Il percorso strategico di ISPRA per l'ecotossicologia

e recenti sviluppi applicativi rispetto al mutato quadro normativo

David Pellegrini , Fulvio Onorati, Cristian Mugnai

18 ottobre 2017 – Centro Convegni dell’Istituto di Ricerca Mario Negri

Organizzazione delle Giornate di Studio biennali sull’ecotossicologia

2006

2008 2010

2012

2014 2016

2001

Esperienze precedenti di caratterizzazione chimica ed

ecotossicologica dei sedimenti finalizzata ad attività di

dragaggio: Manuale ICRAM-APAT 2007

Opzioni di

gestione

Colonna Tossicità elu/elu

A n.c. A1

A n.c.

B n.c.

C assente B1

C ≥ Colonna C

D assente

D = Colonna D C1

A n.c. A2

B assente B1

B = Colonna B

C n.c.

D assente

D = Colonna D C1

A o B n.c. B2

C assente C1

C = Colonna C

D n.c.

B2

C2

Classificazione ecotossicologicaCLASSE QUALITA'

A2

B2

≤ LCB

compresa tra LCB e LCL

≥ LCL

Classificazione chimica

Saggi ecotossicologici sul 30% dei campioni,

batterie anche molto diversificate, EC20-EC50

La gestione dei sedimenti e l’attività di monitoraggio ambientale sono basate sulla qualità delle

diverse matrici (acque e sedimenti) in cui è prevalente la valutazione degli effetti sul comparto

biologico (e non esclusivamente il dato chimico)

Il filo conduttore dell’attività del nostro gruppo di lavoro è il

ruolo dell’ecotossicologia (la valutazione degli effetti sul biota)

Valutazione della qualità

Saggi

Ecotossicologici

(mortalità

o effetti EC50;

ECXX)

Analisi

chimiche Biodisponibilità

contaminanti

Ecologia

(populazioni,

comunità,

biodiversità..)

Ecotossicologia

subletale

(biomarkers)

Salute Umana

Definizionizione del rischio (ecologico) “ERA”

Gestione Ambientale Integrata

Approcci multidisciplinari WOE (Linee di evidenza)

per l’analisi di rischio ecologico

Grazie alla integrazione delle competenze…

… è stata prodotta la documentazione tecnico-scientifica

alla base delle norme

Allegato tecnico al D.D.

08.06.2016 Allegato tecnico al

D.M. 173/2016

Kick-Off SE.D.RI.PORT - Cagliari 5 Aprile 2017

SCH

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DELLA

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ZION

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Scheda di inquadramento

dell’area di escavo

PRESCRIZIONI TECNICHE PER LA GESTIONE DEI MATERIALI SECONDO LA CLASSE DI QUALITA’

E MONITORAGGIO AMBIENTALE DEL DRAGAGGIO, TRASPORTO E IMMERSIONE IN MARE

Gestione Capitolo 3

B A

Con tossicità assente o bassa è possibile una

caratterizzazione chimica mirata e l’uso di criteri

integrati ma non ponderati di ecotossicologia e chimica

Caratterizzazione ecotossicologica, fisica e microbiologica*

(*se ripascimento)

Applicazione di criteri di integrazione

ponderata dei dati di ecotossicologia e

chimica

A B C D E C

se [C] > L2 se [C] < L2

Percorso I

Caratterizzazione “completa” - validità delle analisi 2-3 anni

Percorso II

Caratterizzazione “semplificata” - validità delle analisi 3 -5 anni

PORTI TURISTICI, IMBOCCATURE PORTUALI

< 40000m3, AREE COSTIERE O FLUVIALI

AREE INTERNE AI PORTI, incluse le

IMBOCCATURE > 40000m3

Percorsi di: Caratterizzazione e Classificazione Capitolo 2 (Percorso I) (Percorso II)

Informazioni sull’area Capitolo 1

DM 173 del 15 luglio 2016

Caratterizzazione ecotossicologica, chimica standard, fisica e

microbiologica* (*se ripascimento)

Caratterizzazione integrata e valutazione ponderata della qualità dei

sedimenti: dal Manuale ICRAM-APAT al DM173/16

La batteria di saggi biologici deve essere composta comprendendo almeno tre specie diverse, di cui: 1a tipologia: un saggio da applicare alla fase solida del sedimento (sedimento tal quale o privato dell’acqua interstiziale); 2a tipologia un saggio da applicare alla fase liquida (elutriato/acqua interstiziale); 3a tipologia un saggio con effetti cronici/sub-letali/a lungo termine e di comprovata sensibilità

Vengono dati criteri definiti per la scelta della batteria di saggi biologici

A = saggio acuto ; C = saggio cronico/lungo termine/subcronico/risp. subletale

Gruppo Batteri Alghe Crostacei Molluschi Bivalvi Echinodermi

Specie Vibrio fischeri

Dunaliella tertiolecta

Pheodactylum tricornutum

Skeletonema costatum

Am

ph

iba

lan

us

am

ph

itrite

Co

rop

hiu

m sp

p

Acartia tonsa Tig

riop

us fu

lvus

Crassostrea gigas

Mytilus galloprovincialis

Paracentrotus lividus

Matrice fase

liquida fase

solida fase liquida fase liquida

Sed. intero

fase liquida Sed.

intero fase

liquida fase liquida fase liquida fase liquida

Endpoint Bioluminescenza Crescita algale Mortalità Mortalità Mort. (48

h)

Mor (7 gg)

Sviluppo larvale

Mortalità Sviluppo larvale Sviluppo larvale Fecon-

dazione Sviluppo larvale

1a tipologia XA XA XC

2a tipologia XA XC XA XA XA XA

3a tipologia XC XC XC XC

Gruppo Specie Matrice Endpoint 1a

tipologia

2a

tipologia

3a

tipologia

Rif. protocolli

disponibili

Batteri Vibrio fischeri

fase liquida

Bioluminescenza

XA ISO 11348-3 (2007) *

(Stima EC)

AZUR Environmental (2005)*

fase solida XA ISO 21338 (2010)*

AZUR Environmental (1995)*

Alghe Dunaliella tertiolecta

Pheodactylum tricornutum

Skeletonema costatum

fase liquida Crescita algale XC ISO 10253 (2016)

Crostacei

Amphibalanus amphitrite fase liquida Mortalità XA UNICHIM 2245 (2012)

Corophium spp Sed. intero Mortalità XA ISO 16712 (2007)

UNICHIM 2246 (2012)

Acartia tonsa fase liquida

Mort. (48 h) XA UNICHIM 2365 (2012)

Mort. (7gg) XC UNICHIM 2366 (2012)

Sed. intero Svil. larvale XC ISO 16778 (2013)**

Tigriopus fulvus fase liquida Mortalità XA UNICHIM 2396 (2014)

Molluschi

Bivalvi

Crassostrea gigas fase liquida Svil. larvale XC ISO 17244 (2015)

Mytilus galloprovincialis fase liquida Svil. larvale XC ISO 17244 (2015)

Echinodermi Paracentrotus lividus fase liquida

Fecondazione XA Environment Canada***

(1992) EPS 1/RM/27

Svil. larvale XC ASTM E1563-98 ***

(1995, 2004 e 2012)

*: sostituzione del diluente con acqua di mare sintetica (Onorati e Mecozzi 2004) **: sulla fase liquida; ***: specie atlantiche

Appendice 2D dell’Allegato Tecnico al D.M. 173/2016:

Per ciascuna sostanza L1loc è dato dal 90° percentile della

distribuzione di dati giudicati “non tossici”.

Numerosità campionaria di almeno 30 campioni risultati privi di

pericolo ecotossicologico (HQ < 1) secondo i criteri di integrazione

ponderata.

Almeno 15 campioni con bioaccumulo ricadente nella classe

“Absent” o “Slight”, secondo quanto riportato nell’Appendice 2E.

Utilizzabili soltanto i dati di campioni per i quali sono disponibili sia

analisi chimiche che ecotossicologiche, anche antecedenti (non più

di 10 anni)

DEFINIZIONE DEI LIVELLI CHIMICI LOCALI (esempio applicativo in corso regione FVG)

VALUTAZIONE AMBIENTALE E SANITARIA (DD 8 /06 /2016)

Requisiti del set analitico

Ecotossicologia Chimica Sanitaria

I dati ecotossicologici e chimici devono appartenere al medesimo

campione

Gli organismi devono essere edibili,

stanziali ed appartenere a opportuni

livelli trofici (almeno di livello 2 e

almeno di livello 3 nel caso dell’analisi

del Hg)

Batteria di saggi costituita almeno da 3

organismi-test appartenenti a gruppi

trofici e filogenetici ben distinti e

applicata su almeno 2 matrici

ambientali

Rispetto dei requisiti di qualità

del D.lgs. 219/2010

(incertezza, limiti di

quantificazione, utilizzo

materiali certificati, ecc..)

I dati analitici devono risalire a non più

di 6 anni, purché non siano accaduti

eventi che abbiano modificato lo stato

dei luoghi (es. sversamenti accidentali)

Per il calcolo dell’Hazard Quotient

(HQ): numero di repliche, effetti medi

per campione e controllo, matrice,

end-point, tipologia di esposizione

I livelli di prestazione delle determinazioni analitiche, riferite sia ai

sedimenti che ai tessuti degli organismi, devono essere conformi ai

requisiti di cui al D.lgs. 219/2010

Per entrambe le fasi di valutazione è stato eseguito il controllo dell’idoneità del set di

dati disponibili in termini qualitativi e quantitativi

ALCUNE CRITICITA’

Alcune delle principale problematiche ancora aperte legate alla piena

applicazione delle prove ecotossicologiche sono:

la necessità di un set completo di protocolli condivisi tra i diversi operatori

(ISPRA, Agenzie per la protezione dell’ambiente e mondo della ricerca);

l’assenza a livello nazionale di una rete di laboratori che porti avanti

esercizi di intercalibrazione “periodici” per la validazione di protocolli e per

il controllo delle attività dei laboratori, sulle specie autoctone, facilmente

allevabili in laboratorio e comunque sui principali saggi in uso;

una sperimentazione ampia, condivisa e coordinata su scala nazionale

(ISPRA, Agenzie per la protezione dell’ambiente e mondo della ricerca)

della valenza pratica e scientifica di differenti batterie come proposto dal

Manuale ISPRA n. 67/2011 e come confermato anche dalle recenti

normative (Allegato Tecnico al DM173/2016), ancorchè da implementare

ulteriormente nei futuri aggiornamenti.

LA PROPOSTA ISPRA

Le attività che ISPRA sta conducendo sono le seguenti:

1) elaborazione e pubblicazione di Protocolli metodologici per saggi

biologici da applicare a sedimenti ed acque marino/salmastre, sia

riprendendo saggi già normati (ISO, UNICHIM, ASTM, ecc) che saggi

ormai in uso routinario ma ancora non specificatamente normati, al fine

di:

OBIETTIVO: fornire, oltre alla descrizione del procedimento del saggio,

una serie di informazioni utili all’operatore quali quelle riguardanti la

biologia e l’ecologia della specie, le modalità per la reperibilità in

natura o le indicazioni per l’allevamento/mantenimento in laboratorio

dell’organismo di prova, la restituzione dei dati e la validità dei risultati,

o eventuali criticità e approfondimenti, fino ad ipotizzare un inserimento

del saggio in batterie per specifici utilizzi

(caratterizzazione/monitoraggio/valutazione qualità/ecc.).

2) promozione di una carta di controllo nazionale tra i laboratori interessati

alla realizzazione di prove di intercalibrazione per la validazione di tali

protocolli (al momento è stata elaborata una proposta specifica per il

SNPA);

OBIETTIVO è la definizione di “carte di controllo ecotossicologiche”

specifiche per ciascun saggio biologico e riferite ad ogni singolo

laboratorio, così come al complesso dei laboratori es. del SNPA

“dedicati alla tematica” e non necessariamente di ogni singola Agenzia

regionale; potranno essere principalmente coinvolti i laboratori che

all’interno di alcune Agenzie si occupano di ecotossicologia degli

ambienti marino/salmastri (magari distribuite per riferimento geografico)

e anche gli Enti di ricerca interessati alla standardizzazione di questi

protocolli.

PROSSIMA PUBBLICAZIONE DI PROTOCOLLI METODOLOGICI: I QUADERNI DI ECOTOSSICOLOGIA

Terza specie test da utilizzare nella batteria di saggi biologici :

attività da programmare in ambito SNPA

(risultato delle 4 giornate informative/formative tenute presso ISPRA a luglio e settembre 2017)

Dall’esame dei questionari compilati dalle diverse Agenzie e pervenuti ad ISPRA, emerge che la maggior parte delle agenzie esegue le prime due tipologie di test in modo autonomo, mentre la terza (saggio cronico con effetti sub letali) può essere eseguita solo da un numero minore di agenzie, delle quali solo alcune sono in grado di garantire il mantenimento degli organismi- test (quali il riccio di mare Paracentrotus lividus, il copepode Acartia tonsa, o il mitilo Mytilus galloprovincialis).

Per facilitare il compito delle Agenzie:

• verrà inoltrata alle Agenzie interessate la bozza di Convenzione per la fornitura di organismi da parte di ISPRA (in particolare ricci di mare o i copepodi mantenuti presso i laboratori di ISPRA Livorno); convenzione che potrebbe essere contestualmente condivisa da più agenzie contemporaneamente (oltre alle attuali Agenzie che ne hanno già fatto richiesta);

• viene proposto un percorso formativo delle varie agenzie regionali nell’ambito dell’SNPA organizzato in tre livelli formativi, da iniziare entro l’anno:

a) livello di formazione generale, da estendere anche al personale non dedicato alle attività di laboratorio.

Obiettivo del primo livello è quello di garantire la conoscenza del metodo e la valutazione dei risultati.

b) livello di formazione pratica, per la partecipazione a prove di interconfronto.

Obiettivo di questo secondo livello è l’acquisizione di una sufficiente manualità e competenza nell’esecuzione delle prove.

c) livello di formazione approfondita, per mantenimento/allevamento degli organismi test. Obiettivo del terzo livello è, oltre a quanto previsto dal primo e secondo livello, acquisire una sufficiente manualità e competenza nel mantenimento e /o allevamento degli organismi da utilizzare nelle prove.

Il percorso di formazione in ambito SNPA potrebbe prevedere l’individuazione di “centri di formazione” in aree geografiche strategiche che permettano il coinvolgimento logistico di più agenzie locali, anche appartenenti a regioni differenti.

Viene inoltre segnalata la necessità di avviare le procedure per addivenire in tempi brevi ad un Tariffario unico SNPA per le analisi ecotossicologiche.

Viene infine ravvisata la necessità, dal punto di vista organizzativo, di individuare per ciascuna agenzia, uno o più referenti tecnici per gli aspetti legati alle indagini ecotossicologiche, al fine di aggiornare lo stato dell’arte nelle varie agenzie, e contribuire al previsto percorso di formazione in rete. A tale scopo, si concorda di predisporre un nuovo questionario mirato sulle analisi ecotossicologiche condotte nelle diverse Arpa (censimento dei saggi e dei metodi, inclusa l’esistenza di carte di controllo interne ai singoli laboratori), da inoltrare ai referenti tecnici sopra individuati.

Tavolo Tecnico di “osservazione esperta”

Allegato Tecnico DM173/16

.

È stata inviata una proposta ISPRA condivisa con gli enti nazionali quale

punto di riferimento tecnico-scientifico, con il compito di supportare lo

stesso Ministero e gli operatori territoriali nell’applicazione del DM 173, per:

1. informare e formare i futuri utilizzatori (enti di controllo ed altri);

2. operare possibili approfondimenti ed ottimizzazioni,

…per far crescere ulteriormente nel Paese l’esperienza

nell’applicazione delle indagini ecotossicologiche.

Quale rete e livello di qualità per i laboratori

di ecotossicologia ?

Quali forme di integrazione-collaborazione

tra laboratori pubblici e privati?

Continuiamo a lavorare insieme…

GRAZIE PER L’ATTENZIONE !!!