Il rapporto descrive i risultati di un’attività di ricerca finalizzata alla valutazione sperimentale della concentrazione di mercurio sia nelle deposizioni atmosferiche che in pesci di un lago identificato come “sensibile” al fine di valutare se i livelli attuali di mercurio nelle deposizioni eccedono la capacità ricettiva degli ecosistemi lacustri. Le attività sperimentali si sono proposte l’obiettivo di: acquisire informazioni sull’entità e la variabilità delle concentrazioni di mercurio nelle deposizioni in una stazione localizzata nella regione subalpina del Verbano storicamente interessata da apporti di macroinquinanti atmosferici (NOx, SOx); verificare l’attendibilità delle stime delle deposizioni totali di mercurio sul territorio nazionale fornite dai modelli attualmente disponibili in ambito internazionale e nazionale; stimare le “concentrazioni critiche” di mercurio nelle deposizioni atmosferiche sulla base di un modello sviluppato nell’ambito della “Convention on long-range transboundary air pollution” dell’UNECE (United Nations Environmental Programme); stimare, per dui laghi “sensibili” presenti nella regione del Verbano (Mergozzo e Antrona), le eventuali “eccedenze” rispetto alle concentrazioni critiche nelle deposizioni; valutare la concentrazione di mercurio in una specie ittica di notevole interesse per l’alimentazione umana (il Persico reale = Perca fluviatilis) presente nel lago di Mergozzo; valutare in alcune componenti biotiche (fitoplancton, zooplancton, pesci “foraggio”, pesci ittiofagi) del lago di Mergozzo l’entità del bioaccumulo del mercurio e della sua eventuale biomagnificazione; valutare l’entità dell’eventuale superamento delle concentrazioni di mercurio nel “biota” rispetto sia allo “standard di qualità ambientale” fissato da Direttiva 2008/105/CE che rispetto ad altri limiti ambientali e alimentari. Complessivamente sono stati campionati 35 individui di Persico relale (Perca fluviatilis), di cui 30 con reti di diversa maglia e 5 con elettrostorditore. Oltre al Persico reale sono state campionate, solo con elettrostorditore, altre 3 specie (Persico sole = Lepomis gibbosus, Persico trota = Micropterus salmoides; Scardola= Scardinius erithrophtalmus) che per dimensioni appartengono al cosiddetto pesce “foraggio”. Per ciascuna di queste 3 specie sono stati campionati almento 5 individui destinati a costituire un campione “composito”. Il peso medio di tutti gli individui di Persico reale è stato di 295,5 ± 289,4 g, con un valore minimo di 8,1 g e uno massimo di 1.099 g; quello dei soli individui catturati con le reti di 554 ± 277 g, con un minimo di 116 g. La lunghezza media di tutti gli individui di Persico reale è stato di 231,5 ± 84,5 mm, con un valore minimo 98,0 mm e uno massimo di 423,0 mm; quello dei soli individui catturati con le reti di 335 ± 58,7 mm, con un minimo di 220 mm. Il “fattore di condizione K” degli individui di Persico reale pescati con le reti indica, sebbene con qualche limitazione dovuta al fatto di essere stato sviluppato principalmente per i Salmonidi, un loro generale eccellente stato di salute, con un valore medio di 1,47 ± 0,17, un minimo di 0,98 e un massimo di 1,53. Anche i valori relativi alle specie di pesci “foraggio”, con la sola eccezione del Persico reale che presenta un valore medio di 0,62 (considerato “povero”), indicano un corretto/eccellente stato di salute con una media di 1,8 per il Persico sole, di 1,11 per il Persico trota e di 1,01 per la Scardola. La concentrazione media di mercurio totale nel complesso di tutti gli individui di Persico reale è risultata di 518,5 ± 300,6 g/kgpeso fresco, (n =30) con un minimo di 61 g/kgpeso fresco e un massimo di 1.184 g/kgpeso fresco; quella mediana di 446 g/kgpeso fresco. Il valore massimo di 1.184 g/kgpeso fresco è stato trovato in un individuo di 6 anni, quello più basso (61 g/kgpeso fresco) in un individuo di 4 anni. La concentrazione media di mercurio totale nei pesci “foraggio” è risultata di 216 g/kgpeso fresco, con un minimo di 117 g/kgpeso fresco nel Persico trota e un massimo di 273 g/kgpeso fresco nel Persico reale.

La relazione lineare tra il valore della concentrazione di mercurio totale nei pesci e il rispettivo valore del parametro biometrico (r2 = 0,479 per il peso; r2 = 0,491 per la lunghezza; r2 = 0, 24 per l’età; r2 = 0,338 per il fattore di condizione K) evidenza, pur con un’ampia variabilità, un aumento della concentrazione all’aumentare del valore del singolo parametro biometrico. I valori dei “fattori di bioconcentrazione” (BCF) e dei “fattori di biomagnificazione” (BMF) per le diverse matrici biotiche considerate (fitoplancton, zooplancton, pesci “foraggio”, Persico reale) evidenziano come l’incremento più elevato si verifichi tra le componenti planctoniche e l’acqua con un aumento di 4 ordini di grandezza (BCF = 104), mentre per i pesci “foraggio” e il Pesce persico l’incremento rispetto all’acqua è solo di un ordine di grandezza maggiore (BCF = 105) di quello riscontrato nel fito-zooplancton. La concentrazione di mercurio è risultata crescere con il livello trofico e in particolare nello zooplancton è risultata di 1,4 volte maggiore di quella del fitoplancton, quella del pesce “foraggio di 5,3 volte quella del plancton (fitopancton + zooplancton) e infine quella del Pesce persico di 2,1 volte quella del pesce “foraggio”. Tali dati confermano quindi l’esistenza di un processo di biomagnificazione del mercurio nella catena trofica considerata. Il rapporto tra la concentrazione media riscontrata nei pesci persico del lago di Mergozzo e quella riscontrata nella stessa specie in altri ecosistemi acquatici naturali presenti nello stesso contesto territoriale prealpino e in alcuni laghi artificiali appenninici è quasi sempre maggiore di 1. In particolare è maggiore di 1,7 – 7,4 volte quella riscontrata nei laghi sub-alpini (Orta, Maggiore, Ceresio), di 1,6 volte quella riscontrata nel lago artificiale appenninico del Bilancino (FI), ed è circa 2/3 quella relativa agli individui presenti nel lago artificiale di Montedoglio (AR). La concentrazione media più elevata riscontrata nei pesci del lago artificiale di Montedoglio può essere attribuita anch’essa più alla “natura” dell’ecosistema lacustre (lago artificiale risultato di successivi invasi sperimentali, terminati nel 1994 con il raggiungimento della quota di massimo invaso) che non all’entità delle deposizioni atmosferiche. Per tali ecosistemi infatti, numerose indagini hanno evidenziato che in tali situazioni le concentrazioni di mercurio nei pesci possono essere notevolmente superiori (da 4 a 6 volte) a quelle misurate in pesci di laghi di analoghe caratteristiche idrochimiche e trofiche. Nel determinare i livelli di concentrazione del mercurio nella fauna ittica del lagho di Mergozzo, contribuisce in modo rilevante la sua “sensibilità” che risulta determinata sia dalle caratteristiche idrochimiche delle acque (in particolare dal pH, dall’alcalinità totale e dal fosforo totale) sia dalle caratteristiche geologiche e di uso del suolo del bacino idrografico, nonché dal rapporto tra l’area del bacino imbrifero e l’area del lago. In base al valore di 20 µg/kgpeso fresco stabilito per il “biota” dalla Direttiva 2008/105/CE dell’Unione Europea, recepito nel Decreto n. 56 del 14 aprile 2009 del Ministero dell’Ambiente, è emerso che nel lago di Mergozzo la totalità dei campioni di Persico reale non soddisfa tale “standard di qualità ambientale”. Vanno tuttavia effettuate indagini supplementari dal momento che lo standard di qualità ambientale della Direttiva 2008/105/CE si riferisce a un valore medio annuo basato su misure mensili e non su un singolo dato, benché riferito a un campione costituito da un numero consistente di individui. La maggior parte dei campioni di Persico reale non soddisfa, se non nel 30% circa (10 casi su 31), neanche il limite di 0,3 mg/kgpeso fresco stabilito dall’US Environmental Protection Agency per la protezione della salute umana e degli ecosistemi acquatici. Tale limite viene superato in generale nei pesci di lunghezza e di peso superiori rispettivamente a 300 mm e a 300 g. Le concentrazioni di mercurio totale nel Persico reale del lago di Mergozzo sono inoltre soltanto nel 50° percentile (0,446 mg/kgpeso fresco) e nel 90° percentile (0,890 mg/kgpeso fresco) inferiori ai limiti indicati dal Regolamento CE/1881 del 2006 che fissa per i prodotti ittici destinati alla alimentazione umana il valore di 0,5 mg/kgpeso fresco quello per i “pesci non predatori” e di 1 mg/kgpeso fresco quello per i “pesci predatori” (tra quelli d’acqua dolce sono indicati peraltro solo l’Anguilla, il Luccio e lo Storione). Le possibili limitazioni sul consumo umano di Pesce persico proveniente dal lago di Mergozzo sono state valutate utilizzando i dati di concentrazione di MeHg relativi sia al complesso degli individui campionati che

ai soli individui di peso inferiore ai 300 g o a 300 mm di lunghezza. Con riferimento ai limiti fissati dal Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives e dal Committee on Toxicological Effects del National Research Council degli USA è risultato che in generale una porzione di 200 g di Pesce persico (contenuto mediano di MeHg = circa 400 g/kgpeso fresco, pari a circa 80 g per porzione) potrebbe essere consumata da una persona di 70 kg solo una volta alla settimana secondo il limite più permissivo del WHO (1,6 g/kgpeso corporeo) e non più di una volta ogni 2 settimane secondo il limite più restrittivo dell’US NRC (0,7 g/kgpeso corporeo). Se tuttavia il filetto di pesce proviene da individui di peso inferiore a 300 g (o a 300 mm di lunghezza) la frequenza di consumo di una porzione di 200 g sarebbe di circa una volta alla settimana secondo il limite dell’US NRC e di due volte alla settimana secondo il limite del WHO. Il valore della concentrazione di mercurio nelle deposizioni presenta un’ampia variabilità passando da un valore minimo di 0,5 ng/L e un valore massimo di 52,31 ng/L. La media ponderata di mercurio nelle deposizioni misurate nel periodo 2 novembre 2009 – 10 novembre 2010 nella stazione di Verbania-Pallanza, localizzata presso la sede del CNR-Istituto Studio Ecosistemi, è risultata di 12,81 ng/L. La deposizione su base annua è risultata di 27,8 g/km2/anno. Le concentrazioni “critiche” di mercurio nelle deposizioni, ottenute attraverso l’applicazione di due approcci distinti del modello sviluppato dall’UNECE (UNECE, 2004) a due ecosistemi lacustri [lago di Mergozzo e lago di Antrona, presenti entrambi nella regione del Verbano-Cusio-Ossola, precedentemente individuati come “sensibili” al mercurio (Guzzi e Novo, 2010)] sono risultate comprese tra un minimo di 0,1 ng/L e un massimo di 18,3 ng/L a seconda della concentrazione definita come “critica” per la fauna ittica. In particolare è emerso che: sulla base dello “standard di qualità ambientale” (0,02 mg/kgpeso fresco) stabilito nella Direttiva 2008/105/CE, il valore medio ponderato della concentrazione di mercurio misurata nelle deposizioni è sempre maggiore di un ordine di grandezza della concentrazione critica stimata per i due laghi; sulla base dello “standard di qualità ambientale” (0,3 mg/kgpeso fresco) stabilito dall’US EPA per la protezione degli ecosistemi e la salute dell’uomo, il valore medio ponderato della concentrazione di Hg misurata nelle deposizioni è maggiore di un ordine di grandezza della concentrazione critica stimata per il lago di Antrona nella formulazione che richiede il valore di pH e dello stesso ordine di grandezza dei valori ottenuti per il lago di Mergozzo e per il lago di Antrona con i valori di TOC e TP; anche sulla base della concentrazione massima di mercurio (0,5 mg/kgpeso fresco) nelle specie ittiche dulcicole fissata nel Regolamento CE/1881/2006, il valore medio ponderato della concentrazione di Hg nelle deposizioni è risultato 5 volte superiore della concentrazione critica stimata per il lago di Antrona nella formulazione che richiede i valori di pH, ma inferiore alla concentrazione critica stimata per il lago di Antrona utilizzando i valori di TOC e TP e a quella stimata per il lago di Mergozzo. In entrambi gli approcci utilizzati, il valore della concentrazione critica di mercurio nelle deposizioni atmosferiche dipende in grande misura dal valore considerato come “critico” per la specie ittica di riferimento; in altri termini più sono “permissive” le soglie considerate come critiche più aumenta la soglia del valore critico nelle deposizioni atmosferiche. Si ha, per esempio, che: nel caso del lago di Mergozzo si passa da una concentrazione critica di 0,6 ng/L per [Hg](crit) di 0,02 mg/kgpeso fresco a una di 14,4 ng/L per il valore limite prefissato di [Hg](crit) di 0,5 mg/kgpeso fresco; nel caso del lago di Antrona si passa da una concentrazione critica di 0,7 ng/L per [Hg](crit) di 0,02 mg/kgpeso fresco a una di 18,3 ng/L per il valore limite prefissato di [Hg](crit) di 0,5 mg/kgpeso fresco se si utilizzano i valori di TOC e TP e da una concentrazione critica di 0,1 ng/L per [Hg](crit) per il valore limite prefissato di 0,02 mg/kgpeso fresco a una di 2,3 ng/L per il valore limite prefissato di [Hg](crit) di 0,5 mg/kgpeso fresco se si utilizza il valore del pH. Le concentrazioni stimate come “critiche” nelle deposizioni non differiscono sostanzialmente per i due laghi quando per il lago di Antrona vengono utilizzate per il calcolo le concentrazioni di carbonio organico totale e di fosforo totale; risultano invece decisamente inferiori per il lago di Antrona quanto tali concentrazioni critiche vengono calcolate con riferimento al valore del pH. Pur con tutti i limiti dell’approccio empirico del modello utilizzato, le indagini hanno in generale evidenziato che le attuali concentrazioni di mercurio nelle deposizioni atmosferiche sono “critiche” per gli organismi acquatici, e in particolare per la fauna ittica, degli ecosistemi lacustri “sensibili” al mercurio per

caratteristiche di qualità delle acque (pH, alcalinità totale, fosforo totale, carbonio organico disciolto, stato trofico complessivo). Qualora i riscontri sperimentali venissero confermati da indagini condotte in altri laghi potenzialmente “sensibili al mercurio” si renderebbe necessaria la pianificazione e l’adozione di interventi che riducano le emissioni e quindi gli apporti (diretti o indiretti) di mercurio a tali ecosistemi al fine di una loro tutela. Tali interventi saranno indispensabili per il raggiungimento di “un buono stato chimico entro il 2015 per la tutela dell’intero ecosistema” richiesto dalla Direttiva 2008/105/CE e dal Decreto 56 del 14 aprile 2009 del Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare.