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Monitoraggio del Lago PERTUSILLO: II Rapporto tecnico

Rapporto tecnico conclusivo della campagna di indagine del 14 marzo 2017

  1. Premessa
  2. Introduzione
  3. Area di indagini
  4. Piano di indagini
  5. Risultati e discussione
  6. Considerazioni finali
la relazione completa (formato pdf)
allegato 1 (formato pdf)
allegato 2 (formato pdf)

PREMESSA

Premessa In data 24 febbraio 2017 ore 14,30 circa, personale tecnico di ARPAB Metaponto, si è recato sull'Invaso del Pertusillo per effettuare campionamenti urgenti e straordinari.
E' stata effettuata una ricognizione lungo le sponde del lago e quindi si è proceduto, posizionandosi sullo sbarramento dell'invaso ad eseguire le prime rilevazioni mediante l'ausilio di una sonda multiparametrica. E' stato determinato un profilo, fino alla profondità massima consentita dalla strumentazione, di 57 metri mediante rilevazione di pH, conducibilità, temperatura, clorofilla, ossigeno disciolto e potenziale redox. Contestualmente sono stati prelevati campioni di acqua superficiale, a 3 metri e a 40 metri di profondità mediante l'ausilio di una bottiglia di Niskin (cavo massimo di 40 metri).
I campioni prelevati avevano l'obiettivo di confermare o escludere mediante successiva analisi microscopica l'ipotesi di fioritura algale attraverso indagini preliminari.
Tale ipotesi è stata poi confermata.
In data 27 febbraio 2017 è stata effettuata da personale ARPAB una campagna mirata, su l'intero invaso del Pertusillo mediante l'utilizzo di imbarcazione. Allo scopo sono state individuate n.5 stazioni rappresentative delle indagini da svolgere finalizzate alla comprensione del fenomeno ipotizzato.
In data 14 marzo 2017 è stata effettuata una seconda campagna di indagine su tutte le stazioni di individuate nel "piano di indagine emergenza Pertusillo".
In particolare sono state individuate numero 5 stazioni di indagine come di seguito denominate:
Staz. 1 Diga del Pertusillo presso sbarramento, Staz.2 Diga del Pertusillo presso Montemurro, Staz.3 Diga del Pertusillo presso Spinoso, Staz.4 Diga del Pertusillo presso Masseria Crisci, Staz.5 Diga del Pertusillo presso Grumento.
Per ogni stazione di indagine sono stati prelevati campioni di acqua superficiale, a 3 metri e sul fondo, ad eccezione dello sbarramento dove è stato prelevato anche un campione a - 50 metri. Inoltre , mediante benna Van Veen, nelle medesime stazioni sono stati prelevati campioni di sedimento lacustre. Su tutti i campioni prelevati sono state condotte analisi chimiche, chimico-fisiche, ecotossicologiche, microbiologiche e determinazione del numero di cellule algali.

INTRODUZIONE

Le indagini condotte sono state finalizzate alla comprensione del fenomeno di colorazione anomala delle acque dell'invaso. E' noto che per effetto di attività antropiche le acque superficiali vanno spesso incontro a fenomeni di arricchimento in nutrienti che potrebbe determinare, nei sistemi stagnanti o a basso idrodinamismo, il fenomeno dell'eutrofizzazione la cui risposta biologica è l'aumento della biomassa algale.
Un lago è un sistema disomogeneo, che mostra una elevata variabilità spazio-temporale ed è soggetto spesso ad eventi di disturbo.
La diversificazione delle forme, nel caso del fitoplancton, è strettamente correlata alla necessità di sfruttare nel modo migliore le diverse nicchie ecologiche offerte dalla eterogeneità dell'ambiente lacustre:

  • Temperatura e densità dell'acqua
  • Radiazione luminosa
  • Nutrienti

Le alghe fitoplanctoniche, visibili solo al microscopio ottico sono le alghe che rivestono maggiore interesse per la valutazione della qualità delle acque destinate alla produzione di acqua potabile. Sono organismi vegetali fotoautotrofi e comprendono specie unicellulari, pluricellulari e coloniali. Particolare rilievo assume la determinazione numerica e tassonomica delle alghe appartenenti a specie potenzialmente tossiche e a specie capaci di produrre sostanze odorigene. Infatti, con adeguate condizioni ambientali, le alghe possono produrre spessi strati di cellule nei corpi idrici superficiali. Le fioriture o blooms algali sono comunemente costituite da Cianobatteri, molte specie dei quali sono in grado di produrre diverse categorie di tossine. Altri taxa producono sostanze che conferiscono odori o sapori particolari all'acqua: Crisoficee, Criptoficee, alcune specie di Dinoficee pigmentate, di Cloroficee e di Diatomee.

AREA DI INDAGINE


area indagine
tabella stazioni indagine

PIANO DI INDAGINI

I prelievi sono stati effettuati con mezzo nautico, e non da riva, al fine di consentire l'esecuzione di campionamenti e misure lungo la colonna d'acqua. Le indagini sono state condotte sui campioni di acqua superficiale e profonda, sedimenti prelevati nelle stazioni indicate nell'immagine della sezione precedente.
Il campionamento è stato condotto a - 0,1 m, - 3 m e il fondo dell'invaso, mentre allo sbarramento la massima profondità indagata è stata a 50 metri. Il prelievo dei campioni è stato effettuato mediante una bottiglia Niskin da 2,5 L per l'analisi del fitoplancton, per le analisi chimiche e stabilizzando i campioni dove necessario; per la colonna d'acqua i parametri chimico-fisici sono stati determinati mediante sonda multiparametrica. Per l'analisi del fitoplancton sono stati prelevate due aliquote una tal quale per consentire una immediata osservazione al microscopio e una stabilizzata mediante reattivo di Lugol per consentire la conservazione del campione stesso.

RISULTATI E DISCUSSIONE

Test ecotossicologici

I campioni di acqua della diga Pertusillo sono stati sottoposti a saggi ecotossicologici con gli organismi Vibrio fischeri (batterio) ,Daphnia magna (crostaceo) e Lepidium sativum (semi). Le analisi condotte sui campioni di acqua prelevati il 27 febbraio 2017 non hanno evidenziato fenomeni di tossicità. Non vengono evidenziati neanche fenomeni di ormesi molto accentuati attribuibili ad un eccesso di nutrienti, a dimostrazione della mancanza di nutrienti in questa fase di indagini. Analogamente anche i sedimenti del del lago sono stati sottoposti a saggi ecotossicologici con Vibrio fischeri, Daphnia magna e di fitotossicità con Lepidium sativum.


Le analisi condotte durante le indagine del 27 febbraio 2017 sui campioni di sedimenti (elutriato) non hanno evidenziato presenza di tossicità.

Tabella: risultati test di tossicità condotti sulla matrice acqua (indagine 27 febbraio 2017)
tossicità acqua

Tabella: risultati test di tossicità condotti sulla matrice sedimento lacustre-elutriato (indagine 27 febbraio 2017)
tossicità sedimenti

Le analisi condotte sui campioni di acqua prelevati il 14 marzo 2017 non hanno evidenziato fenomeni di tossicità.

Tabella: risultati test di tossicità condotti sulla matrice acqua (indagine 14 marzo 2017)
tossicità sedimenti

Le analisi condotte durante le indagine del 14 marzo 2017 sui campioni di sedimenti (elutriato) non hanno evidenziato presenza di tossicità.

Tabella: risultati test di tossicità condotti sulla matrice sedimento lacustre-elutriato (indagine 14 marzo 2017)
tossicità sedimenti

Fitoplancton: risultati del 24 e 27 febbraio 2017

Il plancton è la comunità di organismi animali (zooplancton) e vegetali (fitoplancton) che vive fluttuante nella massa di acqua dei laghi. Questa comunità è composta da organismi prevalentemente di dimensioni microscopiche, appartenenti a diversi gruppi sistematici.

Il fitoplancton è costituito da alghe unicellulari o coloniali appartenenti ai gruppi delleDiatomee, Dinophicaee, Clorophicaee e Cianophicaee.

Dai risultati ottenuti durante le campagne di indagine del24 e del 27 febbraio 2017 si evidenziava la presenza di un bloom algale di Peridinium spp . Nella tabella seguente sono state riportate per ogni area indagata il numero di cellule litro di microalghe della Classe delle Dinophiceae ed in particolare dell'ORDINE delle Peridiniales, PHYLUM Pyrrophyta, TAXON Peridinium spp.

Le dinoficee (divisione: Dinophyta) sono importanti costituenti del plancton sia marino che d'acqua dolce. Sono costituite da un epicono e da un ipocono divisi da una cintura o cingolo; sia l'epicono che l'ipocono sono normalmente divisi in un numero di teche diverse per ogni genere.

Presentano un solco longitudinale perpendicolare alla cintura; i flagelli, longitudinali e trasversali, fuoriescono tra le teche nell'area dove la cintura e il solco si incontrano ed emergono uno al di fuori della cellula e l'altro rimane attaccato alla cintura. I pigmenti fotosintetici principali sono la clorofilla a, c2. Le dinoficee al contrario di tutte le altre alghe presentano un'organizzazione nucleare intermedia tra quella dei procarioti ed eucarioti. I mesocarioti o dinocarioti così come vengono anche definite queste alghe presentano alcune caratteristiche singolari quali lo stato condensato dei cromosomi anche durante l'interfase, la diversa composizione chimica dei cromosomi stessi e durante la divisione cellulare la membrana nucleare rimane intatta anche durante la divisione.
Il metodo da noi utilizzato prevede l'osservazione diretta al microscopio ottico invertito dopo sedimentazione del campione di acqua in apposite camere. In questo modo viene assicurata l'osservazione di un campione inalterato, poiché il materiale particolato in esso contenuto viene osservato direttamente dopo un solo passaggio di sedimentazione spontanea; viene contestualmente consentita la valutazione microscopica e macroscopica delle caratteristiche morfologiche degli individui presenti. Il principio è derivato dal metodo di Utermohl; inoltre è possibile distinguere e contare alghe pigmentate (individui vivi) e alghe non pigmentate (individui morti). Il metodo riportato permette di stabilire il numero delle cellule algali.

Nella tabella seguente è stato riportato il numero delle cellule/litro riscontrate in tutte le stazioni indagate.
grafico fitoplancton 1

Il numero di cellule di Peridinium spp e di cisti riscontrate nel campione di acqua superficiale prelevato in data 24 febbraio 2017, allo sbarramento della diga del Pertusillo, è risultato pari 78x105 cell/L, a 3 metri di profondità 947.607 cell/L e a 40 metri di profondità 801.821 cell/L.
Dalle indagini, relative al campionamento del 27 febbraio 2017, il numero di cellule Peridinium spp riscontrate è risultato in diminuzione allo sbarramento della diga, invece nella stazione 3 diga del Pertusillo presso Spinoso il numero di cellule è risulta ancora molto alto.

Tecniche di identificazione

L'identificazione si basa, oltre che sulla forma e struttura della cellula, anche sulla disposizione e numero delle placche. I caratteri di identificazione delle cellule tecate sono ppoco visibili all'invertomicroscopio perché il citoplasma maschera le suture tra le diverse placche. Il metodo del calcofluor mette in evidenza, al microscopio ottico diritto le suture in individui interi e si basa sull'uso del colorante fluorescente legatosi alla cellulosa.

vedi la tabella comunita fitoplanctonica riscontrata durante le campagne di indagini del 24 e 27 febbraio 2017 (formato pdf)

Fitoplancton: risultati del 14 marzo 2017

Dai risultati ottenuti durante la campagna di indagine del 14 marzo 2017 è emerso che il blooms algale della dinoficea Peridinium spp. è risultato in forte diminuzione come riportato nel grafico seguente.
tabella fitoplancton

Nel grafico seguente sono state riportate il numero di cellule algali lungo la colonna d'acqua dell'invaso.
tabella cellule algali

Dall'analisi della comunità fitoplanctonica condotta durante le indagini del 14 marzo 2017 sono state riscontrate in numero considerevole alghe fitoflagellate. Il PHILUM Cryptophyta, ORDINE Cryptomonadales sono costituenti del plancton. Hanno una forma dorsoventrale, la cellula si mostra troncata obliquamente, in posizione anteriore è presente il vestibolo da cui fuoriescono 2 flagelli diseguali. Crescono meglio a temperature relativamente basse, formano estese popolazioni anche in acque profonde. Sono autotrofe e mixotrofe, utilizzano NH4 e N organico. Il numero massimo di cellule /litro di Cryptomonas spp. nei campioni di acqua superficiale è risultato pari 1.327.014 nella Stazione 1 diga del Pertusillo presso sbarramento e di 1.129.839 cellule/litro nella Stazione 2 diga del Pertusillo presso Montemurro.

Nella tabella seguente è stata riportata la comunità fitoplanctonica rilevata durante la campagna di indagine del 14 marzo 2017.
tabella comunità fitoplancton relativa all'indagine del 14 marzo 2017(formato pdf)

Nei grafici seguenti è stata riportata la comunità fitoplanctonica e il numero di cellule algali riscontrate lungo la colonna d'acqua per ogni stazione di indagine: vedi grafici (formato pdf)

Analisi microbiologiche

Le indagini microbiologiche condotte in tutte le stazioni di indagine sulle acque superficiali non evidenziano la presenza di carica batterica elevata.

Parametri Chimico-Fisici

La determinazione dei parametri chimico-fisici consente di verificare la variabilità generatasi durante un fenomeno di fioritura algale.

Di seguito sono stati riportati i risultati delle indagini chimico-fisiche eseguite sull'invaso del Pertusillo il 24, il 27 febbraio 2017 e il 14 marzo 2017. In ogni sito di campionamento e alle differenti profondità sono state registrate, con una sonda multiparametrica (Hydrolab mod. DS5) le misure di pH, Conducibilità, Ossigeno disciolto, Temperatura e clorofilla. La sonda multiparametrica è azionata ad un verricello e viene calata lungo la verticale dalla superficie al fondo. I dati acquisiti sono trasmessi via cavo ad un computer situato a bordo e quindi memorizzati.

Clorofilla

Il valore della clorofilla "a" rappresenta un valido indice della concentrazione della biomassa algale e permette di definire il livello trofico di un corpo idrico, prevedendo quindi eventuali condizioni anossiche del fondale.

Il grafico della distribuzione di clorofilla lungo la colonna d'acqua evidenzia presenza fino a profondità elevate. Tale andamento è correlabile alla precipitazione delle cellule algali verso il fondo del lago. Il picco di clorofilla sulle acque superficiali dello sbarramento in data 27 febbraio è risultato pari a 353,45 ug/L.

In data 14 marzo 2017 il picco della clorofilla nell'invaso è in forte diminuzione ed è pari a 5,7 ug/L, in profondità la concentrazione arriva a un massimo di 17,23 ug/L.
vedi grafici in relazione completa (formato pdf)

Temperatura °C

Ogni organismo ha un suo range di tolleranza termica all'interno del quale avvengono tutti i processi per la vita. la fioritura algale delle peridiniales ha un optimum di crescita alle temperature tipiche invernali. vedi grafici in relazione completa (formato pdf)

pH

La misura del pH, rappresenta la valutazione dell' attività degli ioni idrogeno e quindi il grado di acidità all'interno di un ecosistema, dove la concentrazione degli ioni H+ ha un valore determinato e, quindi, favorevole all' esistenza di varie specie di organismi che vivono in acque. vedi grafici in relazione completa (formato pdf)

Ossigeno disciolto

L'Ossigeno è il fattore essenziale per la vita di un lago e per gli usi potabili che ne derivano. Una concentrazione insufficiente provoca condizioni di anossia. I grafici seguenti mostrano l'andamento dell'ossigeno in percentuale lungo la colonna d'acqua nei periodi indagati.

Analisi Chimiche delle Acque e dei Sedimenti lacustri

Sui campioni di acqua lacustre prelevati nel corso della seconda campagna di indagine del 14 marzo 2017 sono state eseguite analisi per la determinazione di analiti appartenenti all'elenco delle sostanze prioritarie e prioritarie pericolose (D.M 260/2010 e D.lgs 172/2015) al fine di definire lo stato chimico del corpo idrico.
Il D.lgs 172/2015, fissa dei limiti di concentrazione, detti Standard di Qualità Ambientale (SQA), nelle acque superficiali per un elevato numero di sostanze di origine organica oltre agli elementi in traccia quali Cadmio, Mercurio, Nichel e Piombo.
Nel caso di tali elementi in traccia, gli SQA sono stabiliti in termini di concentrazioni totali la cui determinazione viene effettuata previa filtrazione del campione acquoso su un filtro con porosità pari a 0,45 µm.
Tali standard rappresentano le concentrazioni che identificano il buono stato chimico.
Sono state condotte analisi finalizzate alla valutazione del tenore dei nutrienti (azoto e fosforo nelle diverse forme), di fitofarmaci e altre sostanze di derivazione antropica.
Tutte le sostanze analizzate rientrano nei parametri limiti previsti dal D.M. 260/2010 espresse come SQA-CMA concentrazione massima ammissibile.
Analogamente a quanto effettuato in data 27 febbraio anche nella campagna del 14 marzo sono stati campionati, nelle medesime stazioni, i sedimenti lacustri mediante utilizzo di benna Van Veen. Il monitoraggio del sedimento lacustre, in accordo con quanto riportato nel "Guidance Document No: 25 Guidance on chemical monitoring of sediment and biota under the Water Framework Directive", è importante in quanto può essere utilizzato unitamente alla matrice acqua per meglio comprendere e fotografare lo stato del corpo idrico.

Il campionamento dei sedimenti è stato eseguito prelevando lo strato superiore in quanto rappresentativo del materiale recente depositato. Questi strati superiori sono il risultato di deposizione di particelle dalla colonna d'acqua (sedimentazione) e fisiche (per esempio mediante correnti, onde) e la miscelazione biologica (bioturbazione) e pertanto rappresenta la fase del sedimento più rappresentativa.
Le analisi chimiche condotte sui sedimenti sono state finalizzate alla valutazione dei seguenti parametri:

  • Idrocarburi sia quelli con C > 12 ed in particolare la frazione C12-C40 che quelli con C<12 (frazione C6-C12);
  • Composti Organici Volatili (VOC);
  • Metalli Pesanti;
  • Policlorobifenili;
  • Idrocarburi Policiclici Aromatici ;
  • Fitofarmaci.

Idrocarburi (C12 - C40)

Analisi e valutazioni a cura del Dott. Giuseppe Anzilotta
Le indagini eseguite sul sedimento prelevato in data 14 marzo 2017 hanno confermato presenza di idrocarburi.
Il confronto tra le due campagne evidenzia un incremento del parametro C>12 in tutte le stazioni campionate con un andamento più marcato nella stazione di Grumento e in quella di Spinoso dove la concentrazione passa rispettivamente da 50,1 a 69,5 mg/kg e da 12,2 a 19,3 mg/kg.
Invece, nella stazione denominata Masseria Crisci il campione del 14 marzo ha fatto registrare una diminuzione della concentrazione di idrocarburi che è scesa sotto il limite di quantificazione del metodo (UNI EN ISO 16703:2011) pari a 10mg/kg.
Tuttavia, data l'assenza di una normativa che imponga valori limite ammessi per la matrice sedimento, i dati di concentrazione degli idrocarburi C > 12 riscontrati possono essere valutati sulla base della letteratura scientifica. In studi effettuati anche da altre ARPA in casi analoghi di contaminazione di un sedimento da idrocarburi, ad esempio da ARPA Lombardia "Progetto sedimenti Lambro Rapporto Finale", è stato utilizzato come riferimento lo studio svolto da MacDonald e al. (2000)1( 1 D.D. MacDonald, C.G. Ingersoll, T.A. Berger Arch. Environ Contam. Toxicol.39, 20-31 (2000)) su popolazioni di macroinvertebrati di acqua dolce esposti a sedimenti contaminati da idrocarburi sia di origine naturale che antropica al fine di valutarne il grado di tossicità. Tali studi hanno permesso di proporre dei dati di riferimento di concentrazione a cui si manifestano effetti tossici del tipo TEC (concentrazione soglia di effetto) e PEC (concentrazione legata a un probabile effetto), rispettivamente di 860 mg TPH/kg come TEC e 1720 mg TPH/kg come PEC.
La composizione degli idrocarburi è stata determinata mediante analisi gascromatografica e rivelatore FID. Il profilo dei cromatogrammi per gli idrocarburi analizzati nel sedimento campionato nella stazione di Grumento è risultato analogo in entrambe le campagne. Ciò significa che anche le fonti responsabili della presenza degli idrocarburi nei sedimenti lacustri non sono cambiate tra un campionamento e l'altro, ovvero che verosimilmente non si sono sommate altre sorgenti di contaminazione ( vedi cromatogramma)
La differenza in termini di concentrazione è principalmente dovuta alla presenza nel sedimento prelevato in data 14 marzo di una quantità maggiore di idrocarburi lineari alifatici a numero dispari di atomi di carbonio, in particolare idrocarburi C21, C27, C28, C29 e C31 sul totale degli idrocarburi presenti ( vedi cromatogramma)
Diversi studi scientifici, di cui si citano i principali (Bugalho 20042 Zech 20113 Maffei 20044), hanno attestato la presenza di detti singoli alcani con numeri dispari di atomi di carbonio sulle foglie e sugli aghi di diverse specie vegetali, alcune delle quali presenti anche in Val d'Agri.
Pertanto, la loro presenza nei sedimenti in forma di idrocarburi singoli fa propendere per una un'origine "naturale" ovvero biogenica. Ciò è comprovato anche dal fatto che gli idrocarburi di origine fossile sono presenti in natura sotto forma di miscela di sostanze che oltre a comprendere gli alcani lineari a numero dispari di atomi di carbonio contiene quelli a numero pari (spesso in concentrazione maggiore), i cicloalcani e gli alcani ramificati. A titolo di esempio si riporta di seguito il confronto tra il cromatogramma del campione di sedimento della stazione di Grumento con il cromatogramma di un greggio e quello di una miscela costituita da nafta e olio minerale.

Di seguito si riportano i dati di concentrazione determinati nel corso dello studio condotto nel biennio 2013-2014. Solo il dato di concentrazione pari ai 69,5 mg TPH/kg rilevato nella stazione di Grumento nella seconda campagna supera quanto rilevato finora nei sedimenti lacustri del Pertusillo.

2 Bugalho, M.N.,Dove,H., Kelman, W.M., Wood, J.T., Mayes, R.W., (2004) Plant wax alkanes and alcohols as herbivore diet compo- sition markers. J. Range Manage.57, 259–268
3 Zech, M., Pedentchouk, N., Buggle, B., Leiber, K., Kalbitz, K., Markovic, S. B., & Glaser, B. (2011). Effect of leaf litter degradation and seasonality on D/H isotope ratios of n-alkane biomarkers. Geochimica et Cosmochimica Acta, 75, 4917-4928
4 Maffei, Badino and Bossi, Chemotaxonomic significance of leaf wax n-alkanes in the Pinales (Coniferales) Journal of Biological Research 1: 3– 19, 2004.

Fitofarmaci e Policlorobifenili

Analisi e valutazioni a cura della Dott.ssa Bochicchio Dominga
A livello nazionale non sono presenti norme specifiche che permettano un confronto rispetto a valori soglia di contaminazione per la matrice sedimento. Fino a qualche anno fa era prassi usare come riferimento le CSC (concentrazioni soglia di contaminazione) quelle definite per i suoli nel Decreto Legislativo 152/2006. Tuttavia con il passare del tempo tale scelta è stata sempre più messa da parte, innanzi tutto perché i limiti a cui si fa riferimento sono stati messi in campo per la protezione dell'uomo rispetto ad eventuali esposizioni ai siti contaminati ed in secondo luogo perché la matrice sedimento è sostanzialmente diversa dal suolo. I sedimenti rivestono un ruolo fondamentale per la salute degli ecosistemi acquatici sia per le interazioni con l'acqua interstiziale ed i livelli idrici sovrastanti sia perché habitat di molti organismi e sostegno di tutta la fauna acquatica. Al fine di valutare il grado di rischio per la fauna acquatica e l'eventuale rischio di esposizione da parte dell'uomo e dunque con lo scopo di definire dei valori soglia di contaminazione per questa matrice sono stati condotti degli studi sia a livello internazionale che nazionale. Nel 2011 è stato redatto dall'Ispra il documento 154/2011 - Standard di qualità di sedimenti fluviali e lacuali. Criteri e proposta in cui vengono approfonditi gli aspetti legislativi riassumendo lo stato dell'arte del quadro normativo italiano, europeo ed internazionale. In questo documento vengono poi proposti una serie di approcci definiti teorici, empirici e combinati per il calcolo degli standard qualitativi dei sedimenti che culminano in una proposta di SQG (Sediment Quality Guidelines) relativamente però soltanto ad alcuni contaminanti. Per quanto concerne la classe di molecole appartenenti ai policlorobifenili (PCB) il documento Ispra propone un valore pari a 1.802 µg/kg sulla sostanza secca calcolato con l'approccio SQG-Bioaccumulo, definito anche "Livello residuo nei tessuti" o TRA (Tissue Residue Approach). In tale approccio si definiscono le concentrazioni di singole sostanze e/o miscele che si ritiene non diano luogo a concentrazioni inaccettabili nei tessuti degli organismi acquatici, basandosi su concentrazioni residue nei tessuti di riferimento e fattori di bioaccumulo sedimenti-biota (Cook et al. 1992). Nel documento ISPRA 154/2011 viene altresì specificato che i valori di SQG-bioaccumulo sono stati ricavati facendo riferimento esclusivamente ai due database (EPA e U.S. Army) di BASF disponibili al momento della redazione del documento, che sono stati sviluppati da dati del Nord America e limitatamente ad alcune specie, quindi sostanzialmente parliamo di una proposta effettuata con pochi dati a disposizione. In entrambi i campionamenti analizzati sui sedimenti del Pertusillo non abbiamo riscontrato presenza di PCB (vedi allegato 1). Per quanto riguarda la classe dei fitormaci, anch'essi di sicura origine antropica, troviamo nel Dlg. 172/2015 valori di SQA (Standard di Qualità Ambientale) che si riferiscono esclusivamente ai sedimenti marino-costieri e di transizione, come riportato nella seguente tabella:

Il documento ISPRA 154/2011 propone dei limiti per alcuni fitofamaci tra quelli più comunemente ritrovati nei sedimenti che riportiamo nella seguente tabella:

Dall'analisi dei risultati del primo e del secondo campionamento dei sedimenti della Diga in quasi tutti i punti analizzati riscontriamo la presenza dei metaboliti del DDT, e cioè il p,p'-DDE (1,1-dicloro-2,2 bis(p-clorofenil)etilene) e il p,p'-DDD (1,1-dicloro-2,2 bis(p-clorofenil)etano). Soltanto nel secondo campionamento e solamente nel punto denominato Spinoso troviamo il clorpirifos etile e l'esaclorobenzene. Queste molecole erano già state riscontrate nelle analisi condotte nella diga nel 2013 nell'ambito del Progetto Ecosistemi come riportato nella relazione redatta a conclusione del progetto stesso. Confrontando i dati del 2013 con quelli attuali possiamo notare che i valori rimangono dello stesso ordine di grandezza pur essendo più alti in questo caso, sia nel primo che nel secondo campionamento. La tabella tratta dal documento Ispra 154/2011, riporta i limiti solo per alcune delle sostanze che ritroviamo nei nostri campioni come il p,p'-DDD e il p,p'-DDE, non sono invece proposti valori soglia per gli isomeri o,p'-DDD e il o,p'-DDE , né per la sommatoria dei due isomeri.
I valori riscontrati nei campioni di sedimenti del Pertusillo, sia nel primo che nel secondo campionamento, sono sempre inferiori ai limiti proposti nel documento Ispra. Tale andamento viene evidenziato nell'istogramma di seguito riportato. vedi istogramma (formato pdf)
Riportiamo di seguito anche il confronto tra il primo e il secondo campionamento della sommatoria degli isomeri p,p' ed o,p' DDD e DDE:

Metalli pesanti

Analisi e valutazioni a cura del Dott. Di Gennaro Spartaco
La concentrazione dei metalli pesanti nei sedimenti lacustri e fluviali non è normata ed in assenza di normativa anche in questo caso ci siamo riferiti a dati di letteratura.
In assenza di normativa che definisce gli standard di qualità dei sedimenti fluviali e lacustri e quindi per comprendere lo stato di qualità dei sedimenti del Pertusillo ci siamo riferiti a quanto normato in altri stati europei.
In Olanda, ad esempio, per i suoli ed i sedimenti viene utilizzato un approccio multi-livello, secondo il quale per ciascuna sostanza vengono identificati due valori di concentrazione caratteristici delle sostanze. Il valore di intervento (intervention value) è la concentrazione di un contaminante superata la quale si ha un serio evento di contaminazione della matrice ambientale. Il valore soglia (target value), invece, indica il livello in corrispondenza del quale si ha un livello accettabile di qualità. Nella tabella seguente vengono mostrati per i diversi inquinanti i valori dei due parametri contenuti in una circolare olandese del 2000.

Dall'analisi dei risultati ottenuti sui due campionamenti effettuati nella Diga risulta che tutti i metalli analizzati in entrambe le campagne di indagine risultano essere al di sotto dei valori di Intervento olandesi.
Inoltre, da un confronto con i dati ottenuti nel corso delle campagne 2013-2014, si evidenzia che i dati attuali ricadono all'interno dell'intervallo di variazione misurato in passato, oppure il dato è appena distinguibile dal limite di quantificazione LoQ.
Di seguito si riportano alcuni esempi di andamento dei singoli metalli analizzati e il confronto tra le due campagne di indagine.
vedi esempi e grafici di cui sopra (formato pdf)

Idrocarburi Policiclici Aromatici

Analisi e valutazioni a cura della Dott.ssa Accoto Grazia e del P.I. Sig. Acito Eustachio
Globalmente le fonti petrogeniche di IPA sembrano essere minori rispetto all'immissione di IPA da processi di combustione, tuttavia, a causa della loro natura estremamente lipofila tendono ad accumularsi nel tempo negli ecosistemi naturali; pertanto è indispensabile valutare la concentrazione presente nei vari comparti ambientali: suolo, acqua superficiale e sotterranea, sedimento fluviale, benthos, deposizioni atmosferiche, materiale vegetale e seguirne l'evoluzione temporale.
Nei processi di formazione degli IPA si distinguono quelli che si formano nei processi combustione/pirolisi a temperature superiori a > 400°C detti IPA pirogenici e quelli che si formano a temperature più basse detti IPA petrogenici. Gli IPA pirogenici sono isomeri cineticamente favoriti, hanno peso molecolare medio alto (con 4 o più anelli condensati) e sono non-alchilati. Gli IPA petrogenici termodinamicamente favoriti sono soprattutto gli IPA a basso peso molecolare (due o tre anelli aromatici condensati) e spesso sono alchilati.
Nel petrolio grezzo la distribuzione di Idrocarburi policiclici aromatici è stata ampiamente studiata ( Polycyclic Aromatic Hydrocarbons a Constituent of Petroleum: Presence and Influence in the Aquatic Environment; Daniela M. Pampanin and Magne O. Sydnes; Hydrocarbon. Rijeka: InTech Prepress, 2013 - 88.167.97.19); nella tabella sottostante è riportata la distribuzione minima, media e massima per singolo IPA in alcune miscele di petrolio grezzo.

Il petrolio è mediamente più ricco di IPA a basso peso molecolare, infatti il naftalene ad alcuni suoi derivati alchilici, sono i costituenti principali. Per valutare la presenza di IPA petrogenici è necessario valutare anche le concentrazioni relativa tra le concentrazioni di alcuni IPA e in particolare è stato studiato il rapporto fra gli isomeri [fenantrene]/[antracene]. Se tale rapporto è inferiore a 10 indica possibile origine pirogenica, se è superiore a 10 indica possibile origine petrogenica.
Anche il rapporto tra la distribuzione delle concentrazioni di fluorantene (Fl) e pirene (P) è significativa nel valutare le fonti.

IPA nelle acque

Nei campioni di acqua del primo campionamento del 27/02/2017 sono state rilevate tracce di naftalene nelle stazioni di Montemurro (Stazione 2) e di Spinoso (Stazione 3). Nel secondo campionamento del 14/03/2017 i livelli di concentrazione di naftalene sono risultati prossimi al limite di rilevabilità.

IPA nei sedimenti

La direttiva quadro sulle acque dell'Unione Europea 2000/60/CE del 23 ottobre 2000, stabilisce all'articolo 16 che la Commissione Europea debba sottomettere proposte di standard di qualità ambientale (EQS, Environmental Quality Standards) applicabili alle acque superficiali ma anche ai sedimenti ed al biota. Nell'allegato V alla stessa direttiva si stabilisce che nel definire questi standard, dovrebbero essere ottenuti dati relativi agli effetti acuti e cronici per diversi taxa, tra i quali pesci, alghe e/o macrofite, che sono importanti per il tipo di corpo idrico in questione, nonché per gli altri taxa acquatici per i quali siano disponibili dati. La direttiva 2008/105/CE, in applicazione del citato articolo 16, ha definito gli standard di qualità per le 33 sostanze prioritarie differenziandoli per le acque superficiali interne, come fiumi e laghi, e per le altre acque superficiali, ovvero acque di transizione, acque costiere e territoriali. Per quanto attiene ai sedimenti di acque interne, la stessa direttiva ne rimanda l'eventuale definizione agli stati membri. A livello nazionale, in mancanza di valori soglia di contaminazione per i sedimenti lacuali e fluviali e di una qualsivoglia procedura specifica di valutazione del rischio per la salute umana e per gli ecosistemi esposti, la prassi vuole che si usino come riferimento le CSC (concentrazioni soglia di contaminazione) per i suoli, definite nel D. Lgs. 152/06, ovvero che si stabiliscano limiti sito-specifici nell'ambito di protocolli di intesa tra le parti coinvolte. In molti casi sono stati utilizzati gli standard di qualità dei sedimenti limitatamente agli ambienti di acque marino-costiere così come riportato Tab. 2 DM 367/03, nel DM 260/2016 all'allegato 1 tab. 2A (standard di qualità nei sedimenti nei corpi idrici marino-costieri e di transizione), nel D.Lgs 172/2015 tab. 3A (standard di qualità nei sedimenti nei corpi idrici marino-costieri e di transizione ai fini della selezione dei siti per l'analisi della tendenza). Nel 2009 l'ISPRA ha pubblicato una 'Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale: Fiumi Saline ed Alento' mentre nel rapporto 154/2011 l'ISPRA ha proposto degli,Standard di qualità di sedimenti fluviali e lacuali'.
In tabella sono stati riportati i valori per gli Idrocarburi policiclici aromatici secondo le varie normative e le proposte dell'ISPRA come descritto in precedenza. Nel grafico successivo è riportato il confronto dell'andamento delle concentrazioni totale di Idrocarburi policiclici aromatici nei sedimenti campionati il 27 febbraio 2017 ed il 14 marzo 2017.

Nei grafici successivi sono confrontati, per ogni sito, i valori di entrambi i campionamenti con i dati storici acquisiti tra il 2013 ed il 2014 negli stessi punti di campionamento.
vedi grafici in relazione completa (formato pdf)
Nel primo campionamento la stazione di Grumento (stazione 5), situata alla confluenza del fiume Agri nella diga, ha presentato valori di sommatoria totale doppia rispetto al valore più elevato riscontrato nell'annualità 2013-2014. Tale valore di concentrazione si è nuovamente dimezzata nel secondo campionamento di marzo 2017.
Il profilo dei singoli IPA, tuttavia, è analogo ed evidenzia che le fonti di idrocarburi policiclici aromatici è sempre la stessa. Il rapporto Fenantrene/Antracene è inferiore . Il profilo dei singoli IPA, tuttavia, è analogo evidenziando che le fonti di idrocarburi policiclici aromatici è sempre la stessa. Il rapporto Fenantrene/Antracene indica possibile origine petrogenica per entrambi i campionamenti, tuttavia il rapporto Fluorantene/(Fluorantene+Pirene) indica possibile origine petrogenica nel campionamento di febbraio ma possibile origine pirogenica nel campionamento di marzo 2017.
Invece la stazione di Spinoso (stazione 3) ha presentato in entrambi i campionamento del 2017 valori di IPA superiori ai valori riscontrati nelle campagne precedenti.
Il profilo della distribuzioni dei singoli IPA è simile al profilo della stazione 5 nei pressi di Grumento.
Anche in questo caso il rapporto Fenantrene/Antracene indica possibile origine petrogenica per entrambi i campionamenti.
Significativo è l'andamento della concentrazione di IPA e la distribuzione dei singoli composti nella stazione nei pressi di Montemurro (Stazione 2).
Il campionamento di febbraio del 2017 presenta un andamento simile alla annualità 2013-2014, mentre il campionamento di marzo 2017 presenta una concentrazione di IPA superiore ed una distribuzione del profilo di IPA differente, con prevalenza di IPA ad alto peso molecolare.
Nel secondo campionamento, Il rapporto Fenantrene/Antracene indica comunque una possibile origine petrogenica. La stazione 4 (masseria Crisci) presenta un andamento analogo della concentrazione di IPA rispetto alle annualità 2013-2014 nel primo campionamento e addirittura un calo nel secondo.
La stazione 1 (sbarramento) presenta una diminuzione di concentrazione di IPA totali rispetto alle annualità 2013-2014.

Fitofarmaci (Diserbanti)

In Val d'Agri, come nel resto d'Italia, più del 80% della superficie coltivata a mais è diserbata utilizzando prodotti a base di terbutilazina, pertanto è tra i prodotti fitosanitari più venduti ed utilizzati in Italia. La terbutilazina Anello 1,3,5 N-triazinicostabile con attività erbicida che consiste nella inibizione della fotosintesi per alterazione delle proteine di membrana dei cloroplasti.
Una volta svolta la sua funzione la Terbutilazina (TERB) si degrada nel suolo per dealogenazione idrolitica in C2 (formando la 2-idrossi -terbutilazina (2-OH-TERB) che avviene per via chimica e per via biologica. Di estrema rilevanza è anche la N-deetilazione, essenzialmente a carico dei microrganismi, che porta alla formazione della desetil-terbutilazina (DET). Secondari sono altri processi di degradazione.
I tempi di dimezzamento della concentrazione di terbutilazina può arrivare anche a superare i novanta giorni, dipende dalla temperatura e dal pH delle acque. Nell'annualità 2013-2014 furono determinati valori medi annali di 0.005 µg/l di tebutilazina totale (sommatoria di tutti i metaboliti) nell'invaso del Pertusillo. Tali valori sono stati confermati anche nel campionamento di febbraio 2017, confermando un apporto continuo e costante di tali diserbanti.

CONSIDERAZIONI FINALI

Le prime evidenze sperimentali portavano a definire una situazione ambientale classificabile come blooms algale determinato da microalghe della Classe delle Dinophiceae ed in particolare dell'ORDINE delle Peridiniales, PHYLUM Pyrrophyta, TAXON Peridinium spp (campionamento del 24 febbraio 2017). Immediatamente veniva disegnato un piano di indagini complesso e articolato che prevedeva indagini microbiologiche, biologiche e chimiche (campionamento del 27 febbraio 2017) lungo la colonna d'acqua sull'invaso del Pertusillo. Dalle indagini ottenute dalla campagna del 27 febbraio si evidenziava una fioritura algale invernale, attribuibile alla Classe delle Dinophiceae del genere Peridinium che ha interessato l'intero invaso del Pertusillo. I risultati delle indagini ottenute dimostarvano la presenza di Peridinium spp lungo tutta la colonna d'acqua con presenza di un numero più elevato di cellule nella stazione di Spinoso. I test ecotossicologici condotti su campioni di acqua tal quale e sui sedimenti (elutriato) non evidenziavano presenza di tossicità.
Dai risultati ottenuti durante la campagna di indagine del 14 marzo 2017 è emerso che il fenomeno del blooms algale della dinoficea Peridinium spp. è risultato in forte diminuzione.
Dall'analisi della comunità fitoplanctonica condotta durante le indagini del 14 marzo 2017 sono state riscontrate in numero considerevole di alghe fitoflagellate, del PHILUM Cryptophyta, ORDINE Cryptomonadales. Il numero massimo di cellule /litro di Cryptomonas spp. nei campioni di acqua superficiale è risultato pari 1.327.014 nella Stazione 1 diga del Pertusillo presso sbarramento e di 1.129.839 cellule/litro nella Stazione 2 diga del Pertusillo presso Montemurro.
I test ecotossicologici condotti su campioni di acqua tal quale e sui sedimenti (elutriato) prelevati il 14 marzo 2017 non evidenziavano presenza di tossicità.
Le analisi chimiche condotte sulle acque campionate evidenziano il rispetto degli standard di qualità per le sostanze dell'elenco di priorità di cui al D.M. 260/2010 e del D.lgs 172/2015. In tutti i campioni di acqua analizzati la concentrazione di Idrocarburi è risultata essere sempre inferiore al limite di determinazione analitico del metodo posto a 50 µg/l.
Per quanto concerne i sedimenti lacustri analizzati (allegato2) , premessa l'assenza di legislazione, il lavoro svolto consente comunque di desumere alcune considerazioni. Le concentrazioni determinate evidenziano una distribuzione geospaziale ben definita. Le maggiori concentrazioni vengono mediamente rilevate nei sedimenti campionati nella stazione di Grumento probabilmente per effetto del maggiore trasporto solido del fiume Agri. Per quanto concerne l'analisi degli idrocarburi il secondo campionamento fa registrare un incremento della concentrazione di idrocarburi che passa da 50,1 a 69,5 mg/kg nella stazione di Grumento. L'analisi gascromatografica rileva, anche per questo secondo campionamento, la presenza di alcani con numero di carbonio dispari.
Confrontando le concentrazioni misurate (pari al massimo ai 69,5 mg TPH/kg rilevati nella stazione di Grumento) con i dati di letteratura che abbiamo utilizzato come valori guida, si deduce che gli idrocarburi analizzati nei sedimenti campionati non possano determinare effetti tossici sull'ecosistema acquatico. Tale conclusione conferma quanto già determinato attraverso i test di tossicità realizzati utilizzando lepidium e daphnia magna.
Per quanto concerne l'analisi degli IPA, si evidenzia che sia le concentrazioni dei singoli IPA che il profilo della loro distribuzione non mostrano scostamenti molto significativi rispetto a quanto rilevato in precedenti studi (studi condotti nel biennio 2013-2014).

Potenza, 24/04/2017

 
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