Attività di analisi e monitoraggio dello stato della laguna di Venezia

Tratto da:

ICRAM, 2007. Programma di studio in materia di salvaguardia e riqualifi cazione del territorio e della laguna di Venezia, Relazione Finale. Scheda Tecnica 1: Attività di analisi e monitoraggio dello stato della Laguna di Venezia. Antonella Ausili, Massimo Gabellini, Rossella Boscolo, Luciano De Propris, Andrea Barbanti, Michele Cornello, Roberta Girardi, Camilla Antonini, Annachiara Bixio, Andrea Bonometto, Federica Cacciatore, Alessandra Feola, Giorgio Pineschi, Manuela Ragazzo, Carlo Innocenti.

Attività svolta nell’ambito:

- della Convenzione di Ricerca tra Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Teritorio e del Mare e ICRAM “Programma di studio in materia di salvaguardia e riqualifi cazione del territorio e della laguna di Venezia” del 04/08/2004 e successiva integrazione del 03/08/2005 - Scheda Tecnica N. 1 - Scheda Tecnica N. 1: Attività di analisi e monitoraggio dello stato della Laguna di Venezia.; - della Convenzione di Ricerca tra Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Teritorio e del Mare e ICRAM “Campagna di caratterizzazione ambientale nella Laguna di Venezia” del 05/12/2002 e successivi atti aggiuntivi del 30/12/2002 e del 27/05/2003.

La laguna di Venezia per le peculiari caratteristiche di ambiente di transizione è da sempre oggetto di studio e di interesse da parte delle Strutture territoriali e del Ministero dell'Ambiente e Tutela del Territorio e del Mare, in particolare della Direzione Qualità per la Vita. Nell'ambito dei progetti realizzati da ICRAM, per conto di quest'ultimo, è stato elaborato uno studio volto alla caratterizzazione dei sedimenti, delle acque e del biota, fi nalizzato all'individuazione delle zone a maggiore criticità (ICRAM, 2007). Tale piano è stato redatto in collaborazione tra ICRAM e MAV sulla base delle conoscenze e delle esperienze acquisite da entrambe negli anni sullo studio e la salvaguardia della laguna. L'obiettivo è stato quello di valutare lo stato ecologico della laguna di Venezia, al fi ne di fornire un elemento conoscitivo fondamentale per indirizzare i processi di gestione degli interventi da attuare nella laguna di Venezia.

L'insieme delle attività descritte ben si inserisce tra i presupposti defi niti dalla Direttiva Quadro sulle Acque 2000/60/CE, la quale fornisce un quadro di riferimento generale per la gestione e la tutela delle acque (superfi ciali, sotterranee, interne, marino - costiere e di transizione) negli Stati Membri della Comunità Europea. L'obiettivo ambientale della Direttiva è il raggiungimento, entro il 2015, di un Buono Stato sotto il profi lo sia ecologico che chimico. Per poter verifi care il raggiungimento degli obiettivi ambientali fi ssati, è stato imposto ai Paesi della CE l'implementazione dei programmi di monitoraggio ambientale (art. 8), il cui fi ne è la classifi cazione dello stato di qualità dei corpi idrici.

Al tal riguardo, il Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare ha individuato in ICRAM (ora ISPRA) il Referente Nazionale e Comunitario a cui affi dare il coordinamento delle attività per l'implementazione della Direttiva 2000/60/CE per la categoria “acque di transizione”. Tale incarico è stato assegnato in virtù del fatto che l'ICRAM è impegnata da anni nel monitoraggio e nella salvaguardia di importanti ecosistemi di transizione come per l'appunto la laguna di Venezia. Difatti, proprio nell'ambito delle attività previste nel presente Programma di Ricerca, ed in virtù del fatto che questa laguna è stata inserita nel Registro uffi ciale dei Siti di Intercalibrazione per le Acque di Transizione, il Ministero ha richiesto all'Istituto di promuoverla a livello europeo quale “ambiente modello” ai fi ni dell'implementazione della direttiva.

Il piano di monitoraggio ha previsto il campionamento di sedimenti superfi ciali in 112 stazioni disposte su tutto il territorio lagunare. A seguito degli esiti delle analisi di laboratorio, si è provveduto a riportare le risultanze analitiche sulla cartografi a della laguna di Venezia. Sono state prodotte sia mappe che utilizzano come riferimento le classi previste dalla Tabella 1 del Protocollo fanghi ‘93, sia mappe che riportano la distribuzione di ciascun parametro investigato, ottenute per interpolazione dei dati. Infi ne, per i parametri analizzati e non regolamentati dal Protocollo Fanghi '93, sono state elaborate le opportune mappe tematiche tenendo in considerazione quanto emerso dai risultati dello “Studio dello stato di qualità chimico dell'ambiente lagunare veneziano attraverso una raccolta dati dei livelli di contaminazione dei

sedimenti, della vongola fi lippina T. philippinarum, e del mitilo, M. galloprovincialis”, redatto da ICRAM nel Marzo 2004 (ICRAM, 2005).

Il quadro complessivo che risulta dall'analisi dei dati effettuata in questo studio evidenzia l'esistenza di due zone principalmente contaminate in laguna di Venezia. Una posta in prossimità di San Giuliano, un tempo utilizzata come discarica di rifi uti industriali e successivamente, alla fi ne degli anni '90, solo in parte messa in stato di sicurezza permanente. La seconda area, a basso idrodinamismo e sottoposta a sedimentazione, risulta situata tra le casse di colmata e la gronda; qui il sedimento è tipicamente pelitico e ricco di sostanza organica e ciò favorisce l'accumulo delle sostanze sia naturali sia antropogeniche che arrivano dalla gronda (Figura 3-3-1 e 3-3-2). Altre fonti di inquinamento si possono individuare nelle attività di cantieristica a Chioggia e a Pellestrina.

Figura 3-3-1. Mappe della distribuzione delle caratteristiche granulometriche dei sedimenti lagunari ottenute per interpolazione dei dati analizzati.

Figura 3-3-2. Mappe del contenuto di carbonio organico (%) determinate nei campioni di sedimento. A destra la mappa ottenuta per interpolazione dei dati e a sinistra la rappresentazione delle concentrazioni determinate con in dettaglio l’area dei canali industriali di Porto Marghera.

Per quanto riguarda Porto Marghera sono da rilevare le basse concentrazioni di nichel che in genere è associabile ai rifi uti di attività industriali, placcature metalliche e piombature (Figura 3-3-3). Alte concentrazioni di PCB caratterizzano l'area, anche se la produzione di tali contaminanti è stata abbandonata dopo la riconosciuta pericolosità dei composti rilasciati nell'ambiente. In passato erano utilizzati nella sintesi di antiparassitari, erbicidi, preservanti del legno, vernici, solventi, disinfettanti, come plastifi canti nella produzione di adesivi e come fl uidi dielettrici nei condensatori e nei trasformatori elettrici, ed ancora oggi sono utilizzati per alcuni processi industriali a ciclo chiuso. Malgrado non vi sia una correlazione statisticamente signifi cativa tra la distribuzione delle concentrazioni dei PCB e delle diossine è possibile notare dalle mappe riportate in Figura 3.3.3 che i punti di picco sono i medesimi per entrambi i gruppi di analiti.

Di rilievo sono gli stati di contaminazione del canale Malamocco-Marghera in prossimità dell'isola delle Tresse, utilizzata come discarica di rifi uti industriali e messa in sicurezza permanente solo nella seconda metà degli anni'90 della darsena del canale industriale nord in cui si pratica l'attività cantieristica e del canale Brentella.

Il piano di monitoraggio per il biota ha previsto 48 stazioni di campionamento, di cui 25 di vongole della specie T. philippinarum e 23 di mitili della specie M. galloprovincialis. Due delle 23 stazioni di campionamento di mitili sono state posizionate in mare allo scopo di rappresentare un bianco di riferimento.

La scelta di campionare popolazioni residenti di queste due specie di organismi è stata fatta in base al comparto ambientale che si voleva indagare. I mitili, infatti, sono generalmente considerati ideali come indicatori delle condizioni della colonna d’acqua, mentre le vongole vivendo nel sedimento sono considerate dei buoni integratori delle condizioni esistenti in esso, ma anche nell’acqua, in particolare all’interfaccia tra i due comparti. Di conseguenza, per le rielaborazione dei dati analitici risultati dalla caratterizzazione, le due specie di molluschi bivalvi sono state trattate separatamente e sono stati effettuati gli opportuni confronti tra le diverse tipologie di informazioni ottenute.

Figura 3-3-3. Mappe delle concentrazioni di Nichel e PCB, rappresentate utilizzando come riferimento la Tabella 1 del “Protocollo Fanghi” del 1993 e mappa di rappresentazione del contenuto di PCDD ePCDF (TEQ) determinato nei campioni di sedimento.

Per valutare la distribuzione spaziale dei dati ottenuti dalle analisi chimiche condotte sulle due specie di molluschi bivalvi, sono state elaborate delle mappe tematiche con alcuni dei contaminanti indagati. Sono

stati utilizzati i risultati analitici di: Nichel, Cadmio, Piombo, Arsenico, Cromo totale, Mercurio, TBT, IPA totali, PCB totali, PCDD/F espressi in Equivalenti di Tossicità di TCDD (TEQ), PCDD/F + PCB espressi in Equivalenti di Tossicità di TCDD (TEQ). Nello scegliere i livelli di classifi cazione dei dati ottenuti è stato preso in considerazione quanto emerso dai risultati dello “Studio dello stato di qualità chimico dell'ambiente lagunare veneziano attraverso una raccolta dati dei livelli di contaminazione dei sedimenti, della vongola fi lippina T. philippinarum, e del mitilo, M. galloprovincialis”, redatto da ICRAM nel Marzo 2004 (rif. Scheda 2 - Relazione fi nale del “Programma di Studio in Materia di Salvaguardia e riqualifi cazione del Territorio e della Laguna di Venezia - Anni 2004-2005”. Dicembre 2005), apportando le eventuali modifi che, qualora fossero stati cambiati o introdotti nuovi limiti di legge per i contaminanti indagati.

I risultati delle analisi effettuate nelle vongole e nei mitili raccolti in laguna di Venezia hanno mostrato, in generale, un incremento dei livelli di contaminazione, rispetto a quelli raccolti negli anni '90, per quasi tutti gli analiti presi in considerazione. Per quanto riguarda l'arsenico e il tributilstagno, invece, si è osservato un miglioramento, seppur lieve, dei livelli di contaminazione in entrambe le specie indagate. Nei campioni di mitili, inoltre, si sono osservati anche dei miglioramenti dei livelli di contaminazione da IPA, mentre per i PCB le concentrazioni sono risultate pressoché simili a quanto riscontrato nel passato (Figura 3-3-4). Per la maggior parte degli analiti indagati e normati dalla legge i valori sono risultati inferiori ai limiti tabellari per entrambe le specie di molluschi.

In generale, confrontando i risultati delle concentrazioni di biota con i sedimenti è emerso che la principale fonte di contaminanti in laguna di Venezia, nonostante la riduzione delle emissioni dovute al declino dell'industria chimica e la messa in sicurezza di alcune aree ritenute pericolose, resta la zona industriale di Porto Marghera. I livelli più alti di contaminazione si sono, infatti, osservati lungo i canali industriali, in particolar modo lungo il canale Brentella che ha presentato il campione di biota (vongole) in assoluto più contaminato.

Oltre alle immissioni riconducibili ad attività industriali, all'inquinamento della laguna contribuiscono ulteriori sorgenti sia puntiformi che diffuse, rappresentate dalle acque di scarico dei centri urbani trattate e non trattate, dai corsi d'acqua, dall'agricoltura, dal traffi co marittimo e dalle deposizioni atmosferiche.

Va ricordato, infi ne, che metalli pesanti, IPA, PCDD/F, PCB e BT risultano particolarmente legati ai sedimenti che vanno a costituire essi stessi un serbatoio di inquinanti e quindi un'ulteriore fonte di contaminazione per l'ecosistema lagunare, attraverso fenomeni di risospensione dovuti al moto ondoso, alle attività di dragaggio e dai mezzi utilizzati per la pesca della vongola fi lippina.

Figura 3-3-4. Mappe tematiche rappresentanti i livelli di contaminazione di Arsenico, TBT, IPA totali, PCB totali, indagati nel biota (T.

Monitoraggio dei policlorobifenili (PCB) quali indicatori di qualità delle vongole Tapes

philippinarum allevate in laguna di Venezia

Tratto da:

BOSCOLO R., CACCIATORE F., BERTO D., GIANI M., 2007. Polychlorinated biphenyls in clams Tapes philippinarum cultured in the Venice Lagoon (Italy): Contamination levels and dietary exposure assessment. Food and Chemical Toxicology, 45, (6): 1065-1075.

Attività svolta nell’ambito:

- del Programma di ricerca ICRAM “Piano di monitoraggio dei Policlorobifenili (PCB) quali indicatori di qualità del biota nel bacino sud della laguna di Venezia e per la valorizzazione della produzione locale di molluschi e pesci”. Marzo 2005.

I policlorobifenili (PCB) sono composti chimici stabili che derivano dalla sostituzione di 1-10 atomi di cloro nella struttura bifenilica. I PCB sono stati prodotti ed utilizzati, come miscele di congeneri, su scala mondiale, principalmente come refrigeranti e lubrifi canti nei condensatori e altre apparecchiature elettriche (Rand et al., 1995). Grazie alle caratteristiche chimico-fi siche di alcuni congeneri, in particolare quelli con cinque o più atomi di cloro, risultano estremamente stabili, non bruciano facilmente e sono buoni isolanti (Erickson, 1992).

La produzione e l’uso di PCB, iniziati nel 1929, sono oggi limitati nei paesi dell’Unione Europea attraverso la Direttiva 85/467/CE e in alcuni paesi europei sono stati banditi dai primi anni ’70. Tuttavia, l’uso ingente dei PCB nel passato e la loro elevata persistenza sono causa di una presenza in ambiente ancora rilevante e la dismissione di apparecchiature obsolete che utilizzano PCB comporta un ulteriore rischio di contaminazione (Bayarri et al., 2000; Guerzoni e Racanelli, 2003).

Alcuni policlorobifenili sono isostereoisomeri della 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina, considerata il composto più tossico per gli organismi viventi. Ciò rende questi composti estremamente pericolosi per i sistemi viventi, poiché sono in grado di provocare effetti tossici simili a quelli della diossina stessa (Deml, 2004).

Al fi ne di facilitare la valutazione di rischio per l'esposizione alle miscele con cui i PCB si presentano in ambiente, l'EPA (Environmental Protection Agency degli Stati Uniti d'America) e l'OMS (Organizzazione Mondiale di Sanità) hanno defi nito i fattori di tossicità equivalente (TEF). I valori di TEF per i singoli congeneri, moltiplicati per le loro concentrazioni nella matrice di interesse, vengono usati per calcolare la tossicità equivalente (TEQ) di 2,3,7,8-TCDD (Van den Berg et al., 1998; Van den Berg et al., 2006).

I PCB vengono assunti nell'uomo soprattutto attraverso l'alimentazione e studi condotti sull'esposizione giornaliera a complesse miscele di composti organoclorurati, come PCDD, PCDF e PCB hanno dimostrato che la fonte alimentare prevalente è costituita da cibo di origine animale (Mes et al., 1991; Svensson et al., 1991; Anderson et al., 1998; Tsutsumi et al., 2001). I prodotti della pesca, pur costituendo una piccola percentuale della dieta umana, risultano comunque la via principale di introduzione di tali contaminanti nell'uomo (Harrison et al., 1998; Alcock et al., 1998).

Lo scopo di questo lavoro è stato di valutare i livelli di contaminazione da PCB in vongole allevate in laguna di Venezia, di considerare la loro concentrazione in relazione al contenuto lipidico dei molluschi e di stabilire il loro potenziale impatto per i consumatori. A tal fi ne è stata posta particolare attenzione ai congeneri diossina simile (mono-orto e non-orto PCB) e ai PCB 28, 52, 101, 138, 153 e 180, composti risultati particolarmente abbondanti nei pesci.

In questo studio sono stati analizzati campioni di T. philippinarum provenienti da differenti allevamenti situati nei tre bacini lagunari: sud, centro e nord (siti 1-3 bacino sud, siti 4-6 bacino centro, siti 7-9 bacino nord) (Figura 3-3-5). In ogni allevamento è stata delimitata un'area di 15x15m da cui sono stati prelevati 200 esemplari nei mesi di dicembre 2003, marzo, giugno e settembre 2004. In ciascun sito, nell'area campionata, le vongole erano state introdotte come seme, di diversa provenienza, nella primavera del 2003, tra il mese di marzo e quello di maggio. Per ogni campione sono stati scelti, in modo casuale, 80 individui che sono stati sgusciati, omogeneizzati e liofi lizzati. La determinazione delle concentrazioni di PCB è stata eseguita seguendo il metodo EPA 1668 (1999) che prevede una fase di estrazione, una di purifi cazione e la determinazione analitica al gascromatografo con rilevatore di massa a trappola ionica (GC-MS/MS). Il contenuto di lipidi è stato quantifi cato nelle vongole secondo il metodo descritto da Folch et al. (1957) modifi cato (per maggiori informazioni sulle metodiche analitiche si rimanda alla pubblicazione scientifi ca da cui è tratto questo sunto).

Figura 3-3-5. Mappa dei siti di campionamento delle vongole nella laguna di Venezia. Siti: 1, 2, 3 Area Sud; siti: 4, 5, 6 Area Centro; siti: 7, 8, 9 Area Nord.

Le concentrazioni della somma dei 21 congeneri analizzati nelle vongole di questo studio (Figura 3-3-6), sono risultate dello stesso ordine di grandezza o più basso rispetto a quanto riportato per vongole T.

philippinarum raccolte in zone della laguna di Venezia soggette a basso impatto antropico (Di Domenico et

al., 1997, 1998; Binelli e Provini, 2003). Inoltre, se confrontati con i valori trovati nelle vongole e nei mitili raccolti vicino all’area industriale di Porto Marghera (Widdows et al., 1997; Di Domenico et al., 1998; Nasci et al., 2000), le concentrazioni determinate sono risultate inferiori di uno o due ordini di grandezza. In base alla classifi cazione di Miniero et al. (2005), infatti, i risultati provenienti dai siti 1, 3, 4, 6 e 7 rientrano nella categoria delle zone soggette a bassa esposizione da contaminanti. Le vongole provenienti dai siti 8 e 9 hanno invece presentato, oltre a concentrazioni relativamente elevate di PCB, anche un pattern di distribuzione dei congeneri simile tra loro. Questo potrebbe essere dovuto alla risospensione di

sedimenti causata dai mezzi utilizzati per la pesca delle vongole, i quali contribuiscono alla dispersione di inquinanti dalla zona industriale a quest'area della laguna. Il sito 7, invece, pur trovandosi in questa stessa zona lagunare, ha mostrato campioni di vongole con valori di PCB relativamente bassi, confermando quanto riportato precedentemente da Secco et al. (2005) sull'eterogeneità delle concentrazioni di PCB determinate nei sedimenti di quest'area lagunare.

Figura 3-3-6. Tabella riportante i risultati delle analisi effettuate nei campioni di vongole (tratta da Boscolo et al., 2007).

In laguna di Venezia la venericoltura e la raccolta del seme di vongola sono permesse solamente nelle aree con acque classifi cate come idonee a tali attività, secondo parametri igienico-sanitari (Figura 3-3-5). Sfortunatamente, a causa della diffi coltà di sorveglianza, migliaia di tonnellate di molluschi vengano pescate illegalmente nelle aree inquinate e vendute per il consumo umano senza l'applicazione di misure di controllo sanitario. Per questo stesso motivo è possibile che i valori disparati di PCB riscontrati nelle vongole allevate in aree simili della laguna di Venezia, per esempio nei siti 1, 2 e 3 del bacino sud, con un insolito valore elevato di penta-CB determinato nei campioni del sito 2 (Figura 3-3-6), potrebbero essere dovuti a una diversa provenienza del seme di partenza.

I risultati hanno mostrato una chiara predominanza di esa-clorobifenili, seguito dai penta, epta, tetra e tri-CB (Figura 3-3-6), in accordo con quanto riportato in studi precedenti (Pruell et al., 1986; Binelli e Provini, 2003 e altri). Un pattern di distribuzione dei gruppi di clorurazione simile è stato riscontrato anche nei sedimenti della laguna di Venezia (Frignani et al., 2001; Secco et al., 2005). L'accumulo di PCB e l'eventuale decontaminazione quando le vongole vengono trasferite in acque più pulite può dipendere in parte dal grado di clorurazione e la struttura del congenere. Nei bivalvi il potenziale di sequestro e l'emivita del tasso di depurazione generalmente aumenta con il grado di clorurazione e di conseguenza con l'idrofobicità e lipofi licità di ciascun congenere (Livingstone, 1992). Gli esa-CB e i penta-CB vengono accumulati maggiormente rispetto ai tetra e tri-CB. Inoltre il tasso di depurazione dei PCB nelle vongole diminuisce con l'aumento del contenuto di cloro a causa dell'incremento della lipolifi licità (Connolly, 1992).

La variabilità nel contenuto dei lipidi nei bivalvi rifl ette i cambiamenti della qualità e della quantità del cibo (Walz, 1979; Garton & Haag, 1933), lo stato fi siologico e la fase riproduttiva (Pieters et al., 1980; Zandee et al., 1980; Nalepa et al., 1993). In questo studio il contenuto lipidico riportato in Figura 3-3-7 rappresenta la media delle quattro stagioni di campionamento, pertanto sono stati minimizzate le variabilità stagionali di tale parametro. Sebbene i bivalvi abbiano un livello di contenuto lipidico relativamente basso, è risultata esserci una correlazione positiva e signifi cativa (Spearman R = 0,88, p<0,01; y = 3,82x + 3,57) tra -PCB e percentuale di lipidi, confermando l'alta affi nità dei policlorobifenili con la frazione lipidica.