Il presente documento è stato redatto nell’ambito del progetto “Studi sull’utilizzo pulito dei combustibili fossili e cattura e sequestro della CO2- Impiego sostenibile dei combustibili fossili” definito nell’Accordo Triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e E.R.S.E. S.p.A. firmato il 29 Luglio 2009. Le attività effettuate durante il periodo di svolgimento delle attività del PAR 2009 sono state finalizzate sia alla valutazione dell’entità delle deposizioni atmosferiche di mercurio che all’accertamento delle sue concentrazioni in organismi (fitoplancton, zooplancton, pesci di diverso livello trofico) di ecosistemi lacustri, identificati come “sensibili” in base ad alcuni “indicatori” idrochimici (pH, alcalinità totale, fosforo totale e stato trofico). Tra i microinquinanti emessi sia dagli impianti termoelettrici a carbone che dai termovalorizzatori il mercurio negli ambienti acquatici viene trasformato, ad opera prevalentemente dei batteri anaerobi solfato-riduttori, in metilmercurio che viene bioaccumulato negli organismi acquatici e successivamente biomagnificato (di un fattore 10 6-7 rispetto alle concentrazioni in acqua) nei più elevati livelli trofici della catena alimentare. Il mercurio è un metallo altamente tossico i cui effetti sulla salute umana e sugli organismi acquatici sono noti da molto tempo (Eisler, 1987; Castoldi et al., 2001; Hammerschmidt et al., 2002; Chan et al., 2003; Larose et al., 2008). La sua pericolosità come contaminante ambientale è legata ad alcune peculiarità che lo differenziano dagli altri metalli: l’elevata volatilità, che ne permette il trasporto anche a grandi distanze dalla sorgente, la sua trasformazione in metilmercurio negli ecosistemi acquatici da parte di alcuni batteri, l’accumulo da parte degli organismi acquatici, la biomagnificazione negli organismi acquatici di più elevato livello trofico, alcuni dei quali rilevanti anche per l’alimentazione umana. Il maggior ricorso alla combustione del carbone, da solo o in co-combustione, nella generazione termoelettrica, sia nei Paesi industrializzati che in quelli “emergenti”, comporta un incremento delle emissioni di mercurio in atmosfera e quindi anche un incremento della sua concentrazione nelle deposizioni (umide e secche). Tale scenario richiede che siano valutate le possibili ripercussioni ambientali derivanti dalla contaminazione dell’ambiente soprattutto in quegli ambienti acquatici che, in virtù della loro capacità di metilare il mercurio, vengono considerati come “sensibili”. Studi recenti hanno evidenziato che la concentrazione delle forme chimiche del mercurio (in particolare del metilmercurio) nella fauna ittica degli ecosistemi lacustri è correlata ad alcuni dei macrodescrittori che definiscono le caratteristiche della qualità delle acque (Driscol et al., 2007). Nello specifico, è emerso che nei pesci le concentrazioni di mercurio totale superiori a 0,3 mg/kg peso fresco, valore indicato dall’US EPA come limite di qualità per le acque dolci (US EPA, 2002), si riscontrano in quei laghi che sono caratterizzati da valori di fosforo totale < 30 µg/L, di pH < 6 unità, di alcalinità < 100 µeq/L e di carbonio organico disciolto > 4,0 mg C/L. Una concentrazione di fosforo totale di 30 µg/L è caratteristica di ambienti lacustri “mesotrofi” (OECD, 1982) e quindi con valori di produzione primaria fitoplanctonica e di particolato sospeso biogenico relativamente bassi. Tale condizione comporta che il mercurio presente nella colonna d’acqua dopo adsorbimento sul particolato sospeso venga solo parzialmente trasferito al sedimento. Rimanendo presente nella colonna d’acqua può quindi essere assorbito da parte degli organismi

fitoplanctonici e quindi, attraverso la catena alimentare del “pascolo”, venga trasferito agli organismi di livello trofico superiore. L’importanza dei bassi valori di alcalinità (< 100 µeq/L) e di acidità (pH < 6 unità) delle acque risiede nel fatto che tali parametri influenzano la velocità di ventilazione delle branchie e la permeabilità della membrana cellulare dei pesci oltre che ad influire sul processo di metilazione da parte dei batteri solfato riduttori presenti soprattutto nel sedimento. Il carbonio organico disciolto carbonio organico disciolto, costituito sino al 90 % da acidi grassi a diverso peso molecolare, nelle acque agisce da complessante per diversi metalli in traccia, tra cui il mercurio. Una concentrazione di carbonio organico disciolto relativamente elevata nelle acque può agire quindi come un fattore favorevole al bioconcentrazione (cioè all’accumulo direttamente dall’acqua) del mercurio da parte dei pesci. La “sensibilità” al mercurio degli ecosistemi lacustri può essere quindi valutata mediate l’effettuazione di specifiche indagini sperimentali sulle concentrazioni di mercurio nei pesci in alcuni dei laghi individuati caratterizzati da valori di alcuni indicatori idrochimici inferiori alle sogli sopracitate. L’opportunità di acquisire informazioni sulla sensibilità dei ecosistemi lacustri trova principalmente riscontro sia nella mancanza di una visione completa del problema a scala nazionale, sia nella tendenza al recupero della qualità trofica degli ambienti lacustri in relazione agli obbiettivi di qualità indicati dalla Direttiva 60/2000/CE, che stabilisce il raggiungimento di uno stato di buono entro il 2015. In questi termini infatti le prospettive di un recupero della qualità ecologica pongono il problema dell’incremento degli ecosistemi potenzialente sensibili per effetto dell’incremento di ambienti in condizioni di oligotrofia e mesotrofia (concentrazione di fosforo totale inferiore a 30 µg/L). In tale contesto l’attività progettuale si è quindi posta i seguenti obiettivi: �¾ verificare l’entità delle deposizioni di mercurio in un’area caratterizzata storicamente da elevati apporti inquinanti (solfati, nitrati, metalli pesanti) atmosferici; �¾ identificare e selezionare gli ecosistemi lacustri italiani potenzialmente “sensibili” alle deposizioni di mercurio sulla base della loro capacità di favorire il processo di metilazione ed il conseguente suo bioaccumulo negli organismi acquatici (in particolare nei pesci di elevato livello trofico); �¾ valutare le concentrazioni di mercurio negli organismi degli ecosistemi individuati; �¾ valutare il bioaccumulo/biomagnificazione negli organismi delle reti trofiche degli ecosistemi lacustri selezionati; �¾ verificare l’idoneità del modello concettuale, basato su selezionati indicatori idrochimici, per valutare la sensibilità degli ecosistemi lacustri alle deposizioni atmosferiche di mercurio; �¾ valutare l’eventuale superamento negli organismi acquatici degli valori di “Standard di Qualità Ambientale” indicati sia dalla normativa comunitaria che da quella nazionale; La concentrazione media ponderata di mercurio nella stazione di Verbania-Pallanza, nel periodo dal 2 novembre 2009 al 10 gennaio 2010, è risultata di 8,59 ng/L ed una deposizione di 3,78 g/km 2 . Quest’ultimo dato, estrapolato per la durata di un anno, corrisponde ad un valore di 19,71 g/km 2 /anno. La valutazione della sensibilità al mercurio dell’universo “campionario” di 275 laghi presenti nel data- base LIMNO, per i quali sono disponibili gli “indicatori”, ha evidenziato che: �¾ 195 laghi hanno valori di fosforo totale < 30 µg/L; �¾ 30 laghi hanno valori di alcalinità totale < 100 µeq/L; �¾ 9 laghi hanno valori di pH < 6 unità. Prendendo in considerazione i due “indicatori” (fosforo totale ed alcalinità totale) per i quali è disponibile il maggior numero di dati ed informazioni (e quindi una condizione idrochimica più significativa e rappresentativa rispetto al modello concettuale di riferimento; Driscol et al., 2007 a;

Driscol et al., 2007 b) è risultato che 22 laghi (l’8% del “campione”) presentano contemporaneamente valori inferiori alle rispettive soglie di < 30 µg/L e di < 100 µeq/L. Assumendo che i 22 laghi selezionati presenti nel data base LIMNO rispecchino le caratteristiche, idrochimiche anche dei corpi lacustri censiti presenti sull’intero territorio nazionale, ma non inseriti nel database, si possono formulare le seguenti considerazioni generali: �¾ l’8% dell’intero patrimonio lacustre italiano, cioè circa 80-100 corpi idrici, sarebbe potenzialmente sensibile al mercurio; �¾ i laghi potenzialmente sensibili sono localizzati nelle regioni settentrionali a ridosso dell’arco alpino; �¾ i laghi potenzialmente sensibili sono prevalentemente oligotrofi od oligo-mesotrofi; �¾ non esiste una differenza sostanziale di sensibilità tra laghi naturali e laghi artificiali. Le prospettive di un progressivo recupero della qualità trofica degli ambienti lacustri in relazione agli obbiettivi di qualità indicati dalla Direttiva 60/2000/CE, che stabilisce il raggiungimento di uno stato di buono entro il 2015, pongono tuttavia il problema di un probabile aumento delle situazioni potenzialmente “sensibili” per effetto dell’incremento degli ecosistemi acquatici in condizioni di oligo e mesotrofia (concentrazioni di fosforo totale inferiori a 30 µg/L). A ciò si deve aggiungere la prospettiva di una possibile acidificazione o riacidificazione, soprattutto per i laghi dell’arco alpini, per effetto del carico di composti dell’azoto nelle deposizioni atmosferiche (Rogora, 2003). Il complesso delle osservazioni sperimentali supportano l’ipotesi progettuale e confermano che i valori di pH, dell’alcalini ttotale, del fosforo totale e dello stato trofico hanno un ruolo primario nel determinare il differenziale di concentrazione di mercurio nei pesci nei diversi ecosistemi lacustri. In altri termine le specifiche caratteristiche idrochimiche di ogni ecosistema lacustre sono estremamente importanti nel limitare o nel favorire l’accumulo di mercurio negli organismi. Infatti, il valore di concentrazione mediana di Hg più elevato nel complesso dei pesci pescati nel lago di Antrona conferma la previsione di “sensibilità” del lago formulata sulla base del modello concettuale adottato, che trova nei bassi valori di pH e della alcalinità (rispettivamente 6,9 unità e 300 µeq/L) due degli indicatori piu’ significativi. Tale constatazione è avvalorata dal relativamente più basso valore medio di concentrazione di Hg osservato nei pesci del lago d’Orta, caratterizzato da valori di pH ( 7,7 unità) e di alcalinità (500 µeq/L) più elevati di quelli del lago di Antrona e quindi relativamente meno “sensibile”. In base al limite (20 µgHg/kg peso fresco) proposto per il comparto ittico dalla Direttiva 2008/105/CE dell’Unione Europea e recepito nel Decreto n. 56 del 14 aprile 2009 del Ministero dell’Ambiente, emerge che la quasi totalità dei campioni di pesce nei tre laghi campionati non soddisfa tale criterio di qualità. Fa eccezione la Trota iridea campionata nel lago di Antrona per la quale il valore di concentrazione coincide con il limite della Direttiva. La maggior parte dei campioni di pesce dei tre laghi esaminati non soddisfano, se non in parte, neanche il limite di qualità per gli ecosistemi acquatici di 300 µgHg/kg peso fresco stabilito dall’US Environmental Protection Agency (US EPA, 2002). Fanno eccezione infatti soltanto il Cavedano, limitatamente agli individui di taglia inferiore ai 30 cm e la Trota iridea campionati nel lago di Antrona, il Pigo nel lago di Mergozzo, nonché la Tinca e la Trota iridea nel lago d’Orta. Il generale superamento di tale standard di qualità ambientale richiede pertanto che per il raggiungimento di “un buono stato chimico da raggiungere entro il 2015 per la tutela dell’intero ecosistema” sia necessario pianificare ed adottare interventi che riducano gli apporti (diretti o indiretti) di mercurio agli ecosistemi acquatici “sensibili”. Considerando sia il “valore alimentare” delle varie specie che le soglie di sicurezza (PTWI = Provisional Tolerable Weekly Intake) per l’assunzione di metilmercurio definite da alcune organizzazioni (US NRC 2000; WHO 2007) è emerso che il consumo dei pesci pescati negli “ecosistemi lacustri sensibili” dovrebbe essere attentamente valutato dal momento che, secondo lo standard sanitario più restrittivo (49 µg alla settimana) una persona di 70 kg dovrebbe limitare il

consumo di una porzione di 200 g di Trota iridea a non più di 1 volte la settimana in quanto una porzione da 200 g apporta una quantità di MeHg pari a circa il 57% della dose massima. L’adozione dello standard limite più permissivo (112 µg alla settimana) comporta ovviamente una maggior quantità di pesce consumabile settimanalmente. L’effettiva rilevanza per la salute umana del consumo di pesci provenienti da laghi sensibili va tuttavia verificata sulla base sia di una più accurata, e prolungata nel tempo, valutazione delle concentrazioni di mercurio nelle varie specie ittiche che delle abitudini alimentari della popolazione. Le concentrazioni riscontrate nelle specie ittiche campionate nei tre laghi sono peraltro inferiori ai limiti indicati per gli alimenti dal Regolamento CE/1881 del 2006 a 0,5 mg/kg peso fresco per i “pesci non predatori” ed a 1 mg/kg peso fresco per i “pesci predatori” (tra quelli d’acqua dolce vengono citati solo l’Anguilla, il Luccio e lo Storione). Emerge comunque che i laghi “sensibili” caratterizzati da condizioni idrochimiche che favoriscono il processo di accumulo e trasferimento del mercurio negli organismi acquatici, ed in particolare nei pesci di elevato livello trofico, possono determinare concentrazioni tali da dover essere attentamente valutate per i possibili impatti sulla salute umana, oltre che per ragioni prettamente ecologiche di salvaguardia degli ecosistemi lacustri.