
essere correlata all’impiego da parte della società Solvay dell’acqua in uscita dall’impianto di
depurazione del Comune di Rosignano; gli studi condotti all’epoca furono incentrati
esclusivamente sulla relazione tra il manifestarsi del fenomeno e la presenza di batteri
filamentosi escludendo altri possibili fattori. Da indagini bibliografiche era emerso, infatti, che
in particolari condizioni gli effluenti degli impianti di trattamento di acque di scarico possono
contenere batteri filamentosi in concentrazioni tali da originare schiume dense e persistenti.
Lo studio condotto nel 2000, non ha prodotto risultati in grado di giustificare l’origine del
fenomeno ma, anzi, ha evidenziato il limite del metodo di indagine applicato. I risultati
ottenuti dall’Università di Firenze hanno indicato la presenza consistente di carbonato di
calcio, lipidi e surfattanti attivi al blu di metilene (MBAS) in concentrazioni che, seppure
significative, non sono ritenute tali da poter giustificare da sole il verificarsi del fenomeno alle
intensità riscontrate. La presenza di popolazioni di batteri filamentosi a livelli contenuti può,
tuttavia, come indicato dalla Università degli Studi di Firenze stessa, essere dovuta
all’inadeguatezza del metodo colturale applicato per il loro isolamento che, in presenza di
grandi concentrazioni di funghi e coliformi presenta minore selettività.
Lo studio concludeva, pertanto, che l’impiego da parte della Società Solvay dell’acqua
proveniente dal depuratore civile di Rosignano per le torri di raffreddamento, potesse
comportare, in condizioni ambientali idonee, la formazione di schiume dense e persistenti.
2.4. Possibili fattori scatenanti il fenomeno delle formazioni schiumose in mare
I principali fattori che possono indurre la formazione di schiume in mare sono costituiti
principalmente da: immissione di acque reflue di impianti industriali, produttivi o fognari più
o meno trattate, ricche in tensioattivi, scarichi fognari puntiformi a dispersione,
eutrofizzazione delle acque, immissione di sostanze di sintesi con proprietà schiumogene e/o
stabilizzanti, mucillagini, immissione di idrocarburi, presenza di microrganismi in grado di
produrre biosurfattanti. Queste possono, a vari livelli, costituire sia il principale fattore
singolo scatenante che un importante fattore sinergico in grado di indurre il fenomeno in
condizioni ambientali favorevoli. Infatti, la formazione di emulsioni può essere favorita da
anomalie termiche della colonna d’acqua, dalla morfobatimetria dell’area, dall’intensità delle
correnti e del moto ondoso, dalle condizioni meteomarine. Per esempio, il moto ondoso può
agire fornendo energia meccanica al sistema e risospendendo, in particolare in acque poco
profonde, molecole potenzialmente schiumogene, nutrienti o stabilizzanti depositati nel
sedimento o stimolando il metabolismo batterico a seguito della maggiore ossigenazione
delle acque.
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1- Gli scarichi degli impianti di depurazione dei reflui civili rappresentano una fonte di
contaminazione significativa per gli ecosistemi marino costieri (Claxton et al., 1998). Il
relativo impatto ambientale più evidente è rappresentato dall’eccessivo apporto di
macronutrienti che possono indurre alterazioni macroscopiche del sistema marino come
l’eutrofizzazione delle acque ed i fenomeni di iperproliferazione macroalgale (Morand and
Briand, 1996). La presenza di scarichi fognari a dispersione non trattati ed i
malfunzionamenti negli impianti di trattamento, possono determinare elevate concentrazioni
di nutrienti nella acque in grado di indurre proliferazioni microalgali potenzialmente coinvolte
nel fenomeno di formazione delle schiume. Gli stessi scarichi possono inoltre contribuire
apportando microcontaminanti organici come, ad esempio, gli idrocarburi policiclici aromatici
(PAHs) e gli idrocarburi alifatici C>12, utilizzabili come substrato metabolico da parte della
microflora batterica naturale da cui derivano come prodotto metabolico secondario molecole
schiumogene (biosurfrattanti). Scarichi antropici, inoltre, possono disperdere in mare
molecole con potenziale schiumogeno intrinseco, quali nonilfenoli ed i loro etossilati,
tensioattivi MBAS, alchilbenzeni sulfonati lineari (LAS) e ftalati (Bubb and Lester, 1991;
Chevreuil et al., 1998). Nonostante i tentativi condotti per ridurre significativamente i livelli di
queste molecole, gli scarichi antropici di acque reflue ne rappresentano un’importante fonte
di emissione (Bubb and Lester, 1991).
2- L’elevato apporto di tensioattivi di sintesi ad uso prevalentemente domestico contribuisce
alla formazione di emulsioni che in particolari condizioni chimico-fisiche ambientali possono
essere stabilizzate e diventare persistenti (Proserpio, 1993). Una volta liberati nell’ambiente,
la degradazione parziale di composti emulsionanti complessi in molecole più semplici può
rappresentare una fonte secondaria di contaminazione. È il caso questo, ad esempio, degli
alchilfenoli (APs) originati prevalentemente dalla degradazione degli alchilfenolpolietossilati
(APEOs) impiegati negli ultimi quaranta anni come surfattanti non ionici e detergenti
dall’industria e per uso domestico (Shang et al., 1999).
3- I tensioattivi possono essere stabilizzati dalla presenza di carbonati ed in particolare di
carbonato di calcio, dando luogo alla formazione di schiume stabili e persistenti che possono
essere facilmente diffuse da eventi meteorologici. Questo fenomeno potrebbe essere
particolarmente accentuato in aree che presentano sedimenti ricchi in carbonati di calcio.
4- Non è da trascurare il potenziale coinvolgimento nel fenomeno di microrganismi
filamentosi e/o idrocarburo degradanti. Infatti, l’introduzione di tensioattivi e la concomitante
presenza di microrganismi filamentosi può indurre il fenomeno osservato soprattutto con il
verificarsi di condizioni favorevoli allo sviluppo microbico quali l’innalzamento dei valori di
temperatura e la presenza di movimento ondoso, in grado di favorire l’ossigenazione e
l’aumento delle popolazioni microbiche. La presenza di idrocarburi può costituire un altro
fattore scatenante il fenomeno. Infatti i microrganismi capaci di degradare gli idrocarburi
sono molto diffusi nell’ambiente ed in presenza del substrato metabolico adatto possono dar
luogo a proliferazioni significative. Fin dall’inizio del secolo scorso, sono stati forniti diversi
lavori scientifici dove si suggerisce che l’interfaccia liquido-solido ha un effetto importante
sulla fisiologia dei batteri (van Loosdrecht, 2002). Gli idrocarburi non solo sono abbondanti
sulla Terra, ma sono anche degli ottimi substrati per diversi batteri chemiorganotrofi. La loro
degradazione in condizioni aerobiche richiede particolari sistemi enzimatici, le ossigenasi. Le
ossigenasi sono enzimi che catalizzano l’incorporazione di ossigeno (O2) in composti organici
(Madigan et al., 2003). Gli idrocarburi sono composti organici poco solubili in acqua che
contengono solo carbonio e idrogeno. Gli idrocarburi a basso peso molecolare sono gassosi,
mentre quelli ad alto peso molecolare sono liquidi o solidi a temperatura ambiente. In alcuni
idrocarburi, gli idrocarburi alifatici, gli atomi di carbonio sono legati tra loro in modo da
formare una catena lineare. Gli idrocarburi alifatici sono ampiamente distribuiti nell’ambiente
e sono presenti in aree marine, in particolare in prossimità di aree portuali (Danovaro et al.,
- 14 --163
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2001). Alcuni microrganismi, ed in particolare i batteri sono capaci di utilizzare gli idrocarburi
per la crescita in condizioni aerobiche. L’ossidazione iniziale di un idrocarburo alifatico saturo
richiede ossigeno molecolare (O2) come reagente, e uno dei due atomi della molecola di
ossigeno viene incorporato nell’idrocarburo che diventa così più ossidato. Questa reazione è
catalizzata da una monoossigenasi. Il prodotto finale di queste reazioni è l’acetil-CoA, una
molecola che è in grado di entrare a far parte delle reazioni energetiche all’interno delle
cellula e poter quindi fornire l’energia necessaria per lo sviluppo delle cellule batteriche
(Madigan et al., 2003).
5- Anche gli impianti di acquacoltura intensiva presenti nella zona e le infrastrutture
turistiche, come il porto turistico ubicato nei pressi di Rosignano Solvay, possono
rappresentare delle sorgenti puntiformi, determinanti un impatto negativo sulle acque
costiere.
2.5. Criticità antropiche presenti nel sistema di studio
Si riporta a seguito un’analisi delle principali fonti di impatto antropico presenti nell’area di
studio e risultate da un primo riscontro.
-Attività diportistica e pesca
La portualità presenta una notevole criticità ambientale in quanto ad essa risultano associati
elevati livelli di contaminanti ambientali (Renzi et al., 2009a). I maggiori porti presenti sono
costituiti da Livorno (altamente contaminato, Ausili et al., 1998), Piombino, Massa Carrara,
Portoferraio e costituiscono oltre il 95% del traffico marittimo totale sia come tonnellaggio
delle navi in transito che come tonnellaggio delle merci movimentate. Da essi transitano,
inoltre, l'80% dei passeggeri della Regione Toscana (ARPAT, 2007).
La marineria del compartimento di Livorno, così come quelle di altre aree del litorale Toscano
è caratterizzata da imbarcazioni tendenzialmente polivalenti e che in larga misura (circa il
97% del totale) praticano attività basate sugli attrezzi tipici della piccola pesca (reti da posta
e palangaro) piuttosto che sugli attrezzi della pesca ravvicinata (strascico e circuizione
rappresentano circa il 3% del totale) con un ridotto impatto sulle popolazioni (Econ srl, 2002
– Pesca e fauna ittica).
L’attività diportistica è intensa soprattutto nella stagione estiva e diffusa sul territorio sia in
strutture portuali di medie dimensioni che in approdi di piccola entità. Le attività diportistiche
possono dare luogo a contaminazione derivante da molecole chimiche di sintesi (antifouling,
idrocarburi aromatici, alifatici, volatili) ma anche a contaminazione organica e biologica.
Le zone costiere della Toscana e le isole presentano, oltre alla evidente vocazione turistica
anche la presenza di insediamenti produttivi legati all'acquacoltura con sviluppo sia di aree a
vocazione estensiva che zone intensive a terra (laguna di Orbetello, Rosignano, Piombino,
Castiglione della Pescaia) e gabbie a mare (Isole di Gorgona, Capraia, Porto Ercole). A
questa tipologia di attività sono associati fenomeni di contaminazione del sedimento marino
e di alterazione delle principali biocenosi (Mazzola et al., 2000).
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-Attività industriale
L’attività industriale (iniziata nel 1914) è concentrata a nord di Cecina: nella zona di
Rosignano la Solvay ha rappresentato un importante fattore di sviluppo economico per la
regione, ma rappresenta anche una struttura di notevole impatto ambientale che ne ha
determinato l’iscrizione da parte dell’UNEP tra i 15 siti costieri più inquinati del mediterraneo.
All’interno dell’area Solvay sono attivi processi industriali in grado di produrre: carbonato di
sodio, bicarbonato di sodio, cloruro di calcio, cloro, acido cloridrico, clorometani, materie
plastiche, perossido di idrogeno. Recentemente sono state costruite due turbogas per la
produzione di energia elettrica della potenza di circa 450 MW ciascuna.
La maggiore problematica legata all’impainto è rappresentata dall’emissione del mercurio in
forma metallica che si accumula nei sedimenti antistanti l’area di studio. Dalle indagini
condotte da Econ srl (2002 – Assetto litomorfologico), si è osservato che sebbene esista un
contributo notevole di mercurio derivante dagli apporti fluviali dei corsi d’acqua Fiora (5
mgkg-1), Albegna (4 mgkg-1) ed Ombrone (2 mgkg-1), attribuibili alle estese e numerose
mineralizzazioni del comprensorio amiatino, la zona di Rosignano Solvay rappresenta una
anomalia. Infatti, gli elevati valori riscontrati nei sedimenti marini in corrispondenza di
Rosignano Solvay (1-3 mgkg-1) sono da ritenere in massima parte ascrivibili ai locali impianti
industriali. Infatti, dato il senso del flusso delle correnti marine costiere, diretto verso sud, al
Cecina dovrebbero infatti essere attribuiti solo i contenuti di mercurio (0.3-0.8 mgkg-1) dei
sedimenti posti sulla scia di dispersione dei sedimenti fluviali di tale corso d'acqua. È da
evidenziare che si è assistito nel tempo ad una progressiva riduzione del contenuto di
mercurio dei sedimenti locali. Dall'analisi di una carota di sedimento e di alcuni campioni
raccolti nel 1985 e nel 1989 risulta una diminuzione del contenuto di mercurio all'interno
della fascia costiera di 1-2 miglia. La situazione indicata dipende sia dalla drastica riduzione
delle quantità di metallo scaricato, sia dalla sovrapposizione del nuovo materiale particellato
depositato negli ultimi anni (Econ srl, 2002 – Assetto litomorfologico).
Oltre al mercurio, l’impianto della Solvay scarica in mare 300.000 t di sabbie carbonatiche
determinando fortemente le dinamiche e l’evoluzione costiera nella zona compresa tra
Lillatro e Pietrabianca-Pontile Vittorio Veneto (Econ srl, 2002 - Sedimenti). Il pontile, in
particolare, fu costruito dalla società nel 1947 ed in seguito allungato fino all’estremità della
platea rocciosa in modo da favorire la dispersione delle sabbie verso largo.
I sedimenti presenti in area Solvay sono caratterizzati da elevata componente carbonatica
non naturale (fig. 2.5.1)
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Figura 2.5.1. Composizione dei sedimenti in area Solvay.
Le attività di pesca sperimentale condotte nella zona antistante lo scarico Solvay (area di
studio) e nella zona antistante Cecina (controllo) hanno evidenziato a parità di sforzo
sperimentale una biomassa similare ma una maggiore biodiversità nell’area Solvay (Econ srl,
2002 – Pesca e fauna ittica). Questo risultato è probabilmente relazionabile al diverso sforzo
di pesca abituale cui sono sottoposte le due aree considerate. È stato, inoltre, osservata una
minore pigmentazione in particolare per gli organismi bentonici nella zona Solvay dovuta
principalmente alla presenza di substrati carbonatici molto chiari sui fondali.
Sempre nello stesso report sono riportati anche i risultati relativi ai test ecotossicologici
condotti in vasca su larve di orata allo scopo di valutare gli effetti indotti dalla presenza dei
carbonati sedimentati e dalla torbidità delle acque dovuata alla loro sospensione. I risultati
ottenuti hanno evidenziato mortalità significativamente maggiore rispetto ai controlli per gli
organismi esposti alle condizioni di massimo stress meccanico (risospensione ad elevata
turbolenza) ed assenza di effetti significativi sulle larve esposte ai carbonati depositati sul
fondo della vasca.
-Scarichi domestici, reflui eutrofizzanti e turismo
Negli ultimi 50 anni si è sviluppata in maniera vertiginosa l’attività connessa alle vacanze
estive. Le piccole marine di un tempo sono cresciute con la costruzione delle seconde case e
con le attività terziarie connesse. Rosignano Solvay, Vada, La Mazzanta, Marina di Cecina,
San Vincenzo sono enormemente cresciute; un po’ meno Marina di Bibbona e Marina di
Castagneto Carducci.
Il conseguente aumento della domanda estiva d’acqua crea ancora oggi problemi di
approvvigionamento idropotabile, anche in relazione al peggioramento della qualità
- 17 --163
.
dell’acqua sotterranea con conseguente sovraccarico durante il periodo estivo del sistema di
depurazione dei reflui urbani (ASA, 2005).
Il sistema di depurazione dei reflui urbani rappresenta una fonte di immissione di sostanze
eutrofizzanti con particolari incrementi di carico nel periodo estivo, durante il quale a seguito
della riduzione della portata delle acque di falda e quindi del quantitativo di acqua di
fornitura procapite e dei ridotti apporti piovani, si rilevano, inoltre, le maggiori concentrazioni
nelle acque in ingresso all’impianto di depurazione (ASA, 2005). Parte delle acque
provenienti dal depuratore sono convogliate al sistema Aretusa, quindi in Solvay e da lì al
Fosso Bianco mentre la restante parte delle acque sono sgrigliate e scaricate in mare
mediante la condotta sottomarina.
Dall’analisi dei dati riportati nel rapporto emerge che l’impianto industriale ed il depuratore
scaricano in ambiente marino dalle 30,2 (2003) alle 67 (2005) t/anno di fosforo totale. Per
quanto riguarda le emissioni di azoto totale, sempre dal suddetto rapporto, esse risultano
derivanti essenzialmente dalla produzione dell’impianto Sodiera con un andamento che
oscilla tra le 451 (2004) e le 542 (2003) t/anno, con gli ultimi due anni disponibili (2004-05)
che presentano valori inferiori alle 500 t/anno (ASA, 2005).
Oltre a questo sono presenti sul territorio strutture ricreative private con scarico in mare a
dispersione (piscine ecc), scarichi non collettati censiti e non, stabilimenti balneari turisticoricreativi particolarmente frequentati durante il periodo estivo.
-Sistema di depurazione dei reflui urbani ed impianto ARETUSA
L’impianto di post-trattamento creato grazie al progetto ARETUSA ha lo scopo di fornire
acque per uso industriale alla Società Solvay. Questa struttura (fig. 2.5.2.) che colletta i
depuratori di Rosignano e Cecina è stata progettata in relazione all’esigenza di ridurre
l’approvvigionamento della risorsa idrica direttamente dalla falda. Il Depuratore di Rosignano
presenta un’ampia variabilità, dovuta principalmente alla vocazione turistica del territorio che
nel periodo estivo vede aumentare considerevolmente il numero dei residenti, oltre che ai
fenomeni meteo-climatici. Per questi motivi l’impianto di post-trattamento delle acque dai
depuratori è stato sovradimensionato, così da essere più flessibile. L’impianto Aretusa di
post-trattamento dei reflui provenienti dai depuratori di Rosignano e Cecina realizza:
l’abbattimento dei solidi sospesi (SS); l’eliminazione oli, grassi, tensioattivi ed alla riduzione
dell’ammoniaca; l’abbattimento, tramite adsorbimento su carboni attivi, di tensioattivi e di
inquinanti difficilmente biodegradabili; l’affinamento per via biologica al fine di ottenere
un’acqua con un basso carico residuo organico ed inorganico e sterilizzazione spinta
dell’acqua mediante raggi ultravioletti. L’acqua proveniente dai depuratori di Rosignano e
Cecina arriva alla vasca di raccolta avente dimensioni tali da garantire una portata giornaliera
costante. Nella vasca iniziale oltre all’equalizzazione si opera l’omogeneizzazione della qualità
dell’acqua e l’ossigenazione del refluo. Dalla vasca di equalizzazione, l’acqua è inviata per
mezzo di pompe sommerse al trattamento di flocculazione. La fase di flocculazione è seguita
dalla chiarificazione che viene effettuata in bacini statici con fondo a tramoggia nei quali
sono installati pacchi lamellari. L’acqua chiarificata, con un basso contenuto di solidi sospesi,
in uscita dal sedimentatore a pacchi lamellari, viene alimentata per gravità alla sezione di
filtrazione a sabbia costituita da quattro vasche quindi convogliato in Solvay. Dopo l’impiego
in impianto Solvay, l’acqua è convogliata allo scarico interno al Fosso Bianco (ASA, 2005).
Parte delle acque in arrivo ad Aretusa non sono convogliate nello stesso ma vengono inviate
nella condotta a mare a seguito di sgrigliamento semplice.
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sedimentazione
Ossidazione
denitrificazione
Uscita trattato da
sedimentatore verso
Aretusa
Pretrattamento
dissabbiatura
grigliatura
Ingresso
fognatura
Uscita bypass in condotta
sottomarina
(pretrattato che non entra
volumetricamente in
ossidazione + surplus acque
non prelevata da Aretusa)
Impianto di Rosignano Solvay
Figura 2.5.2. – Impianto di trattamento dei reflui urbani
-Apporti fluviali
Anche se spesso sottovalutati, i sistemi fluviali presenti nel bacino di studio possono
determinare una sostanziale fonte di contaminazione per l’area di indagine. Infatti, drenando
tutto il corpo idrico che li alimenta, i sistemi fluviali trasportano verso mare tonnellate di
acqua dalle zone interne caricandosi lungo il loro percorso, di contaminanti ambientali di
sintesi derivanti dal fall-out atmosferico dei centri urbani, pesticidi e fertilizzanti chimici
impiegati in agricoltura rappresentando una sostanziale fonte di impatto sul sistema. Nel
caso specifico, l’apporto del fiume Cecina è sostanziale mentre appare di entità minore quello
dovuto al contributo del fiume Fine (Zaghi, 2007). Si riportano nel paragrafo successivo i dati
relativi alla qualità delle acque marino-costiere e fluviali del tratto di costa considerato.
2.6. Qualità delle acque costiere dell’Arcipelago Toscano, sintesi
L'area costiera della Toscana considerata presenta un'elevata variabilità climatica locale ma si
riscontrano stagionalità marcate dei regimi pluviometrici con massimi in primavera ed
autunno e minimo in estate, regime tipico del clima marino temperato della nostra regione
(ARPAT, 2007). In generale la circolazione delle masse idriche marine non dipende
principalmente da fattori idraulici bensì da caratteristiche proprie interne delle masse d’acqua
(temperatura, densità) che costituiscono i motori della circolazione generale. La platea dalla
quale emergono le isole dell’Arcipelago Toscano è separata dalla Corsica mediante l’omonimo
canale; la maggior parte del fondale marino ha profondità inferiore ai 150 metri. I sedimenti
che si accumulano sotto costa sono di origine continentale detritica ti tipo fnaghi terrigeno
costieri da Livorno a Rosignano e sabbioso da Rosignano verso sud (ARPAT, 2007). L'apporto
detritico fluviale è notevole. I principali corsi superficiali che sfociano lungo la costa sono
Albegna, Arno, Cecina, Magra, Fine ed Ombrone. Quest'ultimo rappresenta il maggiore in
termini di contributo all'apporto di materiale terrigeno. Le principali caratteristiche dei fiumi e
la qualità delle loro acque rilevata alla foce sono riportate in tabella 2.6.1.
- 19 --163
.
Fiume
Albegna
Arno
Portata
media
alla foce
Sviluppo
dell'asta
fluviale
Superficie
del bacino
m3/s
km
km2
15
66
748
110
241
Caratteristiche
geologiche del
substrato
Carico
organico
potenziale
Carico trofico
teorico
Classificazione
alla foce ai sensi
del D. Lgs.
152/06
AbEq
tN
tP
Anomalia geologica
del Mt. Amiata
220219
2934
1478
IBE Classe III
(alterato)
9047
Rocce facilmente
erodibili con
elevato trasporto
solido
7477781
34951
13499
LIM livello 4
(scarso) con
stazioni pessime
Elevata
conducibilità delle
acque
Cecina
15
78
765
Magra
40
62
990
Ombrone
32
161
4422
Pianura
intensamente
coltivata
Maggior portata di
solidi sospesi dei
fiumi toscani,
anomalia geologica
Amiatina da Hg
114168
1873
958
LIM livello 3
(sufficiente) con
valori di cloruri e
solfati mediamente
elevati
163762
1644
645
SECA classe 2
(buono)
1157308
14909
7383
LIM, IBE (classe 2)
livello buono
Note: AbEq = Abitanti Equivalenti; tN = tonnellate di azoto; tP = tonnellate di fosforo; IBE =
Indice Biotico Esteso; LIM = Livello di Inquinamento da Macrodescrittori D.Lgs. 152/06;
SECA = Stato ecologico dei corsi d'acqua. Dati estratti da ARPAT, 2007.
Tabella 2.6.1. - Caratteristiche principali dei corsi fluviali maggiori presenti
nell’area.
L'Arno drena un ampio bacino imbrifero e trasporta elevati livelli di Al, Fe, Hg ed altri
elementi in tracce (Cortecci et al., 2009) mentre l'Albegna contribuisce significativamente alla
contaminazione da composti organici di sintesi per uso agricolo ed elementi in tracce (Corsi
et al., 2003). Nonostante per gli altri corsi d'acqua considerati il valori degli indici di qualità
calcolati secondo quanto previsto dalla Direttiva Quadro Acqua indichino, alla foce livelli
almeno sufficienti, dati bibliografici evidenziano come, anche per essi, il contributo in termini
di contaminanti ambientali sia sostanziale. Il fiume Cecina presenta un contributo notevole in
termini di elementi in tracce in seguito al drenaggio delle aree industriali presenti sul
territorio (Pennisi et al., 2007) mentre appare di entità minore la contaminazione dovuta al
fiume Fine (Zaghi et al., 2007). L'Ombrone presenta livelli alterati di composti organici come
nel caso dell'Albegna (Marker et al., 2008). Secondo un rapporto del comune di Rosignano
Marittimo (2004), il fiume Fine presenta livello di qualità delle acque alla foce che denotano
dal 2002 al 2003 classi di qualità comprese per l'IBE tra 3 e 2 (inquinato – lievemente
inquinato) e per lo stato ecologico dei corsi d'acqua (SECA) valori compresi tra 3 e 2 (buono
– sufficiente).
Oltre alla contaminazione apportata insieme al detrito dai corsi d'acqua superficiali, la fascia
costiera risente della pressione antropica dovuta alla popolazione residente che presenta le
maggiori densità nella zona settentrionale della fascia costiera tra Carrara e Cecina (densità
medie superiori a 720 ab/km2 e massimi in Viareggio e Livorno di oltre 1500 ab/km2) con
medie nelle altre aree toscane di 120 ab/km2.
Le aree a particolare vocazione turistica (Massa, Viareggio, Pisa, Castiglione della Pescaia,
Grosseto, Argentario, Isola d'Elba, Versilia, zona compresa tra Livorno e Follonica)
presentano massimi estivi di particolare rilievo. L'aumento della domanda estiva d’acqua
legato all'incremento della popolazione locale, crea ancora oggi problemi di
approvvigionamento idropotabile in tutta la zona costiera (ASA, 2005). L'incremento estivo
- 20 --163
.
determina un sovraccarico per gli impianti di depurazione dei reflui urbani che presentano in
questo periodo sia nelle aree Livornesi (ASA, 2005), Argentario (Renzi et al., 2009b), che
nelle altre zone (ARPAT, 2007) le maggiori criticità anche in relazione al peggioramento della
qualità dell’acqua sotterranea. Gli incrementi di carico associati alla riduzione della portata
delle acque di falda e quindi al quantitativo di acqua di fornitura procapite ed ai ridotti
apporti piovani, costituiscono le principali cause delle inefficienze riscontrate che derminano
un sostanziale aumento delle concentrazioni delle sostanze ad effetto eutrofizzante nelle
acque in uscita (ASA, 2005). L'agricoltura è particolarmente importante nella zona
meridionale della Toscana (Valle di Corinia tra Piombino e Follonica, piana compresa tra la
Foce del Bruna e dell'Ombrone Grossetano, area prossima alla foce dell'Albegna) dove ha
determinato alterazioni nei regimi dei corsi d'acqua superificiali, nel trasporto solido verso il
mare, nell'apporto eutrofico e nel contributo di molecole di sintesi utilizzate per il controllo
dei parassiti. Nella Piana di Rosignano è ampiamente sviluppata l’agricoltura su base
estensiva con ampio utilizzo di tutti i mezzi della tecnologia moderna; queste tecniche
determinano apporto di pesticidi e nutrienti in soluzione acquosa (Zaghi et al., 2005) dovuti
all’impiego di antiparassitari e concimi chimici (Bacci, 1994).
2.7. Contesto normativo di riferimento
-Attività di controllo e monitoraggio
Il controllo delle acque marine dal punto di vista biologico e chimico è coordinato dal
Ministero dell’Ambiente ed è effettuato soprattutto nell’area costiera, sia perché è quella che
interessa maggiormente l’opinione pubblica (per i problemi riguardanti la balneazione), sia
perché è in essa che i fenomeni di inquinamento sono più evidenti. In particolare l’ARPAT è
l’organo di controllo per la Regione Toscana.
-Direttive inerenti la qualità delle acque
La Water Framework Directive (WFD) o Direttiva 2000/60/EC ha la finalità di proteggere e
migliorare la qualità delle risorse acquatiche come ad esempio fiumi, laghi, acque di
transizione (lagune e stagni costieri) ed acque costiere dell’Unione Europea. La WFD è
entrata in vigore nel Dicembre 2000 (Gazzetta Ufficiale, L327, 22 Dicembre 2000, pp. 1-72) e
gli Stati Membri dell’Unione Europea hanno dovuto recepire questa direttiva nelle leggi
nazionali prima della fine del 2003. A livello nazionale il Decreto Legislativo n. 152 del 1999
(attualmente recepito e sostituito dal D.L.vo 152/06) disciplina gli scarichi in funzione del
rispetto degli obiettivi di qualità dei corpi idrici, affermando che gli effluenti devono
comunque rispettare i valori limite di emissione previsti nell’allegato 5. Gli standard di qualità
nell’ambiente acquatico per le sostanze pericolose, sono fissati dalla normativa nazionale nel
decreto n. 367 del 6 Novembre 2003.
-Direttiva inerente la balneabilità
Nel nostro Paese la qualità delle acque destinate alla balneazione è disciplinata dal Decreto
del Presidente della Repubblica 8 giugno 1982, n. 470 (emanato in recepimento della
Direttiva n. 76/160/CEE dell’8 dicembre 1975) come modificato ed integrato in particolare
dalla Legge 29 dicembre 2000, n. 422 e dal Decreto Legge 31 marzo 2003, n. 51, convertito,
con modificazioni, dalla Legge 30 maggio 2003, n. 121, dal Decreto Legislativo 11 luglio
2007, n. 94 e dalla Legge Regionale n. 15 del 12 luglio 2007 e, da ultimo, dal Decreto
Legislativo 30 maggio 2008, n. 116. Il D.P.R. n. 470/82 prevede, tra l'altro, che, a cura dei
Presidi e Servizi Multizonali di Prevenzione delle Aziende Sanitarie Locali o delle Agenzie
Regionali per la Protezione dell’Ambiente, ove istituite, siano eseguiti, con una frequenza
almeno quindicinale (campioni routinari) nel periodo di campionamento (dal 1° aprile al 30
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.
settembre), degli accertamenti ispettivi ed analitici sulle acque costiere individuate dalle
Regioni interessate, al fine di verificarne l’idoneità durante la stagione balneare (dal 1°
maggio al 30 settembre).
-Direttiva inerente la qualità dei sedimenti
Il quadro normativo per i sedimenti è attualmente ancora controverso, infatti, a livello
nazionale, non esiste una vera e propria normativa di riferimento ed il quadro legislativo è
tuttora in fase di rapido sviluppo. Nel caso di siti di bonifica di interesse nazionale, l’Istituto
Centrale di Ricerche Applicate al Mare (ex ICRAM attuale ISPRA), costituisce l’organo
Ministeriale di competenza e fornisce valori di riferimento sito-specifici (indicati come
Concentrazione Limite Accettabile, CLA). Questi valori di riferimento, sebbene interessanti in
quanto definiti sia in considerazione dei livelli di contaminazione “naturale” o “di fondo” che
in considerazione degli impatti antropici presenti risultano essere, tuttavia, estremamente
sito specifici e non estrapolabili in contesti diversi da quelli in cui sono stati determinati. Per
le aree marine non incluse nella lista dei siti di bonifica, la competenza in materia di vigilanza
e di autorizzazioni alla movimentazione è delegata alle Regioni. Il Decreto del Ministero
dell’Ambiente del 24 gennaio 1996 legifera in merito alle “Direttive inerenti le attività
istruttorie per il rilascio delle autorizzazioni di cui all’art. 11 della legge 10 maggio 1976, n.
319, e successive modifiche ed integrazioni, relative allo scarico nelle acque del mare o in
ambienti ad esso contigui, di materiali provenienti da escavo di fondali di ambienti marini o
salmastri o di terreni litoranei emersi, nonché da ogni altra movimentazione di sedimenti in
ambiente marino” (G.U. 7-2-1996, n° 31). Esso, tuttavia, seppur prevedendo un buon
dettaglio operativo (allegati B/1 e B/2) ed includendo la lista dei principali parametri da
considerare per lo svolgimento di caratterizzazioni in ambito marino e portuale, non fornisce
alcun criterio per la valutazione dei risultati analitici ottenuti.
Allo stato attuale, nonostante sia in corso l’iter di approvazione legislativo delle linee guida
ICRAM per la movimentazione dei sedimenti marino-costieri, in assenza di altre analoghe
indicazioni specifiche la valutazione dei risultati è condotta principalmente in riferimento al
decreto 367/2003 ed al decreto legislativo 152/06. Il decreto 367/2003 stabilisce gli standard
di qualità dei sedimenti di ambienti lagunari e costieri che, assieme agli standard fissati per le
acque, concorrono al raggiungimento dello stato chimico ai sensi della direttiva europea
2000/60. L’altra normativa di riferimento per i sedimenti è rappresentata dal D. Lgs. 152/06,
di recente emanazione; la nuova normativa quadro in materia ambientale definisce (Tabella
1, Allegato 5 del Titolo V), infatti, le concentrazioni soglia di contaminazione nel suolo, nel
sottosuolo e nelle acque sotterranee in relazione alla specifica destinazione d’uso dei siti
(verde pubblico, privato, residenziale, commerciale e industriale). Si sottolinea, tuttavia,
come quest’ultimo quadro normativo ambientale nazionale sia stato aggiornato soltanto nel
mese di aprile 2006. Con la sua pubblicazione molte norme sono state abrogate, molte
integrate, restano valide in forma transitoria o rimandano ad allegati tecnici di futura
produzione non ancora pubblicati. In questo momento di “transizione” verso la completa
applicazione del nuovo, si è ancora in attesa della ricostruzione di una prassi operativa
nazionale che chiarisca anche i molti punti dubbi ad oggi esistenti. Il quadro legislativo
descritto probabilmente potrà essere superato da aggiornamenti normativi del Decreto
152/2006 che allo stato attuale sono ancora in divenire. Anche il completamento dell’iter
istruttorio per l’applicazione delle linee guida ICRAM di riferimento per i sedimenti marini
costieri quali riferimento normativo nazionale, potrebbe rappresentare un elemento nuovo in
grado di modificare sostanzialmente il quadro interpretativo dei risultati analitici relativi alla
matrice sedimento.
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-Direttive inerenti la contaminazione degli organismi
Allo stato attuale non esistono vere e proprie normative di riferimento per la contaminazione
degli organismi, tuttavia, l’Unione Europea con il recente Regolamento CE n. 1881/2006 (che
sostituisce il regolamento CE 466/2001), definisce i tenori massimi di alcuni contaminanti
organici (i.e. benzo(a)pirene) ed inorganici in alcuni prodotti alimentari destinati al consumo
umano, quali molluschi bivalvi e tessuto muscolare di specie ittiche che possono costituire
riferimento.
2.8. Dati relativi alle presenze turistiche
I dati relativi alle presenze turistiche evidenziano per l’anno 2008 un totale di presenze nel
comune di Rosignano pari a 487.766. In tabella 2.8.1 si riportano i dati preliminari acquisiti
dalla "Rilevazione statistica del movimento dei clienti negli esercizi ricettivi" e sono da
considerare provvisori fino alla validazione da parte dell'Istat, titolare della rilevazione
(ISTAT, Elaborazione del Settore Sistema Statistico della Regione Toscana, 2009).
Provincia
Comune
Specifiche
Arrivi
Presenze
Livorno
Rosignano Marittimo
TOTALE GENERALE
72.905
487.766
Livorno
Rosignano Marittimo
TOTALE STRANIERI
28.781
206.312
Livorno
Rosignano Marittimo
TOTALE ITALIANI
44.124
281.454
Tabella 2.8.1 – Presenze nel comune di Rosignano Marittimo anno 2008
Il trend relativo alle presenze dal 2000 al 2007 per la provincia di Livorno è riportato in figura
2.8.1. mentre in figura 2.8.2. si riportano gli andamenti indicizzati delle presenze nei comuni
di Rosignano, Livorno, in Toscana ed Italia (Elaborazione del Settore Sistema Statistico della
Regione Toscana, 2009). In figura 2.8.3. si riporta, invece, la stima relativa alla componente
mensile turistica dell’anno 2006.
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presenze turistiche 2000 - 2007
6716176
7611939
4390210
3953923
7708427
7367544
4363348
6895542
4337252
3998348
3121536
2000
7649562
7439335
7075459
3221729
3075987
2001
2002
APT Costa degli Etruschi
3030292
2003
4064384
2717828
2831158
2004
2005
APT Arcipelago Toscano
4548979
3100583
2006
4728218
2980209
2007
PROVINCIA di LIVORNO
Figura 2.8.1 – Trend presenze anni 2000-2007
Figura 2.8.2 – Andamenti indicizzati delle presenze 1999-2006
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Figura 2.8.3 – Composizione presenze e stagionalità anno 2006
Grafici estratti da Osservatorio del Turismo, elaborazioni provvisorie del Settore Sistema
Statistico della Regione Toscana, 2009.
Per quanto riguarda il comune di Rosignano Marittimo, si evidenzia, a fronte di una rapida
crescita relativa agli anni 1999-2003 una flessione significativa nel 2004 – 2005 ed un
successivo recupero nel 2006. Per quanto riguarda il 2006, si osserva come la maggior parte
del turismo estivo del comune di Rosignano relativo ai periodi da maggio a settembre sia di
tipo non ufficiale. I massimi delle presenze si registrano in agosto con valori molto alti anche
in giugno e luglio, periodo di massima formazione delle schiume.
- 25 --163
.
3. Attività comuni alle linee di ricerca 2,3,4
3.1. Selezione delle matrici ambientali di interesse per lo studio
Un piano di monitoraggio dell’inquinamento marino finalizzato al rilevo di eventuali
cambiamenti riconducibili all’azione dell’uomo e all’identificazione delle potenziali fonti di
contaminazione al fine di predisporre appropriati interventi di recupero, deve prevedere la
misurazione delle concentrazioni dei parametri di interesse specifico nei comparti ambientali
(acqua, sedimento, organismi) maggiormente coinvolti possibilmente in un range sia spaziale
che temporale, allo scopo di valutare lo “stato di salute” complessivo di determinate aree e le
dinamiche in gioco nel sistema (Chase et al., 2001).
A seguito di un’attenta analisi bibliografica relativa sia alle caratteristiche specifiche dell’area
di studio che alle problematiche in oggetto si è optato per la selezione delle seguenti matrici
ambientali di indagine: acqua, schiuma, sedimento, organismi.
-Acqua
L’acqua seppure matrice ambientale estremamente variabile nello spazio e nel tempo può
fornire informazioni in merito alle dinamiche generali, al livello trofico, alla presenza di
componenti biologiche di interesse specifico. Inoltre, l’acquisizione ed elaborazione del
database ARPAT relativo ai rilievi su profili verticali in colonna d’acqua condotto a cadenza
periodica nell’arco di tempo dal 1999 al 2007 può consentire la valutazione di serie e
progressioni temporali nell’area.
-Schiuma
L’analisi della natura chimica e delle associazioni biologiche e microbiologiche presenti nei
campioni di schiuma può fornire utili informazioni riguardo la composizione e le dinamiche di
formazione delle schiume stesse. Importanti informazioni possono essere dedotte dall’analisi
delle caratteristiche generali delle schiume (morfologia, odore, colore, frequenza di
formazione) e dalla loro composizione chimico-fisica e biologica.
-Sedimenti
In generale, i sedimenti hanno un ruolo fondamentale nel determinare la qualità e l’equilibrio
complessivo dell’ecosistema e pertanto sono stati e sono oggetto di numerosi studi. I
sedimenti più di ogni altra matrice ambientale, conservano la “memoria” dei processi di
immissione, dispersione e deposizione delle sostanze inquinanti, di origine antropica o
naturale e, con esse dei principali fenomeni occorsi in quel determinato ecosistema. Questa
importante funzione di “archivio naturale” nei confronti dei contaminanti dispersi
nell’ambiente, fa sì che il monitoraggio della loro “qualità” aiuti in modo sostanziale nel
fornire un giudizio non solo sui potenziali problemi legati agli inquinanti continuamente
immessi in mare, ma anche sull’andamento della situazione nel tempo.
I sedimenti sono una componente importante degli ecosistemi marini in cui sostanze
potenzialmente coinvolte nel fenomeno possono accumularsi per complessi meccanismi
d’adsorbimento chimico-fisico dipendenti dalla natura intrinseca del sedimento stesso e dalle
proprietà delle sostanze adsorbite (Shea, 1988; Power & Chapman, 1992). I suddetti
fenomeni di adsorbimento, che coinvolgono uno scambio dinamico tra il materiale adsorbito
e la fase acquosa, sono influenzati da numerose variabili di natura chimico-fisica quali il pH, il
potenziale ossido-riduttivo, l'ossigeno disciolto, il contenuto di carbonio organico ed
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.
inorganico. Un’ulteriore ed importante variabile è costituita dalla presenza di alcuni cationi ed
anioni presenti in fase acquosa che possono legare, complessare o coprecipitare gli
inquinanti disciolti. È noto che le sostanze organiche con elevato coefficiente di ripartizione
ottanolo/acqua (logKow), per la loro lipofilicità, presentano una ridotta solubilità in acqua, e
tendono, quindi, a ripartirsi preferenzialmente nei sedimenti. Le molecole immesse
nell’ambiente da fonti diverse, tendono di preferenza ad accumularsi nel sedimento
mostrando una notevole affinità per le sue due principali componenti: la sostanza organica
sedimentaria ed il silt, particelle di diametro inferiore ai 63 µm (Sternbeck and Östlund,
2001). Per composti non polari, la distribuzione tra fase acquosa e solida è governata dalla
solubilità del composto in acqua (Cow). L’entità del fenomeno è descritta dal coefficiente di
distribuzione Kp: Kp = Cs / Cw, dove Cs, rappresenta la concentrazione nella fase solida,
mentre Cw nella fase acquosa. Il coefficiente dipende da numerosi fattori tra cui
temperatura, concentrazione e tipo di soluti ionici presenti, caratteristiche del materiale
solido e contenuto di sostanza organica.
I sedimenti giocano, dunque, un ruolo importante nella valutazione dello stato di salute degli
ecosistemi. In genere lo strato superficiale (i pochi centimetri della parte superficiale)
rappresenta la porzione attiva dell'ecosistema, mentre i sedimenti più profondi sono in
genere inattivi. A differenza dell’acqua, estremamente mobile, il sedimento rappresenta un
bacino di accumulo delle molecole presenti in colonna d’acqua. Se, per esempio, esistesse
uno scarico fognario non noto, che emette ad intervalli di tempo irregolari un quantitativo
elevato di una molecola potenzialmente correlabile al fenomeno di formazione delle schiume,
l’analisi dell’acqua potrebbe non essere in grado di evidenziare queste ricorrenze in quanto
legate alla concomitanza temporale prelievo-scarico. Una volta liberate in acqua, matrice
estremamente mobile, le molecole subiscono una diluizione e una dispersione nel sistema
marino costiero determinata dalle correnti prevalenti e dalle condizioni meteomarine. Dal
punto di emissione le molecole tenderanno a disperdersi e diluirsi progressivamente in modo
proporzionale al tempo; in parte tenderanno a precipitare nel sedimento, matrice immobile,
concentrandovisi in quanto estremamente affini ad esso. Le aree più prossime alla fonte di
emissione presenteranno al momento dell’immissione, concentrazioni maggiori nella colonna
d’acqua rispetto alle aree più distanti. Come conseguenza del fenomeno di adsorbimento,
parte delle molecole presenti in acqua tenderanno a legarsi al sedimento che risulterà, di
conseguenza, maggiormente contaminato nelle aree più prossime alla fonte di emissione
locale. Questo consente, effettuando una analisi del sedimento secondo una griglia con
diametro delle maglie adatto, di mappare la distribuzione della molecola di interesse
individuando anche sorgenti di contaminazione puntiformi e temporanee non rilevabili dalla
singola analisi delle acque.
-Organismi
Gli organismi viventi sono impiegati da oltre trent’anni per il monitoraggio dell’inquinamento
consentendo di raggiungere i seguenti obiettivi: 1- identificare i composti inquinanti; 2controllare le fonti di inquinamento; 3- monitorare e predire le conseguenze future (effetti);
4- valutare lo stato di salute dell’ecosistema marino. Il vantaggio principale dell’utilizzo anche
di organismi viventi (bioindicatori) risiede nel fatto che i contaminati non persistenti non
possono essere ritrovati né in sedimenti né nella colonna d’acqua, mentre alcuni organismi li
accumulano nei loro tessuti (Baumard et al., 1998). Nel 1975, Goldberg propose il primo
schema di biomonitoraggio dell’inquinamento marino costiero denominato Mussel Watch e
basato sull’utilizzo del mitilo (Mytilus sp.) come bioindicatore. La scelta dell’organismo
“sentinella” da usare nello studio, deve essere effettuata tenendo conto sia delle
caratteristiche dell’inquinante (o degli inquinanti) da monitorare, sia delle caratteristiche
comportamentali dell’organismo nell’ecosistema. Con il termine “bioindicatore” si indicano
quegli organismi il cui stato di salute riflette la salute dell’ambiente in cui vivono e che, per
- 27 --163
.
questa importante caratteristica, possono essere utilizzati nei programmi di monitoraggio.
Per quanto riguarda il monitoraggio dell’ambiente marino costiero, molti autori ritengono che
i mitili (Mytilus sp.) abbiano i requisiti necessari per essere considerati i più validi organismi
indicatori dell’inquinamento (Bayne et al., 1979; Goldberg, 1975; Viarengo et al., 1991). I
mitili sono comunemente utilizzati negli studi riguardanti la contaminazione da metalli
pesanti, in quanto la loro capacità di accumulare queste sostanze è molto alta: le
3
6
concentrazioni dei metalli nei tessuti dei mitili sono fino a 10 - 10 volte maggiori che
nell’acqua circostante (Giordano et al., 1991; Zatta et al., 1992; Chase et al., 2001). L’utilità
del mitilo, è stata riconosciuta dalla normativa nazionale, anche se limitatamente alla misura
del bioaccumulo di alcune classi di contaminanti ambientali (D. Lgs 152/99). Ciò a portato
alla raccolta di una vasta mole di dati da parte delle Agenzie Regionali per la Protezione
Ambientale. La validità dell’utilizzo dei mitili come bioindicatori è stata dimostrata anche per
altre classi di contaminanti, come gli IPA (Scarpato et al., 1990; D’Adamo et al., 1997;
Baumard et al., 1998; Piccardo et al., 2001), i policlorobifenili (PCB) (Picer et al., 1990;
Villeneuve et al., 1999), i pesticidi clorurati (Scarpato et al., 1990; Villeneuve et al., 1999;
Chase et al., 2001) e le sostanze neurotossiche (Le Bris et al., 1995; Escartin et al., 1997;
McHenery et al., 1997). Nel primo programma mondiale di monitoraggio degli inquinanti
presenti nell’ambiente marino (Mussel Watch Program) lo scopo era infatti quello di
monitorare nei tessuti dei mitili l’andamento nello spazio e nel tempo delle concentrazioni di
metalli pesanti, di elementi transuranici, di idrocarburi clorurati e di petrolio e derivati
(Goldberg, 1975).
3.2. Elaborazione statistica dei dati
I dati acquisiti fino a questo momento sono stati accuratamente valutati e selezionati per
l’analisi statistica. Per quanto riguarda l’analisi statistica condotta sulla linea 2 di ricerca, le
principali problematiche emerse sono essenzialmente attribuibili alla difficoltà di acquisire un
database uniforme per tutte le matrici oggetto di indagine. Purtroppo le acquisizioni
effettuate da ogni partner del gruppo di lavoro per molte variabili sono saltuarie e questo
comporta la loro esclusione dall’analisi statistica.
La distribuzione delle varie classi di descrittori di ogni matrice (acqua, sedimento, biota) è
stata condotta attraverso modelli uni e multivariati. La scarsità di dati acquisiti ad oggi
relativamente alle prove di bioaccumulo nel mitilo ed ai saggi ecotossicologici non ha
consentito la loro valutazione. Si è cercato di evidenziare, oltre alle principali relazioni tra
variabili, le differenze statisticamente significative relative a: stazione di prelievo, anno di
campionamento, distanza dalla costa, stagione di prelievo.
L’analisi statistica univariata è stata condotta mediante software Statistica 7.1 (StatSoft
Italia) mentre l’analisi multivariata è stata effettuata impiegando il Software Primer-E
Software package v6.0 (Playmouth Marine Laboratory, UK) in accordo con le metodiche
riportate da Clarke and Warwick, (2001a). Sono state calcolate le regressioni semplici dei
principali parametri di interesse individuando le correlazioni più significative e visualizzandole
con tecniche di box-plot e scutterplot. Le analisi multivariate sono state visualizzate con PCA
ed nMDS plots.
Nell’analisi multivariata, le matrici euclidee dei dati ambientali sono state calcolate dopo
trasformazione dei dati applicando le funzioni forth square root e log(x+1) e normalizzazione
(Clarke and Green, 1988). La Principal Components Analyses, PCA, è stata applicata per
investigare le relazioni tra variabili ambientali. Essa rappresenta uno strumento molto
potente nell’analisi multivariata, la sua principale forza consiste nel fatto che è
concettualmente semplice e produce come risultati ordinamenti facilmente interpretabili.
- 28 --163
.
Nonostante la PCA consenta di evidenziare correlazioni e similarità con grande efficienza,
tuttavia, è meno flessibile nel definire le dissimilarità e le sue proprietà relative alla
conservazione delle distanze sono scarse (Clarke and Warwick, 1998). Per ovviare a queste
problematiche si è condotto le analisi anche mediante l’approccio non-Metric Dimentional
Scaling (nMDS) che, invece, presenta una grande flessibilità sia nella definizione che nella
conversione delle dissimilarità in distanze (Shepard, 1962; Kruskal, 1964) ed è in grado di
preservare queste relazioni negli ordinamenti bi o tri-dimensionali (Somerfield and Clarke,
1995). Nelle proiezioni nMDS, punti molto vicini rappresentano campioni che hanno
caratteristiche molto simili e punti molto distanti rappresentano campioni con caratteristiche
molto diverse (Clarke and Warwick, 2001b). Il test Anosim one way (Analisi della similarità) è
stato applicato per la verifica della significativià statistica degli ordinamenti osservati con le
proiezioni nMDS.
3.3. Georeferimento e cartografia
Visualizzazioni semplici ma equidistanti delle stazioni di prelievo o di siti di interesse specifico
sono state condotte mediante la tecnica di georeferimento opensource di Google Earth.
Questo approccio, seppure ad una precisione minore rispetto alle tecniche GIS convenzionali
e con tutti i limiti del caso, è stato adottato per evidenziare su carta punti di interesse che
fosse risultato utile visualizzare durante la lettura e la discussione dei dati. Questo tipo di
elaborazioni, a precisione minore, sono bene individuabili nel testo dalle didascalie e dai
riferimenti stampigliati sull’immagine stessa e possono essere agevolmente distinte dalle
elaborazioni tecniche di alta precisione riportate.
Per il georeferimento e l’elaborazione delle restituzioni cartografiche si è, invece, utilizzato il
software di geostatistica ArcMap™ 9 - ArcInfo™, estensioni Spatial Analyst, Geostatistical
Analyst (ESRI®).
Le coordinate DGPS acquisite in campo sono state ortorettificate con punti noti a terra bene
identificabili e riposizionate sull’immagine mediante importazione in un Sistema Informativo
Geografico. I punti di campionamento sono stati georiferiti e proiettati nel sistema di
riferimento Gauss Boaga di cui vengono riportati i parametri.
I dati cartografici di base utilizzati per la creazione delle mappe sono stati forniti dal Comune
di Rosignano Marittimo come riportato a seguire.
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.
Dati Proiezione
TMBOAGA1
Projection: Transverse_Mercator
False_Easting: 1500000.000000
False_Northing: 0.000000
Central_Meridian: 9.000000
Scale_Factor: 0.999600
Latitude_of_Origin: 0.000000.
Name: MONTEMAR
Angular Unit: degree (0.017453292519943299)
Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000)
Datum: MONTEMAR
Spheroid: MONTEMAR
Semimajor Axis: 6378388.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356911.946127946500000000
Inverse Flattening: 297.000000000001420000
L’elaborazione cartografica geostatistica relativa alle distribuzioni spaziali dei valori misurati è
condotta mediante inferenza statistica ottenuta con un metodo di gridding: l’ordinary kriging
(Matheron e Armstrong, 1987). Il kriging riproduce, mediante analisi della varianza,
visualizzazioni delle distribuzioni superficiali dei dati. L’analisi della varianza è verificata
costruendo mappe della varianza e grafici di correlazione varianza-distanza. Le
rappresentazioni grafiche e le eventuali analisi geostatistiche effettuate, sono state create
esclusivamente per ottenere una migliore visualizzazione dei dati ma non sono state la fonte
delle interpretazione dei risultati, per i quali si rimanda alla descrizione riportata nei metodi
statistici.
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4. RECUPERO ED ELABORAZIONE DEI DATI PREGRESSI (Linea 2)
4.1. Criteri generali
L’Agenzia Regionale Protezione Ambiente Toscana ha fornito i dati acquisiti nell’ambito delle
seguenti attività di base dell’Istituto nel periodo 1997-2009:
-
Monitoraggio delle acque in relazione al D.M. n. 152/99 (attuale D.L.vo 152/06);
Monitoraggio delle acque destinate alla balneazione;
Monitoraggio degli scarichi Solvay (osservatorio, D.M. 979/82);
Analisi delle stazioni Bandiera Blu.
L’Agenzia Servizi per l’Ambiente ha, invece, fornito le analisi effettuate all’impianto di
depurazione ed, in particolare, i risultati relativi allo scarico a mare (con e senza il
trattamento di ossigenazione) e quelli relativi all’ingresso in Aretusa. Ha inoltre messo a
disposizione i dati delle portate medie dello scarico per l’anno 2007. Allo scopo di creare un
database sintetico ed omogeneo, i dati raccolti sono stati uniformati per unità di misura e
periodo storico, si è effettuato il controllo di qualità eliminando gli outlayers. Ove possibile, si
è inserito per ogni stazione di prelievo, la corrispondente coordinata spaziale. Per poter
effettuare elaborazioni statistiche significative si è proceduto escludendo per ogni frequenza
campionaria i parametri rilevati con frequenza difforme dalla frequenza campionaria stessa.
Le variabili per le quali i livelli misurati sono risultati essere inferiori al limite di rilevabilità del
metodo, sono state poste ugali alla metà dell’ultima cifra significativa con cui sono stati
riportati i dati. Per le metodiche analitiche con le quali sono stati acquisiti e validati i dati
ARPAT trattati nel presente studio si rimanda al sito ufficiale ARPAT ed alle specifiche
normative cui questo Ente fa riferimento. Dati relativi a matrici diverse sono stati trattati
separatamente come pure dati con frequenze campionarie diverse.
La maggiore problematica riscontrata nel caso della elaborazione dei dati ARPAT è stata
quella relativa alla sporadicità di alcuni rilievi nel contesto generale del programma di
campionamento. In alcuni casi sono stati riscontrati malfunzionamenti periodici delle sonde
da campo che hanno determinato la perdita di acquisizione dei dati creando hotspot non
analizzabili. Alcuni parametri relativi alla colonna d’acqua, seppure di interesse specifico,
sono stati acquisiti solo negli strati superficiali e mai in quelli profondi (nutrienti). I campioni
superficiali sono stati pertanto distinti da quelli profondi allo scopo di effettuare un’analisi
statistica delle dinamiche temporali dei nutrienti nelle stazioni superficiali limitando ai profili
verticali delle masse d’acqua soltanto le analisi relative ai parametri macrodescrittori.
Un’altra problematica, purtroppo non di facile soluzione è stata la variazione da parte di
ARPAT del set parametrico di acquisizione nel corso del tempo. Questo fatto è dovuto a
modificazioni progressive del quadro normativo nazionale con conseguenti variazioni nelle
richieste da parte dell’organo ministeriale. La necessità di rispondere a normative diverse
(es: balneabilità; 152/99, D.M. 979/82) ha portato ARPAT ad acquisire parametri diversi in
aree diverse rendendo impossibile la creazione di un database unico se non per pochi
parametri macrodescrittori.
Si riporta, nelle tabelle da 4.1 a 4.6 una sintesi delle matrici indagate da ARPAT nelle varie
aree in risposta ai diversi quadri normativi (osservatorio, 152/99, 979/82) ed un elenco dei
parametri misurati con le rispettive unità di misura uniformate prese in considerazione nello
sviluppo del database. La localizzazione mediante georeferimento delle stazioni della
balneabilità è riportata in figura 4.1.
- 31 --163
Matrice
Acqua
Matrice
Sedimento
Matrice
Sedimento
N. stazioni
16
N. stazioni
4
N. stazioni
Stazioni
RO14, R191, R192, R392
Stazioni
Frequenza di campionamento
Data
Sabbia
Ghiaia
Peliti
Arsenico, As
Cadmio, Cd
Cromo, Cr
Mercurio, Hg
Nichelio, Ni
Piombo, Pb
Rame, Cu
Test Dunaliella terctiolecta
Test Vibro fischeri fase solida
Test Vibro fischeri fase solida
annuale
Frequenza di campionamento
Data
Arsenico, As
Cadmio, Cd
Cromo, Cr
Mercurio, Hg
Nichelio, Ni
Piombo, Pb
Rame, Cu
3
Pietra Bianca,
Pontile Solvada,
Punta Lillatro
annuale
Stazioni
Frequenza di campionamento Stagionale
Data
Profondita
metri
Temperatura
°C
Conducibilita
mS/cm
Salinita
ppt
O2
%
O2
mg/L
pH
Torbidità
FTU
Chl-a
µg/L
N-tot, TN
µmoli/L
µmoli/L
NH4+
µmoli/L
NO3µmoli/L
NO2µmoli/L
P-tot, TP
µmoli/L
PO4
µmoli/L
Silicati
Solidi sospesi
mg/L
(0,063 mm <x < 2 mm) %
(diametro > 2 mm) %
(diametro < 0,063 mm) %
µg/kg in peso secco
µg/kg in peso secco
µg/kg in peso secco
µg/kg in peso secco
µg/kg in peso secco
µg/kg in peso secco
µg/kg in peso secco
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
in
in
in
in
in
in
in
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
EC50 96h (%)
EC50 30' U.T
EC50 30' (%)
Tabella 4.1. - Area di monitoraggio: Rosignano Solvay, Periodo di monitoraggio: 2004-2007, Tipo di monitoraggio:
Osservatorio, parametri misurati, stazioni, frequenze ed unità di misura.
- 32 -163
.
Matrice
N. stazioni
Stazioni
Frequenza di campionamento
Diatomee
Dinoflagellati
Altro fitoplancton
Fitoplancton Totale
Cladoceri
Copepodi
Altro
Zooplancton totale
Lista specie Fitoplancton
Lista specie Zooplancton
Plancton
8 - 10
Stagionale
Cell/L
Cell/L
Cell/L
Cell/L
Individui/m³
Individui/m³
Individui/m³
Individui/m³
Matrice
N. stazioni
Stazioni
Frequenza di campionamento
Data
Specie
Individui
Diversità specifica
Ricchezza specifica
Equitabilità
Dominanza
Benthos
4-5
A1, B3, B4, D3 e S2
annuale
n.
n.
Tabella 4.2. - Area di monitoraggio: Rosignano Solvay, Periodo di monitoraggio: 2004-2008, Tipo di monitoraggio:
Osservatorio, parametri misurati, stazioni, frequenze ed unità di misura.
- 33 -
-163
.
Matrice
Acqua
N. stazioni
3
Stazioni
RL05 - RL10 - RL30
Frequenza di campionamento
Stagionale
Data
UTC
Profondita
metri
Temperatura
°C
Conducibilita
mS/cm
Salinita
ppt
O2
%
O2
mg/L
pH
Torbidità
FTU
Chl-a
µg/L
N-tot, TN
µmoli/L
NH4+
µmoli/L
NO3µmoli/L
NO2µmoli/L
P-tot, TP
µmoli/L
PO4mmoli/L
Trasparenza
metri
Enterococchi
UFC/mL
Matrice
Sedimento
N. stazioni
1
Stazioni
RL30
Frequenza di campionamento
annuale
Data
Sabbia
(0,063 mm <x < 2 mm) %
Ghiaia
(diametro > 2 mm) %
Peliti
(diametro < 0,063 mm) %
µg/kg in peso secco
Mercurio, Hg
µg/kg in peso secco
Cadmio, Cd
µg/kg in peso secco
Cromo, Cr
µg/kg in peso secco
Piombo, Pb
µg/kg in peso secco
Zinco, Zn
µg/kg in peso secco
Rame, Cu
µg/kg in peso secco
Vanadio, V
µg/kg in peso secco
Arsenico, As
µg/kg in peso secco
Nichelio, Ni
µg/kg in peso secco
Alluminio, Al
µg/kg in peso secco
Ferro, Fe
µg/kg in peso secco
4-4' DDT
µg/kg in peso secco
2-4' DDT
µg/kg in peso secco
4-4' DDE
µg/kg in peso secco
2-4' DDE
Matrice
N. stazioni
Stazioni
Frequenza di campionamento
Data
Profondità
Mercurio, Hg
Cadmio, Cd
Cromo, Cr
Piombo, Pb
Zinco, Zn
Rame, Cu
Vanadio, V
Arsenico, As
Nichelio, Ni
Alluminio, Al
Ferro, Fe
Argento, Ag
4-4' DDT
2-4' DDT
4-4' DDE
2-4' DDE
4-4' DDD
Mitili
1
RL
semestrale
metri
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
µg/kg
in
in
in
in
in
in
in
in
in
in
in
in
in
in
in
in
in
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
peso
Tabella 4.3. - Area di monitoraggio: Rosignano Lillatro, Periodo di monitoraggio: 2001-2008, Tipo di monitoraggio: 152/99,
parametri, stazioni, frequenze ed unità di misura.
- 34 -
-163
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
secco
Matrice
N. stazioni
Stazioni
Frequenza di campionamento
4-4' DDD
2-4' DDD
DDD's totali
A HCH
b HCH
g HCH
d HCH
Aldrin
Dieldrin
Esaclorobenzene
Idrocarburi Clorurati
PCB 52
PCB 77
PCB 81
PCB 128
PCB 138
PCB 153
PCB 169
PCB's totali
Naftalene
Acenaftene
Acenaftilene
Fluorene
Fenantrene
Antracene
Fluorantene
Pirene
Benzo 'a' antracene
Crisene
Benzo 'b' fluorantene
Benzo 'k' fluorantene
Benzo 'a' pirene
Benzo 'a-h' antracene
Benzo 'g-h-i' perilene
Indeno '1-2-3 c, d' pirene
Sedimento
1
RL30
annuale
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
Matrice
N. stazioni
Stazioni
Frequenza di campionamento
2-4' DDD
DDD's totali
a HCH
b HCH
g HCH
d HCH
Aldrin
Dieldrin
Esaclorobenzene
Idrocarburi clorurati
PCB 52
PCB 77
PCB 81
PCB 128
PCB 138
PCB 153
PCB 169
PCB's totali
Naftalene
Acenaftene
Acenaftilene
Fluorene
Fenantrene
Antracene
Fluorantene
Pirene
Benzo 'a' antracene
Crisene
Benzo 'b' fluorantene
Benzo 'k' fluorantene
Benzo 'a' pirene
Dibenzo 'a-h' antracene
Benzo 'g-h-i' perilene
Indeno '1-2-3 c, d' pirene
Idrocarburi Policiclici Aromatici
Mitili
1
RL
semestrale
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
μg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
mg/kg in peso secco
Tabella 4.4. - Area di monitoraggio: Rosignano Lillatro, Periodo di monitoraggio:
2001-2007, Tipo di monitoraggio: 152/99, parametri, stazioni, frequenze, unità di
misura.
- 35 -163
.
Matrice
Idrocarburi Policiclici Aromatici
TOC
TBT
Clostridi solfitoriduttori
Test Vibro fischeri fase solida
Test Vibro fischeri fase solida
Test Vibro fischeri fase solida
Test Vibro fischeri fase solida
Test Vibro fischeri fase solida
Test Vibro fischeri fase solida
Test Vibro fischeri fase liquida
Test Vibro fischeri fase liquida
Test Vibro fischeri fase liquida
Test Vibro fischeri fase liquida
Test Vibro fischeri fase liquida
Test Dunaliella terctiolecta in fase liquida
(acqua interstiziale)
Matrice
Salinità
O2
Temperatura
pH
Idrocarburi
Colorazione
Solidi sospesi
Coliformi fecali
Sassitossina - PSP
Acido ocadaico - DSP
Acido Domoico - ASP
Cigua test
Sedimento
µg/kg in peso secco
mg/kg
µg/kg
MPN
(T.U. grezzo)
(lim. sup. 95% T.U. grezzo)
(lim. inf. 95% T.U. grezzo)
Coeff. determinazione R2
(S.T.I.)
Classe di tossicità
TU
EC 20
lim. sup. 95% EC 20
lim. inf. 95% EC 20
Coeff. determinazione R2
UT
Sedimento
Frequenza
PPT
%
°C
Mensile
Mensile
Stagionale
Stagionale
Stagionale
Stagionale
Stagionale
Stagionale
Stagionale
Stagionale
Stagionale
Stagionale
Assenza/Presenza
mg Pt/L
mg/L
MPN/100mL
µg/100g
ppb
µg/g
µg/kg
Tabella 4.5. - Area di monitoraggio: Rosignano Lillatro, Periodo di monitoraggio:
2001-2007, Tipo di monitoraggio: 152/99.
- 36 --163
.
Matrice
N. stazioni
Stazioni
Frequenza di campionamento
Profondità
Altezza onde max.
Altezza onde med.
Direzione vento
Velocità vento
Direzione corrente
Velocità corrente
Temperatura
Salinità
Conducibilità
O.D.
O.D.
pH
Clorofilla alfa, Chl-a
Trasparenza
Colore
Res. catr.
Strat. olio
NO2NO3NH4+
Fosfati, SRP
Fosfati totali, TP
Tensioattivi anionici MBAS
Fenoli
Coliformi totali
Coliformi fecali
Streptococchi fecali
Salmonella
Acqua
3
1002, 1010, 1030
Stagionale
metri
metri
metri
gradi
m/sec.
gradi
cm/sec
°C
ppt
mS/cm
% sat.
mg/L
udpH
µg/L
m
1o0
1o0
1o0
µM/L
µM/L
µM/L
µM/L
µM/L
µg/L
µg/L
n/100mL
n/100mL
n/100mL
1o0
Tabella 4.6. - Area di monitoraggio: Rosignano Lillatro, Periodo di monitoraggio:
1997-2000, Tipo di monitoraggio: 979/82.
- 37 --163
.
Figura 4.1. - Localizzazione spaziale punti di monitoraggio ARPAT per la
balneazione. Nel cerchio sono indicate le stazioni considerate come C3.
- 38 --163
.
4.2. Risultati relativi alle elaborazioni effettuate sui dati acquisiti da ARPAT
Si riportano a seguito le elaborazioni definitive condotte sul database ARPAT relative alle
stazioni di monitoraggio osservatorio, 152/99, D.M. 979/82 sia sulle acque (n>3000) che sui
sedimenti (n>200).
-Elaborazioni statistiche dei dati di monitoraggio superficiale relativo alla 152/99
Si riportano a seguito i risultati conseguiti dalla elaborazioni statistiche effettuate sui dati
relativi ai campioni superficiali (0-50 cm) della colonna d’acqua delle stazioni di monitoraggio
ARPAT per la 152/99 (periodo di monitoraggio considerato: 1997-2007).
In tabella 4.2.1. sono riportati i risultati relativi alle analisi univariate condotte sulle variabili
misurate nei campioni di acqua superficiale. In particolare si riportano le medie e le
deviazioni standard relative a tutto il periodo considerato.
Parametro
Temperatura
Conducibilita
Salinità
O2
O2
pH
Chl-a
+
NH4
NO3NO2P-tot
PO42Trasparenza
Unità di misura
°C
mS/cm
PSU
%
mg/L
udpH
µg/L
µM/L
µM/L
µM/L
µM/L
µM/L
m
Medie
19,3
50,9
38,0
96,0
7,1
8,2
0,6
1,1
2,6
0,3
0,2
0,3
19,1
SD
4,3
4,8
0,3
8,6
0,8
0,1
0,6
1,7
4,1
0,3
0,3
0,6
21,2
Tabella 4.2.1. – Risultati relativi alle analisi statistiche univariate condotte sui
campioni di acqua superficiale del periodo 1997-2007.
Si può osservare che le variabili temperatura, conducibilità, ossigeno, ammoniaca, nitriti e
fosforo solubile presentano una ampia oscillazione mentre salinità e pH sembrano mostrare
una maggiore stabilità nel periodo considerato.
L’oscillazione della temperatura è da ricondurre alla dipendenza stagionale di questa variabile
(fig. 4.2.1.a), mentre i nutrienti e l’ossigeno disciolto subiscono anche una notevole
interferenza dovuta alla componente biologica ed antropica.
In figura 4.2.1.b si riporta l’analisi multivariata nMDS condotta sulle variabili allo scopo di
evidenziare le maggiori correlazioni reciproche. Si osserva che segregano indipendentemente
dalla temperatura delle acque, la quale, invece, è fortemente legata alla conducibilità.
La PCA (tab. 4.2.2) evidenzia che per le acque, i primi tre assi spiegano il 56,6% della
varianza totale del sistema.
- 39 --163
.
28
Temperatura
26
24
22
20
18
16
14
12
Figura 4.2.1.a – Variazione della temperatura delle acque 1997-2008
Figura 4.2.1b. – nMDS condotta sulle variabili.
- 40 --163
06/06/08
06/06/07
06/06/06
06/06/05
06/06/04
06/06/03
06/06/02
06/06/01
06/06/00
06/06/99
06/06/98
06/06/97
10
.
Eigenvalues
PC Eigenvalues
%Variation
1
3
23,1
2
2,61
20,0
3
1,75
13,5
4
1,15
8,9
5
1,04
8,0
Tabella 4.2.2. – PCA
Cum.%Variation
23,1
43,1
56,6
65,5
73,5
Si evidenziano in grassetto le variabili maggiormente correlate agli assi principali (tab. 4.2.3).
Eigenvectors
(Coefficients in the linear combinations of variables making up PC's)
Variable
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
Temperatura
0,357 0,447
0,087
0,211
0,097
Conducibilita
0,378 0,436
0,077
0,183
0,076
Salinita
0,401 -0,035 -0,083 -0,283 -0,288
O2%
0,088 -0,020 0,653
0,385
0,041
O2
-0,191 -0,360 0,534
0,097 -0,007
pH
0,056 -0,145 -0,025 -0,110 0,875
Chl-a
-0,161 -0,094 -0,279 0,323
0,132
NH+4
-0,172 0,236
0,164 -0,453 0,258
NO-3
-0,319 0,278 -0,208 0,153
0,101
NO-2
-0,421 0,140
0,073 -0,171 -0,177
P-tot
-0,241 0,324
0,275 -0,210 -0,075
PO3-4
-0,265 0,438
0,049
0,057
0,027
Trasparenza
0,243 -0,010 0,190 -0,513 0,045
Tabella 4.2.3. – PCA risultati.
In figura 4.2.2 si riporta una visualizzazione in due dimensioni della PCA effettuata. Si
evidenziano in figura i parametri relazionati fra di loro (cerchio).
- 41 --163
.
Figura 4.2.2. – PCA 2D-Projection.
Mediante la tecnica della nMDS (non-metric multi dimentional scaling) è stata effettuata
l’analisi multivariata delle distanze effettuando la discriminazione secondo il fattore
“stagione” per verificare eventuali ed attese ricorrenze stagionali dei parametri chimico-fisici
delle acque. Come riportato in figura 4.2.3 è possibile osservare che si riscontra una evidente
stagionalità dei parametri considerati. Questa differenza è stata testata e confermata
statisticamente mediante l’applicazione del test Anosim one-way (Numero di prermutazioni di
999). L’R statistica campionaria (Global R) è stata pari a 0,47, con livello di significatività
dello 0,1% e numero di permutazioni maggiori o uguali alla Global R di zero (fig. 4.2.4).
È interessante notare che dai dati relativi alle acquisizioni effettuate si osserva anche
mediante l’nMDS una differenza evidente rispetto al fattore “anno di prelievo” indicato in
figura 4.2.5 come “Periodo”. Anche in questo caso l’Anosim test one-way (Numero di
prermutazioni di 999) conferma le osservazioni con una R statistica campionaria (Global R)
pari a 0,213, con livello di significatività dello 0,1% e numero di permutazioni maggiori o
uguali alla Global R di zero (fig. 4.2.6).
- 42 --163
.
Figura 4.2.3. – nMDS fattore stagione.
Figura 4.2.4. – Anosim test one-way condotto sul fattore stagione.
- 43 --163
.
Figura 4.2.5. – nMDS fattore “Periodo” (anno).
Figura 4.2.6. – Anosim test one-way condotto sul fattore “Periodo” (anno).
- 44 --163
.
- Elaborazioni Statistiche – Solvay Acque
Si riportano a seguito i primi risultati conseguiti dalla elaborazioni statistiche effettuate sui
dati relativi alla colonna d’acqua delle stazioni di Rosignano Solvay (osservatorio, anni 20042006). La PCA evidenzia che per le acque, i primi tre assi spiegano il 49,0% della varianza
totale del sistema (tab. 4.2.4).
Eigenvalues
PC Eigenvalues
1
3,59
2
1,75
3
1,52
4
1,31
5
1,19
%Variation
25,6
12,5
10,9
9,3
8,5
Cum.%Variation
25,6
38,1
49,0
58,3
66,9
Tabella 4.2.4. – PCA.
Si evidenziano in grassetto le variabili maggiormente correlate agli assi principali (tab. 4.2.5).
Eigenvectors
(Coefficients in the linear combinations of variables making up PC's)
Variable
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
Profondità (m)
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
Temperatura (°C) 0,346 -0,334 0,165
0,235
0,154
Salinità (ppt)
0,283 -0,115 0,087 -0,089 0,591
pH
-0,024 0,334 -0,494 0,095 -0,106
O2 (%)
0,455 -0,009 0,202
0,240
0,019
O2 (mg/L)
0,284
0,466 0,100
0,103 -0,261
Torb (FTU)
0,064 -0,084 -0,342 0,529 -0,058
Chla (μg/L)
-0,181 -0,070 0,366 -0,293 -0,114
Ntot (μmol/L)
-0,140 0,421 0,425
0,039
0,282
NH4 (μmol/L)
0,011
0,521 -0,146 -0,010 0,455
NO3 (μmol/L)
-0,228 -0,047 0,250
0,529 -0,047
NO2 (μmol/L)
-0,396 -0,185 -0,058 -0,002 0,059
Ptot (μmol/L)
-0,278 0,188
0,308
0,197 -0,198
PO4 (μmol/L)
-0,180 -0,004 0,118
0,411
0,184
Silic (μmol/L)
-0,369 -0,113 -0,207 0,068
0,406
Tabella 4.2.5. – PCA risultati.
In figura 4.2.7 si riporta una visualizzazione in due dimensioni della PCA effettuata. Si
evidenziano in figura i parametri relazionati fra di loro (cerchio).
- 45 --163
.
Figura 4.2.7. - PCA.
Si osserva che la profondità dell’acqua nella stazione di prelievo sembra influenzare i dati
relativi a: temperatura, salinità, torbidità ed ossigeno disciolto mentre pare non avere effetto
sui dati relativi ai nutrienti ed in particolare ai livelli di fosfati, silicati, nitriti e nitrati. L’azoto
ammoniacale mostra un andamento diverso e correlato all’ossigeno, al pH, all’azoto totale
(N-tot, TN).
Mediante la tecnica della nMDS (non-metric multi dimentional scaling) è stata effettuata
l’analisi multivariata delle distanze effettuando la discriminazione secondo il fattore
“stagione” per verificare eventuali ed attese ricorrenze stagionali dei parametri chimico-fisici
delle acque. Come riportato in figura 4.2.8 è possibile osservare che si riscontra una evidente
stagionalità dei parametri considerati. Questa differenza è stata testata e confermata
statisticamente mediante l’applicazione del test Anosim one-way (Numero di prermutazioni di
999). L’R statistica campionaria (Global R) è stata pari a 0,251, con livello di significatività
dello 0,1% e numero di permutazioni maggiori o uguali alla Global R di zero (fig. 4.2.9).
È interessante notare che dai dati relativi alle acquisizioni effettuate in area Solvay si osserva
anche mediante l’nMDS una differenza evidente rispetto al fattore “anno di prelievo” indicato
in figura 4.2.10 come “Year”. Anche in questo caso l’Anosim test one-way (Numero di
prermutazioni di 999) conferma le osservazioni con una R statistica campionaria (Global R)
pari a 0,424, con livello di significatività dello 0,1% e numero di permutazioni maggiori o
uguali alla Global R di zero (fig. 4.2.11).
- 46 --163
.
Figura 4.2.8. – nMDS relativa al fattore Stagione.
Figura 4.2.9. – Anosim test one way relativo al fattore stagione.
- 47 --163
.
Figura 4.2.10. – nMDS relativo al fattore anno.
Figura 4.2.11. – Anosim test one way relativo al fattore anno.
- 48 --163
.
-Elaborazioni Statistiche – Solvay Sedimenti
Si riportano a seguito (tab. 4.2.6) i primi risultati conseguiti dalla elaborazioni statistiche
effettuate sui dati relativi al sedimento delle stazioni di Rosignano Solvay. La PCA evidenzia
che per le acque, i primi tre assi spiegano il 78,2% della varianza totale del sistema.
Eigenvalues
PC Eigenvalues
1
3,55
2
2,98
3
1,28
4
0,824
5
0,586
%Variation
35,5
29,8
12,8
8,2
5,9
Cum.%Variation
35,5
65,3
78,2
86,4
92,3
Tabella 4.2.6. – PCA.
Si evidenziano in grassetto le variabili maggiormente correlate agli assi principali (ta. 4.2.7).
Eigenvectors
(Coefficients in the linear combinations of variables making up PC's)
Variable
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
Sabbia
-0,119 0,443 0,295 -0,270 0,385
Ghiaia
-0,368 0,154
0,025 -0,050 -0,851
Peliti
-0,009 -0,518 -0,166 0,158
0,110
Hg
-0,009 -0,170 0,680
0,577
0,005
Cd
0,301 -0,174 0,374 -0,642 -0,080
Cr
-0,496 -0,096 0,064 -0,241 0,174
Pb
0,328 -0,339 0,245 -0,229 -0,250
Cu
-0,098 -0,491 -0,290 -0,129 0,072
As
-0,384 -0,256 0,366 -0,031 0,065
Ni
-0,498 -0,146 0,001 -0,161 0,084
Tabella 4.2.7. – Vettori della PCA.
In figura 4.2.12 si riporta una visualizzazione in due dimensioni della PCA effettuata. Si
evidenziano in figura i parametri relazionati fra di loro (cerchio).
Si osserva una buona correlazione tra Cr, Ni, As; il mercurio (Hg) sembra avere un
comportamento autonomo, mentre Cd e Pb appaiono nuovamente correlati fra loro ma
distanti dagli altri gruppi. È interessante osservare che la componente sottile del sedimento
(pelite) sembra essere correlata solo con il Cu.
Mediante la tecnica della nMDS (non-metric multi dimentional scaling) è stata effettuata
l’analisi multivariata delle distanze effettuando la discriminazione secondo il fattore “stazione
di prelievo”. Come riportato in figura 4.2.13 è possibile osservare che si riscontra una
evidente relazione dei parametri considerati con la stazione di prelievo. In particolare,
mentre le stazioni S appaiono molto distanti tra di loro, le stazioni R0 e R3 appaiono molto
bene distinguibili dalle altre. Questa differenza è stata testata statisticamente e confermata
mediante l’applicazione del test Anosim one-way (Numero di prermutazioni di 999). L’R
- 49 --163
.
statistica campionaria (Global R) è stata pari a 0,37, con livello di significatività del 0,1% e
numero di permutazioni maggiori o uguali alla Global R di zero (fig. 4.2.14).
Figura 4.2.12. - PCA.
Figura 4.2.13. - nMDS relativa al fattore stazione.
- 50 --163
.
Figura 4.2.14. Anosim test one way relativo al fattore stazione.
-Elaborazioni Statistiche – Trend generali
Si riportano a seguito delle elaborazioni statistiche relative ai trend temporali (1997-2008)
generali delle acque in area di studio Rosignano Solvay e fascia costiera relativi ai parametri
macrodescrittori delle masse (tab. 4.2.8). Si osserva che i primi tre assi spiegano l’83,8%
della varianza totale. Sono evidenziate le variabili maggiormente coinvolti nella
determinazione degli assi (tab. 4.2.9).
Eigenvalues
PC Eigenvalues
1
1,94
2
1,29
3
0,964
4
0,772
5
3,96E-2
%Variation
38,7
25,8
19,3
15,4
0,8
Cum.%Variation
38,7
64,5
83,8
99,2
100,0
Tabella 4.2.8. PCA.
- 51 --163
.
___________________________________________________________________________
Eigenvectors
(Coefficients in the
Variable
PC1
P
0,293
T
-0,215
S
-0,282
DO%
0,568
DO
0,683
linear combinations of variables making up PC's)
PC2
PC3
PC4
PC5
0,051 -0,813 0,501
0,008
-0,764 0,128
0,419 -0,422
-0,388 -0,548 -0,685 -0,001
-0,513
0,004
0,143
0,044
-0,058
-0,317
0,625
-0,656
___________________________________________________________________________
Tabella 4.2.9. Assi della PCA.
Si riportano in figura 4.2.15 le relazioni lineari uni variate tra le principali variabili
macrodescrittrici delle masse d’acqua. Si osserva che considerando il database nel suo
insieme, non sussistono relazioni evidenti tra la profondità ed i principali parametri descrittori
delle acque mentre si notano relazioni inverse tra ossigeno disciolto e temperatura (per valori
di T>16 °C).
Figura 4.2.15. Draftman plot delle principali variabili.
- 52 --163
.
La PCA effettuata sulle variabili (fig. 4.2.16) evidenzia un difforme comportamento in
relazione al periodo di acquisizione dei dati. Si osserva, infatti, come in alcuni casi le stazioni
presentino elevata similarità mentre in altri, in corrispondenza della stessa data di prelievo si
assista ad una maggiore dissimilarità. L’Anosim test one-way (numero di permutazioni pari a
999) effettuato sul fattore “data” ha confermato una forte dipendenza rispetto alla data di
prelievo.
L’R statistica campionaria (Global R) è stata pari a 0,765, con livello di significatività del 0,1%
e numero di permutazioni maggiori o uguali alla Global R di zero.
Figura 4.2.16. – PCA effettuata sui macrodescrittori delle acque.
Includendo nell’analisi statistica anche i dati relativi agli anni 2008 e 2009 è stato possibile
effettuare l’analisi statistica dei dati acquisiti sui campioni superficiali di acque con data set di
variabili completo (n = 230).
Si riportano in tabella 4.2.10 le relazioni lineari uni variate tra le principali variabili
macrodescrittrici delle masse d’acqua ed in figura 4.2.17 l(a, b, c) e relazioni significative.
- 53 --163
.
Salinita
O2%
O2
pH
Torbidità
Chl-a
TN
NH+4
NO-3
NO-2
TP
SRP
0,43
0,23
0,67
-0,12
-0,18
-0,06
-0,16
-0,03
-0,05
-0,22
-0,13
-0,19
-0,20
-0,02
-0,01
-0,22
-0,34
-0,48
-0,43
-0,22
-0,30
0,00
-0,17
Temperatura Salinita
0,61
-0,08
0,12
-0,19
0,03
-0,07
0,01
-0,37
-0,14
-0,04
O2%
-0,01
0,17
-0,03
0,31
-0,03
0,23
0,00
0,10
-0,12
O2
-0,01
-0,09 -0,13
-0,15 -0,07
0,21
-0,07
-0,14
0,22
-0,12
0,08
-0,18
0,03
-0,12
0,01
pH Torbidità
0,24
-0,08
0,15
0,09
0,17
-0,01
Chl-a
0,20
0,48 -0,07
0,35 0,04 0,32
0,39 0,11 0,27 0,37
0,13 0,17 0,12 0,29 0,52
TN NH+4 NO-3 NO-2 TP
Tabella 4.2.10. Spearman rank correlations (in grassetto p<0,01).
Figura 4.2.17-a. Draftman plot delle principali variabili.
- 54 --163
.
Figura 4.2.17-b. Draftman plot delle principali variabili.
Figura 4.2.17-c. Draftman plot delle principali variabili.
- 55 --163
.
Si osserva che l’azoto ammoniacale correla positivamente con l’azoto totale ad eccezione di
alcune stazioni in cui i livelli elevati di azoto ammoniacale riscontrati non correlano con le
altre forme componenti dell’azoto totale suggerendone una diversa origine ambientale.
Essendo l’azoto ammoniacale una variabile indicatrice delle fonti di immissione derivanti da
impianti di trattamento dei reflui urbani, questo risultato suggerisce la presenza di sorgenti
locali individuabili mediante analisi geostatistica (par. 7).
La PCA effettuata sulle variabili ha prodotto i risultati riportati in tab. 4.2.11 e tab. 4.2.12. Si
osserva che i primi tre assi spiegano il 50,2% della varianza totale. Sono evidenziate le
variabili maggiormente coinvolti nella determinazione degli assi (tab. 4.2.12).
Eigenvalues
PC Eigenvalues %Variation Cum.%Variation
1
3,1
23,8
23,8
2
1,99
15,3
39,1
3
1,44
11,1
50,2
Tabella 4.2.11. PCA.
Eigenvectors
(Coefficients in the linear combinations of variables making up PC's)
Variable
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
Temperatura 0,383 0,256 0,355 -0,009 0,005
Salinita
0,366 0,010 0,256 -0,222 -0,081
O2%
0,258 0,596 0,064 0,079 -0,061
O2
-0,069 0,549 -0,299 0,159 -0,142
pH
0,070 -0,183 -0,284 0,609 -0,132
Torbidità
-0,038 0,220 -0,216 0,093 0,615
Chl-a
-0,195 -0,070 -0,070 -0,398 -0,451
N-tot
-0,338 0,284 0,074 -0,007 -0,410
NH+4
-0,063 -0,067 0,274 0,590 -0,308
NO-3
-0,331 0,292 -0,150 -0,110 0,061
NO-2
-0,427 -0,073 0,003 0,007 0,191
P-tot
-0,375 0,117 0,372 0,020 0,051
PO3-4
-0,231 0,036 0,584 0,141 0,255
Tabella 4.2.12. Assi della PCA.
La PCA effettuata sulle variabili (fig. 4.2.18) evidenzia un difforme comportamento in
relazione al periodo di acquisizione dei dati (anno). Si osserva, infatti, come in alcuni casi le
stazioni presentino elevata similarità mentre in altri, in corrispondenza dello stesso anno di
prelievo si assista ad una maggiore dissimilarità.
- 56 --163
.
Figura 4.2.18. – PCA effettuata sui macrodescrittori delle acque.
L’Anosim test one-way (numero di permutazioni pari a 9999) effettuato sul fattore “data” ha
confermato una forte dipendenza rispetto alla data di prelievo. L’R statistica campionaria
(Global R) è stata pari a 0,836, con livello di significatività del 0,1% e numero di
permutazioni maggiori o uguali alla Global R di zero. Anche in relazione al fattore “year”,
anno, la significatività è elevata con R statistica campionaria (Global R) pari a 0,249, con
livello di significatività del 0,01% e numero di permutazioni maggiori o uguali alla Global R di
zero.
Incrociando il test (Anosim two-way nested data-year, numero di permutazioni pari a 9999)
si osserva come sebbene la stagione sia un fattore dominante, esiste, tuttavia, una
significativa variazione relativa agli anni di osservazione (tab. 4.2.13).
TESTS FOR DIFFERENCES BETWEEN Data GROUPS (across all year groups)
Global Test
Sample statistic (Global R): 0,809
Significance level of sample statistic: 0,01%
Number of permutations: 9999 (Random sample from a large number)
Number of permuted statistics greater than or equal to Global R: 0
TESTS FOR DIFFERENCES BETWEEN year GROUPS (using Data groups as samples)
Global Test
Sample statistic (Global R): 0,091
Significance level of sample statistic: 13%
Number of permutations: 9999 (Random sample from a large number)
Number of permuted statistics greater than or equal to Global R: 1299
Tabella 4.2.13. Anosim two-way nested year-data.
- 57 --163
5. Monitoraggio visivo del fenomeno (Linea 3)
Le attività di monitoraggio visivo del fenomeno sono state condotte da volontari CASM.
Questa associazione locale effettua, per lo svolgimento dei propri compiti istituzionali, due
uscite giornaliere in mare che prevedono il monitoraggio della fascia costiera del comune di
Rosignano Marittimo. Gli operatori CASM possono agevolmente riempire i questionari
consegnati dai ricercatori durante le attività di routine senza recare intralcio alle attività ed
effettuando cosi un monitoraggio continuo a costi contenuti per il gruppo di lavoro ed
altrimenti non realizzabile.
5.1. Vantaggi relativi all’impiego di volontari
L’uso dei volontari nelle indagini ambientali e nella valutazione delle ricorrenze di un
fenomeno rappresenta un’opporunità unica nei monitoraggi ambientali. Essa contribuisce a:
1- fornire occasioni di integrazione tra strutture di ricerca e strutture sociali operanti sul
territorio; 2- aumentare la consapevolezza sociale sulle problematiche ambientali; 3- creare
senso di partecipazione; 4- fornire risorse gestionali a basso costo che consentano di
acquisire ampi data set. Questo tipo di coinvolgimento appare molto utile specialmente nelle
attività di monitoraggio a lungo termine; infatti il vantaggio di ottenere dati a basso costo
permette la raccolta in continuo di una serie di informazioni che altrimenti sarebbero
ottenibili solo sporadicamente ed a costi elevati (Danovaro, 2001).
5.2. Problematiche riferibili all’impiego di volontari
Uno dei principali problemi legati a queste attività è rappresentato dal fatto che i dati
acquisiti possono mancare di attendibilità scientifica. I volontari, infatti, seppure solitamente
mostrino un notevole entusiasmo nei confronti delle attività loro proposte, spesso non
presentano alcuna esperienza scientifica e, per conseguire un obiettivo attendibile, i loro
sforzi devono essere necessariamente e correttamente canalizzati dai ricercatori. Per ovviare
a questa problematica è necessario operare con un rigoroso controllo di qualità sui dati
acquisiti dai volontari. Il controllo a posteriori è utile ma non efficace; infatti consente di
escludere outlayers ma non di evitare errori di acquisizione. Per ottimizzare gli sforzi è
necessario standardizzare le procedure di rilievo dei dati di interesse mediante l’applicazione
di protocolli standard di acquisizione dati e metodiche di prelievo e conservazione dei
campioni. Per questo è opportuno organizzare corsi di formazione degli operatori volontari
finalizzati a chiarire le problematiche e le modalità procedurali del rilievo ed eventualmente a
semplificare procedure troppo complesse.
5.3. Protocollo di rilievo adottato dai volontari CASM
Per ottenere dati attendibili dagli sforzi dei volontari CASM si è deciso di predisporre un
questionario di semplice compilazione che consentisse una precisa risposta anche da parte di
personale non addetto al settore. Si è effettuato un breve corso di formazione dei volontari e
si è standardizzato le metodiche di prelievo e conservazione campioni. Si è optato per la
massima semplificazione possibile delle procedure e dei protocolli per ottenere la maggiore
attendibilità. Gli operatori CASM hanno effettuato il campionamento di schiume ed acqua
superficiale durante le segnalazioni effettuate dalla capitaneria di Porto e dai turisti.
I ricercatori hanno provveduto a ritirare quanto prima i campioni prelevati dagli operatori
CASM. Si riportano a seguito il protocollo di monitoraggio giornaliero proposto ed il protocollo
di campionamento concordato con CASM. Durante il corso di formazione il questionario
proposto è stato visionato e discusso dai volontari e la proposta iniziale è stata semplificata
in una forma giudicata dagli operatori stessi più efficace.
58-163
59-163
60-163
5.4. Standardizzazione dei protocolli operativi di prelievo
-Modalità di prelievo dei campioni
Nei casi in cui è stata segnalata la presenza di emulsioni gli operatori CASM hanno
provveduto, oltre alla compilazione del questionario, anche al prelievo dei campioni sia di
acqua che schiuma secondo il protocollo concordato di cui si riporta a seguito il contenuto.
I contenitori sono stati forniti dai ricercatori dell’università agli operatori CASM in quantitativi
sufficienti per un mese di rilievi.
-Protocollo di prelievo
-Aprire il contenitore da 2 L di HDPE facendo attenzione a non toccarne l’interno con le mani;
-Avvinare (riempire e svuotare) con acqua di mare il contenitore per 3 volte;
-Posizionare il contenitore 2 cm sotto al pelo dell’acqua e riempirlo fino all’orlo;
-Chiudere il contenitore con il tappo e siglarlo con codice area prelievo e data;
-Conservare a +4°C durante il trasporto;
-Giunti a terra, telefonare ai ricercatori e conservare i campioni in frigorifero fino al momento
dell’arrivo degli stessi.
5.5. Primi risultati conseguiti
Si riportano a seguito i tabulati relativi alle attività di rilievo condotte dagli operatori CASM
(tab. 5.5.1 e 5.5.2).
I dati si riferiscono all’anno 2007 ed all’anno 2008 fino al mese di ottobre. Purtroppo, anche
se i dati acquisiti sono di notevole interesse, la scarsità dei rilievi effettuati non consente una
elaborazione statistica significativa. Infatti, come possibile osservare dalla tabella, si nota che
in tutto sono stati fino ad oggi effettuate n. 22 segnalazioni di cui solo 6 nel 2008.
In seguito a nostra richiesta gli operatori CASM hanno precisato che i rilievi sono stati
effettuati solo in caso di positività al fenomeno (le giornate in cui esso non si è manifestato
non sono state segnalate). Questo non consente di rilevare difformità tra i parametri di
interesse durante il manifestarsi del fenomeno rispetto agli stessi in sua assenza in quanto
non è presente il controllo negativo.
Nonostante anche i dati relativi agli eventi positivi siano pochi, si nota tuttavia, che il
fenomeno si manifesta generalmente in condizioni di mare calmo mentre condizioni di vento
forte determinano la scomparsa della schiuma. È interessante notare, inoltre, che le schiume
sono molto ben visibili durante le prime ore del mattino e scompaiono nel primo pomeriggio.
Si osserva che in alcuni casi le schiume sono state rilevate in corrispondenza di sversamenti
relativi alla condotta di scarico del depuratore in località Spiagge bianche o Rosignano
Solvay.
Si nota, inoltre, che la distanza di formazione della schiuma è quasi sempre compresa tra i
100 ed i 300 metri dalla costa. L’analisi morfologica delle schiume ha evidenziato la loro
notevole eterogeneità spaziale e temporale sebbene sia possibile ritrovare delle ricorrenze
nella morfologia ed aspetto delle formazioni schiumose.
Come è possibile osservare dalle figure 5.5.1 e 5.5.2 le schiume presentano consistenza e
morfologia variabile nel tempo ed in relazione alla localizzazione geografica. In figura 5.5.2. è
evidenziata la perdita di acque da parte della condotta sottomarina del depuratore.
61-163
Generalità
Condizioni meteo
Località
Condizioni
meteo
Data
Ora
Vento
Onde
Correnti
T (°C)
14/07/2007
10.00
baia del Quercetano
1
assente
14/07/2007
11.30
spiagge bianche, collettore del depuratore
1
assente
1
assente
22 (acqua)
1
assente
14/07/2007
15.00
1
N/O
1
assente
24- 23
17/07/2007
10.40
spiagge bianche, canale di lancio punto azzurro
1
S/O
1
assente
21 (acqua)
19/07/2007
8:30-12:30
comune di rosignano marittimo
1
N/O
1
assente
22 (acqua)
19/07/2007
15.00
golfo canottieri
1
N/O
1
assente
22 (acqua)
20/07/2007
8:30-13:00
1
assente
1
assente
22 (acqua)
21/07/2007
8:30-13:00
1
assente
1
assente
22 (acqua)
26/07/2007
8:30-12:30
1
N/O
2
assente
28/07/2007
10.00
1
O
2
assente
Pontile Solvay
28/07/2007
43 21 798
10 24 910
1
O
1
quasi assente
1
N/O
1
assente
29 (aria)
spiagge bianche,foce cecina, Castiglioncello, Punta Righini
3
N
1
assente
24- 21
pattugliamento fino al porto di Vara e baia del Quercetano
(Castiglioncello)
3
N
1
assente
01/08/2007
13.00
03/08/2007
9.00
04/08/2007
8.30
05/08/2007
8.30
12/08/2007
10.40
punta Righini
29/07/2008
11.00
punta Righini
30/07/2008
9.30
baia del sorriso
coordinate
(UTM N-E)
assente
2
N/O
2
assente
25- 23
O
1
assente
32 (aria)
1
assente
1
da nord a sud
04/08/2008
11.30
Canottieri
1
assente
1
assente
06/08/2008
9.30
villa godilonda
1
O
1
assente
29-26
07/08/2008
10.50
tra Lillatro e fosso bianco
1
O
2
N/O
30-26
10/08/2008
11.00
1
N
2
S
30- 20
43 24 071
10 24 200
43 22 766
10 25 930
Tabella 5.5.1. – Rilievi CASM.
Legenda: Condizioni meteo, 1=sole, 2=sereno-variabile, 3=coperto, 4=pioggia; Onde, 1=assenti, 2=medie, 3=alte.
62-163
Informazioni sulla schiuma
Presenza
di
materiali
Dimensione
forma
s/a
no
striscia larga
5x50m
assenza
A
no
380
assenza
s/a
no
200
assenza
A
no
Data
Aspetto
Consistenza
Colore
Odore
Tempo di
persistenza
Distanza
dalla costa
(m)
14/07/2007
Schiumoso
poco denso
giallastro
no
Ore
200
assenza
14/07/2007
Fluido
corposo
poco denso
marrone
chiaro
ammoniaca
Giorni
210
Schiumoso
fluido
poco denso
marrone
chiaro
Giorni
Schiumoso
inconsistente
Minuti
Schiumoso
poco denso
Organismi Campione
morti
prelevato
note
rotture e dispersione già
segnalate da settimane agli enti
competenti
14/07/2007
17/07/2007
10 m2
19/07/2007
19/07/2007
contenitore n 3
assenza di schiume
contenitore 4-19/7/07
20/07/2007
21/07/2007
26/07/2007
28/07/2007
28/07/2007
non rilevata scihuma
bianco
2000
01/08/2007
03/08/2007
04/08/2007
05/08/2007
su tutto il percorso non è stata rilevata nessuna schiuma tranne avvistamento, in zona collettore, di fuoriuscita di materiale di scarico (di cui sono già presenti campioni)
12/08/2007
Schiumoso
poco denso
giallastro
Ore
100
s/a
no
29/07/2008
Schiumoso
poco denso
marrone
Ore
100
assenza
A
no
30/07/2008
oleoso,
schiumoso,
mucillaginoso
denso
grigiomarrone
120
assenza
A
si
04/08/2008
Schiumoso
poco denso
bianco/
marrone
200
assenza
s/a
no
campione n 5
06/08/2008
schiumoso,
mucillaginoso
denso
300
assenza
s/a
si
campione n 1
07/08/2008
Schiumoso
poco denso
250
assenza
s/a
no
bianco/
marrone
bianco/
marrone
assente
Ore
5mx30m
nastriforme
ovale 2x4m
campione n 2
campione n 2
10/08/2008
Tabella 5.5.2. – Rilievi CASM.
63-163
Figura 5.5.1. – Campioni di schiuma prelevati, consistenza e morfologia delle
schiume.
64-163
Figura 5.5.2. – Perdita relativa alla condotta sottomarina, evidenza della risalita
di acque in zona Solvay. Rilievo effettuato in data 31 luglio 2008 in concomitanza
con la segnalazione delle schiume lungo costa.
65-163
I fenomeni di formazione di schiume (località Solvay) si sono verificati anche nel corso del
2009, in particolare nel periodo primaverile-estivo (fig. 5.5.3.).
Figura 5.5.3. Formazioni schiumose in zona Solvay, luglio 2009.
66-163
6. Attività analitica integrativa (Linea 4)
L’attività integrativa ha previsto in sintesi i seguenti interventi:
1- Analisi dei campioni di schiume ed acque prelevati dai volontari CASM;
2- Analisi dei campioni di schiume ed acque prelevati dai ricercatori durante gli
interventi effettuati a seguito di segnalazione di schiuma da parte degli operatori del
Comune di Rosignano Marittimo;
3- Analisi di campioni di acque e schiume prelevati durante una campagna estiva di
monitoraggio della fascia marina costiera;
4- Analisi di campioni di acque, sedimenti, organismi prelevati nelle zone di controllo
selezionate.
Il programma di acquisizione dati si è articolato in tre fasi:
1-Predisposizione piano di campionamento ed attività campionamento; 2- preparazione dei
campioni e determinazioni analitiche; 3- Elaborazione dei risultati ottenuti.
Nel presente paragrafo è descritta la strategia di caratterizzazione delle matrici oggetto di
indagine, le metodologie di selezione dei siti di campionamento, le tecniche di manipolazione
e conservazione dei campioni, la lista di analisi effettuate sui campioni selezionati.
La strategia di campionamento prescelta, riportata nel seguito, è stata calibrata sulla base
delle informazioni acquisite e delle criticità riscontrate anche in seguito ai vari incontri tecnici
avuti con le Autorità locali ed è volta a completare ed integrare il quadro delle informazioni
esistenti disponibili. La lista degli analiti da ricercare è stata selezionata sulla base delle
informazioni ad oggi disponibili sull’area.
6.1. Metodologia di campionamento
Al fine di completare le caratterizzazioni esistenti, anche in considerazione delle elaborazioni
eseguite sulla base dei dati pregressi, si è ritenuto utile distribuire le stazioni di
campionamento in base alle zone a maggiore criticità estendendo i rilievi ai margini estremi
del confine comunale sia in direzione Nord che Sud. Le attività di prelievo sono state
standardizzate ed uniformate allo scopo di ridurre l’errore di campionamento. Le matrici
campionate sono state le seguenti: schiume, acque, sedimenti, organismi.
I campionamenti sono stati eseguiti mediante mezzo nautico in dotazione al CASM per la
zona relativa al comune di Rosignano Marittimo, mediante nave oceanografica da ricerca
Universitatis (fig. 6.1.1) del Consorzio Interuniversitario Nazionale per le Scienze del Mare
(CoNISMa) nelle Aree Marine Protette dell’Arcipelago Toscano e nelle Aree marine di Monte
Argentario (Orbetello, controllo 2).
67-163
Per ciascun campione è stato
riempito un modulo di prelievo in
cui sono state descritte le
caratteristiche
del
campione,
l'ubicazione e le condizioni di
campionamento.
Tutte le stazioni di campionamento
sono state localizzate mediante
Differential
Global
Positioning
System (DGPS) e riportate in una
Carta Georeferita.
Figura 6.1.1 –
Immagine della nave
oceanografica Universitatis.
-
Modalità di prelievo delle acque. I campioni di acqua superficiale (0-50 cm) sono stati
prelevati mediante bottiglia di Niskin con sistema di chiusura ermetica a messaggero
battente da bordo nave. Immediatamente dopo il prelievo è stato effettuato il filtraggio di
un’aliquota di campione mediante filtri di nitrocellulosa (0.7 micron) secondo metodica
IRSA-CNR 1030. Metodi analitici per le acque. Una parte del volume campionato è stato
posto in contenitore da 2 L di idrossipolietilene inerte (HPDE) con chiusura ermetica di
sicurezza (a doppio tappo). Dopo la codifica, i contenitori di HDPE destinati alle analisi
chimiche sono stati conservati alla temperatura di +4°C; una seconda aliquota del
volume è stata posta in contenitori sterili di HDPE e conservata sempre a +4°C secondo
le specifiche procedure riportate nell’apposito paragrafo. Per le analisi relative alla
presenza di mucillagini il campione è stato conservato in contenitori di HDPE, in parte a
+4°C con l’aggiunta di formalina ed in parte congelato intero a -20°C. Appena in
laboratorio il campione intero destinato alle analisi chimiche è stato filtrato a 0,45 µm con
filtri di lana di vetro, il filtro è stato sottoposto immediatamente alle analisi per la
determinazione della clorofilla. La quantità di campione filtrata per l’analisi della clorofilla
è stato di due litri di campione intero come prescritto dalla metodica IRSA-CNR 9020 per
le acque marine oligotrofiche.
I campioni destinati alle analisi chimico - fisiche sono stati trattati in modo da garantire la
stabilità e la inalterabilità di tutti i suoi costituenti nell’intervallo di tempo tra prelievo e
analisi. Con l’utilizzo di contenitori costituiti da materiali inerti (poliidrossietilene HDPE) si
impedisce sia la cessione di sostanze da parte del contenitore sia eventuali adsorbimenti
di sostanze sulle pareti dello stesso. La refrigerazione dei campioni a +4 °C impedisce
l’alterazione dei composti chimici in esame dovuta all’attività microbica.
-
Modalità di prelievo delle schiume. Le schiume sono state prelevate in contenitori sterili di
HDPE e conservate a +4°C fino all’arrivo in laboratorio.
-
Modalità di prelievo dei sedimenti. I sedimenti superficiali (0-10 cm) sono stati
campionati da operatori subacquei professionisti attraverso autorespiratori ad aria
compressa (ARA) o in assetto da apnea con contenitori di HDPE sterile. Per ciascun punto
di prelievo dei sedimenti sono state effettuate tre repliche di campionamento. I
contenitori, dotati di chiusura ermetica, sono stati codificati e conservati a +4°C fino al
momento delle analisi.
68-163
Al momento del prelievo sono stati misurati sia il pH che il potenziale di ossidoriduzione
(Eh) dei sedimenti superficiali per mezzo di sonde da campo opportunamente tarate. Allo
scopo di garantire la qualità della misura rilevata, i valori di pH ed Eh sono stati effettuati
esclusivamente sui campioni con caratteristiche chimico–fisiche tali da consentire il
perfetto inserimento dell’elettrodo al loro interno e la corretta idratazione dello stesso. La
taratura delle sonde da campo è stata effettuata a cadenza giornaliera e verificata da
operatore qualificato.
-
Modalità di prelievo degli organismi. Gli organismi sono stati campionati mediante la
tecnica dello snorkeling su superficie rocciosa. Gli esemplari destinati all’analisi dei
residui, sono stati trasportati in laboratorio mediante l’ausilio di borse termiche e
conservati in frigo a –20°C, in attesa di eseguire le analisi.
-
Modalità di prelievo di acque, schiume e sedimenti destinati ad indagini microbiologiche.
Per l’esecuzione dei saggi microbiologici, tutti i campioni sono stati prelevati con lo stesso
criterio e rispettando le regole di asepsi in contenitori sterili. I campioni prelevati sono
stati mantenuti a 4°C in una borsa termica e trasportati in laboratorio nel più breve
tempo possibile per essere immediatamente trattati.
Tutte le attività di prelievo e stoccaggio dei campioni sono state effettuate secondo quanto
previsto dalle normative attualmente vigenti e secondo le metodiche ufficiali riconosciute a
livello Nazionale e/o Internazionale, in conformità con i protocolli di riferimento ARPAT. Le
descrizioni delle modalità di prelievo, dei protocolli di trattamento e stoccaggio dei campioni,
delle metodiche analitiche applicate nel caso specifico, sono indicate dettagliatamente nei
paragrafi successivi.
Il materiale utilizzato per i campionamenti è stato opportunamente decontaminato in
laboratorio, prima dell’inizio delle attività e conservato in sacchetti sterili sottovuoto fino al
momento dell’uso.
6.2. Specifiche per l’esecuzione delle analisi e metodiche adottate relativamente
ai campioni di schiume ed acque
Le procedure analitiche utilizzate per la determinazione dei parametri ricercati sono state
scelte fra quelle riportate nei protocolli nazionali e/o internazionali secondo quanto riportato
in dettaglio nei paragrafi specifici (IRSA/CNR, EPA, ISO ecc.). In assenza di un protocollo
come sopra specificato è stata documentata la validità della procedura utilizzata.
-Azoto totale (N-tot, TN) e fosforo totale (P-tot, TP)(APAT IRSA 4060)
Il campione è stato trattato preliminarmente con una miscela ossidante e digerito in
autoclave a 120°C per 30’. Per la determinazione dell’azoto totale, è stata prelevata
un’aliquota di campione digerito e ne è stata misurata l’assorbanza alla lunghezza d’onda di
220 nm, dopo acidificazione con H2SO4. I risultati sono stati espressi come mg/L di N.
Per la determinazione del fosforo totale, dopo aver aggiunto al rimanente campione digerito i
reagenti (una soluzione riducente ed una ossidante), è stata eseguita la lettura
spettrofotometrica alla lunghezza d’onda di 882 nm. I risultati sono stati espressi come mg/L
di P.
69-163
- Azoto nitroso (N-NO2) (APAT IRSA 4050)
Ad un’aliquota di campione preventivamente filtrato e portato ad un pH intorno alla
neutralità, sono state aggiunte una soluzione di SA (solfanilammide) e una soluzione di NEDA
(naftiletilendiammina). Dopo lo sviluppo del colore (15 minuti circa), è stata misurata
l’assorbanza a 543 nm. Il risultato è stato espresso in mg/L di N-NO2.
- Azoto nitrico (N-NO3) (APAT IRSA 4040)
Il campione è stato fatto percolare attraverso una colonna di cadmio metallico ramato ad un
pH iniziale di 5,5 per la riduzione del nitrato a nitrito. Successivamente, un’aliquota è stata
raccolta in un pallone tarato e vi sono stati aggiunti i reagenti: una soluzione di SA
(solfanilammide) e una soluzione di NEDA (naftiletilendiammina). Dopo circa 10-15 minuti è
stata misurata l’assorbanza del campione colorato a 543 nm. La concentrazione finale di
azoto nitrico è stata ricavata sottraendo la concentrazione di azoto nitroso ottenuta dosando
quest’ultimo in un altro campione di acqua non sottoposto a riduzione ed espressa in mg/L di
N-NO3.
-Azoto ammoniacale (N-NH4) (APAT IRSA 4030)
Il campione, trasferito in un matraccio tarato, è stato addizionato dei reattivi (nitroprussiato
e salicilato di sodio e soluzione ossidante) e lasciato a riposo per almeno 4 ore a 20-22°C.
Successivamente è stata misurata l’assorbanza alla lunghezza d’onda di 690 nm. Il risultato è
stato espresso in mg/L di N-NH4+.
- Clorofilla-a (Nova Thalassa)
Un’aliquota di campione è stata filtrata su filtro GF/C da 25 mm, quindi si è proceduto
all’estrazione, addizionando alla provetta contenente il filtro acetone al 90%. L’estrazione è
stata completata lasciando a riposo in frigo alla temperatura di circa 4°C per 24 ore.
Successivamente, l’estratto è stato centrifugato, il surnatante ottenuto è stato trasferito in
una celletta di quarzo ed è stata misurata la fluorescenza impiegando una radiazione di
eccitazione di 430 nm e una radiazione di emissione di 673 nm. Il risultato è stato espresso
in µg/L di CHL.
- Idrocarburi Policiclici Aromatici IPA (APAT IRSA 5080)
Un’aliquota di campione, addizionata a 10 mL di metanolo, è stata sottoposta ad estrazione
su fase solida (SPE) su cartuccia preimpaccata C18, preventivamente condizionata con 10 mL
di diclorometano e 10 mL di metanolo. Gli analiti sono stati eluiti con 10 ml di diclorometano
sottovuoto. L’eluato è stato concentrato sotto flusso di azoto a temperatura ambiente. Il
concentrato è stato sottoposto a clean-up su colonna di gel di silice preventivamente attivato
impiegando come solvente 30 mL di n-esano per pesticidi e, successivamente, 20 mL di
acetone/n-esano 1:1(v/v). L’eluato così ottenuto è stato sottoposto a disidratazione su
solfato di sodio anidro e a concentrazione fino ad 1 mL mediante rotavapor. L’estratto finale
è stato sottoposto ad analisi cromatografia mediante GC-ECD/FID della PerkinElmer. La
calibrazione dello strumento è stata effettuata impiegando miscele standard certificate
fornite dalla LabService Analytica.
70-163
6.3. Specifiche per l’esecuzione delle analisi e metodiche adottate relativamente
ai campioni di sedimenti ed organismi
Le procedure analitiche utilizzate per la determinazione dei parametri ricercati sono state
scelte fra quelle riportate nei protocolli nazionali e/o internazionali secondo quanto riportato
in dettaglio nei paragrafi specifici (IRSA/CNR, EPA, ISO ecc.). In assenza di un protocollo
come sopra specificato è stata documentata la validità della procedura utilizzata.
- Determinazione granulometrica dei sedimenti
Per la determinazione di questo parametro si è fatto riferimento alla metodica ICRAM Scheda
3S (2001-2003). Per eliminare i cloruri presenti nel sedimento, ed evitare così i fenomeni di
flocculazione, i campioni sono stati lavati con acqua distillata, asciugati in stufa a 60°C,
pesati e mantenuti in condizioni di staticità per 24 ore in una soluzione di acqua e perossido
di idrogeno. Successivamente, i campioni sono stati ancora lavati e filtrati con un setaccio
con maglia da 62,5 μm per separare la frazione psammitica (sabbiosa), asciugata in stufa a
60°C, da quella pelitica (siltoso-argillosa). Il setacciamento è stato effettuato mediante una
batteria di setacci (serie ASTM, a maglia con diametri da -2φ a +4φ, decrescenti verso il
basso e con un intervallo di 1/2 φ) posta per un periodo di 20’ su un agitatore meccanico. Il
trattenuto di ogni setaccio è stato pesato per ricavare il valore percentuale riferito al peso
totale iniziale.
I dati delle analisi eseguite sono stati utilizzati sia per determinare la distribuzione
percentuale delle classi granulometriche che per l’individuazione delle principali frazioni
dimensionali (ghiaia, sabbia, pelite), secondo le classi dimensionali riportate (tab. 6.3.1).
FRAZIONI DIMENSIONALI
DIMENSIONI
GHIAIA
> 2 mm
SABBIA
2 mm > x > 0,063 mm
PELITE (SILT + ARGILLA)
0,063 mm > x
Tabella 6.3.1 - Classi dimensionali considerate.
-Determinazione del contenuto d’acqua
Per la determinazione di questo parametro si è fatto riferimento alla metodica ICRAM Scheda
2S (2001-2003). L’umidità residua viene riferita al peso del campione essiccato a 40°C fino a
raggiungimento del peso costante. Indicando con Pu il peso del campione umido e P il peso
del campione essiccato, la percentuale di umidità viene calcolata secondo la formula:
U% = (Pu − P) x Pu-1 x 100
-Determinazione dei valori di pH
Il pH è stato determinato per via potenziometrica, previa taratura del sistema di misura
mediante soluzioni standard di riferimento, per immersione diretta dell’elettrodo nel
campione di sedimento ai diversi livelli previsti dal progetto. Per ridurre gli errori analitici, si è
deciso di condurre la misura esclusivamente per i livelli che consentissero un corretto
71-163
inserimento dell’elettrodo ed una sua ottimale idratazione. Per la misura è stato utilizzato un
pHmetro portatile (pH/Eh 200, Hanna Instrument) con compensazione della temperatura ed
elettrodo a vetro combinato. Il sistema di misura è stato tarato facendo uso di soluzioni
standard certificate a pH noto (4,01; 7,00; 9,21). La linearità del sistema è stata controllata
utilizzando un tampone a pH diverso da quelli utilizzati per la calibrazione.
-Determinazione dei valori di Eh
Il potenziale di ossidoriduzione è stato misurato tramite introduzione diretta dell’elettrodo nel
sedimento contenente il sensore di misura al calomelano e quello di riferimento ai diversi
livelli previsti dal progetto (fig. 6.3.1). Per ridurre errori analitici, si è deciso di condurre la
misura esclusivamente per i livelli che consentissero un corretto inserimento dell’elettrodo ed
una sua ottimale idratazione. La lettura è stata registrata dopo la stabilizzazione del
potenziale. La calibrazione del sistema di misura è stata eseguita misurando il potenziale
redox della coppia Fe(II)/Fe(III) a valori di pH 7,00 e 4,01. E’ stato utilizzato un
potenziometro con elettrodo di misura al platino ed elettrodo di riferimento al calomelano
saturo. I dati forniti, espressi in mV, non sono stati corretti rispetto all’elettrodo di riferimento
al calomelano (Eh).
A questo proposito si ricorda che, per effettuare tale correzione e calcolare i valori di rH, i
dati forniti come Eh devono essere corretti applicando la seguente formula2:
rH = [(Eh + Erif) / 29 ]+ 2pH
Figura 6.3.1. - Sonde da campo per la misura di pH ed Eh.
-Determinazione del carbonio organico totale (TOC)
La determinazione del TOC è stata effettuata in riferimento alle metodiche ICRAM Scheda 4S
(2001-2003). I campioni liofilizzati a circa -75°C ad una pressione di 0,2-0,3 bar per 4 giorni
sono stati omogeneizzati in mortai di porcellana previa rimozione degli eventuali residui
vegetali e gusci di conchiglie o altri materiali macroscopici. Un’aliquota di sedimento secco di
circa 1,5-2,5 mg è stata posta in vials d’argento e digerita mediante l’aggiunta di 10-15 µL di
2
Eh è il potenziale misurato con la sonda, Erif è il potenziale dell’elettrodo di riferimento al calomelano ed ha un valore pari a
+ 200 mV, pH è il valore misurato nel sedimento.
72-163
acido cloridrico concentrato al 18%. L’effervescenza prodotta indica che la frazione di
carbonio inorganico viene eliminata dal campione. Dopo la digestione le vials d’argento sono
poste in stufa a 50°C per 30 minuti per eliminare l’acido cloridrico eventualmente rimasto. Il
processo di digestione è stato ripetuto fino a quando non si è osservato più sviluppo di fumi
e quindi non è rimasta più traccia della frazione di carbonio inorganico. Dopo l’ultimo ciclo di
digestione, le vials sono state poste sotto cappa per circa 24 ore prima di procedere
all’analisi tramite analizzatore elementare (CHN/S 2400, Perkin Elmer). La calibrazione dello
strumento è stata eseguita giornalmente analizzando blank (vials vuote) finché i segnali di
risposta del detector sono divenuti stabili dopodiché sono stati analizzati campioni di
acetanilide per la taratura (k-factors) e per le prove di calibrazione. La taratura è stata
ritenuta accettabile se i valori dell’acetanilide rientravano nelle incertezze specifiche dettate
dallo strumento. Ogni 12 campioni si è proceduto a saggiare un blank, il cui valore è stato
sottratto a quello determinato per ogni singolo campione. E’ stato saggiato anche
l’acetanilide per verificare che i valori di TOC ottenuti corrispondessero a quelli teorici. La
concentrazione di TOC è stata espressa come percentuale di peso secco con un limite di
determinazione dello 0,01% (100 µg g-1).
-Determinazione degli elementi in tracce
I campioni liofilizzati di sedimento sono stati sottoposti a mineralizzazione mediante attacco
acido in un sistema chiuso a microonde (ETHOS 900 Microwave Labstation, Milestone) in
accordo con il metodo EPA 3051.
Un’aliquota di campione di circa 0,5 g è stata digerita in acido nitrico concentrato (al 65%),
utilizzando un programma di digestione che prevede il raggiungimento di una temperatura di
170°C entro 5,30 minuti ed il mantenimento della temperatura tra 170 e 175°C per 10
minuti.
Dopo il raffreddamento, le soluzioni ottenute sono state filtrate mediante carta da filtro
(Whatman, Schleicher and Schuell) e portate ad un volume di 25 mL aggiungendo acqua
ultrapura. Per ogni carica del mineralizzatore è stata effettuata una prova di un blank dei
reattivi con le stesse modalità operative adottate per i campioni.
La determinazione di Cd, Pb e Sn è stata eseguita per spettrofotometria ad assorbimento
atomico con atomizzazione elettrotermica (GF-AAS) mediante AAnalyst 700, Perkin Elmer.
Al fine di minimizzare le interferenze dovute alla matrice e stabilizzare l’analita sono stati
aggiunti alcuni sali modificatori. Per la quantificazione del Cd e dello Sn sono stati aggiunti 15
µg di palladio e 10 µg di nitrato di magnesio, mentre per l’analisi del Pb 200 µg di ammonio
fosfato.
Il Hg è stato determinato in assorbimento atomico mediante generazione di vapori freddi
(CV-AAS) con la tecnica di Flow Injection Mercury System (FIMS 400, Perkin-Elmer).
La determinazione di As è stata condotta in assorbimento atomico, mediante la tecnica di
generazione degli idruri (GH-FIAS) con il sistema di iniezione in flusso (Flow Injection
Analysis System, FIAS 100, Perkin-Elmer), previa preriduzione dell’arsenico allo stato di
ossidazione III.
Il dosaggio di Cr, Cu, Fe, Ni, Zn, Al, Mn e V nelle soluzioni ottenute è stato eseguito tramite
spettrometria di emissione atomica con sorgente al plasma ad accoppiamento induttivo
(Inductively Couplet Plasma Optical Emission Spectrometry, ICP-OES) utilizzando lo
spettrometro Optima 5000 DV (Dual View) della Perkin Elmer.
73-163
Per il calcolo delle concentrazioni è stata utilizzata la retta di taratura ottenuta con il metodo
delle aggiunte, che prevede l'addizione di quantità note e crescenti degli elementi da
determinare a volumi uguali di campione.
I risultati finali, ottenuti come media di tre letture, sono stati espressi in mg kg-1 peso secco.
La precisione analitica, espressa come coefficiente di variazione percentuale (CV%) di 5
repliche omogenee, è risultata inferiore al 5%. L'accuratezza è stata controllata con il
materiale di riferimento certificato Estuarine Sediment 1646a (Standard Reference Material)
del National Institute of Standards and Tecnology (NIST).
Il limite di rilevabilità è stato calcolato, definendo la concentrazione di analita corrispondente
a tre volte la deviazione standard del segnale del bianco. In particolare, il limite di rilevabilità
del metodo per Cu, Ni, Pb, Cr, Zn é pari a 1 mg kg-1 p.s.; per As è 0,5 mg kg-1 p.s; per Cd è
0,05 mg kg-1 p.s.; per Hg è 0,03 mg kg-1 p.s.; per V è 4 mg kg-1 p.s.; per Mn è 10 mg kg-1
p.s.; per Sn è 0,1 mg kg-1 p.s.; e per Al e Fe è pari a 1000 mg kg-1 p.s.
-Determinazione degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA)
Le analisi sono state condotte secondo il metodo EPA 3545B (US EPA, 1996a). Il metodo EPA
3545B è una procedura per l’estrazione con Accelerated Solvent Extraction (ASE) di composti
semivolatili. Circa 5 g di campione liofilizzato è stato estratto con ASE con una miscela di
esano (30 %) in diclorometano (DCM).
Alumina acida (10g) (Brockman activity I) attivata a 500 °C per 4 h, è stata posta alla base
delle celle di estrazione dell’ASE. L’estratto è stato poi evaporato e portato a volume finale
(1mL) sotto flusso di azoto con acetonitrile. La determinazione qualitativa e quantitativa degli
IPA è avvenuta mediante cromatografia liquida ad alta pressione (HPLC - High Performance
Liquid Chromatography) con rivelatore a serie di fotodiodi (Waters® PDA 996) e con
rivelatore a fluorescenza (Waters® 474 Scanning Fluorescence Detector) in serie.
Per quanto riguarda le condizioni di corsa, la fase mobile iniziale è costituita da acetonitrile
(40 %) ed acqua (60 %), fino al raggiungimento di un gradiente lineare al 100 % di
acetonitrile, ad una velocità di corsa di 1,5 mL/min per 50’. È stata usata una colonna
cromatografica Supelcosil LC-PAH HPLC (25 cm x 4,6 mm, 5 µm). Le rette di taratura sono
state ottenute iniettando quattro soluzioni a concentrazione nota dello standard TLC
Polynuclear Aromatic Hydrocarbon Mix (Supelco), contenente i sedici composti considerati
inquinanti prioritari previsti dall’EPA: naftalene, acenaftilene, acenaftene, fluorene,
fenantrene,
antracene,
fluorantene,
pirene,
benzo(a)antracene,
crisene,
benzo(b)fluorantene,
benzo(k)fluorantene,
benzo(a)pirene,
dibenzo(a,h,)antracene,
benzo(g,h,i,)perilene e indeno(1,2,3-cd)pirene. Il limite di rilevabilità (LOD), calcolato come
valore medio di quattro bianchi +3*DS (deviazione standard), era pari a 0,25 ng/g peso
secco (p.s.) per il naftalene e acenaftilene, a 0,5 g/g p.s. per acenaftene, a 0,05 ng/g p.s.
per fluorene e pirene, a 0,04 ng/g p.s. per benzo(g,h,i,)perilene, a 0,03 ng/g p.s. per
benzo(a)antracene, crisene, benzo(a)pirene ed indeno(1,2,3-cd)pirene, a 0,02 ng/g p.s. per
fenantrene e fluorantene, a 0,01 ng/g p.s. per antracene, benzo(b)fluorantene e
benzo(k)fluorantene, a 0,1 ng/g p.s. per dibenzo(a,h,)antracene.
La verifica dell’accuratezza del metodo è stata compiuta mediante l’utilizzo dei seguenti
materiali di riferimento certificati:
74-163
•
Harbour Marine Sediment Reference Materials for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
(HS 6) fornito dal National Research Council Canada (NRC); con percentuali di
recupero > 80%;
•
Standard Reference Material 1941b (Organics in Marine Sediment) fornito dal
National Institute of Standards & Tecnology (NIST) con percentuali di recupero >
80%;
•
Standard Reference Material 1944 (New York/New Jersey Waterway Sediment)
fornito dal National Institute of Standards & Tecnology (NIST) con percentuali di
recupero > 80%.
I metodi analitici interni per l’analisi degli IPA sono stati garantiti da partecipazione a circuiti
interlaboratoriali. In particolare, il laboratorio ha partecipato nel 2007/2008 al circuito
internazionale di intercalibrazione “Analytical performance study for Medpol: determination of
chlorinated pesticides and petroleum hydrocarbons in biota samples”, organizzato
dall’International Atomic Energy Agency Marine Environment Laboratories di Monaco. Il
confronto è stato operato utilizzando il materiale di riferimento certificato di mitilo IAEA-432.
I valori ottenuti dal laboratorio per gli IPA nel circuito sono all’interno della deviazione
standard e gli Z-scores (per la valutazione dell’accettabilità dei dati) sono tutti accettabili (-2
≤ z ≤ 2).
-Determinazione dei pesticidi organoclorurati, PCB e PDBE
Per l’analisi di pesticidi clorurati, PCB, PBDE, è stato seguito il metodo descritto da Kannan et
al. (2001). Aliquote variabili da 10 a 15 g di sedimento sono state disidratate mediante
liofilizzazione e sottoposte ad una estrazione in Soxhlet per 16 ore con diclorometano ed
esano (3:1).
L’estratto è stato poi evaporato fino ad un volume di 10 mL ed aliquotato i due parti delle
quali una è stata sottoposto a clean up mediante cromatografia su colonna impaccata con
gel di silice, gel di silice acidificata (40% H2SO4) e sodio solfato anidro. Le colonne impaccate
sono state inizialmente pulite con 100 mL di esano e tale frazione è stata scartata. Il
campione è stato caricato in colonna ed è stata effettuata una eluizione con 200 mL di
esano. L’eluito è stato concentrato con evaporatore rotante. Gli estratti risultanti dal
procedimento descritto sono stati utilizzati per la determinazione della frazione totale dei
PCB, dei pesticidi clorurati e dei PBDE. Le analisi di PCB e pesticidi sono state eseguite
utilizzando un gascromatografo Perkin Elmer Autosystem, con rivelatore a cattura di elettroni
al 63Ni e con colonne capillari di silice fusa a fase legata del tipo SBP-5 (Supelco), lunghe 30
m, spessore del film della colonna di 125 μm ed diametro interno di 0,2 mm. Il gas di
trasporto utilizzato è stato l’elio con una pressione in testa alla colonna di 15,5 psi; sul
rivelatore affluiva come gas scavenger Argon/Metano (95/5) con flusso di 40 mL al minuto.
L’iniettore, del tipo split-splitless, è stato tenuto ad una temperatura di 270°C. La
temperatura del rivelatore era di 300°C. Il forno è stato tenuto a 120° per un minuto, quindi
la temperatura è stata portata a 180°C con un aumento di 25° al minuto, a 280°C con un
tasso di 5° al minuto e mantenuta a questa temperatura per 10 minuti. La determinazione
dei contaminanti in esame è stata effettuata confrontando le risposte ottenute con quelle di
standard esterni; il limite di rilevabilità è risultato compreso tra 0,01-0,03 pg/µL per singolo
composto.
Per l’analisi dei PBDE nei campioni è stato utilizzato lo spettrometro di massa a trappola
ionica, GCQ-Plus (ThermoFinnigan) accoppiato al gas cromatografo Trace 2000 (provvisto di
autocampionatore AS2000) (ThermoFinnigan) su cui era installata una colonna capillare Rtx-
75-163
5MS (30 m × 0.25 mm di diametro interno, 0.25 µm) fornita dalla Restek. 2 µL di campione
estratto portato a volume finale con isottano, sono stati iniettati nell’iniettore, in modalità
splitless, a 275°C. Il programma di temperatura applicato è stato il seguente: il forno è stato
tenuto a 80°C per 2 minuti, poi la temperatura è stata portata a 200°C (per 10 minuti), con
un aumento di 25°C/min, e poi aumentata di nuovo a 300°C (per 10 minuti) con un aumento
di 4 °C/minuto. L’ excitation voltage per i di-, tri- e tetra-BDE è stato di 4,75 V, per i monoBDE di 3,75 V mentre per i penta- e esa-BDE di 4,60 e 4,70 V, rispettivamente. Una miscela
di PBDE fornita da Wellington Laboratories Inc., è stata utilizzata come standard di
calibrazione; il limite di rilevabilità è risultato compreso tra 1,2 e 2,4 pg/µL per singolo
congenere.
6.4. Assicurazione della qualità del dato analitico dell’analisi chimica
Il Controllo di Qualità (QC), utilizzato per minimizzare gli errori di misura (E%) e per valutare
la qualità dei dati analitici è stato articolato in:
-1 analisi degli standards di riferimento internazionali certificati per le matrici analizzate.
Questa procedura consente la stima dell’accuratezza della misura sperimentale, ossia la
stima di quanto essa si avvicini al valore “vero”.
Questo tipo di verifica tiene conto di tutti gli errori insiti nel
pretrattamento del campione alla misura strumentale. Poiché la
sensibile alle variabili introdotte nel processo analitico, è importante
standard di riferimento applicando esattamente le stesse procedure
incogniti.
processo analitico dal
misura sperimentale è
condurre le analisi degli
utilizzate per i campioni
Inoltre, perché l’informazione sia realmente indicativa dell’accuratezza analitica è
indispensabile sottoporre alla procedura una matrice certificata simile a quella del campione
di analisi. Infatti, essendo i recuperi legati alle caratteristiche delle matrici, non è possibile
confrontare l’accuratezza riscontrata su un sedimento con quella riscontrata su un tessuto
organico.
-2 partecipazione a circuiti di intercalibrazione. Questa procedura che può essere condotta
sia partecipando a circuiti internazionali che effettuando esercizi con uno o più laboratori
esterni, consente di stimare la riproducibilità dei dati analitici ottenuti su campioni incogniti
omogenei naturali o “drogati” ed è molto utile nel caso in cui le molecole di interesse
analitico non siano indicate nei report dei materiali certificati oppure quando si analizzino
matrici notevolmente difformi da quelle certificate disponibili sul mercato.
-3 utilizzo di spikes o metodo delle “aggiunte note”. Tale metodo permette di minimizzare le
interferenze di tipo fisico e/o chimico dovute alla matrice analizzata (effetto matrice).
-4 utilizzo di blanks di controllo che permettono il monitoraggio delle potenziali
contaminazioni causate dall’ambiente circostante sui campioni in esame. Essi sono usati per
documentare l’assenza di eventuali contaminazioni dovute al processo analitico (impurezze
dei solventi, contaminazioni della vetreria). Il materiale o i reattivi sono considerati e trattati
come un qualsiasi campione incognito e quindi sottoposti a tutto l’iter analitico, compresa, se
possibile, la fase di campionamento e/o trattamento del campione.
-5 analisi di repliche identiche dello stesso campione. Questa procedura consente di valutare
la precisione del metodo analitico adottato, la ripetibilità delle misure effettuate, ossia quanto
i valori di repliche analitiche successive condotte sullo stesso campione sono dispersi attorno
al loro valore medio. Dopo ogni serie analitica i risultati ottenuti sono valutati rispetto a dei
76-163
criteri prefissati di accettabilità del dato analitico (es. CV +10%) con un espressione del
giudizio di conformità o non conformità alla prescrizione, in alternativa vengono riportati su
carte di controllo in cui sono diagrammati i valori ottenuti in funzione del tempo.
Nel corso di questo progetto sono state effettuate ripetute verifiche di precisione ed
accuratezza delle metodiche analitiche.
Per le determinazioni analitiche si è preferito attenersi scrupolosamente a metodiche
riconosciute a livello internazionale e nazionale in modo da ridurre quanto più possibile
l’errore analitico. Tuttavia, essendo le determinazioni di laboratorio processi complessi e
spesso laboriosi che richiedono sia una buona manualità da parte dell’analista che una
perfetta funzionalità strumentale, si è condotto per ogni batch analitico, stime
dell’accuratezza su materiali certificati e stime di precisione su repliche analitiche. Si è tenuto
conto dell’effetto matrice effettuando analisi di campioni addizionati di spikes escludendo i
“falsi positivi” mediante analisi di blank di controllo. Per le matrici più complesse sono state
effettuate prove di intercalibrazione con laboratori esterni su campione omogeneo allo scopo
di escludere possibili errori di calcolo e “falsi negativi”.
Per la valutazione dell’incertezza di un metodo chimico (Quality Assurance) si tengono in
considerazione sia i contributi di tipo A dovuti ai parametri statistici del metodo analitico
(ripetibilità o precisione, riproducibilità e accuratezza), sia i singoli contributi di tipo B, legati
alle diverse attività che compongono il metodo stesso, quali ad esempio :
¾
Stato di manutenzione e taratura dell’apparecchiatura
¾
Preparazione del campione (prelievo, pesate, diluizioni)
¾
Elaborazione dei dati
Relativamente allo stato di manutenzione e taratura è indispensabile valutare se
l’apparecchiatura è, prima di iniziare le prove di validazione, nell’intervallo temporale per il
quale si considera valida la taratura. Il metodo di prova è analizzato in funzione delle attività
analitiche che lo compongono, ovvero preparazione del campione, analisi, elaborazione dei
dati. La preparazione del campione che richiede pesate e/o diluizioni influenza in modo
significativo l’incertezza includendo operazioni eseguite manualmente dagli operatori
mediante apparecchiature tarate. Per ogni metodo di prova si è valutata l’incertezza. Essa
viene calcolata considerando sia la componente di ripetibilità ed accuratezza strumentale che
gli effetti dell’incertezza insiti nella taratura delle apparecchiature utilizzate e nella
preparazione manuale dei materiali di riferimento e dei campioni.
Si procede a: Calcolare e/o stimare tutti gli altri contributi alla incertezza, non compresi nei
risultati delle prove di ripetibilità e accuratezza, valutando i diversi contributi che possono
aversi nel risultato finale; per una valutazione di essi può essere utile partire dalla
espressione del risultato finale che in genere è del tipo:
y = ( c d f ) p-1
dove y = risultato finale, c = valore di concentrazione ricavato dal sistema di misura (es.
curva di taratura), d = eventuale diluizione, f = coefficiente di efficienza di eventuale
trattamento (estrazione, separazione), p = pesata aliquota campione. Correggere
matematicamente e/o definire/dichiarare gli eventuali effetti sistematici significativi;
Individuare/esprimere tutti i contributi della incertezza in termini di scarto tipo (deviazione
standard) relativo (es. espressa in %); Eventualmente eliminare i contributi alla incertezza
77-163
che risultano essere matematicamente trascurabili (es: scarto tipo relativo <Σ dello scarto
tipo relativo che risulta essere più alto); Calcolare l’incertezza composta relativa (Ucr)
tenendo conto di tutti i contributi significativi sopra individuati applicando la seguente
formula: Ucr = ( Sp2 + Si12 + Si22 + Si32 ….. )1/2 dove: Sp = scarto tipo relativo desunto
da prove replicate (es ripetibilità); Si = scarto tipo relativo di tutti gli altri contributi alla
incertezza non contemplati nello scarto tipo di ripetibilità; Calcolare l’incertezza estesa
relativa (Uer) al livello di significatività del 95% circa applicando il fattore di copertura K
derivato dal t di student (approssimato a K = 2 per N >= 9) utilizzando la seguente
espressione: Uer = K Ucr Calcolare l’incertezza3 estesa relativa sul valore medio in funzione
del numero di prove eseguite applicando la formula: Uerm = Uer (N)-1 ½ Dove: N = numero
di determinazioni – prove eseguite Uerm = Incertezza estesa relativa sul valore medio
ottenuto da N determinazioni.
6.5. Metodiche relative alle indagini microbiologiche
- Caratterizzazione microbiologica con valutazione degli indici di contaminazione fecale.
La ricerca degli indici di contaminazione fecale (Coliformi totali, Coliformi fecali, Streptococchi
fecali) e della carica microbica a 22 e 36°C, è avvenuta su campioni di acqua e di schiuma
mantenuti in contenitori sterili a 4°C e trasportati in laboratorio nel più breve tempo possibile
per essere processati.
Per quanto riguarda i batteri del genere Salmonella al momento del campionamento è stato
effettuato, direttamente sul campo e rispettando le regole di asepsi, il prearricchimento con
le aliquote di schiuma superficiale (inoculo di 25 mL di schiuma in 225 mL di Acqua
Peptonata Tamponata) per la quantificazione dei batteri del genere Salmonella, allo scopo di
impedirne l’eventuale deterioramento durante le fasi di trasporto in laboratorio ed evitare
quindi sottostime delle popolazioni microbiche.
-Indici di contaminazione fecale recente e pregressa.
Tramite il metodo del numero più probabile (Most Probable Number) (MPN) è stata calcolata
la densità dei Coliformi totali, dei Coliformi fecali e degli Streptococchi fecali nei campioni di
schiume. E’ stato quindi possibile definire il numero più probabile di batteri in funzione delle
combinazioni di provette positive e negative in repliche di diluizioni decimali, per unità di
peso (10 mL) di campione. Ogni campione di schiume è stato omogeneizzato prima di
prelevare le aliquote necessarie per le relative determinazioni. La ricerca degli indicatori
microbiologici di contaminazione fecale è stata effettuata sul campione tal quale e sulle
relative diluizioni seriali.
Per la ricerca dei Coliformi totali è stato utilizzato il terreno di coltura liquido Brodo Lattosato
(BL, Oxoid). Cinque serie di cinque provette fornite di campanelle di Durham, contenenti 10
mL di terreno colturale liquido sono state allestite. Ciascuna serie è stata inoculata con
aliquote equivalenti a 10 mL di campione tal quale, in quest’ultimo caso impiegato Brodo
Lattosato a doppia concentrazione, e 1 mL delle differenti diluizioni corrispondenti a: 0,1;
0,01; 0,001 e 0,0001 mL di schiuma e incubate in termostato alla temperatura di 37°C. Dopo
3
L’incertezza è espressa come intervallo di confidenza del suo valore massimo e con le stesse unità di misura
del risultato. L’incertezza sul valore medio di più repliche eseguite sullo stesso campione è un valore che tende
a zero in funzione del numero delle repliche eseguite. Il valore calcolato sulla media delle N determinazioni
eseguite in fase di messa a punto del metodo può rappresentare la migliore performance del laboratorio,
sperimentalmente verificata. Una volta nota l’incertezza estesa, il laboratorio può esprimere il risultato di una
prova associandogli un livello di incertezza in funzione del numero di prove eseguite che può andare da: Ue
(esecuzione di una sola prova o replica) à Ue / N 1/2 (valore n medio di N repliche).
78-163
24 e 48 ore sono stati controllati per verificare le provette positive con torbidità e presenza di
gas nelle campanelle di Durham, a causa dello sviluppo di microrganismi capaci di
fermentare il lattosio presente nel terreno di coltura. Le provette risultate positive sono state
sottoposte alla prova di conferma, per evidenziare tra i microrganismi lattosio fermentanti i
batteri Coliformi totali. Per la prova di conferma è stato utilizzato il terreno Brodo Bile Verde
Brillante (BBVB, Oxoid)) (brodo lattosato addizionato di bile al 2% e verde brillante). Da
ciascun campione risultato positivo è trasferita un’aliquota in provette con terreno BBVB ed
incubato a 37°C per la conferma dei Coliformi totali (IRSA, Q.n. 64; IRSA Metodi Analitici per
le acque 1994, - 7000-7010). In base alle indicazioni ottenute dalle provette positive, con
torbidità e produzione di gas, e mediante la tabella di MacCrady, è stato possibile calcolare la
concentrazione dei batteri Coliformi totali per unità di peso (1 mL) del campione in esame.
Per la ricerca dei Coliformi fecali le provette di Brodo lattosato risultate positive durante la
prova orientativa sono state sottoposte a conferma in terreno BBVB, incubando a 44°C per
24 – 48 ore (IRSA, Q.n. 64; IRSA Metodi Analitici per le acque 1994, - 7000-7020). In base
alle indicazioni ottenute dalle provette positive, con torbidità e produzione di gas, e mediante
la tabella di MacCrady, è possibile calcolare la concentrazione dei batteri Coliformi fecali per
unità di peso (1 mL) del campione in esame.
Per la ricerca del contenuto degli Streptococchi fecali è stato utilizzato il terreno di coltura
Brodo Azide (brodo glucosato con azide sodica, Oxoid). Sono state allestite cinque serie di
cinque provette con 10 mL di terreno di coltura liquido. Ciascuna serie è stata inoculata
rispettivamente con aliquote equivalenti a 1 g di campione tal quale,o 10 mL di acqua in
terreno concentrato e 1 mL delle differenti diluizioni corrispondenti a: 0,1; 0,01; 0,001 e
0,0001 g di schiuma o di acqua e incubate in termostato alla temperatura di 37°C. Dopo 24
e 48 ore sono stati controllati per verificare la presenza di microrganismi in grado di rendere
torbido il terreno di coltura e di formare un deposito bianco sul fondo. I campioni risultati
positivi sono sottoposti alla prova di conferma, effettuata inoculando un’aliquota in brodo
glucosato con etilvioletto e azide sodica (E.V.A. Broth, Oxoid) e incubando in termostato a
35°C. Entro le 48 ore successive vengono registrati i campioni positivi, in grado cioè di
rendere torbido il terreno e formare un deposito violetto sul fondo (IRSA, Q.n. 64; IRSA
Metodi Analitici per le acque 1994, - 7000-7040). In base alle indicazioni ottenute dalle
provette positive, elaborate mediante la tabella di MacCrady, è stato possibile calcolare la
concentrazione dei batteri per unità di peso (1 mL) del campione in esame.
- Determinazione dei batteri del genere Salmonella
Il metodo impiegato ha permesso la determinazione qualitativa dei batteri del genere
Salmonella nei campioni di schiume. I campioni con esito positivo sono stati successivamente
sottoposti ad analisi quantitative. I prearricchimenti per la ricerca dei batteri del genere
Salmonella sono stati allestiti con inoculi 1:10 in Acqua Peptonata Tamponata (Oxoid)
eseguiti al momento del campionamento ed incubati in termostato a 37°C in laboratorio.
Dopo 20 ore è stato effettuato l’arricchimento selettivo trasferendo 10 mL della coltura di
prearricchimento in 100 mL di Rappaport Vassiliadis Soya broth (RVS, Oxoid) ed incubando a
42°C per 24 ore; e 5 mL della stessa coltura di prearricchimento sono invece trasferiti in 50
mL di Muller Kauffmann Tetrathionate broth (MKTT, Oxoid), in presenza di 20 mg l-1 di
novobiocina (Oxoid), ed incubati a 37°C per 24 ore. Da ciascuna beuta di arricchimento
selettivo sono state successivamente allestite due piastre per l’isolamento e l’identificazione
dei microrganismi, una contenente X.L.D. agar (Oxoid) e l’altra Agar Verde Brillante (BGA) o
Agar con Solfito Bismuto (BSA). Le piastre sono state incubate a 37°C per 24 ore. Le colonie
tipiche eventualmente cresciute su ciascuna piastra sono state inoculate in terreno
contenente Agar Nutriente ed incubate a 37°C per 18-24 ore. Sulle colonie tipiche sono state
successivamente effettuate le necessarie prove di conferma biochimica su Kliger Iron Agar
79-163
(KIA) inoculato per strisciamento ed infissione ed osservate dopo 24 ore a 37°C e, se
necessario, quelle di conferma sierologica ricercando la presenza di antigeni specifici.
I campioni di schiume risultati positivi sono sottoposti ad analisi quantitativa, allestendo
diluizioni seriali e successivamente piastrando un volume noto (0,1 mL), in doppio da
ciascuna delle diluizioni, in terreno solido X.L.D. e Agar Verde Brillante. Le piastre sono
incubate alla temperatura di 37°C e le colonie contate dopo 24 ore, ed espresso come UFC
mL-1 di schiuma, in funzione delle diluizioni apportate. Controlli di qualità sono effettuati con
prove atte a valutare l’efficienza del metodo, utilizzando standards specifici contenenti una
densità nota di microrganismi.
- Carica microbica totale a 22°C e 36°C in campioni di acqua.
Il metodo per la conta dei microrganismi a 36±2°C e a 22±2°C ha consentito di valutare, in
un volume noto di acqua, la concentrazione di microrganismi coltivabili che producono
colonie dopo incubazione a due temperature diverse. La procedura analitica impiegata era la
stessa per entrambi i parametri.
In piastre Petri vuote sono state seminate aliquote non superiori a 2 mL del campione o di
una sua diluizione. Rispettando le regole di asepsi, sono state versati circa 15 mL di terreno
di coltura Plate Count Agar (PCA). Dopo i 20 minuti di intervallo tra il momento dell’inoculo in
piastre e l’aggiunta del terreno coltura precedentemente mantenuto liquefatto in bagnomaria
ad una temperatura intorno a 45°C. Il contenuto delle piastre è stato accuratamente
ruotanto in un verso e nell’altro, per permettere una completa miscelazione tra il terreno ed
il campione. Il contenuto è stato fatto solidificare e posto ad incubare a 36±2°C per 44±4
ore e a 22±2°C per 68±4 ore. Dopo incubazione, le colonie ottenute sono state contate,
eventualmente con idoneo sistema di ingrandimento, su fondo scuro e scartare le piastre con
crescita confluente.
Il numero di colonie ottenute sono state considerate le Unità Formanti Colonia per millilitro
(UFC mL-1) del campione. I risultati ottenuti sono stati espressi come numero di
microrganismi per volume di campione per ciascuna temperatura di incubazione
considerando l’eventuale diluizione effettuata.
- Determinazione delle popolazioni di microrganismi eterotrofici nei campioni di schiume.
La presenza dei microrganismi con metabolismo eterotrofico presenti nei campioni di
schiume è stata indagata allestendo diluizioni seriali dei campioni in soluzione fisiologica
sterile contenente NaCl ad una concentrazione dello 0,85%. Aliquote di 100 μL delle diluizioni
seriali sono state prelevate sterilmente e distribuite sulla superficie di piastre Petri contenenti
terreno di coltura Marine Agar (Difco, Bologna), per ciascuna diluizione sono state allestite
tre piastre Petri.
Le piastre così trattate sono state quindi incubate alla temperatura di 28°C e le colonie
cresciute sulla superficie del terreno agarizzato sono state contate dopo 48 ore e dopo 1
settimana di incubazione. Il numero delle colonie è stato riportato come unità formanti
colonia (UFC) per millilitro di campione di schiuma analizzato.
- Determinazione delle popolazioni di Attinomiceti nei campioni di schiume
L’eventuale presenza di batteri appartenenti al gruppo degli Attinomiceti nei campioni di
schiume prelevate dalle aree qui saggiate, è stata indagata allestendo diluizioni seriali dei
campioni in soluzione fisiologica sterile contenente NaCl ad una concentrazione dello 0,85%.
80-163
Aliquote di 100 μL delle diluizioni seriali sono state prelevate sterilmente e distribuite sulla
superficie di piastre Petri contenenti terreno di coltura Actynomyces Isolation Agar (Difco,
Bologna), per ciascuna diluizione sono state allestite tre piastre Petri.
Le piastre così trattate sono state quindi incubate alla temperatura di 28°C e le colonie
cresciute sulla superficie del terreno agarizzato sono state contate dopo 48 ore e dopo 1
settimana di incubazione. Il numero delle colonie è stato riportato come unità formanti
colonia (UFC) per millilitro di campione di schiuma analizzato.
-Determinazione delle popolazioni di batteri idrocarburo-degradati nei campioni di schiume
Un’altra popolazione di batteri la cui presenza è stata saggiata all’interno dei campioni di
schiume prelevati in questo contesto, quella cioè dei batteri idrocarburo-degradanti, come
possibile gruppo metabolico eventualmente coinvolto nel verificarsi di questo fenomeno. La
presenza di batteri idrocarburo-degradanti nei campioni di schiume prelevate dalle aree qui
saggiate, è stata indagata allestendo diluizioni seriali dei campioni in soluzione fisiologica
sterile contenente NaCl ad una concentrazione dello 0,85%. Aliquote di 100 μl delle diluizioni
seriali sono state prelevate sterilmente e distribuite sulla superficie di piastre Petri contenenti
terreno di coltura Mineral Salts Basal Medium (MSBM), in presenza di gasolio aggiunto ad
una concentrazione del 2%, e costituito per la maggior parte da idrocarburi alifatici,
soprattutto paraffine (C12 – C28), come unica fonte di carbonio e di energia. Il terreno di
coltura MSBM era così composto: 1,5 g di KH2PO4, 7,9 g di Na2HPO4 x 2H2O, 0,8 g di NH4Cl,
0,1 g di MgSO4 x 7H2O, e 10 mL di Pfenning’s trace element solution, per litro di acqua bidistillata. La composizione della soluzione di elementi traccia, per litro di acqua bi-distillata,
era la seguente: 0,1 g di ZnSO4 x 7H2O, 0,03 g di MnCl2 x 4H2O, 0,3 g di H3BO3, 0,2 g di
CoCl2 x 6H2O, 0,01 g di CuCl2 x 2H2O, 0,02 g di NiCl2 x 6H2O, 0,03 g di Na2MoO4 x 2H2O, e
0,05 g di FeCl3. Il terreno di coltura era solidificato aggiungendo Agar (Difco, Bologna), ad
una concentrazione dell’1,6%. Per ciascuna diluizione sono state allestite tre piastre Petri.
Le piastre così trattate sono state quindi incubate alla temperatura di 28°C e le colonie
cresciute sulla superficie del terreno solidificato con agar sono state contate dopo 48 ore e
dopo 1 settimana di incubazione. Il numero delle colonie è stato riportato come unità
formanti colonia (UFC) per millilitro di campione di schiuma analizzato.
-Isolamento dei ceppi batterici idrocarburo-degradanti a partire dalle colture di arricchimento
Dalle colture di arricchimento, allestite con il terreno liquido MSBM in presenza di gasolio
come unica fonte di carbonio e di energia (2%) che avevano mostrato torbidità sono state
prelevate aliquote di 100 μL e distribuite sulla superficie di terreno MSBM solido, in presenza
di gasolio distribuito sulla superficie. Le colonie di ceppi batterici cresciute sulle superfici delle
piastre Petri che mostravano diversità di aspetto, forma dei margini, colore, consistenza,
sono stati trasferiti in piastre contenenti terreno MSBM con gasolio e parallelamente in
piastre contenenti terreno di coltura complesso YEPG, costituito da 5 g di triptone (Difco,
Bologna), 2,5 g di D-glucosio (BDH, Milano), e 2,5 g di estratto di lievito (Oxoid, Milano) per
litro di acqua bidistillata. I ceppi batterici sono stati trasferiti per almeno tre passaggi
successivi su piastre Petri, quindi le relative colture liquide sono state trasferite in contenitori
sterili da 2 mL, in presenza del 30 % di glicerolo sterile in congelatore a -80°C.
- Studio di immagine delle colture dei ceppi batteri idrocarburo-degradanti
Le colture dei ceppi batterici idrocarburo-degradanti isolati a partire dai campioni di schiume,
sono state osservate in termini di crescita e di trasformazione del substrato, rilevando le foto
delle colture con MSBM e gasolio. Le foto sono state effettuate impiegando una camera
81-163
Kodak, mod 01. I particolari messi in evidenza sono stati: l’eventuale presenza di biofilm e
l’adesione delle cellule batteriche al substrato idrofobico costituito da gasolio.
- Rilevamento delle immagini con microscopio a fluorescenza
Dalle colture di arricchimento dei ceppi batterici sono state prelevate aliquote di 100 μL, alle
quali sono stati aggiunti 5 μL di una soluzione 2.000 μg mL-1 di Arancio di Acridina. Il
campione è stato incubato per almeno 10 min a temperatura ambiente, quindi l’eccesso del
fluorocromo Arancio di Acridina è stato allontanato, ed il campione è stato lavato con un
tampone fosfato a pH 7,4. Aliquote di 30 μL sono stati quindi posti su un vetrino
portaoggetto, con un vetrino coprioggetto, successivamente lutato. Il campione così trattato
è stato osservato con microscopio (Zeiss, mod. 3067) a fluorescenza con luce di emissione a
450 nm e 420 nm. Le immagini sono state raccolte impiegando una camera Kodak, mod 01.
- Saggio di adesione delle cellule batteriche a substrati idrofobici, MATH test
I ceppi batterici isolati in terreno minerale, in presenza di gasolio, sono stati fatti crescere in
beute contenenti 50 mL di terreno di coltura complesso YEPG in un incubatore agitato per 18
ore. Le cellule sono state raccolte centrifugando a 3.000 g per 15 min, lavato due volte con
acqua demonizzata e risospeso in tampone fosfato salino (pH 7,2), per ottenere
un’assorbanza finale, rilevata a 600 nm, compresa tra 0,4 e 0,6 come riportato da Rosenberg
et al. (1980). Il saggio MATH è stato esguito dopo 0, 12, e 36 ore di incubazione in terreno
di coltura minerale contenente 2 g di gasolio per litro. Aliquote di 3 mL da ciascuna
sospensione sono state distribuite in sette provette alle quali sono stati aggiunti 0,15 mL di
n-esadecano, per permettere l’adesione delle cellule caratterizzate da idrofobicità.
L’assorbanza della fase acquosa (At) è stata misurata dopo un determinato tempo di
vortexamento, e la concentrazione delle cellule è stata espressa in relazione alla assorbenza
iniziale A0, come log (At/A0 x 100).
82-163
6.6. Risultati e discussione
Si riportano a seguito i risultati ottenuti dalle prime indagini effettuate. In alcuni casi si tratta
di risultati da considerarsi preliminari; conferme e analisi statistiche dei risultati potranno
subire modificazione nel corso dei nove mesi successivi in ragione dell’aggiunta ed
acquisizione di nuove informazioni ottenute dai dati ancora in corso di elaborazione e
completamento.
I risultati sono stati organizzati come segue:
-Risultati relativi alle analisi integrative di acque e schiume nell’area di studio di Rosignano;
-Risultati relativi alla campagna di monitoraggio condotta nel periodo primavera-estate 2009;
-Risultati relativi alle analisi integrative condotte nelle aree di controllo;
-Confronto statistico tra i controlli e le aree di indagine di Rosignano.
Si riporta in figura 6.6.1a (immagine modificata di Google Earth) un dettaglio delle aree di
studio indagate. In alto a destra è visualizzato l’arcipelago Toscano con le isole che lo
costituiscono da Gorgona (estremo Nord) a Giannutri (estremo sud). In alto a destra è
visualizzata la zona Nord del bacino di studio mentre in basso a sinistra è riportata la
localizzazione delle stazioni di prelievo nella zona sud del bacino di studio ed in basso a
destra è riportata la visualizzazione della sua parte centrale.
Sono indicate le stazioni Rosignano Lillatro e canale Solvay, è localizzato il collettore della
tubazione di scarico delle acque reflue dall’impianto di depurazione ed il pontile della Solvay.
83-163
Figura 6.6.1a. – Bacino di studio. In alto a sinistra, Isole dell’arcipelago Toscano e laguna di Orbetello, in alto a destra, zona
nord del bacino di studio. In basso a sinistra e destra rispettivamente la parte sud e centro del bacino di indagine.
84-163
-Primi risultati relativi delle analisi chimico-fisiche sui campioni di acque e
schiume
In data 10 luglio 2007 sono state segnalate schiume dense e persistenti nella zona
Rosignano Lillatro di colore bianco-verdastro. Le schiume sono state campionate in parte da
operatori del DiScAm ed in parte, in particolare nei giorni successivi, da volontari CASM. In
entrambi i casi si presentavano come fortemente persistenti e dense.
Le analisi chimico-fisiche effettuate sui campioni prelevati in data 10 Luglio 2007 denominati
ROS1, ROS2, ROS3, hanno evidenziato livelli contenuti di tensioattivi MBAS (tra 0,25-0,83
mg/L) ed idrocarburi C>12 (0,13-0,32 µg/L). Sono stati registrati livelli significativi di
carbonati nelle schiume e nelle acque.
In data 31 luglio 2008 sono stati effettuati i prelievi delle schiume osservate nelle due
località del comune di Rosignano Marittimo denominate Punto Azzurro e Villa Buitoni. Il
campione proveniente dalla stazione Scogli Pungenti è stato campionato, invece, il giorno 30
luglio da operatori volontari CASM e trasportato al laboratorio dell’Università degli Studi di
Siena il giorno successivo. Al momento del prelievo, le condizioni meteo-marine erano buone
e caratterizzate da una lieve brezza proveniente dal quadrante Sud-Ovest. La superficie
dell’acqua, tuttavia, non appariva alterata dal moto ondoso e le zone interessate dalla
formazione di schiume risultavano bene evidenti ed avvistabili anche da lunga distanza.
Dopo aver localizzato e raggiunto un banco denso, il prelievo di schiume ed acque è stato
effettuato mediante immersione diretta di opportuni contenitori. In particolare, per le
determinazioni chimico – fisiche e biologiche si è utilizzato un contenitore da 2 litri in
poliidrossietilene (HDPE) preventivamente decontaminato in laboratorio e avvinato prima del
prelievo con acqua di mare. Si è scelto di impiegare l’HDPE in quanto questo materiale
impedisce sia la cessione di molecole da parte del contenitore che eventuali adsorbimenti
sulle pareti dello stesso. Per le analisi microbiologiche il prelievo è stato effettuato, invece,
rispettando le condizioni di sterilità in contenitori di vetro da 1 litro preventivamente
autoclavati in laboratorio. I campioni sono stati trattati in modo da garantire la stabilità e la
inalterabilità di tutti i suoi costituenti nell’intervallo di tempo tra prelievo e analisi. Sono stati
trasportati in laboratorio in contenitori isotermici alla temperatura costante di 4°C ed avviati
immediatamente alle analisi. La conservazione dei campioni è stata effettuata secondo
metodiche ufficialmente riconosciute a livello nazionale (IRSA-CNR4; 2003). Per quanto
riguarda i campioni prelevati per le analisi chimico – fisiche e biologiche, il contenuto della
bottiglia di HDPE è stato subaliquotato in laboratorio in contenitori di volume inferiore in
relazione alle specifiche esigenze di conservazione di ciascun parametro di interesse. In
particolare le aliquote di acqua destinate ad analisi chimiche sono state congelate mentre le
formazioni schiumose destinate alla ricerca delle mucillagini sono state fissate mediante
aggiunta di formalina tamponata con tetraborato di sodio (20 gL-1).
Si riportano in Tabella 6.6.1 le modalità di conservazione dei campioni in relazione alla
tipologia di analisi cui il campione è stato destinato.
4
Istituto di Ricerca sulle Acque – Consiglio Nazionale Ricerche
85-163
Tipologia di analisi
Prelievo
Volume
Trasporto
campionato
Modalità di conservazione
Determinazione delle
caratteristiche chimicofisiche e biologiche
HDPE
2L
4°C
Schiuma destinata alla determinazione delle
mucillagini: conservata in formalina
tamponata. Acqua per le analisi chimicofisiche:
congelata -20°C
Determinazione delle
caratteristiche
microbiologiche
Vetro
sterilizzato
1L
4°C
Conservazione a 4°C fino alle analisi
Tabella 6.6.1. - Modalità di conservazione in relazione al parametro di indagine.
- Parametri rilevati
Sui campioni sono state condotte le seguenti determinazioni preliminari relative alle
caratteristiche chimico – fisiche e biologiche.
- Descrizione macroscopica delle caratteristiche principali delle acque e delle schiume
prelevate
- colore
- pH
- salinità
- solidi sospesi totali
- bicarbonati (HCO3-)
- tensioattivi non ionici BIAS
- tensioattivi MBAS
- idrocarburi alifatici C>12
- ricerca di cellule vegetali
- macronutrienti (ammoniaca, nitriti, nitrati, fosforo reattivo solubile, azoto totale, fosforo
totale)
-presenza di formazioni mucillaginose
- Analisi descrittiva dell’area di prelievo e dei campioni prelevati
Nelle figure da 6.6.1 a 6.6.3 sono riportate le immagini relative ai campioni di schiuma
prelevati nelle tre diverse località. Per quanto riguarda le schiume persistenti provenienti dal
Punto Azzurro e campionate in prossimità di un porticciolo all’interno della “rampa di lancio”
per le imbarcazioni (fig. 6.6.1), si osserva che queste sono caratterizzate da pigmentazione
nera. Al momento del prelievo, l’acqua circostante appariva limpida e con un elevato grado di
trasparenza; non si è osservata la presenza di proliferazioni vegetali o altri detriti organici
associati. Al tatto la schiuma nera si presentava oleosa e lasciava una pigmentazione nera
sulle mani, seppure non era evidente la presenza di odore di idrocarburi. Le schiume
persistenti prelevate in località Villa Buitoni apparivano di altra natura rispetto alle prime
(figura 6.6.2). Come si può notare, infatti, si evidenzia la presenza di strutture filamentose di
origine vegetale in una matrice di colore giallo-biancastro. Sebbene le acque circostanti
presentassero un elevato livello di trasparenza ed il fenomeno fosse riferibile al solo strato
superficiale della colonna d’acqua, si è osservato la presenza di una fase oleoso-corpuscolata
stratificata sulla superficie dell’acqua.
Di diversa natura le schiume persistenti prelevate in località Scogli Pungenti (fig. 6.6.3).
Anche in questo caso l’acqua circostante non appariva alterata dalla presenza delle schiume,
circoscritte allo strato superficiale. Questa stazione di prelievo è situata in prossimità della
86-163
linea di costa ed è interessata, pertanto, dall’azione della risacca che favorisce, in parte, la
formazione delle emulsioni. In questo caso, le schiume si presentavano di colore bianco
organizzate in piccoli aggregati persistenti e non i chiazze estese; non si è rilevato, inoltre, la
presenza di altre strutture o formazioni. L’acqua circostante presentava un’elevata
trasparenza, e non si è osservata né la formazione di film oleoso in superficie né di aggregati
vegetali o di altra natura nella colonna d’acqua.
Il giorno stesso, appena giunti in laboratorio, le schiume sono state prelevate dal contenitore
ed analizzate visivamente utilizzando un microscopio ottico (Nikon, mod. Eclipse E200) allo
scopo di determinare la presenza di cellule vegetali e formazioni filamentose potenzialmente
attribuibili a fenomeni di proliferazione algale. Le schiume sono state prelevate con una
spatola e poste delicatamente su vetrino per microscopia. Le osservazioni sono state
replicate 10 volte e tutto il volume posto su vetrino è stato indagato per ogni replica di
osservazione. I risultati sono stati registrati come presenza/assenza di cellule vegetali e
zooplancton ed eventuali strutture particolari osservate sono state descritte in dettaglio. I
risultati preliminari ottenuti da questo tipo di indagine sono sintetizzati in Tabella 6.6.2. I
campioni, dopo questo primo screening, sono stati fissati in formalina per effettuare ulteriori
analisi di conferma che attualmente sono ancora in corso. Si osserva che il campione relativo
alla stazione Villa Buitoni conferma la presenza di formazioni filamentose miste a resti di
sostanza organica in decomposizione; il campione di Scoglio Pungente evidenzia la presenza
di formazioni filamentose e resti di sostanza organica non visibili ad occhio nudo, mentre il
campione di schiuma di Punto Azzurro non evidenzia la presenza di formazioni algali né resti
organici.
Un’analisi di dettaglio ha evidenziato che le schiume sono costituite in prevalenza da
organismi unicellulari vegetali appartenenti alla Classe delle Diatomee e normalmente
rappresentanti il fitoplancton marino.
Campione
Resti vegetali
Fitoplancton P/A Zooplancton P/A
Villa Buitoni
Strutture filamentose
SI
SI
Punto Azzurro
NO
NO
NO
Scoglio Pungente
Strutture filamentose
SI
SI
Tabella 6.6.2. Risultati preliminari ottenuti dallo screening delle schiume. P/A =
Presenza/Assenza.
Figura 6.6.1. - Aspetto delle schiume prelevate in località Punto Azzurro.
87-163
Figura 6.6.2. Aspetto delle schiume prelevate in località Villa Buitoni.
Figura 6.6.3. - Aspetto delle schiume prelevate in località Scogli Pungenti.
- Risultati chimico – fisici
Sono stati determinati alcuni parametri descrittori della chimico – fisica delle acque. I
descrittori sono stati determinati in accordo con le metodiche APAT-IRSA-CNR “Metodi
analitici per le acque” (2003). In Tabella 6.6.3 si riporta una sintesi dei risultati ottenuti. Si
osserva che i campioni di schiuma provenienti dalle stazioni Villa Buitoni e Scoglio Pungenti
presentano pH <8,00; salinità di 40‰, solidi sospesi totali compresi tra 30 e 40 mgL-1 e
livelli di bicarbonato superiore ai valori standard di acque marino-costiere (≈140 mgL-1). Il
campione proveniente da Punto Azzurro, invece, presenta valori prossimi a livelli standard
per sistemi marini.
88-163
Solidi
Tensioattivi
Salinità sedimentabili HCO3totali BIAS
totali
-1
-1
scala IRSA udpH (28,3°C)
PSU
mgL
mgL
mgL-1
Unità di misura
Villa Buitoni
Punto Azzurro
Scoglio Pungenti
Materiale di riferimento –misurato
Materiale di riferimento - certificato*
Colore
pH*
incolore
incolore
incolore
incolore
nc
7,87
8,10
7,65
7,47
7,50 (20°C)
40
38-39
40
0
nc
30,2
3,1
38,2
0,1
Nc
158,6
146,4
170,8
328,0
330,0
<0,05
<0,05
<0,05
nc
nc
Tabella 6.6.3. Risultati relativi alle analisi chimiche condotte sui campioni
prelevati. *Materiale di riferimento: Acqua Fonte de'Medici, Certificato da
Dipartimento di Chimica dell'Università degli Studi di Roma "La Sapienza". *
Misura effettuata sul campione composito schiuma-acqua di mare superficiale;
Salinità = misura effettuata per diffrattometria.
Analisi chimiche di dettaglio hanno evidenziato, nel caso del campione di schiume
proveniente dalla stazione Punto Azzurro livelli elevati di idrocarburi alifatici C>12 pari a 2,34
mgkg-1 evidenziandone una derivazione da benzina o prodotti derivati del petrolio. È da
notare che questa zona di prelievo era prossima alla rampa di lancio delle imbarcazioni
diportistiche e che, in particolari condizioni, la presenza di idrocarburi può determinare la
formazione di emulsioni stabili. Un fattore stabilizzante può essere determinato dai carbonati,
presenti nelle acque della zona. I tensioattivi MBAS e BIAS sono stati misurati ma risultati in
questo caso inferiori al limite di rilevabilità fortificando l’esclusione di una contaminazione da
saponi di origine antropica.
In data 5 agosto 2008 sono stati prelevati campioni di acque e schiume provenienti dalle
stazioni lungo la fascia marina costiera da Rosignano Lillatro fino al comune di Livorno. In
questo ambito sono state campionate le stazioni indicate con i codici P1, P2, P3, P4, P5, P6,
P7 (tab. 6.6.4). Ulteriori analisi su questi campioni sono tuttora in corso seppure, in questo
caso, sia stata rilevata ed è in fase di conferma analitica la presenza contenuta di tensioattivi
MBAS.
Stazione
Descrizione
Nord
Est
Ora
T
pH
Eh
Cond
DO% DOmgL
S
NTU prof m (acq)
P1
Baia del Quercetano 4324342 1024272
9.30
25,86 7,86 162 65,28
6,89
109,0
44,37
x
0,3
P2
Baia del Quercetano 4324355 1024268
9.32
25,93 8,03 161 65,26
6,88
108,8
44,36
x
0,3
9.50
26,61 8,06 183 65,10
6,81
108,9
44,33
x
0,3
8,5
P3
Le Forbici
4325217 1023857
P4
Bagni Belvedere
4324070 1025052 10.27 25,45 8,06 210 65,67
7,20
112,7
44,60
x
0,3
7,9
P5
Bagni Belvedere
Largo
4324012 1025074 10.38 25,47 8,07 236 65,62
7,12
111,9
44,58
4,4
0,3
7,5
P6
Bagni Belvedere
Largo 500 m
4323874 1025041 10.44 25,40 8,07 242 65,57
7,13
112,8
44,54
1,2
0,3
12
P7
Solvay Lillatro
4322654 1026038 11.11 26,15 8,15 208 65,69
7,50
119,5
44,71 20,2
0,3
2,7
Tabella 6.6.4. – Stazioni di campionamento relative alle formazioni schiumose da
punta Righini a Rosignano Lillatro.
89-163
Si riporta in figura 6.6.4. l’aspetto tipico delle schiume rilevate durante questa campagna di
prelievo. Mentre in figura 6.6.5. si riporta la localizzazione delle stazioni effettuata su
un’immagine di Google Earth ed in figura 6.6.6. il dettaglio di precisione (1,25 miglia distanza
totale retta tra P1 e P7).
Figura 6.6.4. – Aspetto delle schiume rilevate nelle stazioni P1-P7.
Figura 6.6.5. – Localizzazione delle stazioni su immagine satellitare.
90-163
Figura 6.6.6. – Localizzazione di precisione su immagine satellitare. I numeri
indicano le stazioni di prelievo da P1 a P7 mentre le stazioni SC da 1 a 5 indicano
la presenza di schiuma densa persistente a formazione di una scia continua.
91-163
-Risultati delle analisi microbiologiche effettuate sulle acque e sulle schiume
Dalle analisi microbiologiche eseguite sui campioni di schiume, eseguite su campioni prelevati
il 10 Luglio 2007, è stato possibile individuare la presenza di microrganismi eterotrofi totali,
con maggiore evidenza nel campione ROS3, dove sono state riscontrate concentrazioni di
UFC mL-1 con valori di 105. Sono stati inoltre messi in evidenza attinomiceti con valori più
elevati ancora nel campione ROS3, dove sono state riscontrate concentrazioni di UFC mL-1
con valori di 103. E’ stata inoltre messa in evidenza la presenza di batteri idrocarburodegradanti nei campioni di schiuma qui analizzati, in particolare sono emersi valori di UFC
mL-1 intorno a 102 e 103 per i due campioni ROS2 e ROS3, rispettivamente (figg. 6.6.7, 6.6.8
e 6.6.9.).
Marine agar
(UFC/ml)
2,50E+05
2,00E+05
1,50E+05
1,00E+05
5,00E+04
0,00E+00
ROS1
ROS2
ROS3
P1
P7
Campioni di schiume
Figura – 6.6.7. - Determinazione delle concentrazioni di microrganismi eterotrofi
totali presenti nei campioni di schiume prelevati dall’area di Rosignano.
Actinomyces
isolation agar
(UFC/ml)
6,00E+03
5,00E+03
4,00E+03
3,00E+03
2,00E+03
1,00E+03
0,00E+00
ROS1
ROS2
ROS3
P1
P7
Campioni di schiume
Figura 6.6.8. - Determinazione delle concentrazioni di batteri del gruppo degli
attinomiceti presenti nei campioni di schiume prelevati dall’area di Rosignano.
92-163
Batteri idrocarburodegradanti (UFC/ml)
1,00E+03
8,00E+02
6,00E+02
4,00E+02
2,00E+02
0,00E+00
ROS1
ROS2
ROS3
P1
P7
Campioni di schiume
Figura 6.6.9. - Determinazione delle concentrazioni di batteri idrocarburodegradanti presenti nei campioni di schiume prelevati dall’area di Rosignano.
Ulteriori analisi eseguite sul campione ROS3 hanno messo in evidenza la formazione di
crescita batterica con formazione di emulsioni di gasolio e cellule batteriche. I risultati dei
saggi di crescita in terreno di coltura minerale, in presenza di gasolio come unica fonte di
carbonio e di energia, hanno mostrato la crescita batterica che si concentra in superficie, in
corrispondenza del substrato idrofobico, il gasolio. La formazione di biomassa batterica e di
emulsioni sulla superficie delle colture batteriche per il ceppo ROS3a ed Fa1, rispettivamente
(fig. 6.6.10) e (fig. 6.6.11), hanno suggerito un ruolo delle popolazioni batteriche nella
trasformazione del substrato e nella presenza di fenomeni di adesione e di una eventuale
produzione di surfattanti da parte della popolazione batterica di ROS 3a (fig. 6.6.12).
93-163
Figura 6.6.10. - Colture microbiche in terreno sintetico MSBM, in presenza di
gasolio come unica fonte di carbonio e di energia. A) Controllo senza inoculo di
campioni di schiume; B) e C) è evidente la crescita di batteri idrocarburodegradanti a partire da campioni di schiume prelevati nell’area ‘ROS 3a.
Figura 6.6.11. - Colture microbiche in terreno sintetico MSBM, in presenza di
gasolio come unica fonte di carbonio e di energia. A) Controllo senza inoculo di
campioni di schiume; B) e C) è evidente la crescita di batteri idrocarburodegradanti a partire da campioni di schiume prelevati nell’area nell’area ‘Fa1’.
94-163
Figura 6.6.12. - Coltura microbica in terreno sintetico MSBM, in presenza di
gasolio come unica fonte di carbonio e di energia, è evidente la crescita di batteri
idrocarburo-degradanti a partire da campioni di schiume prelevati nell’area ‘ROS
3-a’.
Immagini ottenute al microscopio a fluorescenza, previo trattamento con il fluorocromo
Arancio di Acridina in grado di legarsi agli acidi nucleici. L’impiego del fluorocromo è in grado
di mettere in evidenza le diverse morfologie dei diversi ceppi batterici che si trovano
all’interno delle schiume e che si sviluppano in presenza di idrocarburi. Gli stessi campioni
ottenuti da ROS3 hanno quindi mostrato una netta presenza di batteri idrocarburodegradanti a partire dai campioni di schiuma. È evidente l’adesione delle cellule batteriche al
substrato (fig. 6.6.13). Si tratta di cellule batteriche con prevalenza di forme bastoncellari,
con evidenti cellule unite alle estremità cellulari come indice di cellule in attiva replicazione e
quindi capaci di impiegare in modo efficace la fonte di carbonio contenuta all’interno degli
idrocarburi idrofobici come il gasolio. Sono inoltre evidenti fenomeni di formazione di biofilm
e di strutture assimilabili ai surfattanti, sorta di saponi che aumentano la biodisponibilità del
substrato idrofobico per le cellule batteriche (fig. 6.6.14). Si tratta di una sorta di saponi che
vengono prodotti dalle cellule batteriche allo scopo di rendere più biodisponibili i substrati
idrofobici e di permettere ai batteri di degradarli.
95-163
Figura 6.6.13. - Coltura microbica in terreno sintetico MSBM, in presenza di
gasolio come unica fonte di carbonio e di energia, è evidente la crescita di batteri
idrocarburo-degradanti a partire da campioni di schiume prelevati nell’area ‘ROS
3-a’.
Figura 6.6.14. - Coltura microbica in terreno sintetico MSBM, in presenza di
gasolio come unica fonte di carbonio e di energia, è evidente la crescita di batteri
idrocarburo-degradanti a partire da campioni di schiume prelevati nell’area ‘ROS
3-a’.
96-163
Gli esperimenti di adesione delle cellule ad una superficie idrofobica, eseguiti tramite il saggio
MATH, Le cellule del ceppo batterico in esame, isolato dalle schiume prelevate nell’area di
Rosignano, e denominato ROS-3, le cellule mostrano una idrofobicità costitutiva delle loro
superfici cellulari quando sono state analizzate dopo la crescita in terreno di coltura
complesso YEPG, senza contatto con substrati idrofobici. Questo comportamento delle cellule
batteriche del ceppo è stata rilevata come fenomeno crescente all’aumentare del periodo di
vortexamento, da 0 a 60 sec, sia tramite il rilevamento dell’assorbanza ad una lunghezza
d’onda (λ) di 600 nm (fig. 6.6.15), sia rilevando il valore espresso in log (At/A0 x 100) (fig.
6.6.16).
0,08
Assorbanza (600 nm)
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Tempo di vortexamento (min)
Figura 6.6.15. - Studio delle caratteristiche di idrofobicità delle cellule batteriche
del ceppo ROS 3 isolato da schiume prelevate dall’area di Rosignano. E’ evidente
la progressiva diminuzione dei valori di assorbanza (600 nm), come indice del
corrispondente aumento delle cellule adese al substrato idrofobico, nel caso
specifico n-esadecano. Queste cellule batteriche sono quindi costituzionalmente
idrofobiche.
97-163
2,2
log(At/A0*100)
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Tempi di vortexamento (min)
Figura 6.6.16. - Studio delle caratteristiche di idrofobicità delle cellule batteriche
del ceppo ROS 3 isolato da schiume prelevate dall’area di Rosignano. E’ evidente
la progressiva diminuzione dei valori riportati come log (At/A0 x 100), come indice
del corrispondente aumento delle cellule adese al substrato idrofobico, nel caso
specifico n-esadecano. Queste cellule batteriche sono quindi costituzionalmente
idrofobiche.
Nelle singole colonie dei ceppi ROS3 a e Fa1 sono stati inoltre individuati processi di
formazione di aree di emolisi, dopo la crescita su piastre contenenti terreno di coltura TSA
con sangue di montone al 5%. Questo fenomeno è stato interpretato come la presenza di
una attività di produzione di surfattanti da parte delle cellule batteriche. Questo aspetto sarà
ulteriormente indagato, come una possibile concausa importante nella formazione delle
schiume.
Dai risultati ottenuti è emerso che all’interno delle schiume prelevate il 10 Luglio 2007 ed
analizzate in termini microbiologici si nota la presenza di batteri eterotrofi; sono presenti
batteri attinomiceti nei campioni qui analizzati, confermando studi precedentemente eseguiti;
è evidente la presenza di batteri idrocarburo-degradanti nei campioni, come possibile
conseguenza della presenza di idrocarburi dispersi da aree portuali che possono aver
permesso il loro sviluppo.
Lo studio di tipo microbiologico, nel corso di questa fase del progetto, è quindi proseguito
prendendo in considerazione in particolare le popolazioni di batteri idrocarburo-degradanti
per individuare l’eventuale capacità di dar luogo ad aggregati, dipendenti in modo particolare
dalla capacità dei batteri di aderire a substrati idrofobici, come il gasolio.
La presenza di crescita batterica nelle colture allestite in tubi con evidente localizzazione nella
porzione dove era presente il gasolio, senza crescita diffusa evidente nel volume della coltura
microbica, suggeriva la presenza della capacità di aderire al substrato da parte delle cellule
batteriche. È stata anche messa in evidenza la capacità di dar luogo ad aggregati,
98-163
ovviamente di dimensioni ridotte, all’interno delle provette da batteriologia dove erano state
allestite le colture dei batteri idrocarburo-degradanti.
Le fotografie dei particolari delle colture batteriche cresciute in presenza di idrocarburi
mettono infatti in evidenza questo modo di crescita batterica.
Studi di immagine più approfonditi, con analisi degli ammassi di biomassa batterica adesa al
gasolio presente nelle colture, ha permesso di individuare le singole cellule batteriche che si
sono sviluppate strettamente aggregate e all’interno di strutture assimilabili a biofilm. Molto
importante è stata la possibilità di individuare i batteri in questo contesto, poiché questo
risultato conferma che all’interno delle schiume sono presenti batteri idrocarburo-degradanti
e che la formazione di aggregati potrebbe essere coinvolta nella formazione di aggregati in
ambienti marini.
I ceppi batterici idrocarburo-degradanti sono stati quindi isolati e, dopo aver controllato la
loro purezza in terreno di coltura complesso YEPG, sono stati sottoposti a saggi per
individuare quelli idrofobici, le cui membrane citoplasmatiche si erano quindi adattate alla
presenza di substrati idrofobici.
L’idrofobicità del ceppo ROS 3 misurata tramite il saggio MATH (Rosenberg, 1980),
determina un più facile accesso agli idrocarburi come substrato di carbonio e di energia da
parte delle cellule batteriche.
In particolare questo fenomeno può essere riconducibile ad aspetti di microbiologia
ambientale, come gli studi condotti sull’aggregazione batterica e sui meccanismi di
incorporazione di idrocarburi tramite la membrana citoplasmatica delle cellule batteriche.
Questi meccanismi possono essere collegati alla formazione di aggregati di varie dimensioni
che sono stati rilevati in ambienti naturali, in aree marine. Questo fenomeno era stato
osservato nel Mare Adriatico (Ivošević et al., 1998; Long et al., 1998) e, in misura minore,
anche nel Mar Tirreno (Misic et al., 2005).
La capacità dei batteri idrocarburo-degradanti di produrre surfattanti, individuata seppur a
bassi livelli in alcuni ceppi, ha messo in evidenza ancora la capacità di adattarsi all’utilizzo di
substrati così peculiari e di difficile accesso, come gli idrocarburi, da parte delle cellule
batteriche.
-Determinazioni effettuate sui campioni prelevati il 31 luglio 2008
Per le determinazioni microbiologiche i 3 campioni di schiuma prelevati in corrispondenza
delle stazioni Punto Azzurro, Villa Buitoni, Scogli Pungenti sono stati avviati alle analisi nel più
breve tempo possibile. Sono stati saggiati gli stessi parametri individuati in precedenza per
gli altri campioni di schiuma: contenuto in batteri marini eterotrofi totali (Fig. 6.6.17);
contenuto in batteri appartenenti al gruppo degli attinomiceti (Fig. 6.6.18); determinazione
della presenza di batteri idrocarburo-degradanti (Fig. 6.6.19).
99-163
1 Se ttim ana M A
8.00E+06
7.00E+06
UFC/mL
6.00E+06
5.00E+06
4.00E+06
3.00E+06
2.00E+06
1.00E+06
0.00E+00
Mare punto azzurro
villa buitoni
scogli pungenti
Stazioni
Figura 6.6.17. - Determinazione del contenuto in microrganismi eterotrofi totali
nei campioni di schiume.
1 Se ttim na AIA
8.00E+01
7.00E+01
UFC/mL
6.00E+01
5.00E+01
4.00E+01
3.00E+01
2.00E+01
1.00E+01
0.00E+00
Mare punto azzurro
villa buitoni
scogli pungenti
Stazioni
Figura 6.6.18. – Determinazione del contenuto in actinomiceti nei campioni di
schiume.
100-163
1 s e ttim ana M SBM +G
1.20E+02
UFC/mL
1.00E+02
8.00E+01
6.00E+01
4.00E+01
2.00E+01
0.00E+00
Mare punto azzurro
villa buitoni
scogli pungenti
Stazioni
Figura 6.6.19. – Determinazione del contenuto in batteri idrocarburo-degradanti
nei campioni di schiume.
Sugli stessi campioni è stata determinata la eventuale presenza di indicatori di
contaminazione fecale. A questo scopo sono state effettuate colture in terreno brodo
lattosato e successivo trasferimento in terreno con bile, al fine di selezionare batteri enterici
di derivazione da contaminazione fecale, come presenza di coliformi fecali.
I risultati ottenuti hanno mostrato in sintesi (tab. 6.6.5):
- assenza di contaminazione fecale nel campione Punto Azzurro;
- 3 UFC/100 mL di coliformi fecali (numero più probabile per millilitro) nel campione
Villa Buitoni;
- 2 UFC/100 mL di coliformi fecali per il campione Scogli Pungenti.
Per quanto riguarda la presenza di Streptococchi, solo il campione Scogli Pungenti ha
mostrato la presenza di un valore di 3 UFC/100 mL. La presenza di batteri del genere
Salmonella è risultata assente in tutti i campioni analizzati. Da questi risultati si evince la
presenza di una lieve contaminazione di tipo fecale. Si tratta di un tipo di contaminazione sia
recente, come individuato dalla presenza di coliformi fecali, sia meno recente nel tempo,
come riscontrato dalla presenza di Streptococchi, sebbene misurati ad una lieve
concentrazione e solo in un campione.
101-163
Coliformi
Totali
UFC/100 mL
Coliformi
Fecali UFC/100
mL
Streptococchi
Fecali UFC/100
mL
Salmonelle
UFC/L
Villa Buitoni
10
3
0
0
Punto Azzurro
9
0
0
0
Siti
Scogli Pungenti
12
2
1
0
Valori limite per la balneabilità: Coliformi totali 2000 UFC/100mL; Coliformi fecali 100
UFC/100mL; Streptococchi fecali 100 UFC/100mL; Salmonelle 0 UFC/L
Tabella 6.6.5. - Risultati delle analisi microbiologiche eseguite sui campioni
prelevati il 31 Luglio 2008.
Da questi risultati si evince la presenza di una lieve contaminazione di tipo fecale. Si tratta di
un tipo di contaminazione sia recente, come individuato dalla presenza di coliformi fecali, sia
meno recente nel tempo, come riscontrato dalla presenza di Streptococchi, sebbene ad una
lieve concentrazione e solo in un campione.
-Determinazioni effettuate sui campioni prelevati il 5 agosto 2008
In seguito alla segnalazione della presenza di schiume pervenuta in data 5 agosto 2008
(P1, P7) (staz. 4, staz. 6). I risultati preliminari ottenuti dalle analisi effettuate sui campioni
di schiuma di cui sopra, hanno indicato la presenza di una cospicua popolazione di batteri
marini, con valori di 105 CFU mL-1 (Fig. 6.6.20). La popolazione di attinomiceti ha invece
mostrato valori prossimi a valori di 102 CFU mL-1 (Fig. 6.6.21), ed infine quella dei batteri
idrocarburo-degradanti è risultata di 101 CFU mL-1 (Fig. 6.6.22).
MA (1 Settimana)
1,20E+06
UFC/mL
1,00E+06
8,00E+05
6,00E+05
4,00E+05
2,00E+05
0,00E+00
staz4 staz6 staz7
Stazioni
Figura 6.6.20. – Determinazione del contenuto in microrganismi marini eterotrofi
nei campioni di schiume.
102-163
A.I.A. (1 settimana)
1,20E+02
1,00E+02
UFC/mL
8,00E+01
6,00E+01
4,00E+01
2,00E+01
0,00E+00
staz4 staz6 staz7
Stazioni
Figura 6.6.21. – Determinazione del contenuto in actinomiceti nei campioni di
schiume.
MSBM+G (1 settimana)
1,20E+00
1,00E+00
UFC/mL
8,00E-01
6,00E-01
4,00E-01
2,00E-01
0,00E+00
staz4 staz6 staz7
Stazioni
Figura 6.6.22. – Determinazione del contenuto in batteri idrocarburo-degradanti
nei campioni di schiume.
Questi valori di tipo microbiologico risultano simili a quelli riscontrati nel corso delle indagini
precedenti svolte sempre nell’ambito di questo progetto.
Gli studi di tipo chimico effettuati sugli stessi campioni evidenziano la presenza di tensioattivi
MBAS seppure a bassissime concentrazioni.
103-163
Siti
Stazione
Stazione
Stazione
Stazione
Stazione
Stazione
Stazione
Stazione
1
2
3
4
5
6
7
8
Coliformi
Totali UFC/100 Coliformi Fecali
mL
UFC/100 mL
2
2
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Streptococchi
Fecali UFC/100
mL
1
0
0
0
0
2
6
0
Salmonelle
UFC/L
0
0
0
0
0
0
0
0
Valori limite: Coliformi totali 2000 UFC/100mL; Coliformi fecali 100 UFC/100mL;
Streptococchi fecali 100 UFC/100mL; Salmonelle 0 UFC/L
Tabella 6.6.6. - Risultati delle analisi microbiologiche eseguite sui campioni
prelevati il 05 Agosto 2008.
Coliformi
Totali
UFC/100 mL
Coliformi
Fecali
UFC/100 mL
Streptococchi
Fecali UFC/100
mL
Salmonelle
UFC/L
Vivaldi/Nevoni
0
0
0
0
Sciara/Orlandini
0
0
0
0
CASM
0
0
0
0
Siti
Valori limite: Coliformi totali 2000 UFC/100mL; Coliformi fecali 100 UFC/100mL;
Streptococchi fecali 100 UFC/100mL; Salmonelle 0 UFC/L
Tabella 6.6.7. - Risultati delle analisi microbiologiche eseguite sui campioni
prelevati il 06 Agosto 2008.
104-163
Caratterizzazione microbiologica delle schiume aggiornata al Marzo e Aprile 2009.
In concomitanza con ulteriori segnalazioni della presenza di schiume nelle aree di studio
oggetto di questa indagine, sono stati prelevati i campioni in accordo con le regole di sterilità
e sono state eseguite le corrispondenti analisi microbiologiche, al fine di monitorare la
situazione. È stata riscontrata una assenza di contaminazione di tipo fecale (Tab. 6.6.8).
Siti
staz1(porto)
staz3(porto)
staz6(porto)
staz8(porto)
staz10(porto)
staz12(porto)
Coliformi
Totali
UFC/100 mL
0
0
0
0
0
2
Coliformi
Fecali
UFC/100 mL
0
0
0
0
0
0
Streptococchi
Fecali UFC/100
mL
0
0
0
0
0
0
Salmonelle
UFC/L
0
0
0
0
0
0
Valori limite: Coliformi totali 2000 UFC/100mL; Coliformi fecali 100 UFC/100mL;
Streptococchi fecali 100 UFC/100mL; Salmonelle 0 UFC/L
Tabella 6.6.8. - Risultati delle analisi microbiologiche eseguite sui campioni
prelevati il 23 Marzo 2009.
La caratterizzazione di tipo microbiologico effettuata nel periodo di Aprile 2009, ha mostrato
solo lievi livelli di contaminazione fecale nei siti R1 ed R3, ma non sembra essere presente
una correlazione tra la presenza di schiume e la contaminazione microbiologica (Tab. 6.6.9).
Siti
R1
R2
R6
R7
R9
R 12
R 14
R 18
Coliformi
Totali
UFC/100 mL
8
0
2
0
0
0
3
0
Coliformi
Fecali
UFC/100 mL
9
0
2
0
0
0
0
0
Streptococchi
Fecali UFC/100
mL
2
0
0
0
0
0
0
0
Salmonelle
UFC/L
0
0
0
0
0
0
0
0
Valori limite: Coliformi totali 2000 UFC/100mL; Coliformi fecali 100 UFC/100mL;
Streptococchi fecali 100 UFC/100mL; Salmonelle 0 UFC/L
Tabella 6.6.9. - Risultati delle analisi microbiologiche eseguite sui campioni
prelevati il 26 Aprile 2009.
Caratterizzazione microbiologica delle schiume aggiornata al 09 Luglio 2009.
La presenza di schiume è stata segnalata in data 02 Luglio 2009 nell’area di Rosignano
Marittimo, di seguito sono stati quindi prelevati alcuni campioni di schiuma. Per lo
svolgimento delle analisi microbiologiche i campioni sono stati prelevati in contenitori sterili e
rispettando le condizioni di sterilità. È stato riscontrato un basso contenuto di microrganismi
marini eterotrofi totali (Fig. 6.6.23), di actinomiceti (Fig. 6.6.24) e di batteri idrocarburodegradanti (Fig. 6.6.25).
105-163
M.A (1 settimana)
3.00E+05
2.50E+05
UFC
2.00E+05
1.50E+05
1.00E+05
5.00E+04
0.00E+00
R29 R30 R31 R32 R37 R38 R41 R45 R50 R55 R58 R59 R62 R63 R64 R65
Stazioni
Figura 6.6.23. – Determinazione del contenuto in microrganismi marini eterotrofi
totali nei campioni di schiume.
A.I.A. (1 settimana)
1.20E+02
1.00E+02
UFC
8.00E+01
6.00E+01
4.00E+01
2.00E+01
0.00E+00
R29 R30 R31 R32 R37 R38 R41 R45 R50 R55 R58 R59 R62 R63 R64 R65
Stazioni
Figura 6.6.24. – Determinazione del contenuto in batteri actinomiceti nei
campioni di schiume.
MSBM+G
2,50E+00
UFC
2,00E+00
1,50E+00
Serie1
1,00E+00
5,00E-01
0,00E+00
R29 R30 R31 R32 R37 R38 R41 R45 R50 R55 R58 R59 R62 R63 R64 R65
Stazioni
Figura 6.6.25. – Determinazione del contenuto in batteri idrocarburo-degradanti
nei campioni di schiume.
106-163
Nel corso dello stesso periodo è stata poi effettuata un’ulteriore caratterizzazione
microbiologica per permettere di individuare l’eventuale presenza di contaminazione fecale. È
stata sostanzialmente constatata l’assenza o valori estremamanete bassi di contaminazione
di tipo fecale (Ta. 6.6.10).
Siti
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
29
30
31
32
37
38
41
46
50
55
58
59
62
63
64
65
Coliformi
Totali
UFC/100 mL
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Coliformi
Fecali
UFC/100 mL
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Streptococchi
Fecali UFC/100
mL
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Salmonelle
UFC/L
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Valori limite: Coliformi totali 2000 UFC/100mL; Coliformi fecali 100 UFC/100mL;
Streptococchi fecali 100 UFC/100mL; Salmonelle 0 UFC/L
Tabella 6.6.10. - Risultati delle analisi microbiologiche eseguite sui campioni
prelevati il 06 Luglio 2009.
Ulteriori caratterizzazioni di tipo microbiologico per il rilevamento di microrganismi terotrofi
marini totali (Fig. 6.6.26),actinomiceti (Fig. 6.6.27) e batteri idrocarburo degradanti (Fig.
6.6.28). In tutti i tre casi è stata riscontrata una lieve presenza dei diversi tipi metabolici
batterici nei siti P1 e P7, mentre in quelli ROS1, ROS2, ed in particolare ROS3, è stata
confermata la presenza di concentrazioni più elevate di questi gruppi metabolici, suggerendo
un possibile ruolo nel fenomeno della formazione delle schiume.
107-163
Marine Agar (1 settimana)
2.50E+05
2.00E+05
1.50E+05
1.00E+05
5.00E+04
0.00E+00
ROS1
ROS2
ROS3
P1
P7
Figura 6.6.26. – Determinazione del contenuto in microrganismi terotrofi marini
totali nei campioni di schiume.
AIA (1 s e ttim ana)
8.00E+03
7.00E+03
6.00E+03
5.00E+03
4.00E+03
3.00E+03
2.00E+03
1.00E+03
0.00E+00
ROS1
ROS2
ROS3
P1
P7
Figura 6.6.27. – Determinazione del contenuto in actinomiceti nei campioni di
schiume.
108-163
MSBM+G (1 settimana)
8.00E+03
7.00E+03
6.00E+03
5.00E+03
4.00E+03
3.00E+03
2.00E+03
1.00E+03
0.00E+00
ROS1
ROS2
ROS3
P1
P7
Figura 6.6.28. – Determinazione del contenuto in batteri idrocarburo-degradanti
nei campioni di schiume.
Dalle analisi microbiologiche eseguite nel contesto di questo progetto, è emersa una scarsa
contaminazione fecale e la presenza di gruppi metabolici diversi all’interno delle popolazioni
microbiche. In particolare sono stati messi in evidenza ceppi batterici idrocarburo-degradanti
e di actinomiceti, che potrebbero avere un ruolo nella formazione delle schiume sia per la
capacità di metabolizzare gli eventuali idrocarburi presenti come contaminanti in aree in
prossimità di siti portuali, sia per la struttura filamentosa che caratterizzano alcuni ceppi
batterici, rispettivamente. Entrambi questi aspetti possono avere un ruolo nella formazione
delle schiume e possono essere legati ad eventi fisici come l’aumento delle temperature, il
movimento ondoso e l’eventuale presenza di contaminanti.
109-163
-Risultati relativi alle stazioni di Controllo
-Criteri di selezione delle stazioni di controllo
Secondo quanto previsto dal progetto, sono state condotte indagini approfondite su tre
diverse tipologie di stazioni di controllo: controllo 1 (stazione a impatto basso senza
manifestazione del fenomeno), controllo 2 (stazione ad impatto antropico elevato in cui non
è stata documentata la manifestazione del fenomeno), controllo 3 (stazioni interne allo
stesso sistema di indagine ed in cui non si registra il fenomeno).
In relazione alle informazioni bibliografiche acquisite sull’area oggetto di studio e sulle
caratteristiche specifiche del sistema, si è selezionato le seguenti località
1- Isole delle Aree Marine Protette dell’Aricipelago Toscano;
2- Area marina costiera di Orbetello interessata dai canali di uscita delle acque lagunari;
3- Stazioni di Bandiera Blu del comune di Rosignano Marittimo a sud di Vada.
-Caratteristiche ecosistemiche generali dei controlli
1) Isole delle Aree Marine Protette dell’Arcipelago Toscano
Le isole dell’arcipelago Toscano considerate sono le seguenti: Gorgona, Capraia, Elba,
Pianosa, Montecristo, Giglio, Giannutri. Le attività sono state finalizzate alla completa
caratterizzazione delle stazioni per la definizione: 1- della loro attendibilità come stazioni di
controllo, 2- del loro stato ecologico generale, 3- della eventuale presenza di mucillagini, 4della presenza eventuale e natura di formazioni schiumose in queste stazioni.
- Caratteristiche ecosistemiche generali delle aree selezionate
Il Parco Nazionale dell’Arcipelago Toscano è stato istituito nel 1996 con il D.P.R. 22.7.1996 e
successivo D.M. Ambiente 19.12.1997 è il più grande parco marino d’Europa, tutela circa
61.000 ettari marini e comprende tutte le sette isole principali dell’Arcipelago Toscano
(Gorgona, Giannutri, Capraia, Elba, Pianosa, Montecristo e Giglio) e numerosi isolotti minori e
scogli. Il tratto di mare sotto vincolo di protezione compreso all’interno del Parco Nazionale
dell’Arcipelago Toscano è suddiviso in due zone a diverso grado di tutela:
• Zona 1: area di rilevante valore naturalistico. Si estende per 1 miglio nautico dalla
linea di costa. Tale area interessa una fascia di mare circostante l’Isola di Montecristo, un
tratto di mare antistante le coste occidentali dell’Isola di Capraia, una fascia costiera
circostante l’Isola di Gorgona (ad esclusione del settore orientale) e tre aree antistanti l’Isola
di Giannutri. In queste aree l’ambiente è conservato nella sua integrità e sono pertanto
vietate tutte quelle attività che possono in qualche modo alterare gli equilibri naturali. In
particolare, ad esclusione delle esigenze militari, delle attività legate al funzionamento dei
fari ed al segnalamento marittimo, nelle zona 1 sono vietati visitatori (ad esclusione di
quanto stabilito dall’Ente Parco), qualsiasi attività di pesca, le immersioni (salvo quelle
autorizzate dall’Ente Parco), la navigazione, l’accesso e la sosta di imbarcazioni di ogni
genere (ad esclusione di quanto disposto dall’Ente Parco per i residenti nelle isole e per
110-163
motivi di servizio), la balneazione nell’isola di Montecristo e qualsiasi altra attività che possa
alterare i fondali e le acque marine.
• Zona 2: area di tutela e protezione, che si estende per 3 miglia nautiche dalla linea di
costa. Tale area interessa ampie fasce di mare circostanti la Zona 1 dell’Isola di Montecristo,
l’Isola di Capraia e l’Isola di Gorgona (ad esclusione delle zone dei porti) e due aree che si
estendono a nord ed a sud dell’Isola di Giannutri. In queste aree vigono una serie di divieti
generali quali ad esempio la caccia, qualsiasi attività di pesca (ad esclusione dei residenti e
dei proprietari di abitazioni delle isole secondo un’apposita regolamentazione che vieta
comunque la pesca a strascico e la pesca subacquea), l’accesso e l’approdo nelle aree di
nidificazione degli uccelli marini, la cattura, l’uccisione ed il disturbo della fauna selvatica, la
raccolta ed il danneggiamento della flora spontanea, l’apertura di nuove cave, miniere e
discariche ed il transito di mezzi motorizzati al di fuori delle aree destinate a tale scopo.
Attorno all’Isola di Pianosa, in una fascia di mare estesa un miglio dalla costa, sono vietate
qualsiasi attività di pesca, la balneazione ed il transito di qualsivoglia nave, tranne quelle per
finalità di studio e di ricerca, quelle dei collegamenti marittimi e quelle legate alle necessità
dei residenti sull’isola.
Per quanto detto sia le parti di isola che ricadono nella zona 1 che quelle interne alla zona 2
costituiscono stazioni di controllo ideali per quanto riguarda il fenomeno di formazione delle
schiume.
2) Area marina costiera di Orbetello interessata dai canali di uscita delle acque
lagunari
Nonostante la laguna di Orbetello sia uno dei più importanti ecosistemi di transizione
presenti sul territorio italiano (SIC e ZPS, cod. IT51A0026; D.M. 25 marzo 2005, all. 3) essa
presenta sia al suo interno che lungo la fascia costiera localizzata a Nord e Sud di essa un
impatto antropico notevole. Molte attività turistiche e produttive di diversa natura insistono
su questo sistema il quale è alla base della loro sussistenza. Le principali problematiche
osservate in questo sistema sono costituite dalla ricorrenza di crisi distrofiche dovute ad
eccessivo apporto di nutrienti e dalla presenza di una contaminazione diffusa da parte
dell’attività industriale pregressa. La presenza di fonti di immissione localizzate di nutrienti
biodisponibili (reflui fognari ed effluenti degli impianti di trattamento ittico intensivo) ha
determinato nel tempo l’accumulo nel sedimento di fosforo ed azoto a concentrazioni molto
elevate ed in grado di indurre proliferazioni macroalgali incontrollate in seguito a fenomeni di
rilascio. L’attività industriale pregressa attiva in località Orbetello scalo e denominata “exSitoco” ha determinato nel corso del tempo un sostanziale accumulo di contaminanti
ambientali nel sedimento lagunare prospiciente allo stabilimento. Questa zona marginale al
sistema lagunare della superficie di circa 35 ha, è stata perimetrata quale sito di bonifica di
interesse nazionale (D.M. 2-12-02, G.U. n. 72 del 27-03-03). Per ridurre il carico di nutrienti
apportato in questa specifica area dagli scarichi degli impianti di Neghelli e Terrarossa, in
grado di innescare fenomeni significativi di eutrofizzazione delle acque, dal 1996 è stato
realizzato un bacino di lagunaggio delle acque di scarico (Lenzi e Mattei, 1998). In questo
bacino le acque convogliate permangono circa 36 giorni prima di essere immesse in laguna,
e vanno incontro ad un processo di fitodepurazione naturale (Lenzi et al., 1998). A seguito di
questo, sono state previste, modificazioni al sistema di depurazione dei reflui civili con la
realizzazione di una nuova rete fognaria ed il potenziamento del depuratore di Terrarossa.
All’impianto di Terrarossa, funzionante con il sistema dei biorulli, verranno convogliati sia gli
scarichi del Comune di Orbetello (che attualmente sono stoccati da tre depuratori: Albinia,
Fonteblanda, Neghelli) che quelli del Comune di Monte Argentario. Gli impianti di
depurazione di Neghelli ed Albinia, che adesso gravano sia direttamente che indirettamente
sulla Laguna di Ponente nella zona prospiciente la ex-Sitoco, saranno dismessi. Lo scarico di
111-163
Terrarossa, ora localizzato in prossimità di quello di Neghelli, sarà chiuso e convogliato in
mare mediante una condotta che scaricherà a 3 km dalla riva a 30 m di profondità, presso
Poggio Pertuso. Lo scarico di Neghelli sarà allacciato a quello di Terrarossa mantenendo
tuttavia la possibilità del suo utilizzo in caso di mal funzionamenti o guasti all’impianto
principale (Di Vincenzo, 2006). Attualmente i lavori di adeguamento degli impianti sono in
fase di ultimazione. Agli allevamenti ittici intensivi è stata imposta la costruzione di bacini di
lagunaggio delle acque di scarico delle vasche nei quali si realizza un abbattimento della
materia organica in soluzione mediante fitodepurazione prima della loro immissione in laguna
(Lenzi et al., 1999).
3) Stazioni Bandiera Blu (BB) a sud di Vada
Le stazioni interne al bacino di analisi sono state selezionate prendendo in considerazioni i
punti Bandiera Blu (BB) individuati e monitorati da ARPAT nel tratto costiero a sud di Vada. I
dati utilizzati per l’analisi statistica sono stati acquisiti da ARPAT. In queste stazioni, non si
hanno evidenze di formazioni schiumose o alterazioni significative della colonna d’acqua e la
qualità globale del sistema in queste stazioni è considerata ottima.
Le analisi sono state finalizzate al confronto dei dati relativi alle stazioni BB a sud di Vada con
quelle comprese tra Vada e Livorno.
Si riporta a seguito l’elenco delle stazioni Bandiera Blu utilizzate (tab. 6.6.11).
Stazione
Descrizione
75
76
337
77
338
79
80
81
82
83
84
85
90
91
92
93
94
Bagno Chioma
Botro Fortulla
Botro Forbici
Buca dei Corvi
Torrente Quercetano
Baia Quercetano Sud
Punta Righini
Bagno La Baracchina
Castiglioncello Porticciolo Nautico
Villa Celestina
Baia di Portovecchio - Botro Piastraia
Baia di Caletta - Botro Grande
Bagno Lanterna e Pinetina Chioma
Bagno Lido
Rada Etrusca
Mazzanta
Colonie Estive
Anno
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
Tabella 6.6.11. – Stazioni di campionamento Bandiera Blu.
112-163
-Risultati ottenuti
1) Isole delle Aree Marine Protette dell’Arcipelago Toscano
Si riportano a seguito i risultati relativi alle indagini condotte nelle aree di controllo 1, siti non
contaminati in cui non si è registrata evidenza del fenomeno oggetto di studio.
I campionamenti sono stati condotti secondo le modalità descritte in precedenza in
corrispondenza delle stazioni di prelievo.
La raccolta delle acque, dei sedimenti e degli organismi è stata effettuata in modo da coprire
l’intero perimetro delle riserve marine del Parco Nazionale dell’Arcipelago Toscano.
Gli organismi sono stati campionati mediante la tecnica dello snorkeling su superficie
rocciosa. Nel periodo compreso tra aprile e luglio di ogni anno a partire dal 2006. si sono
svolte tre campagne di campionamenti dei sedimenti marini superficiali e degli organismi
nelle riserve marine del Parco Nazionale dell’Arcipelago Toscano. Sulla base della
disposizione e del numero dei siti di campionamento, i prelievi si sono articolati in giornate
che hanno impegnato i ricercatori in un’azione congiunta con alcuni subacquei
dell’Associazione Subacquea Senese ed il personale di bordo della nave oceanografica
Universitatis del CoNISMa.
In figura 6.6.29, 6.6.30, 6.6.31, 6.6.32 sono sintetizzate e schematizzate le stazioni di
prelievo interne alle isole dell’arcipelago toscano (tab. 6.6.12), mentre in tabella 6.6.13 e
6.6.14 si riportano, invece le matrici campionate in ogni stazione ed un riepilogo relativo alle
caratteristiche del sedimento nelle stazioni.
113-163
Figura 6.6.29. Dettaglio delle stazioni di prelievo.
114-163
Figura 6.6.30. – Immagini relative alle stazioni di prelievo.
115-163
Figura 6.6.31. – Immagini relative alle stazioni di prelievo.
116-163
Figura 6.6.32. – Immagini relative alle stazioni di prelievo.
117-163
Quota
prelievo
(m)
Area
20
Isola di Montecristo
Formiche di Montecristo
Isola di Gorgona
Isola D'Elba
Capraia
Pianosa
Giannutri
15
10
15
10
30
42
38
33
30
30
23
20
Stazione
Gauss-Boaga N
Gauss-Boaga E
Cala dello Scoglio
Cala Grande
Cala Maestra
Cala del Santo
Scoglio d'Africa
Punta di Cala Scirocco
Punta di Cala Maestra
Capo di Fonza
Punta del Fondo
l’Isolotto La Scarpa
Punta Secca
Grottoni
Cala dello Scoglio
42°20’11.0435’’
42°18’59.7209’’
42°20’04.7887’’
42°20’43.6332’’
42°21.700'
43°24.995’
43°26.300'
42°44.150'
43°02.389'
42°37.197'
42°34.450'
42°14.323'
42°15.062'
10°09’01.1653’’
10°09’32.6823’’
10°09’27.3847’’
10°14.150'
09°53.942'
09°54.050'
10°16.270'
09°47.589'
10°05.665'
10°06.600'
11°06.351'
11°06.434'
10°07’33.3054’’
Zona
prelievo
n. stazioni
1
1
1
1
4
1
1
tra zona 1/2
no restricted
1
1
1
1
1
2
1
1
2
2
Tabella 6.6.12. – Stazioni di campionamento relative alle Isole dell’Arcipelago Toscano.
118-163
Area
Isola di Montecristo
Formiche di Montecristo
Isola di Gorgona
Zona prelievo
Sedimento
1
1
1
1
2
1
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
tra zona 1/2
Isola D'Elba
Capraia
no restricted
1
1
1
1
1
Pianosa
Giannutri
Acqua
Organismi
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Patella caerulea
Tabella 6.6.13. – Stazioni di campionamento relative alle Isole dell’Arcipelago Toscano.
Area
Descrizione sedimento
Isola di Montecristo
Detritico per l'erosione ed il disfacimento della costa rocciosa ed arricchito dai resti calcarei degli organismi del coralligeno sovrastante
Formiche di Montecristo
Isola di Gorgona
Isola D'Elba
Capraia
Pianosa
Giannutri
Sabbioso
Disfacimento della costa rocciosa ed arricchito dai resti calcarei degli organismi del coralligeno
Sabbioso
Disfacimento della costa rocciosa ed arricchito dai resti calcarei degli organismi del coralligeno
Disfacimento della costa rocciosa ed arricchito dai resti calcarei degli organismi del coralligeno
Ghiaia mista a sabbia (Grottoni)
Fondale prevalentemente roccioso con prevalenza di pre coralligeno e coralligeno (Cala dello Scoglio)
Tabella 6.6.14. – Stazioni di campionamento relative alle Isole dell’Arcipelago Toscano.
119-163
-Analisi
condotte
Nei campioni di acqua e sedimenti marini superficiali sono stati valutati parametri chimici e
microbiologici legati alla contaminazione ambientale, ed in particolare, sono stati determinati
i macronutrienti, il contenuto di tensioattivi MBAS, BIAS, i livelli di 16 idrocarburi policiclici
aromatici (IPA), considerati inquinanti prioritari dall’US-EPA (United States Environmental
Protection Agency), le concentrazioni di alcuni congeneri di policlorobifenili (PCB), dei
polibromodifenileteri (PBDE) e di pesticidi clorurati, quali p,p’-DDE e HCB che possono
essersi accumulati nei sedimenti in seguito a processi di diffusione su mesoscala o
macroscala. Sono stati acquisiti dati relativi al bioaccumulo di contaminanti ambientali in una
specie bioindicatrice diffusa e facilmente reperibile nel sistema di studio. Sono state
effettuate indagini relativamente alla presenza di microrganismi di interesse specifico, alla
presenza di indicatori di contaminazione di origine fecale, di batteri idrocarburo-degradanti e
filamentosi. Si è effettuato la ricerca di mucillagini e formazioni schiumose.
Sintesi dei risultati
1) Analisi chimiche delle acque e mucillagini
Le indagini effettuate evidenziano valori tipici dei sistemi marini centro Mediterranei per tutti
i parametri oggetto di indagine specifica. Si è osservato la presenza di formazioni
mucillaginose di profondità tipiche dei sistemi Tirrenici alla quota -15/-20 m durante tutte le
campagne condotte in periodo di fioritura e in tutte le isole oggetto di indagine.
Le indagini microbiologiche hanno permesso di ottenere informazioni sulla concentrazione di
diversi microrganismi presenti nei campioni di acqua marina. Le popolazioni di batteri
eterotrofi hanno mostrato valori costanti nell’arco dei due anni di studio, suggerendo che le
condizioni sono ottimali e rispecchiano una buona attività delle comunità microbiche marine
(fig. 6.6.33).
Batteri filamentosi ed idrocarburo degradanti, come bioindicatori di impatto antropico, sono
stati riscontrati a basse concentrazioni in tutte le stazioni saggiate, con una lieve presenza in
quella di Montecristo (fig. 6.6.34).
12000
UFC m L
-1
10000
8000
6000
4000
2000
0
PIANOSA
MONTE
CAPRAIA
GORGONA
GIANNUTRI
CRISTO
STAZIONI
Figura 6.6.33. – Contenuto in batteri eterotrofi riscontrato nei campioni di acqua
dell’Arcipelago Toscano.
120-163
Figura 6.6.34 – Concentrazioni di attinomiceti e batteri idrocarburo-degradanti
determinati nei campioni di acqua dell’Arcipelago Toscano.
2) Analisi chimiche nei sedimenti
I sedimenti superficiali (0-20 cm) maggiormente interessato dagli scambi tra matrice solida e
liquida appaiono costituiti da detrito organogeno-conchigliare a diverso contenuto in silt e
TOC relazionabile alla quota batimetrica del prelievo. In generale il livello di TOC appare
modesto, sempre inferiore allo 0,5% ed in linea con i livelli tipici di aree Mediterranee non
contaminate. In questa indagine, in ogni campione di sedimento marino superficiale,
sono state valutate le concentrazioni di 16 idrocarburi policiclici aromatici (IPA), considerati
inquinanti prioritari dall’US-EPA (United States Environmental Protection Agency), le
concentrazioni di alcuni congeneri dei policlorobifenili (PCB), dei polibromodifenileteri
(PBDE) e di pesticidi clorurati (quali p,p’-DDE e HCB). E’ in corso (e sta per essere
ultimata), la determinazione analitica degli elementi in traccia nei sedimenti campionati.
Di seguito sono riportati i risultati delle concentrazioni totali, riferite al peso secco, espresse
in ng/g per gli IPA, i PCB e i pesticidi orgoanoclorurati ed in pg/g per i PBDE. I dati sono
rappresentati in forma grafica per rendere maggiormente immediata la loro interpretazione.
Idrocarburi policiclici aromatici (IPA)
Gli idrocarburi policiclici aromatici sono stati riscontrati in tutti i campioni di sedimento
provenienti dalla zona 1 della riserva marina integrale dell’Isola di Montecristo. I livelli medi
delle concentrazioni della Σ16 IPA (fig. 6.6.35) non sono omogenei nelle quattro stazioni ma
sono contenuti e compresi tra 0,65 e 4,28 ng/g peso secco, misurati rispettivamente a Cala
Grande nella costa meridionale e a Cala dello Scoglio nella costa orientale dell’isola.
.
121-163
ng/g p.s.
Isola di Montecristo
10.0
9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
IPA tot
Cala dello
Scoglio
Cala Grande Cala Maestra
Cala del
Santo
Figura 6.6.35. - Grafico riassuntivo delle concentrazioni degli idrocarburi
policiclici aromatici (Σ16 IPA) nei sedimenti dell’Isola di Montecristo.
Concentrazioni di idrocarburi policiclici aromatici (Σ16 IPA) superiori ai limiti di rilevabilità
analitica (0,83 ng/g p.s.) sono state misurate anche presso lo Scoglio d’Africa alle Formiche
di Montecristo (fig. 6.6.36).
ng/g p.s.
Formiche di Montecristo
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
IPA tot
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Scoglio d'Africa
Figura 6.6.36. - Grafico riassuntivo delle concentrazioni degli idrocarburi
policiclici aromatici (Σ16 IPA) nei sedimenti delle Formiche di Montecristo.
Le concentrazioni totali degli idrocarburi policiclici aromatici (Σ 16 IPA), ottenute dalle analisi
svolte sui campioni di sedimento marino superficiale della zona 1 dell’Isola di Pianosa,
mostrano concentrazioni contenute se confrontati con i valori di riferimento riportati in
letteratura per l’Alto Tirreno e comprese tra 1,87 e 2,53 ng/g p.s., misurate rispettivamente
presso Punta Secca e l’Isolotto La Scarpa (fig. 6.6.37).
122-163
Isola di Pianosa
7.0
6.0
ng/g p.s.
5.0
4.0
IPA tot
3.0
2.0
1.0
0.0
La Scarpa
Punta Secca
Figura 6.6.37. - Grafico riassuntivo delle concentrazioni degli idrocarburi
policiclici aromatici (Σ 16 IPA) nei sedimenti dell’Isola di Pianosa.
Gli idrocarburi policiclici aromatici sono stati riscontrati anche nei campioni di sedimento
provenienti dalla stazione di Capo di Fonza presso l’Isola d’Elba e presentano un valore
medio di Σ16 IPA pari a 2,46 ng/g p.s. (fig. 6.6.38).
Isola d'Elba
6.0
ng/g p.s.
5.0
4.0
IPA tot
3.0
2.0
1.0
0.0
Capo di Fonza
Figura 6.6.38. - Grafico riassuntivo delle concentrazioni degli idrocarburi
policiclici aromatici (Σ16 IPA) nei sedimenti dell’Isola d’Elba.
La concentrazione di Σ 16・IPA pari a 1,57 ng/g p.s. misurata nel tratto di mare circostante
Punta del Fondo, indica l’assenza di contaminazione da idrocarburi policiclici aromatici nella
zona 1 dell’Isola di Capraia (fig. 6.6.39).
123-163
Isola di Capraia
2.5
ng/g p.s.
2.0
1.5
IPA tot
1.0
0.5
0.0
Punta del Fondo
Figura 6.6.39 - Grafico riassuntivo delle concentrazioni degli idrocarburi policiclici
aromatici (Σ16 IPA) nei sedimenti dell’Isola di Capraia.
I dati mostrano che la maggior parte degli IPA analizzati nei sedimenti della zona 1 della
riserva marina dell’Isola di Gorgona, risulta essere presente in tracce, con concentrazioni di
Σ16 IPA comprese tra 1,46 e 4,83 ng/g p.s.; quest’ultimo, rappresenta il valore più elevato
ed è stato misurato nel sedimento raccolto nel tratto di mare circostante Punta di Cala
Maestra (Figura 6.6.40).
Isola di Gorgona
7,0
ng/g p.s.
6,0
5,0
4,0
IPA tot
3,0
2,0
1,0
0,0
Punta di Cala Maestra
Punta di Cala Scirocco
Figura 6.6.40 - Grafico riassuntivo delle concentrazioni degli idrocarburi policiclici
aromatici (Σ16 IPA) nei sedimenti dell’Isola di Gorgona.
Nella figura 6.6.41 sono riportati i valori degli idrocarburi policiclici aromatici (ΣIPA) estratti
dai sedimenti della zona 1 dell’Isola di Giannutri. I campioni provenienti da Cala dello Scoglio
hanno riportato la concentrazione media di IPA più alta, pari a 1,89 ng/g p.s., mentre il
valore di concentrazione più basso, pari a 1,42 ng/g p.s, è stato ritrovato nei sedimenti
prelevati presso i Grottoni.
124-163
Isola di Giannutri
2,5
ng/g p.s.
2,0
1,5
IPA tot
1,0
0,5
0,0
I Grottoni
Cala dello Scoglio
Figura 6.6.41. - Grafico riassuntivo delle concentrazioni degli idrocarburi
policiclici aromatici (Σ16 IPA) nei sedimenti dell’Isola di Giannutri.
In generale, tutti i campioni presentano concentrazioni molto basse di IPA e, comunque,
rimangono entro valori alquanto modesti anche quando raggiungono i valori più alti se
confrontati con i risultati relativi alle analisi degli IPA eseguite da Perra et al., (2003) nei
sedimenti marini superficiali campionati nelle zone A (riserva integrale) di 15 aree marine
protette italiane dove sono state registrate concentrazioni di IPA che variano fra 0,22 ng/g
p.s. nei sedimenti dell’area marina protetta della Penisola del Sinis-Isola di Maldiventre
(Sassari) e 1893,72 ng/g p.s. nell’area marina protetta di Miramare (Trieste). I valori di IPA
misurati in questo studio sono inferiori anche rispetto a quelli riscontrati da Baumard et al.
(1998) nel bacino ovest del mare Mediterraneo, lungo la costa francese e intorno alla Corsica
e Sardegna compresi fra 1 e 20,5 ng/g p.s.
POLIBROMODIFENILETERI (PBDE)
Mediante le analisi effettuate sono stati rilevati nei campioni di sedimento 9 dei 18 congeneri
dei PBDE considerati. I valori medi per la ∑PBDE variano tra 6 e 27,3 pg/g p.s.
(rispettivamente per l’Isolotto della Scarpa nella zona di riserva marina dell’Isola di Pianosa e
a Punta di Cala Scirocco nella riserva marina integrale dell’Isola di Gorgona), ma 9 stazioni di
campionamento su 13 presentano valori medi compresi tra 10,5 e 16,5 pg/g p.s., mostrando
una variabilità molto limitata tra le diverse aree considerate (fig. 6.6.42).
125-163
Cala dello Scoglio
I Grottoni
Punta di Cala Scirocco
Punta di Cala Maestra
Punta del Fondo
Capo di Fonza
Punta Secca
La Scarpa
Cala del Santo
Cala Maestra
Cala Grande
Cala dello Scoglio
Scoglio d'Africa
pg/g p.s.
35
30
25
20
15
10
5
0
Figura 6.6.42. - Valori medi per la ∑PBDE nelle diverse aree di campionamento.
I pattern di congeneri rilevati nelle diverse aree risultano estremamente simili; si riportano
nel grafico in figura 6.6.43 le medie dei valori di concentrazione dei singoli congeneri nella
totalità dei campioni analizzati.
4,50
4,00
3,50
pg/g p.s.
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
3
7
15
17
28
47
49
66
71
77
85
99
119
126
138
153
156
100
Figura 6.6.43. - Medie dei valori di concentrazione dei singoli congeneri dei PBDE
nella totalità dei campioni.
Il congenere dominante è risultato essere il 99 seguito dal 47; altri congeneri presenti nella
quasi totalità dei campioni sono risultati il 119, il 28 ed il 153. Il resto dei congeneri
considerati sono risultati in molti campioni al di sotto dei limiti di rilevabilità. I limitati dati
presenti in letteratura, sulla contaminazione di sedimenti marini superficiali da PBDE,
confermano la dominanza dei congeneri 47, 99 e 100; dal confronto emerge inoltre che le
aree in questione sono da considerarsi estremamente poco contaminate da ritardanti di
fiamma bromurati, essendo le concentrazioni del presente studio nettamente inferiori a
quelle riportate in letteratura per altre aree (Wurl e Obbard, 2004; Eljarrat et al., 2005).
PCB E PESTICIDI ORGANOCLORURATI
Le analisi strumentali hanno rivelato, in molti campioni di sedimento esaminati, la presenza
di 31 dei 41 congeneri di PCB considerati, mentre, per ogni campione analizzato le
concentrazioni di pp’DDE ed HCB sono risultate inferiori ai limiti di rilevabilità.
126-163
Nella tabella 6.6.15 sono riportate le concentrazioni medie e le deviazioni standard degli
organoclorurati analizzati, espresse in ng/g peso secco (p.s.), relative alle diverse stazioni di
campionamento.
Stazione di campionamento
Scoglio
d’Africa
Cala dello
Scoglio
Cala Grande
Cala Maestra
Formiche di
Montecristo
Isola di
Montecristo
Cala del Santo
La Scarpa
Punta Secca
Isola di
Pianosa
Media PCB
(ng/g p.s.)
Dev.
Std.
Media HCB
(ng/g p.s.)
Dev.
Std.
Media pp’DDE (ng/g
p.s.)
Dev.
Std.
0,18
0,27
<l.r.
-
<l.r.
-
0,90
1,01
<l.r.
-
<l.r.
-
0,70
1,15
<l.r.
-
<l.r.
-
0,90
0,99
<l.r.
-
<l.r.
-
0,17
0,04
<l.r.
-
<l.r.
-
0,37
0,32
<l.r.
-
<l.r.
-
0,22
0,20
<l.r.
-
<l.r.
-
Capo di Fonza
Isola d’Elba
0,09
0,15
<l.r.
-
<l.r.
-
Punta del
Fondo
Punta di Cala
Maestra
Punta di Cala
Scirocco
Isola di
Capraia
0,36
0,33
<l.r.
-
<l.r.
-
0,16
0,05
<l.r.
-
<l.r.
-
0,14
0,02
<l.r.
-
<l.r.
-
0,15
0,04
<l.r.
-
<l.r.
-
0,16
0,02
<l.r.
-
<l.r.
-
I Grottoni
Cala dello
Scoglio
Isola di
Gorgona
Isola di
Giannutri
Tabella 6.6.15. – Concentrazioni medie di PCB, DDE ed HCB nelle aree di
campionamento.
Il grafico riportato in figura 6.6.44 mostra le concentrazioni medie della ∑PCB nelle stazioni
di campionamento. Tali valori, compresi tra 0,9 e 0,09 ng/g p.s., risultano piuttosto bassi per
il tipo di matrice analizzata, ma in linea con i dati riportati per i sedimenti superficiali di altre
AMP (Perra et al., 2003).
127-163
2,5
2,0
n g /g p .s .
1,5
1,0
0,5
C a la d e llo
S c o g lio
I G r o tto n i
P u n ta d i C a la
S c ir o c c o
P u n ta d i C a la
M a e s tr a
P u n ta d e l
F ondo
C apo di
F onza
P u n ta S e c c a
La S c arpa
C a la d e l
S a n to
C a la M a e s tr a
-1,0
C a la G r a n d e
-0,5
C a la d e llo
S c o g lio
S c o g lio
d 'A fr ic a
0,0
Figura 6.6.44. - Concentrazioni medie della ∑PCB nelle stazioni di
campionamento.
Confrontando i pattern di congeneri di PCB, si evidenzia una spiccata similitudine sia nella
composizione in congeneri che nell’ordine di prevalenza, a livello della totalità dei campioni a
disposizione. Si riporta in figura 6.6.45 un grafico che mostra il pattern medio dei congeneri
di PCB a livello della totalità dei campioni che mostra il seguente ordine di prevalenza: PCB146 seguito dal PCB-153 e dal PCB-177. I dati presenti in letteratura (Perra et al., 2003)
confermano questo tipo di andamento, essendo il congenere 146 il più presente a livello dei
sedimenti marini superficiali ed il 153 il congenere che più facilmente si riscontra in ogni
matrice ambientale, essendo il più resistente alla degradazione (Safe, 1990; Van den Berg et
al., 1998).
0,14
0,12
n g /g p .s .
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
207
194
205
206
201
189
195
180
199
170
196
177
156+ 202+ 171
172
183
128
185
174
138
158
178
187
153
176
137
144+ 135
118+ 149
134
146
99
110
151
70+ 76
95
60+ 56
101
0,00
Figura 6.6.45. - Pattern medio dei congeneri di PCB presenti nella totalità dei
campioni.
Inoltre questi dati, che mostrano una prevalenza di congeneri medio ed alto clorurati,
trovano conferma nella presenza prevalente di questo tipo di congeneri nelle miscele
128-163
commerciali utilizzate ed immesse nell’ambiente, come, ad esempio, l’Aroclor 1260. La
presenza nei sedimenti marini di PCB con più di otto atomi di cloro è dovuta, secondo Lee et
al. (1996), alla loro elevata lipofilicità per cui tendono ad essere adsorbiti al sedimento e
meno concentrati in acqua, quindi, meno disponibili per gli organismi
-Considerazioni generali sulla contaminazione
I livelli di PCB nei sedimenti dell’Arcipelago Toscano sono risultati essere contenuti (range:
0,16 – 3,98 ngg-1 p.s.) e comparabili con i livelli tipici delle aree non contaminate del
Mediterraneo. Prevalentemente i congeneri identificati sono costituiti da policlorobifenili alto
clorurati (i.e. da esa- ad ottaclorobifenili). L’accumulo di PCB può essere attribuibile alla
notevole persistenza di questi composti nella matrice sedimentaria. Tale interpretazione è
supportata anche dall’assenza di significativi trend temporali relativi alle concentrazioni dei
ΣPCB nelle singole stazioni di campionamento; infatti i livelli osservati sono rimasti pressoché
costanti durante tutto il periodo di campionamento e sono del tutto analoghi a quelli
riscontrati da Renzi e colleghi (2008) nel corso di campagne precedenti. I pesticidi
organoclorurati non sono stati rilevati a concentrazioni superiori al limite di rilevabilità del
metodo analitico (0,01 ngg-1 p.s.).
I livelli massimi di Σ16IPA (8-10 ngg-1 p.s.) sono stati misurati nei sedimenti provenienti
dalle stazioni delle isole di Gorgona e Giannutri per le quali l’accumulo di IPA può essere
relazionato con il maggior contenuto in silt e sostanza organica dei sedimenti. Le stazioni
relative all’isola di Montecristo (Cala del Santo, Cala Maestra e Cala Corfù) hanno evidenziato
livelli significativamente decrescenti di ΣIPA durante il periodo di prelievo passando da medie
di circa 8 ngg-1 p.s. a valori <1 ngg-1 p.s.
Il rapporto molecolare crisene/benzo(a)antracene (Chry/BaA), sempre superiore all’unità,
supporta l’ipotesi di un’origine petrogenica degli IPA nei sedimenti dell’arcipelago Toscano. Il
dato è confermato anche dal rapporto fluorantene/pirene (Flu/Pyr) e dalla presenza di livelli
relativamente alti di fenantrene (Phen) associati all’assenza di antracene (Ant) con rapporti
Phen/Ant sempre superiori a 15.
L’analisi degli IPA totali ha evidenziato una predominanza di composti ad elevato peso
molecolare rispetto a quelli di peso inferiore. Il quantitativo di composti cancerogeni (e.g.
benzo(a)pyrene) è risultato basso. La percentuale dei 16 US-EPA IPA nei sedimenti
dell’Arcipelago Toscano è mostrata in fig. 6.6.46. Il fluorantene (Flu, 26%), il pirene (Py,
14%), il benzo(a)anthracene (BaA, 11%) ed il crisene (Chry, 11%) rappresentano circa il
60% della sommatoria degli IPA.
129-163
BaP
10%
DBA
0%
Bghi P
4%
IP
6%
NaP
0%
A
0%
Fl
0%
AceP
0%
Phe
5%
An
0%
Flu
26%
BkF
4%
BbF
9%
Chry
11%
Py
14%
BaA
Figura 6.6.46. – Pattern di IPA presenti nella totalità dei campioni.
In particolare l’indagine, finalizzata alla ricerca di contaminanti e composti bioaccumulabili,
ha evidenziato che le concentrazioni rilevate per gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), per
i policlorobifenili (PCB), i pesticidi clorurati (quali p,p’DDE ed HCB) ed i PBDE, si attestano, in
tutte le aree studiate, su valori tipici di ambienti del Mar Mediterraneo non contaminati,
fornendo un quadro positivo e non evidenziando particolari fenomeni d’inquinamento.
-Confronto dati Rosignano Solvay con dati relativi ai Controlli
Si evidenzia, in via preliminare che le stazioni di Rosignano presentano livelli di PAHs
significativamente più elevati rispetto alle stazioni relative alle aree marine protette
individuate quali controllo e che la stessa cosa non è riscontrata per i PCBs (figg. 6.6.47,
6.6.48).
Figura 6.6.47. – nMDS effettuata sui dati sedimento delle AMP e Rosignano
Solvay e Lillatro. Fattore evidenziato contenuto di PCBs.
130-163
Figura 6.6.48. – nMDS effettuata sui dati sedimento delle AMP e ROsignano
Solvay e Lillatro. Fattore evidenziato contenuto di IPA come PAHs-tot.
Il test Anosim effettuato per valuatare la differenza tra stazioni ha dimostrato significatività
(fig. 6.6.49) con una Global R pari a 0,268 per 999 permutazioni, mentre non si osservano
differenze significative rispetto all’anno di prelievo (Global R di 0,14).
Figura 6.6.49. –Anosim test one way effettuato sul discriminante “stazioni”.
131-163
7.
ELABORAZIONI STATISITCHE E GEOSTATISTICHE DELLA CAMPAGNA 2009
I dati acquisiti nell’ambito della campagna primaverile-estiva 2009 relativamente alle indagini
chimico-fisiche delle acque sono stati analizzati statisticamente (n = 198) ed utilizzati per la
realizzazione di carte geostatistiche di distribuzione. Le analisi sono state condotte in
corrispondenza delle stazioni indicate in figura 7.1. a tre livelli di profondità: superficiale (n =
66), metà colonna (n = 66) e quota di fondo (n = 66).
Figura 7.1. - Localizzazione spaziale punti di monitoraggio 2009.
Le analisi geostatistiche condotte per i campioni superficiali sono stati riportati nelle figg. Da
7.2. a 7.14.
132-163
Figura 7.2. – Analisi geostatistica della distribuzione della clorofilla nei campioni
superficiali (aprile 2009).
133-163
Figura 7.3. – Analisi geostatistica della distribuzione dell’ossigeno disciolto % nei
campioni superficiali (aprile 2009).
134-163
Figura 7.4. – Analisi geostatistica della distribuzione delle feofitine nei campioni
superficiali (aprile 2009).
135-163
Figura 7.5. – Analisi geostatistica della distribuzione dell’azoto ammoniacale nei
campioni superficiali (aprile 2009).
136-163
Figura 7.6. – Analisi geostatistica della distribuzione del fosforo totale nei
campioni superficiali (aprile 2009).
137-163
Figura 7.7. – Analisi geostatistica della distribuzione dell’azoto totale nei
campioni superficiali (aprile 2009).
138-163
Figura 7.8. – Analisi geostatistica della distribuzione della torbidità nei
campioni superficiali (aprile 2009).
139-163
Figura 7.9. – Analisi geostatistica, confronto relativo alla distribuzione della
torbidità e conducibilità nei tre livelli di profondità (superficiale, sinistra, aprile
2009).
140-163
Figura 7.10. – Analisi geostatistica, confronto relativo alla distribuzione del pH nei
tre livelli di profondità (superficiale, sinistra, aprile 2009).
141-163
Figura 7.11. – Analisi geostatistica della distribuzione dell’azoto ammoniacale nei
campioni superficiali (luglio 2009).
142-163
Figura 7.12. – Analisi geostatistica della distribuzione dei solidi sospesi nei
campioni superficiali (luglio 2009).
143-163
Figura 7.13. – Analisi geostatistica della distribuzione del fosforo reattivo solubile
nei campioni superficiali (luglio 2009).
144-163
Figura 7.13.bis – Analisi geostatistica della distribuzione delle temperature nei
campioni superficiali (luglio 2009).
145-163
Figura 7.14. – Analisi geostatistica, confronto relativo alla distribuzione della
torbidità nei tre livelli di profondità (superficiale, sinistra, luglio 2009).
L’analisi microscopica condotta sui campioni di schiume prelevati a primavera ha evidenziato
la presenza della componente vegetale micro e macroscopica diffusa nell’area di studio
(stazioni R1, R7, R14, R17, R20, R24, R25, R28) come riportato in tabella 7.1.
Stazione
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14
R15
R16
R17
R18
R19
R20
R21
R22
R23
R24
R25
R26
R27
R28
R29
Descrizione delle schiume e dei materiali rinvenuti all’indagine microscopica
presenza di resti vegetali frammentati
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
presenza di schiume e di resti vegetali macroscopici grossolani
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
presenza di schiume e di aggregati cellulari macroscopici di alghe filamentose mucillaginose
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
presenza alghe unicellulari
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
presenza resti vegetali
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
presenza di resti vegetali frammentati
presenza di schiume e di materiale vegetale molto denso, con filamenti pluricellulari algali molto sottili
Nessuna formazione rilevata
Nessuna formazione rilevata
presenza di resti vegetali frammentati
Nessuna formazione rilevata
Tabella 7.1. – Analisi microscopica dei campioni di schiume prelevati a primavera
146-163
La PCA effettuata sulle variabili considerante nel complesso ha prodotto i risultati riportati in
tab. 7.2. e 7.3. Si osserva che i primi tre assi spiegano il 60,1% della varianza totale. Sono
evidenziate le variabili maggiormente coinvolti nella determinazione degli assi (tab. 7.3).
La PCA effettuata sulle variabili relative ai campioni superficiali n = 66 (fig. 7.15) evidenzia
un difforme comportamento in relazione al periodo di acquisizione dei dati (stagione). Le
variabili che maggiormente discriminano le due campagne di prelievo sono rappresentate da
quelle maggiormente correlate con il primo asse (T, LDO, TN).
___________________________________________________________________________
Eigenvalues
PC Eigenvalues %Variation Cum.%Variation
1
3,6
29,8
29,8
2
2,26
18,7
48,4
3
1,41
11,7
60,1
4
1,16
9,5
69,7
5
0,968
8,0
77,6
Tabella 7.2. – PCA
Eigenvectors
(Coefficients in the linear combinations
Variable
PC1
PC2
PC3
PC4
SS
-0,093 -0,037 0,057 0,031
TP
-0,097 -0,042 -0,023 -0,045
TN
0,315 0,105 0,235 -0,081
SRP
0,020 0,007 -0,006 0,001
Nitriti
0,114 0,024 -0,133 0,022
Nitrati
0,050 0,024 -0,074 0,056
NH4
0,099 0,073 -0,038 0,038
Chla
0,045 -0,236 -0,600 -0,309
Phe
-0,084 0,131 0,655 -0,037
T
0,485 0,166 -0,047 -0,179
pH
0,262 0,186 -0,106 0,560
SpC
-0,260 0,530 -0,152 -0,143
Sal
-0,255 0,530 -0,155 -0,166
LDO%
0,136 0,359 -0,242 0,424
LDO
-0,424 -0,065 -0,030 0,486
NTU
0,171 -0,322 -0,048 0,279
of variables making up PC's)
PC5
0,088
0,087
0,439
0,007
0,000
-0,030
-0,122
0,059
-0,126
0,052
-0,213
-0,241
-0,236
0,402
0,211
-0,597
Tabella 7.3. Assi della PCA.
147-163
Figura 7.15. – PCA effettuata sui macrodescrittori delle acque.
La PCA effettuata sulle variabili esclusivamente in relazione alla stagione primaverile ha
prodotto i risultati riportati in tab. 7.4. e 7.5. Si osserva che i primi tre assi spiegano il 63,5%
della varianza totale. Sono evidenziate le variabili maggiormente coinvolti nella
determinazione degli assi (tab. 7.5).
La PCA effettuata sulle variabili relative ai campioni superficiali n = 29 è riportata in fig. 7.16.
Le variabili che maggiormente discriminano le stazioni relative alla campagna primaverile
sono rappresentate da quelle maggiormente correlate con i primi due assi.
Eigenvalues
PC Eigenvalues %Variation Cum.%Variation
1
1,86
24,6
24,6
2
1,72
22,8
47,4
3
1,22
16,2
63,5
4
1,01
13,4
76,9
5
0,685
9,1
86,0
______________________________________________---------------------------__
Tabella 7.4. – PCA
148-163
___________________________________________________________________________
Eigenvectors
(Coefficients in the linear combinations of variables making up PC's)
Variable
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
SS
0,107 -0,156 -0,529 0,007 -0,197
TP
-0,113 -0,082 -0,183 -0,025 -0,054
TN
0,099 -0,525 -0,598 -0,131 0,190
SRP
0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Nitriti
-0,112 0,142 -0,164 0,148 -0,190
Nitrati
-0,035 0,116 -0,135 0,122 -0,156
NH4
0,007 0,082 -0,108 0,134 -0,091
Chla
-0,620 0,100 -0,219 0,026 -0,437
Phe
0,610 -0,258 0,141 0,023 -0,583
T
-0,015 -0,050 0,082 -0,042 -0,045
pH
0,207 0,100 -0,130 0,490 0,487
SpC
-0,008 -0,036 0,018 0,012 0,040
Sal
-0,001 -0,053 0,021 0,011 0,048
LDO%
-0,046 -0,159 0,083 0,707 -0,186
LDO
-0,008 -0,030 -0,022 0,406 -0,073
NTU
0,339 0,717 -0,402 -0,026 -0,057
Tabella 7.5. Assi della PCA.
Figura 7.16. – PCA effettuata sui macrodescrittori delle acque.
149-163
La nMDS sovrapposta alla cluster analyses relativa ai campioni superficiali primaverili (n =
29) è riportata in fig. 7.17. Si distinguono dalle altre le stazioni R2 ed R25, mentre sono
chiaramente individuabili 4 gruppi di stazioni con comportamento simile.
Figura 7.17. – nMDS
La PCA effettuata sulle variabili esclusivamente in relazione alla stagione estiva ha prodotto i
risultati riportati in tab. 7.6. e 7.7. Si osserva che i primi tre assi spiegano il 71,0% della
varianza totale. Sono evidenziate le variabili maggiormente coinvolti nella determinazione
degli assi (tab. 7.7).
La PCA effettuata sulle variabili relative ai campioni superficiali n = 37 è riportata in fig. 7.18.
Le variabili che maggiormente discriminano le stazioni relative alla campagna primaverile
sono rappresentate da quelle maggiormente correlate con i primi due assi.
___________________________________________________________________________
Eigenvalues
PC Eigenvalues %Variation Cum.%Variation
1
4,54
43,3
43,3
2
1,51
14,4
57,7
3
1,4
13,3
71,0
4
1,04
9,9
80,9
5
0,659
6,3
87,2
Tabella 7.6. – PCA
150-163
Eigenvectors
(Coefficients in the linear combinations of variables making up PC's)
Variable
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
SS
-0,011 -0,009 0,016 0,001 0,019
TP
-0,011 0,026 -0,030 0,009 -0,020
TN
0,090 0,024 -0,146 -0,188 0,142
SRP
0,002 -0,011 0,004 -0,020 0,014
Nitriti
0,000 -0,018 0,051 -0,134 -0,300
Nitrati
-0,021 -0,044 0,006 -0,001 -0,013
NH4
-0,035 0,030 0,024 0,182 0,109
Chla
0,157 0,068 0,703 0,102 -0,409
Phe
-0,081 0,417 -0,400 0,030 -0,754
T
0,075 0,097 0,215 -0,271 0,000
pH
-0,032 -0,476 0,083 0,660 -0,187
SpC
-0,648 0,095 0,162 0,055 0,048
Sal
-0,642 0,119 0,211 -0,003 0,049
LDO%
-0,198 -0,565 0,059 -0,598 -0,270
LDO
-0,094 -0,482 -0,327 0,070 -0,153
NTU
0,270 -0,075 0,291 -0,091 -0,066
___________________________________________________________________________
Tabella 7.7. Assi della PCA
Figura 7.18. – PCA effettuata sui macrodescrittori delle acque.
151-163
In figura 7.19. si riportano i livelli medi con la deviazione standard riscontrati nei campioni di
acqua superficiale nell’area di studio dal 1997 al 2008. Si osserva il progressivo incremento
dei valori medi negli anni 1999-2001 e 2004-2007, in particolare si riscontra come gli
andamenti di questo ione siano paragonabili al trend riferito alle presenze turistiche nel
comune di Rosignano Marittimo (pag. 22). Anche il grafico relativo alla dispersione dei singoli
valori evidenzia lo stesso andamento medio (fig. 7.20).
Figura 7.19. – Livelli medi (SD) di ione ammonio (micro molare) nei campioni di
acqua superficiale del comune di Rosignano Marittimo dal 1997 al 2008.
Figura 7.20. – Trend dei valori singoli di ione ammonio (micro molare) nei
campioni di acqua superficiale dal 2004 al 2008.
152-163
8.
CONSIDERAZIONI SINTETICHE
Il fenomeno della formazione di schiume è un evento la cui ricorrenza è riscontrabile in tutta
la zona costiera della Toscana ed in generale è attribuibile all’eutrofizzazione delle acque.
L’area di studio ha presentato, tuttavia, frequenze ed entità sostanzialmente superiori a
quelle normalmente riscontrate tali da far emergere l’esigenza di ricerche più specifiche.
In sintesi, sulla base dei dati acquisiti nell’ambito dello studio condotto possono essere
effettuate le seguenti considerazioni generali in relazione ai principali fattori all’origine delle
formazioni schiumose nella zona di interesse.
1) In generale il sistema di studio presenta fonti di impatto antropiche diffuse sia di piccola
entità (stabilimenti balneari, insediamenti umani, scarichi a dispersione, attività portuale ed
attracchi portuali diportistici di piccole dimensioni ecc.), sia di entità considerevole
(stabilimento industriale zona Solvay, sistema di depurazione dei reflui civili di Rosignano e
Cecina). Sono presenti due apporti fluviali significativi, quello del fiume Cecina e quello del
fiume Fine. Sia dagli studi pregressi che dalle immagini satellitari è evidente come la zona
Solvay presenti una alterazione del contenuto in carbonati del sedimento. Sebbene gli studi
precedentemente condotti abbiano dimostrato che non si riscontrano significativi segnali di
sofferenza delle biocenosi locali, ad eccezione di un riassemblamento delle popolazioni
bentoniche, è da sottolineare come il carbonato possa avere un ruolo nella stabilizzazione di
eventuali fenomeni di formazioni schiumose.
2) Il risultato più evidente tra quelli ottenuti dal monitoraggio visivo del fenomeno è la
variabilità morfologica delle schiume. Il fenomeno si manifesta generalmente in condizioni di
mare calmo mentre condizioni di vento forte determinano una difficoltà nella individuazione
della schiuma. È interessante notare, inoltre, che le schiume sono ben visibili durante le
prime ore del mattino e scompaiono generalmente nel primo pomeriggio. Si osserva che in
alcuni casi le schiume sono state rilevate in corrispondenza di sversamenti relativi alla
condotta di scarico del depuratore in località Spiagge bianche ed in località Rosignano
Solvay. Si nota, inoltre, che la distanza di formazione della schiuma è quasi sempre
compresa tra i 100 ed i 300 metri dalla linea di costa, zona in cui il fondale presenta un
ripido declivio.
3) L’analisi morfologica delle schiume ha evidenziato una loro notevole eterogeneità sia
spaziale che temporale, sebbene sia possibile riscontrare delle similarità nella morfologia e
nell’aspetto delle formazioni schiumose. Le formazioni schiumose tendono ad aggregare
corpuscoli presenti sulla superficie marina, ad esempio il polline, del quale è stata riscontrata
la presenza nel periodo primaverile. Un’analisi di dettaglio ha evidenziato che le schiume
sono costituite in prevalenza da organismi unicellulari vegetali appartenenti alla Classe delle
Diatomee e normalmente rappresentanti il fitoplancton marino. Nei campioni isolati nell’aprile
2009 sono state, inoltre, osservate formazioni algali filamentose di tipo mucillaginoso.
Saltuariamente sono stati localizzati nelle schiume detriti di chiara origine antropica (stazioni
relative alla scia schiumosa codificate come SC da 1-5).
4) Le analisi microbiologiche condotte sui campioni di acqua e di schiume evidenziano la
presenza di una cospicua popolazione di batteri marini e la presenza di attinomiceti e dei
batteri idrocarburo-degradanti a livelli variabili ed in relazione alla tipologia di campione. Il
rilevamento di batteri idrocarburo-degradanti è da interpretare come una possibile
conseguenza della presenza di idrocarburi dispersi a partire dalle aree portuali, che possono
153-163
aver permesso il loro sviluppo. Questi batteri sono stati isolati, seppure a livelli modesti,
anche nei campioni prelevati dalle aree marine protette (controllo 1), evidenziando il
verificarsi del fenomeno in tutto il bacino preso in considerazione. In linea generale è emersa
una scarsa presenza di indici di contaminazione fecale. I ceppi batterici idrocarburodegradanti e gli actinomiceti, potrebbero avere un ruolo nella formazione delle schiume sia
per la capacità di metabolizzare gli eventuali idrocarburi presenti come contaminanti in aree
in prossimità di siti portuali o zone ad elevato diportismo, sia per la struttura filamentosa che
caratterizza alcuni ceppi batterici, rispettivamente. Entrambi questi aspetti possono avere un
ruolo nella formazione delle schiume e possono essere legati ad eventi fisici, come l’aumento
delle temperature ed il movimento ondoso e l’eventuale presenza di fonti di carbonio come
idrocarburi che, complessivamente, provocano un innesco della crescita batterica. La crescita
batterica sugli idrocarburi, in particolare, può dar luogo ad emulsioni che possono agire da
elemento aggregante per la formazione di schiume.
È da segnalare che, sebbene con livelli modesti, gli indicatori di contaminazione fecale hanno
evidenziato positività di tipo hot spot per le stazioni in corrispondenza della condotta (R1, R6,
aprile 2009, stazione 7 del 5 agosto 2008) e per le formazioni schiumose prelevate in località
villa Buitoni e Scogli Pungenti del 31 luglio 2008.
5) Solitamente, salvo alcune eccezioni, le schiume campionate non presentano indicatori di
contaminazione antropica (i.e. tensioattivi MBAS). In alcuni casi, invece, sono state isolate
schiume provenienti dalla zona Vada Spiagge Bianche (10 Luglio 2007) caratterizzate da
livelli contenuti di tensioattivi MBAS (tra 0,25-0,83 mg/L) ed idrocarburi C>12 (0,13-0,32
µg/L). Ovviamente, data la localizzazione geografica del prelievo, la presenza di carbonati
nelle schiume e nelle acque è risultata, in questo caso, significativamente elevata. Anche le
schiume prelevate in data 31 luglio 2008 nel corridoio di lancio delle imbarcazioni in località
Trescogli presentano livelli elevati di idrocarburi, indicando una loro chiara origine antropica.
6) L’analisi statistica uni e multivariata ha evidenziato che:
1- acque del bacino di studio – Si osserva una notevole dipendenza dall’anno di prelievo a
sottolineare trend evolutivi dei principali descrittori delle masse nel corso dell’ultimo
decennio. Considerando solo i macronutrienti emerge una chiara dipendenza delle variabili
rispetto alla stagione ed all’anno di prelievo, tuttavia si osserva una chiara dipendenza anche
rispetto alla stazione di campionamento. Le analisi condotte hanno evidenziato la presenza di
variazioni costa-largo e profondità dipendenti in particolare per la zona Solvay. Le anomalie
riscontrate sembrano spostarsi da sud a nord in relazione alle correnti prevalenti.
2- aree di controllo – L’analisi statistica ha evidenziato che i controlli selezionati
rappresentano delle aree di effettiva non contaminazione. Il confronto tra le variabili relative
alla colonna d’acqua evidenzia una netta distinzione con le aree di studio e le stazioni
costituiscono, pertanto, ottimi controlli. È da notare la presenza di mucillagini di fondo (-15/20 m) segnalata in tutte le isole dell’arcipelago nel periodo di massima fioritura (Misic et al.,
2005). Non si riscontrano trend temporali significativi dei dati acquisiti sul sedimento.
L’analisi dei dati relativi alle acque ed ai sedimenti prelevati evidenzia contaminazione,
seppure modesta, da idrocarburi anche nelle aree a riserva integrale (no-take, no-access
zone). Questo dato suggerisce l’esistenza di dinamiche che coinvolgono il bacino considerato
nel suo insieme.
In conclusione, è possibile supporre che il fenomeno di formazione delle schiume nell’area di
Rosignano sia un fenomeno complesso che implichi il coinvolgimento sia di dinamiche di tipo
globale che locale.
Una dominate è sicuramente rappresentata da fenomeni di eutrofizzazione delle acque che
determinano un arricchimento dei nutrienti. L’accresciuta disponibilità locale di nutrienti a
154-163
base di azoto e fosforo, conduce ad un aumento della biomassa vegetale fitoplanctonica
naturale. Di particolare rilievo è l’incremento dei carichi trofici, come evidenziato
dall’andamento dei livelli medi di ione ammonio nelle acque superficiali, dovuti all’aumento
delle presenze turistiche che si registra da maggio a settembre in tutta l’area di studio. È di
particolare interesse notare che i livelli medi annui di ammonio nei campioni di acque
superficiali seguono il trend evidenziato dalle presenze turistiche ufficiali. L’aumento delle
presenze nella stagione di massima produttività primaria determina un sovraccarico del
sistema di depurazione e dell’apporto di nutrienti liberati in mare mediante la condotta
sottomarina. Le concentrazioni di ione ammonio nelle acque possono essere utilizzate come
tracciante per le fonti di immissione di acque reflue di origine antropica. L’incremento delle
temperature (fenomeno globale) può determinare una accelerazione del processo. Sono da
segnalare, inoltre, alcuni periodici malfunzionamenti della condotta che determinano
sversamenti di liquami nella zona prossima alla costa sopra alla barriera naturale del
termoclino. È da notare come la zona Solvay rappresenti un’anomalia per molte variabili
indagate.
Il meccanismo fisico che determina la formazione delle schiume in seguito a fenomeni
eutrofici può essere riassunto come segue. In associazione a venti di modesta intensità nelle
acque vicino alla superficie si forma una particolare circolazione detta di “Langmuir” che
forma linee parallele alternate di convergenza e divergenza (Langmuir, 1938). La circolazione
di Langmuir è una corrente che spiralizza intorno ad un asse parallelo alla direzione del
vento. Weller, et al., (1985) hanno osservato tale flusso durante un esperimento condotto
per misurare la circolazione forzata dal vento nei primi 50 m del mare. In questo contesto
emerse che durante un periodo di vento con velocità di 14 m/s, le correnti superficiali erano
organizzate in celle di Langmuir di 20 m; le celle erano allineate ad un angolo di 15° alla
destra del vento; e la velocità verticale a 23 m di profondità era concentrata in jets stretti
sotto le aree di convergenza superficiale. La velocità verticale massima era -0.18 m/s. Il
termoclino stagionale era a 50 m, e nessuna velocità verso il basso era stata osservata
dentro e sotto il termoclino. Si riporta una schematizzazione del fenomeno in figura 8.1.
Figura 8.1. - Una visione tridimensionale della circolazione di Langmuir osservata
dalla piattaforma strumentale gallegiante FLIP, alla superfice del Pacifico.
155-163
Note alla figura 8.1. La linea grossa trattegiata indica le linee di convergenza, marcate con
strisce alla superfice. Le frecce verticali sono i valori individuali delle velocità verticali
misurate ogni 14 secondi a 23m di profondità quando la piattaforma era alla deriva in mezzo
alle correnti di Langmuir. Le frecce orizzontali, che sono disegnate alla superfice per
chiarezza, sono i valori delle velocità orizzontali a 23m. La grande freccia fornisce la direzione
del vento. Tratto da Weller et al. (1985).
L’effetto indotto sulla componente biologica ed in particolare sul fitoplancton da questa
particolare circolazione è schematizzato in figura 8.2.
Quando si instaura questa circolazione, nelle zone di divergenza il plancton naturale risale in
superficie per concentrarsi nelle zone di convergenza dove si possono formare aggregati
schiumosi anche molto estesi dovuti all’attività metabolica naturale del fitoplancton. Questi
organismi producono acidi grassi a catena corta (saponine) che possono dare luogo a
formazioni schiumose stabili. Le schiume, una volta prodotte, costituiscono fattore
privilegiato di accumulo di microrganismi naturalmente presenti in mare e di contaminanti
localmente ed occasionalmente dispersi determinando la variabilità locale osservata e la
presenza di batteri filamentosi ed idrocarburo degradanti.
Il fenomeno è incrementato nel periodo estivo quando il fotoperiodo e le temperature
superficiali sono maggiori e maggiori sono anche i carichi locali di nutrienti. Anche la
geomorfologia della linea di costa può avere effetto notevole sul fenomeno.
Figura 8.2. Effetto indotto sulla componente planctonica naturale dalle correnti di
Langmuir. Immagine tratta da Smith (documento pdf online).
156-163
Sebbene i dati acquisiti suggeriscano anche la presenza di fattori globali, difficilmente
controllabili, alcuni interventi possono contribuire a ridurre i carichi trofici a livello locale. I
fattori locali che possono contribuire ad accentuare l’occorrenza delle manifestazioni sono
costituiti da: anomalia termica, presenza di sostanze chimiche stabilizzanti (carbonati),
incremento locale di nutrienti biodisponibili, batimetrie favorevoli i fenomeni di up-welling dal
fondo. Il controllo di alcuni tra questi fattori potrebbe contribuire significativamente a ridurre
l’occorrenza del fenomeno sia per entità che per frequenza riportando le manifestazioni ai
valori prossimi la media della fascia costiera Toscana.
157-163
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