3. Risultati e discussione
3.7. Considerazioni generali
I risultati delle diverse campagne hanno evidenziato come le fragranze analizzate siano soggette ad una evoluzione dinamica nei diversi siti di campionamento. Come era ragionevole aspettarsi, le acque della laguna operano una diluzione di questi composti, come confermato dai campioni prelevati durante l’alta marea e da quelli prelevati nei canali più esterni durante la seconda campagna.
Le concentrazioni totali delle fragranze nei diversi campioni si attestano come ordine di grandezza tra 0,1 e 10 µg/L. Questi valori sono compatibili con la stima approssimata di 1 mg/L come concentrazione totale di fragranze negli scarichi considerando l’ovvio effetto di diluizione operato dalle acque dei canali. Inoltre è opportuno considerare i probabili fenomeni di abbattimento e degradazione nelle fosse settiche e il fatto che le fragranze selezionate sono solo una parte minoritaria della totalità presente nei prodotti per la cura personale e della casa. È interessante notare come i composti più abbondanti e che si ritrovano in quasi tutti i campioni siano l’Amil salicilato, l’Esil salicilato, il Benzil salicilato, l’Ambrofix e il Peonile (Figura 35).
I valori riscontrati di salicilati, circa 2-7 µg/L come massimo, risultano essere inferiori a quelli riportati in letteratura per dare tossicità acuta a stadi larvali di Daphnia e di altre specie (range 0,7 - 10 mg/L per la classe dei salicilati) (Belsito et al. 2012). Tuttavia, benché queste sostanze non siano degli inquinanti persistenti in senso stretto, data l’immissione continua essi si ritrovano persistentemente nell’ambiente ed è pertanto possibile che diano tossicità cronica, in particolare considerando le loro capacità estrogeniche (Charles & Darbre 2009; Zhang et al. 2012).
I dati relativi al Benzil salicilato compresi tra circa 0,03 µg/L e 2 µg/L risultano essere leggermente inferiori rispetto a quelli riportati da Simonich et al. 2000 e 2002 (9 – 10 µg/L) mentre risultano essere in accordo con quanto riportato da Kameda et al. 2011 (145 ng/L).
Se si osservano i dati esposti nei paragrafi precedenti si può notare che dei 17 analiti presi in considerazione solamente tre, Mefranal, Tridecene-2-nitrile e
Dupical non sono mai stati determinati nei campioni raccolti in tutte le quattro campagne di campionamento.
Sull’intero dataset è stata effettuata una Cluster Analysis per valutare la similarità tra gli analiti (variabili) e i campionamenti (casi).
I dati sono stati normalizzati ed in seguito è stato applicato il metodo di clustering di Ward ottenendo i due dendrogrammi (Figura 33 e Figura 34) che mostrano, nel caso della Figura 33, come vi sia un’elevata correlazione tra gli analiti più abbondanti, ovvero Amil salicilato, Esil salicilato, Benzil salicilato e Peonile. A distanze maggiori invece si uniscono le fragranze determinate con minore frequenza e a concentrazioni inferiori.
Nella Figura 34 è evidente la correlazione tra i campioni raccolti in fase di media e bassa marea (che risultano avere le concentrazioni più elevate degli analiti), raggruppati nel cluster a sinistra dell’immagine, mentre al lato opposto sono raggruppate la maggior parte delle stazioni di campionamento situate nella parte periferica della città o che sono caratterizzate da concentrazioni molto basse oppure non determinate affatto, proprio per l’elevata percentuale di analiti al di sotto del limite di rilevabilità.
Figura 33 - Dendrogramma che rappresenta la similarità degli analiti, i codici di campionamento sono ricapitolati nella Tabella A 1 riportata in appendice.
Figura 34 - Dendrogramma relativo ai campionamenti, i codici di campionamento sono ricapitolati nella Tabella A 1 riportata in appendice.
Figura 35 - Abbondanza degli analiti nei campioni, il numero totale è pari a 44 (100%).
-1 4 9 14 19 24 29 34 39 44 44 44 44 43 40 35 28 23 14 9 8 7 7 2 0 0 0 N u me ro d i c amp io n i i n c u i è p re se n te l' an al ita (max = 44)
La Figura 35 mostra, attraverso un istogramma, il numero di campioni in cui è stato determinato ciascun analita.
Se si considera che il numero totale di campionamenti è 44, i salicilati si confermano essere le fragranze più abbondanti e diffuse dato che sono state determinate nel 100% dei casi.
A seguire si trovano l’Oranger Crystals, il Peonile e l’Ambrofix con percentuali rispettivamente dell’80, 91 e 98%, percentuali che sottolineano la loro abbondanza quasi al pari dei salicilati. Queste fragranze assumono molta rilevanza se si considera che questi sono i primi dati che attestano la loro presenza in ambiente.
Nella fascia medio bassa troviamo tutte le altre sostanze, fino a giungere alle 3 che non sono mai state determinate: Mefranal, Tridecene-2-nitrile e Dupical.
Conclusioni
Gli obiettivi di questo lavoro di tesi erano di sviluppare e mettere a punto una metodica analitica in grado di determinare fragranze sintetiche presenti in campioni acquosi provenienti dalla laguna di Venezia, studiare la loro diffusione spaziale, la distribuzione nei diversi comparti ambientali e cercare di individuare le potenziali fonti di immissione in ambiente.
Le prove effettuate in fase di messa a punto del metodo hanno dimostrato che questo è in grado di determinare efficacemente gli analiti anche in concentrazioni molto basse.
I dati ottenuti dalla prima campagna di campionamento hanno evidenziato che il metodo è applicabile a campioni reali nei quali sono presenti gli analiti oggetto dello studio.
La seconda campagna di campionamento ha messo in evidenza che gli analiti non sono distribuiti in maniera uniforme all’interno dell’ambiente lagunare, ma vi è una maggiore abbondanza nelle zone interne della città che diminuisce man mano che ci si avvicina alla laguna aperta.
Un ruolo importante è giocato dalla marea, infatti in condizioni di alta marea le concentrazioni sono risultate essere in media molto basse rispetto alle concentrazioni riscontrate in condizioni di media e bassa marea, dimostrando l’esistenza di una relazione inversa tra l’andamento del livello dell’acqua con la concentrazione.
Visti i dati e le considerazioni appena espresse è plausibile affermare che la sorgente ad impatto maggiore di queste sostanze nel comparto acquatico siano gli scarichi dei reflui che insistono nei canali della città di Venezia e nell’isola di Burano.
È ipotizzabile che il sedimento possa essere un serbatoio per tali sostanze e che possa costituire una sorgente secondaria per i composti più resistenti alla degradazione.
Per il futuro potrebbe essere interessante raccogliere, contestualmente ai campioni d’acqua, dei campioni di sedimento per poter analizzare la ripartizione degli analiti in questo comparto in modo tale da avere una visione più completa della possibile distribuzione ambientale delle fragranze sintetiche.
Poco è noto infatti rispetto al loro destino ambientale una volta che vengono rilasciate in ambiente, sarebbe pertanto interessante effettuare uno studio sui maggiori comparti entro i quali queste sostanze potrebbero diffondere: aria, sedimento e biota.
Appendice
Tabella A 1 - Riassunto dei codici univoci associati alle stazioni di campionamento.
Esempio Ve1S3A: Ve indica il luogo di campionamento, 1 indica la stazione S3 indica la campagna di campionamento e A indica che è una replica.
Codici dei campionamenti
P ri ma ca mpag na C1 Ve1S1 Te rza ca mpag na C1A Ve1S3A C2 Ve2S1 C1B Ve1S3B C3 Ve3S1 C1C Ve1S3C
C4 Ve4S1 C1A1 Ve1S3D
S ec on da ca mpag na C1 Ve1S2 C1B1 Ve1S3E C2 Ve2S2 C1C1 Ve1S3F
C3 Ve3S2 C2A Ve2S3A
C4 Ve4S2 C2B Ve2S3B
C5 Ve5S2 C2C Ve2S3C
C6 Ve6S2 C2A1 Ve2S3D
C7 Ve7S2 C2B1 Ve2S3E
C8 Ve8S2 C2C1 Ve2S3F
C9 Ve9S2 BUR2A Bu2S3A
C10 Ve10S2 BUR2B Bu2S3B
C11 Ve11S2 BUR2C Bu2S3C
C12 Ve12S2 Q ua rta c a m pa gn a C1A Ve1S4A C13 Ve13S2 C1B Ve1S4B C14 Ve14S2 C1C Ve1S4C C15 La1S2 C16 La2S2 BUR1_R Bu1S2 BUR2 Bu2S2 BUR3 Bu3S2 BUR4 Bu4S2 BUR5 Bu5S2 BUR6 Bu6S2
Tabella A 2 – Condizione cromatografica per la determinazione delle fragranze sintetiche.
Oven
Equilibration Time 1 min Oven Program On 90 °C for 2 min
then 3 °C/min to 150 °C for 3 min then 3 °C/min to 180 °C for 5 min then 20 °C/min to 280 °C for 1 min Run Time 46 min 15 min (Post Run) 305 °C
Thermal Aux 2 {MSD Transfer Line}
Heater On Temperature Program On 290 °C for 0 min
Run Time 46 min
Column #1
HP-5 5% Phenyl Methyl SiloxanHP-5 5% Phenyl Methyl Siloxan
325 °C: 60 m x 250 µm x 0.25 µm
In: Front SS Inlet He Out: Vacuum
(Initial) 90 °C Pressure 23.492 psi Flow 1.2 mL/min Average Velocity 28.762 cm/sec Holdup Time 3.4768 min Flow Program On
1.2 mL/min for 0 min
Run Time 46 min 15 min (Post Run) 0.92041 mL/min
MS Source : 230 C maximum 250 C MS Quad : 150 C maximum 200 C Front SS Inlet He Mode Splitless Heater On 280 °C Pressure On 23.492 psi Total Flow On 51.2 mL/min
Septum Purge Fl Off Gas Saver On 15 mL/min After 5 min
Purge Flow to Split Vent 50 mL/min at 1.5 min
Tabella A 3 - Masse selezionate per la determinazione delle fragranze sintetiche in HRGC-LRMS
Finestra #1 Finestra #8
Plot 1 Ion : 124.10 Plot 2 Ion : 152.1
Group Start Time : 33.90 Plot 1 Ion : 155.10 Plot 2 Ion : 170.1
Finestra #2 Finestra #9
Group Start Time : 19.00 Plot 1 Ion : 148.10 Plot 2 Ion : 162.1
Group Start Time : 35.20 Plot 1 Ion : 120.10 Plot 2 Ion : 152.1
Finestra #3 Finestra #10
Group Start Time : 23.00 Plot 1 Ion : 129.10 Plot 2 Ion : 129.1
Group Start Time : 39.00 Plot 1 Ion : 130.10 Plot 2 Ion : 184.1
Finestra #4 Finestra #11
Group Start Time : 25.20 Plot 1 Ion : 91.10 Plot 2 Ion : 91.1
Group Start Time : 42.00 Plot 1 Ion : 215.20 Plot 2 Ion : 215.2
Finestra #5 Finestra #12
Group Start Time : 26.30 Plot 1 Ion : 175.10 Plot 2 Ion : 158.1
Group Start Time : 42.80 Plot 1 Ion : 91.10 Plot 2 Ion : 228.1
Finestra #6 Finestra #13
Group Start Time : 29.10 Plot 1 Ion : 149.10 Plot 2 Ion : 149.1
Group Start Time : 45.00 Plot 1 Ion : 190.20 Plot 2 Ion : 218.2
Finestra #7
Group Start Time : 30.30 Plot 1 Ion : 164.10 Plot 2 Ion : 208.1
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Elisa Scalabrin, Studio di composti organici idrosolubili nell’aerosol artico, Università Ca’ Foscari Venezia, Facoltà di Scienze MM.FF.NN, Corso di Laurea in Scienze Ambientali, Anno Accademico 2009/2010
Giovanni Rizzato, Studio dell’ambiente litoraneo veneto attraverso la caratterizzazione chimica di microcontaminanti in campioni d’acqua, Università Ca’ Foscari Venezia, Dipartimento di Scienze Ambientali e Informatica, Anno Accademico 2011/2012.
Fabio Paolo Polo, Studio della contaminazione chimica nella laguna di Nador (Marocco) attraverso l’analisi di microcontaminanti organici ed inorganici in campioni di sedimento, Università Ca’ Foscari Venezia, Facoltà di Scienze MM.FF.NN, Corso di Laurea in Scienze Ambientali, Anno Accademico 2010/2011
Ringraziamenti
Al termine di questo lungo lavoro, di tirocinio prima e di tesi poi, vorrei ringraziare alcune persone perché sono convinto che la gratuità e il tempo donato siano le monete di scambio di maggior valore che si possiedono.
Grazie al mio relatore, il prof. Andrea Gambaro, che mi ha seguito in questo percorso e che fin da subito si è dimostrato disponibile e paziente nei miei confronti. Grazie per avermi mostrato la passione verso questa materia che mi ha spinto a scegliere di lavorare con Lei.
Grazie al mio insuperabile correlatore, il dott. Marco Vecchiato, che è stato per me un punto di riferimento lungo tutto il periodo del tirocinio e della tesi. Grazie per la pazienza, la comprensione e i preziosissimi consigli che porterò sempre con me. Grazie anche ad Elena Argiriadis che, assieme a Marco, mi ha sopportato e aiutato a superare le difficoltà.
Grazie alla dott.sa Elena Barbaro per aver collaborato nella raccolta dei campioni a Burano e per aver contribuito in maniera determinante allo sviluppo di questo lavoro.
Grazie a tutti i componenti del gruppo di ricerca per avermi accolto fin da subito e fatto appassionare al mondo della ricerca.
Grazie ai miei amici, in particolare a Moreno, per essere stato sempre al mio fianco e avermi supportato anche nei momenti di maggiore difficoltà.
Grazie alla mia famiglia che mi ha permesso di intraprendere questo lungo viaggio e mi ha sostenuto in questa scelta.
Grazie a Cristina! Ultima in questa lista ma prima nel mio cuore, grazie di essere te! Grazie per avermi spronato e accompagnato in questo lungo viaggio. Grazie per avermi aiutato nei momenti di sconforto e difficoltà. Grazie per essere sempre al mio fianco.