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rapporti - Deliverable

4.5.2-CICLO DEL MERCURIO Sviluppo di metodologie analitiche ed avvio indagini sperimentali (deposizioni, accumulo nelle matrici ambientali)

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4.5.2-CICLO DEL MERCURIO Sviluppo di metodologie analitiche ed avvio indagini sperimentali (deposizioni, accumulo nelle matrici ambientali)

L’accumulo del mercurio da parte degli organismi acquatici è funzione di molteplici fattori, ma in particolare della efficienza della trasformazione delle forme inorganiche del mercurio in forma organica ad opera principalmente dei batteri solfato-riduttori. In particolare, negli ecosistemi gravati da alti carichi di Hg metallico, proveniente dalle deposizioni atmosferiche umide e secche, si può avere solo un modesto bioaccumulo di MeHg negli organismi se l’efficienza di metilazione è bassa; viceversa se l’efficienza di metilazione è elevata, anche con basso carico atmosferico di Hg metallico, la forma metilata può essere alta e pertanto il mercurio può essere bioaccumulato e biomagnificato. Per la valutazione dell’efficienza di metilazione del mercurio in funzione delle caratteristiche strutturali, di qualità delle acque, di utilizzo antropico del suolo sono stati individuati due bacini idrografici (bacini del fiume Agogna e del fiume Vara) di dimensioni areali paragonabili ma con caratteristiche tali da diversificarsi tra loro (soprattutto per quanto riguarda la presenza di aree umide permanenti e/o temporanee). Le caratteristiche strutturali del bacino idrografico che rivestono una particolare rilevanza sono: �¾ la presenza di aree umide permanenti o temporanee (AU) �¾ l’estensione territoriale delle aree agricole (AG); �¾ l’estensione territoriale delle aree forestate (AF); �¾ il livello di concentrazione di fondo del mercurio (LF); �¾ la presenta di attività industriali (AI); �¾ la presenza di insediamenti urbani (UR). Le caratteristiche delle acque che rivestono una particolare rilevanza sono: �¾ la concentrazione di Hg 2+ ; �¾ i valori di pH (bassi valori favoriscono la metilazione); �¾ il potenziale di ossidoriduzione nei sedimenti (i batteri solfato-riduttori richiedono condizioni anossiche); �¾ la temperatura delle acque ( in generale valori > 30 -35 °C favoriscono l’attività batterica e quindi la metilazione); �¾ le concentrazioni di solfati e di nutrienti (in acque con bassi valori di solfati un aumento della loro concentrazione favorisce la metilazione; in acque con alti valori di fosfati un aumento della loro

concentrazione favorisce i processi di demetilazione e l’aumento di solfuri inibisce la metilazione); �¾ la concentrazione di carbonio organico disciolto (alti valori di carbonio organico disciolto favoriscono l’attività batterica e la formazione di sedimenti anossici); �¾ le condizioni di anossia negli strati superficiali del sedimento; �¾ la presenza di batteri solfato-riduttori nei sedimenti. I due bacini idrografici selezionati si caratterizzano inoltre per: �¾ essere localizzati in parti del territorio nazionale soggette a ricadute atmosferiche potenzialmente rilevanti sia per quanto riguarda specificatamente il mercurio sia per quanto riguarda gli altri inquinanti atmosferici; �¾ essere stati oggetto di precedenti indagini in modo tale da disporre di sufficienti informazioni (cartografiche, idrochimiche, biologiche) che rendono possibile l’esecuzione di specifiche attività sperimentali entro i limiti temporali ristretti del sottoprogetto. Le attività svolte riguardano: �¾ la descrizione delle caratteristiche generali dei due bacini idrografici “campione” selezionati; �¾ la descrizione della metodologia adottata per la caratterizzazione dell’uso del territorio nei bacini idrografici ed alcuni risultati preliminari; �¾ la descrizione delle metodologie analitiche utilizzate per l’analisi del mercurio nelle deposizioni, nelle acque e negli organismi; �¾ la stima modellistica della deposizione del mercurio nei due bacini imbriferi “campione”; �¾ le attività per la quantificazione del mercurio nelle deposizioni “bulk”; �¾ la valutazione degli apporti di solfati nei bacini “campione”; �¾ alcuni risultati di caratterizzazione dell’ambiente marino costiero “campione (Mare Piccolo di Taranto) e di valutazione della concentrazione del mercurio nelle matrici ambientali nonché del conteggio dei batteri solfatoriduttori (principali responsabili della metilazione di Hg) presenti nel sedimento. Per quanto riguarda le caratteristiche generali dei due bacini idrografici “campione” sono state prese in considerazione le informazioni relative all’idrologia, all’entità delle precipitazioni, alle caratteristiche della fauna ittica presente, alle caratteristiche di qualità delle acque. Attraverso specifici sopralluoghi sono state identificate le stazioni più idonee sia per il prelievo delle matrici abiotiche (acqua, sedimento) sia per l’effettuazione di pesca della fauna ittica con elettrostorditore. E’ stata avviata inoltre l’analisi del territorio delimitato di pertinenza facendo ricorso ai dati cartografici numerici di uso del suolo disponibili presso gli Enti Territoriali competenti, opportunamente integrati

con indagini specifiche di fotointerpretazione e di fotorestituzione nei casi in cui l’informazione disponibile non fosse sufficientemente dettagliata. La metodologia adottata per l’acquisizione dei dati cartografici integrativi si basa prevalentemente sulla fotointerpretazione e la fotorestituzione a video di ortofoto digitali in scala 1:10.000, accompagnate da sopralluoghi di verifica in loco e da consultazione di aerofotogrammetrie utilizzabili in stereoscopia. I dati acquisiti vengono restituiti su di una base cartografica costituita dalle Carte Tecniche Regionali in scala 1:10.000, facendo riferimento per le classi di uso del suolo al progetto CORINE Land Cover (44 voci su 3 livelli gerarchici). Sulla base dei dati delle simulazioni modellistiche ottenute in ambito EMEP è stata effettuata una stima preliminare della deposizione di mercurio totale sull’Italia e nei due bacini imbriferi: �¾ la deposizione totale annua sull’intero territorio nazionale è stimabile compresa tra 3,2 – 48 g/km 2 /anno; �¾ nel 77% dei casi la deposizione totale annua sull’intero territorio nazionale è stimabile compresa tra 6,3 – 15 g/km 2 /anno; �¾ nel bacino imbrifero del fiume Agogna la deposizione totale è stimabile essere compresa tra 9 – 38 g/km 2 /anno; �¾ nel bacino imbrifero del fiume Vara la deposizione totale è stimabile compresa tra 15 – 24 g/km 2 /anno g/km 2 /anno. In particolare, per l’Agogna, alla sezione di Novara (390 km 2 del bacino), la deposizione sarebbe compresa nell’intervallo tra i 3.510 – 14.820 g/anno mentre per il bacino del fiume Vara, alla sezione di Piana Battolla (549 km 2 del bacino), la deposizione sarebbe compresa nell’intervallo tra i 8.235 – 13.176 g/anno. Per quato riguarda la valutazione sperimentale delle deposizioni di Hg sono state rese operative 3 stazioni (Milano-Brera, La Spezia-Lerici, Taranto). Il campionatore è costituito da un treppiede in acciaio verniciato, costruito secondo le indicazioni della British Standard Institution adattate in modo da ospitare un contenitore in polipropilene del diametro di 110 mm e dell’altezza di 185 mm. La superficie di raccolta del campionatore è di 0,00933 m 2 . A Milano-Brera è stato avviato anche il prelievo di campioni finalizzato alla verifica sperimentale della idoneità della metodologia di conservazione del campione tra un prelievo e quello successivo. Nei campioni di deposizione umida prelevati in tale stazione sono state riscontrate concentrazioni di mercurio comprese tra 40 e 280 ng/L, corrispondenti a deposizioni comprese tra 0,4 e 32 µg/m 2 . Considerato il ruolo esercitato dai solfati nel processo di metilazione e quindi nella trasformazione del mercurio nella forma chimica di più rilevante interesse ambientale, nell’impossibilità di ottenere significativi risultati sia per la breve durata del sottoprogetto EVAMB che per le lunghe procedure

burocratiche connesse alla localizzazione e gestione di nuove stazioni di monitoraggio delle deposizioni atmosferiche (umide e secche), sono stati elaborati, per i siti più prossimi ai due bacini imbriferi selezionati per lo studio del ciclo del mercurio, le informazioni acquisite in passato dall’ENEL Ricerca nell’ambito della rete di monitoraggio delle deposizioni, afferente anche alla rete nazionale RIDEP (Rete Italiana per lo studio delle DEPosizioni acide). Le stazioni della rete per le deposizioni più prossime alle zone di interesse sono quelle di Brallo di Pregola (PV) e Monte Mottarone (prima NO, poi VCO). I periodi di campionamento sono stati rispettivamente 1989-1992 e 1987-1997. Ad esse è stata inoltre aggiunta la stazione di Altare (SV), attiva nel periodo 1987-2001, in quanto ritenuta rappresentativa di una situazione costiera in presenza di insediamenti produttivi, maggiormente interessata da deposizioni di polveri del suolo rispetto a quella di Mottarone. Nel sito marino “campione” del Mare Piccolo di Taranto sono state effettuate preliminari attività per l’analisi della concentrazione di Hg nelle acque, nelle acque interstiziali e nei sedimenti. I dati preliminari confermano l’elevato livello trofico delle acque testimoniato anche dal valore negativo del potenziale redox dei sedimenti e quindi dalla presenza di condizioni anossiche.

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