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Caratterizzazione dell’area

L’elevato livello di contaminazione ambientale della fascia costiera interessata dalle attività del polo petrolchimico di Priolo-Melilli-Augusta e la sua estensione hanno portato il legislatore nazionale ad inserire l’area di Priolo tra i Siti di Interesse Nazionale (SIN) dichiarato “Area di elevato rischio di crisi ambientale” nel 1990. Il sito di Priolo si sviluppa prevalentemente lungo la fascia costiera, con un affaccio a mare di oltre 30 km. Per quanto riguarda l’area marina, essa è costituita dalla fascia costiera delimitata a nord da Torre Avolos (cittadella di Augusta) e a sud da Punta Castelluccio, e include la Rada di Augusta ed il Porto di Siracusa, spingendosi al largo per circa 3 km. All’interno del SIN sono inclusi:
• un polo industriale costituito da grandi insediamenti produttivi, prevalentemente raffinerie, stabilimenti petrolchimici, centrali di produzione di energia elettrica e cementerie;
• numerose discariche di rifiuti, anche pericolosi;
• lo stabilimento ex Eternit di Siracusa (dove si producevano manufatti in cemento – amianto);
• le aree umide (Saline di Priolo e di Augusta).
Una vasta gamma di contaminanti, introdotta in questo tratto di costa fin dai primi anni ’50 ha provocato il degrado ambientale per cui oggi è nota la Baia di Augusta ed in particolare la Rada.
A partire dagli anni ‘70 con il manifestarsi dei primi danni evidenti all’ambiente causati dal forte degrado ambientale dell’area, la comunità scientifica comincia ad interessarsi alla Baia di Augusta. Tale degrado è aggravato dall’influenza combinata di elementi geografici naturali, che non favoriscono l’idrodinamismo. Infatti, per la conformazione naturale della rada e per la presenza delle dighe foranee, l’idrodinamismo all’interno di essa è ridotto e sfavorevole allo scambio con le acque delle aree esterne.

Figura 1 - Golfo di Augusta Golfo di Augusta.

Rilievi batimetrici (Multibeam), morfologici (Side Scan Sonar) ed attività di “verità mare”

Sulla base delle griglie di acquisizione realizzate nei primi mesi di attività sono state condotte indagini acustiche ad alta risoluzione e di caratterizzazione delle comunità fitobentoniche dell’area marina compresa tra la Rada di Augusta e la Penisola Magnisi in località “Seno di Priolo”.
Sono stati effettuati rilievi bati-morfologici su una superficie di circa 132 ha, tra le batimetriche dei -3m e dei -25m in prossimità della Penisola Magnisi.
I dati raccolti sono stati trattati in ambiente GIS (ESRI ArcGis 9.3) per la fase d’interpretazione e di restituzione cartografica.

Figura 2

Area di studio. In rosso l’area in prossimità della Penisola Magnisi (SR) indagata in dettaglio mediante sistemi acustici avanzati.

Rilievi batimetrici

La strumentazione acustica impiegata durante i rilievi batimetrici comprende:
- Sistema Multibeam RESON Seabat 8125;
- Sistema TSS-MAHRS girobussola/sensore di moto tridimensionale (MRU) integrato;
- Sonda RESON SVP/15;
- Sonda per la velocità del suono fissata al trasduttore.

Figura 3 Figura 3d Rappresentazioni (2D e 3D) dell’andamento batimetrico dei fondali investigati ottenuta mediante sistema Multibeam echosounder (MBSS).

Figura 4
In rosso l’intervallo batimetrico ottimale per le attività in progetto.

Rilievi morfologici

I rilievi morfologici sono stati effettuati nella stessa area interessata dalle indagini batimetriche con l’impiego della seguente strumentazione:
- Sistema Side Scan Sonar Klein 3900 ad alta frequenza;
- Software di acquisizione SONAR PRO III.

Figura 5
Classificazione dei fondali dell’area investigata ottenuta dall’analisi dei dati acustici acquisisti con Side Scan Sonar.

Rilievi sismo-acustici

Al fine di poter valutare le formazioni presenti al di sotto dell’interfaccia acqua-sedimento ed individuare eventuali elementi di carattere archeologico/culturale, è stato necessario effettuare dei rilievi sismo-acustici.
La strumentazione utilizzata comprende:
- Sistema Sub-Bottom Profiler (SBP) INNOMAR SES-2000 Compact;
- Sensore di moto/girobussola TSS/Marsh;
- Sonda per la misura della velocità del suono.

Figura 6
Siti su cui sono stati effettuati i rilievi sismo-acustici mediante Sub-Bottom Profiler.

Figura 7
Rotte di acquisizione dei profili SBP nei siti scelti.

Figura 8
Un profilo SBP effettuato nell’area d’indagine. E’ possibile notare lo spessore di matte morta di P. oceanica ed il relativo basamento.

Figura 9
Rappresentazione grafica degli spessori di matte nei due siti ottenuta dall’analisi dei profili SBP.

Caratterizzazione della qualità ambientale e dei livelli di contaminazione del Seno di Priolo

Obiettivo: Valutare l’accumulo di inquinanti nelle matrici ambientali del Seno di Priolo ed il potenziale trasferimento agli organismi.
Campioni analizzati: Sedimento e biota (fitobenthos, zoobenthos, ittiofauna) (Fig. 1)
Analisi e relativa strumentazione utilizzata:
• Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) – GC-MS (GC-MS 2010, Shimadzu; Fig. 2);
• Policlorobifenili (PCB) – GC-MS (GC-MS 2010, Shimadzu; Fig. 2);
• Elementi in tracce (As, Cd, Co, Cr, Cu, THg, Mn, Mo, Ni, Pb, V e Zn) – ICP-OES (ICP-OES Optima 8000, PerkinElmer; Fig. 3).
Risultati: La caratterizzazione dei livelli di contaminazione ambientale del Seno di Priolo ha evidenziato una marcata variabilità spaziale della contaminazione sia da IPA che da elementi in tracce (specialmente As, THg, Ni) nell’area del Seno di Priolo, risultando più elevata nel settore nord e meno in quello sud. Questo fenomeno è sembrato riconducibile sia alla vicinanza della bocca sud della Rada di Augusta, caratterizzata dalle intense attività industriali, da cui è ipotizzabile una fuoriuscita di sedimenti contaminati, sia alla presenza di corsi d’acqua a carattere torrentizio che drenando i suoli urbanizzati ed industrializzati dell’entroterra, veicolano i contaminanti nel sistema costiero antistante. Al contrario, non è emersa contaminazione da PCB nell’intera area di studio. Elevate concentrazioni di THg e Pb sono state riscontrate anche in alcuni organismi del biota (Fig. 4), suggerendo il trasferimento di tali contaminanti dalla matrice abiotica a quella biotica, con possibili effetti dannosi sugli organismi degli alti livelli della rete trofica, compreso l’uomo, a seguito dei processi di biomagnificazione.

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Fig. 1 – Stazioni di campionamento per la caratterizzazione ambientale dell’area del Seno del Priolo. In blu i transetti caratterizzati da fondale con sedimento nudo e in verde quelli caratterizzati da fondale con matte morta di Posidonia oceanica.

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Fig. 2 – GC-MS 2010, Shimadzu Corporation.

Immagine3_ICP.jpg
Fig. 3 – ICP-OES Optima 8000, PerkinElmer.

Immagine4_Biota.jpg
Fig. 4 – Specie del biota del Seno di Priolo che hanno presentato le più alte concentrazioni di contaminanti persistenti: a) Dictyopteris polypodioides; b) Cerithium vulgatum; c) Scorpaena porcus.

Valutazione del trasferimento dei contaminanti ambientali dalle matrici abiotiche ad organismi bioindicatori attraverso esperimenti di transplanting

Obiettivo: Valutare le condizioni ambientali dell’area della Rada di Augusta e le potenzialità di trasferimento degli inquinanti dalle matrici abiotiche ad organismi sentinella filtratori.
Campioni analizzati: Sedimento, acqua e mitili (Mytilus galloprovincialis) trapiantati in due stazioni a diverso livello di contaminazione (Fig. 5) e campionati con cadenza mensile per sei mesi (T0-T5).
Analisi e relativa strumentazione utilizzata:
• Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) – GC-MS (GC-MS 2010, Shimadzu, Fig. 2);
• Elementi in tracce (As, Cd, Co, Cr, Cu, THg, Mn, Mo, Ni, Pb, V e Zn) – ICP-OES (Optima 8000, PerkinElmer, Fig. 3).
Risultati: Le concentrazioni di IPA ed elementi in tracce sia nel sedimento che nell’acqua superficiale sono risultate complessivamente più elevate nella stazione Impatto che in quella Controllo durante l’intera durata dell’esperimento ad indicare una più elevata contaminazione ambientale all’interno della Rada di Augusta, rispetto al Golfo di Siracusa. I dati relativi ai mitili sono tutt’ora in fase di elaborazione.

Immagine5_transplanting.jpg
Fig. 5 – Stazioni di campionamento degli esperimenti di transplanting dei mitili: stazione AU19 (Controllo) e stazione AU17 (Impatto).

Valutazione dei processi di biomagnificazione dei contaminanti nelle reti trofiche

Obiettivo: Valutare i processi di biomagnificazione di contaminanti persistenti nelle reti trofiche dell’area del Seno di Priolo.
Campioni analizzati: Sedimento e Biota (fitobenthos, zoobenthos, ittiofauna) (Fig. 1).
Analisi e relativa strumentazione utilizzata:
• Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) – GC-MS (GC-MS 2010, Shimadzu, Fig. 2);
• Elementi in tracce (As, Cd, Co, Cr, Cu, THg, Mn, Mo, Ni, Pb, V e Zn) – ICP-OES (Optima 8000, PerkinElmer, Fig. 3);
• Isotopi stabili dell’azoto (15N/14N, δ15N) – IRMS (Delta Plus XP, Thermo Scientific), EA (Flash EA 1112, Thermo Scientific, Fig. 6).
Risultati: Attraverso modelli di regressioni lineari, è stata studiate la correlazioni lineare tra le concentrazioni degli contaminanti ed i valori del δ15N, proxy di livello trofico degli organismi. Attraverso questo approccio, si è osservato che solo il THg ha presentato un andamento compatibile con un processo di biomagnificazione nelle reti trofiche del Seno di Priolo.

Immagine6_IRMS.EA_.jpg
Fig. 6 – IRMS Delta Plus XP – Flash EA 1112, Thermo Scientific.

Monitoraggio chimico, microbiologico ed ecotossicologico del Seno di Priolo

Obiettivi: 1. Valutare gli effetti tossicologici dell’esposizione di specie target alla matrice sedimentaria del Seno di Priolo. 2. Caratterizzare le comunità microbiche di acqua e sedimenti.
Campioni analizzati: Batteri marini Gram-negativi della specie Vibrio fischeri; crostacei anostraci della specie Artemia franciscana esposti a sedimenti campionati nei transetti su sedimento nudo del Seno di Priolo (Fig. 1).
Analisi e relativa strumentazione utilizzata:
• Saggio biologico con Vibrio fisheri su fase solida (sedimento) e liquida (elutriato) – sistema Microtox/Mutatox Mod 500 (ECOTOX LDS srl);
• Saggio biologico con Artemia franciscana su fase solida (sedimento) – sistema ARTOXKIT MTM.
• Analisi delle comunità batteriche mediante analisi quantitative (MPN, DAPI) e molecolari PCR-DGGE (Polymerase Chain Reaction- Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) del gene ribosomale 16S.
Risultati: Tutti i campioni a cui è stato esposto il batterio Vibrio fischeri non hanno evidenziato effetti biologici significativi, con un’inibizione della bioluminescenza trascurabile. L’elaborazione dei risultati analitici nel Sediment Toxicity Index (S.T.I.) ha confermato l’assenza di tossicità nei campioni sia sul sedimento tal quale (fase solida) che sull’elutriato (fase liquida) in tutte le stazioni del Seno di Priolo. Risultati simili sono stati ottenuti anche dai saggi con Artemia franciscana, che non hanno rilevato effetti biologici significativi, con scarsa inibizione della motilità. Le comunità batteriche dei sedimenti mostrano una diversità più elevata rispetto a quelle dell’acqua. La quantità di batteri potenziali utilizzatori di HC è più elevata nei siti più contaminati ed anche la diversità microbica totale dei sedimenti è influenzata dal livello di contaminazione.

Biorisanamento di siti contaminati

Ai fini del risanamento ambientale, particolare attenzione è stata rivolta al biorisanamento (bioremediation), ossia all’utilizzo dei sistemi biologici per la riduzione dell’inquinamento. In generale vengono utilizzati piante e/o microrganismi. Il principio del biorisanamento è basato sul fatto che questi organismi si nutrono di sostanze inquinanti, bonificando indirettamente l’ambiente. Lo scopo è quello di eliminare l’inquinamento in modo naturale con un basso impatto ambientale. Nel caso specifico di fondali marini con sedimenti contaminati, in ambito costiero si è registrato, negli ultimi anni, un continuo sviluppo del settore delle biotecnologie e la loro applicazione alla valutazione e conservazione della qualità ambientale. I microrganismi sono quelli più usati, data la loro maggiore attitudine a degradare i composti inquinanti in composti semplici (CO2, acqua e sali inorganici). In ambito marino tali applicazioni potranno consentire il riutilizzo dei sedimenti dragati, previa decontaminazione, aprendo scenari interessanti dal punto di vista economico per le aziende che operano nell’ambito delle opere marittime.

Obiettivo: valutare il potenziale biodegradativo del Seno di Priolo ed isolare batteri e consorzi microbici degradatori utlizzabili per il risanamento
Campioni analizzati: sedimento e acqua del Seno di Priolo.
Analisi: allestimento di colture di arricchimento su petrolio greggio, alcani e idrocarburi policiclici aromatici. Isolamento e caratterizzazione tassonomica e catabolica degli isolati
Risultati: il Seno di Prolo presenta una elevata diversità di batteri idrocarburo ossidanti generalisti e specializzati (batteridrocarburoclasti) nella degradazione degli idrocarburi; questi batteri costituiscono un potenziale catabolico sfruttabile in un approccio di biorisanamento basato su tecniche di Biostimulation.

Figura 1
Isolamento di batteri degradatori di idrocarburi mediante colture di arricchimento su petrolio.

Figura 2
Colture di arricchimento su miscela di alcani.

Figura 3
Colture di arricchimento su diversi idrocarburi policiclici aromatici.

Figura 4
Diversità di batteri coltivabili ottenuti da colture di arricchimento su alcani dal porto di Priolo.

Figura 5
Batteri isolati dal Porto di Priolo. I batteri crescono su petrolio come unica fonte di C ed Energia. Il petrolio è fornito in gocce su carta assorbente sterile posta sul coperchio della piastra Petri.

 

Riforestazione con fanerogame marine

Il recupero ambientale passa anche attraverso il ripristino degli habitat e tra essi di quelli di particolare pregio ambientale, quali per esempio le praterie di fanerogame marine. Il ripristino con fanerogame marine riguarda tutti quegli interventi messi in atto a seguito di un generale deterioramento dello stato di conservazione di una prateria, riconducibile a pressioni e impatti antropici, agenti anche indirettamente sulla prateria (come scarichi di acque reflue, impianti di maricoltura, movimentazione di sedimenti in ambito costiero e, sebbene vietati ma ancora relativamente diffusi, pesca a strascico e ancoraggi). A tale scopo, in questo progetto, sono state sviluppate tecnologie avanzate ed eco-sostenibili per il ripristino di fondali degradati con P. oceanica. Il progetto prevede, in particolare, l’utilizzo di un prodotto innovativo, già in fase di brevettazione dai proponenti, consistente in un sistema realizzato in plastica biodegradabile (bioplastica) per il fissaggio in forma rapida ed efficace di talee di P. oceanica sul fondo marino, allo scopo di garantire l’attecchimento e la crescita della pianta e di agevolare la dinamica naturale di sviluppo della prateria.

Messa in opera di barriere artificiali

Nelle attività di ripristino ambientale di ecosistemi degradati, l’utilizzo di strutture artificiali (reef o barriere sommerse) costituisce un valido elemento per la ricostruzione dell’ambiente e del paesaggio sommerso. Infatti tali strutture, se adeguatamente realizzate, forniscono riparo e nuovi habitat, costituiscono un richiamo per numerosi organismi con conseguente aumento della produttività e rappresentano un potente strumento per il recupero degli habitat naturali. L’aumento della produttività è dovuta al fatto che tali strutture offrono una maggiore diversità di habitat, con il conseguente incremento della biodiversità, della biomassa e della capacità portante dell’ambiente. La capacità dei reef artificiali di fornire zone di riparo/rifugio ed aggregazione di popolazioni animali e vegetali rappresenta oggi la maggiore sfida dell’ingegneria naturalistica, tenuto conto che l’efficacia dei reef artificiali nel determinare un incremento della produttività dipende fortemente dall’architettura delle strutture. Saranno validati ed ottimizzati modelli spaziali di reef, in corso di brevettazione, emulativi delle forme già presenti in natura, con la finalità di creare habitat artificiali ad elevata produttività e biodiversità compatibili con il paesaggio naturale sommerso dell’area oggetto delle attività.

Realizzazione di un’imbarcazione Ibrida

Progettazione e realizzazione di un’imbarcazione a basso impatto attraverso metodologie avanzate di prefabbricazione per leghe alluminio/acciaio/leghe superiori e sistemi di propulsione ibridi (tipo a magneti permanenti) per ogni linea d’asse.


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