Analisi modellistica delle dinamiche del ciclo biogeochimico del mercurio nella

laguna di Marano e Grado

Stefano Covelli

Donata Melaku Canu

Relatore:

Correlatore:

Università degli Studi di Trieste

Dipartimento di Scienze della Vita

Laureanda: Ginevra Rosati

Schaefer et al. (2002)

Il ciclo biogeochimico del mercurio

Bioaccumulo del MeHg nelle reti trofiche

Habitat costiero

Mare aperto

= Trasferimento di MeHg mediato da processi trofici

RIDUZIONE ESPOSIZIONI

CONTROLLO EMISSIONI

SQA

Quali strategie?

DOSI TOLLERABILI

Modelli

Monitoraggi

Ricerca

Elaborazione di un dataset relativo alle dinamiche del mercurio nell'area di studio

Utilizzo del dataset per l'implementazione di due modelli sviluppati dall'EPA

Analisi per scenari del ciclo biogeochimico del mercurio nell'area di studio

Scopo della tesi

Area di Studio

Covelli et al. (2012)

Area di Studio

Gradiente di HgT crescente da Ovest a Est

Due forme principali di speciazione di Hg(II): Hg-S e Hg non S

Concentrazioni di MeHg non correlabili a concentrazioni di HgT

Acquavita et al. (2012)

Data set

Dati dal 1986 al 2011:

Forzanti chimico – fisiche

Contaminazione matrici ambientali

Tassi di trasformazione

Tassi di trasferimento tra comparti ambientali

Condizioni al contorno

Bioaccumulo nella catena trofica

Data set

SERAFM e WASPModelli ambientali → processi descritti da equazioni

WASP

Dinamico

1, 2 o 3 dimensioni

Flessibile, non trasparente

SERAFM

Stato stazionario

Zero dimensionale

Flessibile e trasparente

Valutazione rapida rischio

Modello SERAFM

3.16 → Metilazione H2O3.18 → Metilazione sed3.19 → Demetilazione H2O3.20 → Demetilazione sed3.21 → Demetilazione rid3.22 → Riduzione3.23 → Fotoriduzione3.24 → Diffusione3.25 → Fotodemetilazione3.26 → Fotossidazione3.27 → Ossidazione3.28 → Volatilizzazione3.29 → Input3.30 → Scambio boundaries

Modello WASP

3.67 → Metilazione 3.69 → Demetilazione3.71 → Fotodemetilazione3.73 → Riduzione3.74 → Ossidazione3.76 → Volatilizzazione3.78 → Input3.80 → Avvezione3.81 → Dispersione3.82 → Diffusione

Rappresentazione con SERAFM

Rappresentazione con WASP

Modello SERAFM

DATI Stima Stima

LgHgKggHg

BAF µ

µ

=

RfDD

HQ g= ∑ ⋅⋅= LTNLTg dietIRCD %

Scenari SERAFM

Scenario “HgT”

Scenario “Hg non S”

3 stime di BAF 6 scenari di bioaccumulo

Contributi di Hg-S trascurabili ?

Rischio per i consumatori finali ?

Risultati SERAFM Bioaccumulo

Dati Ghiozzi e Latterini (Brambati, 1997)

Dati Orate, Branzini Anguille (Brambati, 1997)

Dati Orate, Branzini (ARPAFVG)

Dati

Dati

Risultati SERAFM Stima del Rischio Ecologico

Risultati SERAFMStima del rischio sanitario

Stima del rischio sanitario

Brambati (1997)

Scenari WASP

Scenario “no Hg Mare”

Scenario “no Hg fiumi”

Scenario “Hg-S”

Scenario “Hg non S”

Come contribuiscono alla contaminazione le diverse fonti?

Risultati WASP - Importanza dei contributi marini

Risultati WASP - Importanza dei contributi fluviali

Hg T Acque

0

2

4

6

8

10

12

Gennaio

FebbraioMarzo

AprileMaggio

GiugnoLuglio

Agosto

SettembreOttobre

Novembre

Dicembre

ng/L

Lignano

S. Andrea

Buso

Morgo

Grado

Primero

Hg T Acque "No Fium i"

0

2

4

6

8

10

12

Gennaio

FebbraioMarzo

AprileMaggio

GiugnoLuglio

Agosto

SettembreOttobre

Novembre

Dicembre

ng/L

Lignano

S. Andrea

Buso

Morgo

Grado

Primero

Risultati WASP - Contributi delle specie del mercurio Hg-S e Hg non S alla

contaminazione delle acque

Principale contributo alla contaminazione delle acque deriva dagli apporti marini

Contributi fluviali trascurabili nel complesso, ma significativi su scala locale

Sedimenti agiscono come fonte di contaminazione secondaria, ma il contributo di Hg-S è trascurabile

Andrebbero approfonditi i processi di bioaccumulo nella catena trofica e i tassi di esposizione della popolazione

Conclusioni

Sviluppi futuri

Modellistica

Aumentare risoluzione spaziale del sistema

Implementazione modello di mercurio in un modello idrodinamico e di trasporto di sedimenti

Ricerca sul campo

Trasporto Hg e MeHg in laguna per scambi mareali

Processi di mobilizzazione delle specie di Hg in relazione ai fattori ambientali

Tassi di trasformazione

( Metilazione nelle acque?)

Grazie per l'attenzione...