Patrick Martino, Il fitoplancton come bioindicatore, LAM 2011 · 3.1. Obiettivi del lavoro di...

Patrick Martino, Il fitoplancton come bioindicatore, LAM 2011

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Patrick Martino, il fitoplancton come bioindicatore, LAM 2011

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INDICE: 1. PREMESSA P. 3 2. ABSTRACT P. 3 3. INTRODUZIONE P. 3 3.1. OBIETTIVI DEL LAVORO DI MATURITÀ P. 3 3.2. IL FITOPLANCTON P. 4 3.3. LE DIATOMEE P. 4 3.4. PERCHÉ LE DIATOMEE? P. 5 3.5. L’EUTROFIZZAZIONE P. 5 4. SITI DI PRELIEVO P. 6 4.1. LAGHETTO DI MUZZANO P. 6 4.2. LAGHETTO D’ORIGLIO P. 7 5. MATERIALI E METODI P. 8 5.1. PRELIEVI P. 8 5.2. ANALISI P. 9 5.3. OGGETTIVAZIONE DEI DATI RACCOLTI (IDE-P, DI-CH) P. 9 6. RISULTATI P. 12 6.1. RISULTATI PER MUZZANO P. 13 6.1.1. PRIMO PRELIEVO P. 13 6.1.2. SECONDO PRELIEVO P. 18 6.1.3. TERZO PRELIEVO P. 19 6.2 RISULTATI PER ORIGLIO P. 23 6.2.1. PRIMO PRELIEVO P. 23 6.2.2. SECONDO PRELIEVO P. 26 6.2.3. TERZO PRELIEVO P. 29 7. DISCUSSIONE P. 32 7.1. CALCOLO DEGLI INDICI DIATOMICI PER MUZZANO P. 32 7.2. CALCOLO DEGLI INDICI DIATOMICI PER ORIGLIO P. 33 7.3. CONFRONTO DEGLI INDICI DIATOMICI STAGIONALI E COMPLESSIVI P. 33 7.4. CONFRONTO DEGLI INDICI DIATOMICI CON DATI CHIMICO-FISICI P. 34 8. CONCLUSIONI P. 35 8.1. QUALE LAGHETTO È PIÙ SANO? P. 35 9. RINGRAZIAMENTI P. 36 10. BIBLIOGRAFIA P. 37 11. ALLEGATI P. 39


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1. PREMESSA Il tema del biomonitoraggio è molto affascinante dal mio punto di vista: permette, infatti, di comprendere appieno quanto gli organismi siano fondamentali ingranaggi di una grande macchina. Quando tutto fila come dovrebbe, i dentelli delle ruote combaciano alla perfezione con altre ruote, ma basta una lieve modifica ad una sola rotella per compromettere il funzionamento dell’intera macchina. Il biomonitoraggio si occupa appunto di studiare lo stato di salute di un sistema complesso basandosi su di un analisi accurata dei suoi ingranaggi. I professori Luca Paltrinieri e Luca Tito Bertini mi hanno aiutato inizialmente a trovare la giusta strada in questo ampio ambito, indirizzandomi verso quello che è il biomonitoraggio delle acque, e, nella fattispecie, quello lacustre. La scelta dei bacini è caduta sui laghetti di Muzzano e Origlio per alcuni fattori: distano pochi chilometri l’uno dall’altro, sono entrambi nei pressi di Lugano e tutti e due hanno accusato in passato (e stanno accusando) un lento declino della qualità delle acque. Così, assieme all’entusiasmo iniziale e ad alcune naturali esitazioni, ha cominciato a prendere forma il mio lavoro di maturità.

2. ABSTRACT In questo lavoro di maturità a carattere sperimentale si è voluto determinare la qualità delle acque di due laghetti ticinesi: il laghetto d’Origlio e il laghetto di Muzzano. La tecnica utilizzata, quella del biomonitoraggio, consiste nello studio qualitativo e in parte quantitativo delle diatomee presenti in sospensione nei due bacini. Per relazionare i dati derivati dai prelievi con la qualità delle acque sono stati utilizzati due indici diatomici: un indice europeo (EPI-D) e un indice svizzero (DI-CH). Tre prelievi sono stati effettuati durante l’arco di un anno (da febbraio a novembre 2011) e le relative analisi hanno denotato una differenza qualitativa tra i due laghetti: le acque di Origlio appaiono generalmente meno compromesse1 di quelle di Muzzano. In seguito, è stato operato un confronto tra i risultati ottenuti grazie al calcolo degli indici diatomici e le analisi chimico fisiche eseguite da un ufficio specializzato; questi numeri ricalcano piuttosto bene l’andamento qualitativo rilevato dal biomonitoraggio.

3. INTRODUZIONE: 3.1. Obiettivi del lavoro di maturità: In questo lavoro di maturità ci si è occupati di determinare la qualità delle acque dei laghetti di Origlio e di Muzzano grazie all’analisi qualitativa e in parte quantitativa del fitoplancton, servendosi in particolare delle alghe diatomee (alghe monocellulari molto diffuse). La domanda che mi sono posto inizialmente è stata “quale dei due laghetti è più sano2?”. Per rispondervi ho pensato di cercare un metodo d’analisi poco scontato, una strada non ancora molto battuta: l’utilizzo del fitoplancton come bioindicatore, infatti, oltre ad essere un metodo lungo e laborioso, è anche in fase sperimentale e non garantisce risultati perfetti ai primi tentativi,

1 Con l’espressione “meno compromesse” si vuole indicare una tendenza alla presenza di diatomee tipiche di bacini poco inquinati, con una più elevata classe di qualità. 2 “Più sano”: vedi nota 1.


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come confermato dal dott. Marco Simona in una comunicazione personale (2011): “i modelli che utilizzano del fitoplancton come bioindicatore ambientale sono attualmente in fase di sviluppo, e quindi non ancora disponibili per un uso applicativo corrente. Vi sono naturalmente approcci più empirici, che si basano sulle correlazioni tra ambienti acquatici di diverso livello trofico e specie fitoplanctoniche presenti.”. Conscio delle difficoltà presenti nell’usare un metodo d’analisi sperimentale, sono in ogni caso sicuro che lavorando in modo accurato e preciso, e confrontando il mio lavoro con altre ricerche nello stesso campo, sia possibile ottenere dei risultati interessanti.

3.2. Il fitoplancton: Il fitoplancton è costituito da microscopici organismi fotosintetici viventi in sospensione nelle acque di laghi, fiumi e mari; esso è essenziale per moltissime reti alimentari provvedendo al nutrimento di numerose altre specie. Una curiosità consiste nel fatto che il fitoplancton produce la metà del diossigeno prodotto sulla terra da organismi vegetali (Wikipedia, Fitoplancton, 2011). Un suo eccessivo sviluppo, tuttavia, determina un degrado rapido e spesso irreparabile della qualità delle acque, fenomeno notoriamente conosciuto come eutrofizzazione (vedi par. 3.5.).

3.3. Le Diatomee: Le diatomee rientrano nel grande mondo del fitoplancton: sono alghe unicellulari molto antiche e diffuse, la loro apparizione sulla terra è collocabile circa 135 milioni d’anni fa. L’involucro siliceo di queste alghe, detto frustolo, si compone principalmente di due parti, chiamate valve o teche; la parte superiore (epiteca), di dimensioni maggiori, ricopre quella inferiore (ipoteca) come il coperchio di una scatola. Questa “scatola” racchiude il protoplasma (il contenuto della cellula) nel quale sono presenti la clorofilla A e la clorofilla C, indispensabili per garantire in modo corretto il processo fotosintetico e, quindi, un sufficiente apporto energetico alla cellula. All’esterno le diatomee possono presentare minuscoli fori, rilievi e incisioni,

cunette, incavi, e altri inaspettati ricami. Queste alghe possono avere poi le più disparate forme e strutture: si trovano facilmente isolate oppure in agglomerati filiformi. Dal punto di vista della classificazione, le diatomee sono divise in 2 sottogruppi: le pennate e le centriche. La distinzione tra questi due sottogruppi è data dalla differente struttura cellulare: le diatomee centriche (Fig. 1.3.1.), di forma radiale, presentano una simmetria centrale, mentre quelle pennate (Fig. 1.3.2.) una forma allungata e una simmetria assiale.

Fig. 1.3.2.: Una diatomea pennata

Fig. 1.3.1.: Diatomea centrica


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3.4. Perché le Diatomee? Le diatomee possiedono tutte le caratteristiche per essere considerate dei buoni bioindicatori e trovano oggi, nonostante la relativa giovinezza dei loro studi, largo impiego nella valutazione della qualità biologica e nella sorveglianza dello stato delle acque in molti paesi europei, infatti, esse:

sono reperibili durante tutto l’anno in ogni corso d’acqua ed in tutti gli ambienti acquatici, ovviamente con generi e specie differenti a seconda delle condizioni ambientali, della stagione e della tipologia del bacino;

sono estremamente sensibili alle variazioni di caratteristiche chimiche e fisiche del loro habitat;

sono totalmente immerse in acqua, facili da campionare;

sono ben documentate sia dal punto di vista ecologico che sistematico;

sono caratterizzate da un breve tempo di resilienza3.

3.5. L’eutrofizzazione: La salute dei laghetti di Muzzano e Origlio è da molto tempo monitorata: il laghetto di Muzzano è notoriamente più eutrofico mentre quello di Origlio è tendenzialmente più sano, come vedremo nei paragrafi successivi (Pro Natura, Quello strano colore, 2007). Spesso cause e conseguenze di questo problema sono frettolosamente archiviate sotto l’etichetta di “eutrofizzazione” dalle persone non a stretto contatto con la problematica; vediamo in questo breve paragrafo di capire meglio di cosa si tratta. Il termine eutrofizzazione deriva direttamente dal greco eutrophia; etimologicamente eu = buono e trophòs = nutrimento. Questo stato definisce quindi una condizione di abbondanza di sostanze nutritive, specialmente di fosfati e nitrati, in un ambiente acquatico. Una delle prime definizioni di

eutrofizzazione fu attribuita negli anni ’70 dall’ OCSE (Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico): “L’eutrofizzazione è un arricchimento delle acque di sali nutritivi che provoca cambiamenti tipici quali l’incremento della produzione di alghe e piante acquatiche, l’impoverimento delle risorse ittiche, la generale degradazione della qualità dell’acqua ed altri effetti che ne riducono e precludono l’uso”. Gli eccessi di sostanze nutritive sono spesso causati dall’inquinamento dovuto a una moltitudine di fattori che, tutti insieme, concorrono alla compromissione

3 “resilienza”: capacità di un sistema di ritornare a uno stato di equilibrio in seguito a una perturbazione.

Fig. 3.5.1.: Specchio d’acqua con fioriture algali

Fig. 3.5.2.: La complessa rete trofica lacustre


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delle acque, come ad esempio il riversamento nei corsi d’acqua di fertilizzanti o di certi tipi di detersivo (contenenti fosforo), gli scarichi civili e industriali, e il sovra-sfruttamento4 generale del bacino imbrifero. Con il tempo, il termine ha cambiato leggermente il suo significato e viene oggi utilizzato anche per indicare le conseguenze di tale arricchimento, ovvero l'eccessivo e talvolta inarrestabile aumento degli organismi vegetali, diventando visibile a occhio nudo formando sfumature di diverse tonalità di marrone, verde o porpora che galleggiano sull’acqua, comunemente chiamate fioriture algali o “blooms” (Fig. 3.5.1.) e il conseguente stato di anossia del corso d’acqua o del lago. Le grandi quantità di fitoplancton, e, più generalmente, di materia organica, una volta morto, vengono, in effetti, smaltite grazie ad una maggiore attività batterica, determinando così un picco del consumo globale di diossigeno e un aumento di sostanze derivanti dai processi di digestione e decomposizione, quali l’ammoniaca, il metano e l’acido solfidrico; questo ambiente asfittico è fatale per molti altri organismi all’interno del bacino, causando grandi morie di pesce (vedi par. 2.1. e 2.2.) e un conseguente sbilanciamento5 dell’intero ecosistema locale (Fig. 3.5.2.).

4. SITI DI PRELIEVO: In questo paragrafo sono descritti i due laghetti in analisi, riportando, da varie fonti, le caratteristiche fisiche e chimiche, il contesto climatico e alcune considerazioni ambientali. In queste zone di fascia mediterraneo - continentale le temperature medie in gennaio sfiorano i 2°C mentre quelle registrate mediamente in luglio sono attorno ai 21°C, la media annuale delle precipitazioni è di circa 173 cm (Spiess Ernst - Atlante mondiale svizzero - 1994). È importante comunque ricordare che i due bacini distano pochi chilometri l’uno dall’altro (meno di 6 in linea d’aria) e di conseguenza i fattori climatici possono essere considerati come simili; le differenze tra questi parametri sono quindi ininfluenti per il nostro lavoro di confronto tra i due laghetti.

4.1. Laghetto di Muzzano: Il laghetto di Muzzano (Fig. 4.1.1.) è situato in zona collinare, ad un'altitudine di circa 337 metri sul livello del mare, non molto distante dal centro di Lugano. Le dimensioni sono piuttosto ridotte, misura infatti 780 metri di lunghezza e 337 metri di larghezza al massimo. La superficie totale supera di poco i 200'000 metri quadrati e il volume d'acqua complessivo è di circa 600'000 metri cubi. Il bacino è proprietà di Pro Natura dal 1945, l’associazione l’aveva acquistato principalmente per la presenza di una specie

4 “Sovra sfruttamento del bacino imbrifero”: colture vegetali intensive nei pressi del laghetto, nascita di fabbriche e industrie, crescita dell’urbanizzazione. 5 “Sbilanciamento“: compromissione della rete alimentare.

Fig. 4.1.1.: Foto aerea del laghetto di Muzzano (Pro Natura, 2008)


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di castagna d’acqua unica al mondo, estintasi poi purtroppo verso la fine degli anni ’60. Il lago resta comunque un raro ed importante esempio di laghetto glaciale in zona collinare, e, le sue rive, sono tutt’ora un’oasi di natura a pochi minuti dal centro di Lugano. Il lago è stato originato dalla forza dei ghiacciai: si trova nell’esatto punto d’incontro tra il braccio del ghiacciaio del Ticino e quello dell’Adda. La depressione nel terreno originata dall'azione erosiva dei ghiacciai, anni dopo, si riempì d'acqua. Oggi la profondità media del laghetto è di soli 2,95 metri e quella massima di 3,35 metri (Pro Natura, 1994). Caratteristica di questo bacino è l’impressionante volume di sedimenti: sotto i tre metri di acqua è possibile misurare uno spessore di 5 metri di fanghiglia. Il bacino imbrifero misura quasi 2 km2 ed è composto per il 29% da terreni sfruttati a scopo agricolo, per il 50% da zone urbanizzate, per il 17% da terreni boscosi e per il 4% da ampie zone verdi (Pro Natura, 1994). Il maggiore affluente è la roggia di Cremignone; tuttavia sono molte le piccole sorgenti superficiali e sotterranee che si immettono nel laghetto. L'unico emissario del lago scorre dalla sua estremità occidentale. Si può quindi dedurre che con molti affluenti e un solo emissario il tempo di permanenza dell’acqua nel lago sia molto elevato; alcuni studi effettuati da Don Toroni nel 1962 infatti, indicavano che il tempo medio di stazionamento dell'acqua nel lago era di più o meno 276 giorni. Questi dati evidenziano chiaramente che l'acqua è stagnante. La presenza di grandi quantità di sedimenti e depositi di scarichi fognari sommata alla tendenza al ristagno, fanno del laghetto di Muzzano, un ambiente notoriamente a forte tendenza eutrofica. Nel giugno del 1960 infatti si verificò una prima grande moria dovuta all’assenza di ossigeno, mentre nel luglio del 1967 deperirono 2’500 kg di pesce. Nel settembre del 1994, il laghetto fu protagonista della più importante moria di pesci mai documentata: la protezione civile dovette raccoglierne 16 tonnellate. Il 18 agosto 2003 si verificò l'ultimo caso: 4 tonnellate di pesce furono rimosse dalle acque del laghetto (Pro Natura, dati del 2011). Questa situazione critica non ha lasciato indifferente Pro Natura che da qualche anno conduce un importante piano di risanamento del bacino; numerosi sono stati infatti gli interventi nella zona del laghetto: la creazione di stagni, l’impianto di nuove superfici di canneto e di siepi, e un’ importante campagna di sensibilizzazione popolare verso il grande valore del laghetto.

4.2. Laghetto d’Origlio: Il lago di Origlio (Fig. 4.2.1.), similmente a quello di Muzzano, si trova nei pressi di Lugano e affonda le sue origini nel ghiacciaio dell’Adda che, ritiratosi circa tredicimila anni fa, ha creato un avvallamento lentamente riempitosi d’acqua. Il laghetto di Origlio è molto meno studiato rispetto a quello di Muzzano e la ricerca di dati interessanti non è quindi stata facile e fruttuosa, alcuni dati rilevanti sono comunque stati reperiti. Le sue dimensioni sono inferiori rispetto al laghetto di Muzzano: circa 360 metri di lunghezza e 180 metri di larghezza; con una superficie totale di circa 65'000 metri quadrati e un volume che sfiora i 200'000 metri cubi d’acqua. (Google Earth, misure satellitari, 2011). Nel corso degli anni la zona

Fig. 4.2.1.: Visione aerea del laghetto di Origlio


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del bacino imbrifero del laghetto ha visto l’abbandono dell’attività agricola, un forte incremento edilizio e l’aumento dei turisti e dei bagnanti, questi fattori hanno favorito una compromissione grave dei suoi valori naturalistici (Pro Natura, 2008). La sensibilizzazione ambientale ha fortunatamente portato, nel 1985, a indire il divieto totale di balneazione al quale è succeduto, nel 1991 il Piano di Protezione Cantonale con relativo piano di gestione per la conservazione, il ripristino e l’utilizzazione rispettosa del territorio circostante (Pro Natura, dati del 2011). Sulla superficie galleggiano le ninfee (molto poche da qualche anno a questa parte), e all’estremo nord del lago troviamo il canneto, periodicamente sfoltito, che ospita insetti, animali e in particolare molti uccelli, quali ad esempio l’usignolo di fiume, il tuffetto, il saltimpalo, il porciglione, il martin pescatore, la gallinella d'acqua, il tarabusino, l’airone cenerino, il cormorano e molte altre che difficilmente potrebbero abitare zone prive di canneti.

5. MATERIALI E METODI: In questo paragrafo verranno illustrati i materiali ed i metodi utilizzati per lo sviluppo del mio lavoro di maturità, cominciando dalle tecniche di prelievo fino agli strumenti matematici necessari all’oggettivazione dei dati per l’ottenimento di risultati utili.

5.1. Prelievi: I prelievi di campioni di fitoplancton sono stati effettuati a breve distanza temporale sia a Muzzano che ad Origlio, tre volte per anno: un primo prelievo è stato effettuato a fine inverno, nel mese di marzo; il secondo giro di prelievi in estate, verso metà giugno (rivelatosi poi parzialmente infruttuoso), il terzo ed ultimo nella prima metà di settembre. Nel primo laghetto sono stati scelti quattro siti di prelievo mentre nel secondo, meno accessibile e di dimensioni più modeste, soltanto tre siti. Per i due laghetti di Muzzano (Fig. 5.1.1.) e Origlio (Fig. 5.1.2.) si è eseguita una semplice mappatura; i numeri rossi accanto ai siti di prelievo saranno degli utili riferimenti per comprendere meglio lo svolgimento delle analisi nei paragrafi seguenti. I prelievi vengono eseguiti grazie all’utilizzo di un apposito retino per fitoplancton con maglia da 65μm; per ogni sito di prelievo vengono estratti due campioni di fitoplancton: per il primo campione viene lanciato il retino alla massima distanza raggiungibile lasciando che si immerga in acqua evitando che tocchi il fondo per non contaminare i campioni, una

Fig. 5.1.1.: Mappatura del laghetto di Muzzano

Fig. 5.1.2.: Mappatura del laghetto di Origlio

Siti di prelievo numerati

Zone non accessibili (bosco fitto, proprietà privata, canneto, ...)


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volta sceso viene ritirato piuttosto velocemente; per il secondo campione la procedura è di poco differente: il retino viene tirato più lentamente verso la superficie lasciando che vada più in profondità, di modo da avere così un campione d’analisi sull’intera colonna d’acqua. Una volta fatto questo, travaso i due bossoli contenti il fitoplancton all’interno di un flacone in vetro ermetico precedentemente etichettato. In ogni flacone vengono aggiunte poi otto gocce di soluzione di Lugol: una soluzione acquosa iodo-iodurata di colore marrone chiaro, inodore, utile alla conservazione del fitoplancton e in grado inoltre di colorare alcune strutture e evidenziare in particolare l’amido; lo ioduro di potassio si dissocia e l'anione I- tende a reagire con lo iodio elementare secondo la reazione:

I2 + KI → I3– + K+

La reazione con l’amido è data dal fatto che lo ione I3– tende a legarsi con l'amilosio, innestandosi

nella parte interna della sua catena elicoidale. Il complesso risultante, esposto alla luce, risulta di un netto colore blu scuro (Wikipedia, 2011). In totale, quindi, dopo ogni turno di prelievo, si ottengono quattro flaconi per Muzzano e tre flaconi per Origlio. I campioni sono poi mantenuti in frigorifero fino al giorno di analisi.

5.2. Analisi:

Le analisi vengono effettuate tramite un microscopio Leica BM E: per ogni flacone viene preparato un vetrino e viene analizzato: sono prelevate due gocce di acqua di lago grazie a una pipetta e vengono depositate sul vetrino, in seguito, la preparazione del vetrino viene completata coprendo il

materiale d’analisi con un vetrino copri oggetti. L’intera superficie del preparato viene osservata procedendo a zig-zag (Fig.5.2.1.) per non perdere eventuali specie rare ed isolate, cercando di coprire la maggiore superficie possibile (non è purtroppo possibile garantire sempre una copertura totale del vetrino). L’ingrandimento utilizzato per il giro d’osservazione è di 400x, in seguito, se necessario all’identificazione della specie, si può passare ad un ingrandimento di 1000x. Successivamente grazie al libro per la classificazione di organismi acquatici (Streble Heinz / Krauter Dieter - Atlante Dei Microrganismi acquatici - Franco Muzzio Editore - 2002), vengono individuate le differenti famiglie, se possibile anche il genere e la specie, e viene eseguito un conteggio del numero di individui per vetrino, indispensabile per i successivi calcoli. In seguito, grazie al conteggio effettuato, sarà possibile attribuire un valore di abbondanza relativa alle varie specie presenti.

5.3. Oggettivazione dei dati raccolti: Esistono molti indici per collegare la qualità e la quantità del plancton con la qualità delle acque. Quello più idoneo al genere di prelievi effettuati è l’indice diatomico EDEP (l’Indice Diatomico di Eutrofizzazione/Polluzione), in inglese EPI-D (Eutrophication/Pollution Index – Diatom based). Questo é stato elaborato dal professor Dell’Uomo dell’Università di Camerino e fornisce una valutazione qualitativa globale prendendo in considerazione varie caratteristiche. Si basa sulla formula matematica di Zelinka e Marvan come la maggior parte degli indici diatomici utilizzati in Europa. I valori dell’EPI-D sono compresi tra 4 e 0; dei valori vicini allo 0 indicano acque pulite; aumentando l’indice e avvicinandosi al valore 4, aumenta la compromissione della qualità del corpo idrico, fino all’individuazione di situazioni di degrado totale.

Fig. 5.2.1.: Analisi del vetrino


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La formula sopracitata è la seguente:

Dove:

EPI-D = indice globale di eutrofizzazione/polluzione del sito analizzato;

aj = abbondanza della specie j (può assumere valori da 1 a 10);

rj = affidabilità (dall’inglese “reliability”) della specie j, valori da 5 (per un indicatore ottimo) a 1 (per un indicatore solo sufficiente);

ij = indice di sensibilità della specie j; i valori attribuiti vanno da 0 (per un specie che indica un ambiente di ottima qualità) a 4 (specie che indica una bassa qualità dell’acqua dei bacini).

Il valore aj concernente l’abbondanza, viene attribuito secondo un valore da 1 a 10 proporzionalmente a tutte le specie presenti nel vetrino: il valore 1 è attribuito alle specie presenti con un solo esemplare (o con un numero di esemplari irrilevante rispetto alla quantità totale), 10 per le specie all’evidenza dominanti, spesso di piccole dimensioni, raggruppate in vaste colonie; i valori intermedi sono attribuiti in crescendo cercando di mantenere un buon rapporto numerico. I valori di rj e ij invece, sono stati precedentemente calcolati da gruppi di ricerca universitari grazie a confronti con caratteristiche biochimiche dell’acqua; questi dati, dei quali mi servo per il lavoro di maturità, sono reperibili in tabelle di libero utilizzo, allegate alla fine del mio lavoro (Par. 10.). Il risultato fornito dall’indice EPI-D, ottenuto applicando la sommatoria a tutte le specie del punto di prelievo scelto, è un valore compreso tra 0 e 4: risultati prossimi allo 0 indicano acque pulite, mentre quelli più alti sono sintomo di acque sempre più compromesse come già accennato in precedenza. È consigliabile eseguire i calcoli utilizzando due cifre decimali, per cogliere anche variazioni all’apparenza irrilevanti ma che possono risultare significativi nel calcolo dell’EPI-D. L’interpretazione del risultato è stata inizialmente proposta con una divisione in otto classi di qualità idrica (Dell’Uomo, 1996), (Tab. 5.3.1.). Tab. 5.3.1.: Corrispondenza tra valori dell’EPI-D e qualità delle acque in otto classi (Dell’Uomo, 1996)

Valori EPI-D Qualità

0.0 < EPI-D ≤ 1.0 Ambiente di qualità eccellente

1.0 < EPI-D ≤ 1.5 Ambiente di buona qualità 1.5 < EPI-D ≤ 1.8 Ambiente di qualità sufficiente

1.8 < EPI-D ≤ 2.0 Ambiente leggermente alterato

2.0 < EPI-D ≤ 2.2 Ambiente moderatamente inquinato

2.2 < EPI-D ≤ 2.5 Ambiente fortemente inquinato

2.5 < EPI-D ≤ 3.0 Ambiente pesantemente inquinato

3.0 < EPI-D ≤ 4.0 Ambiente completamente degradato


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Nonostante questa divisione in otto classi sia molto precisa e funzionale, la grande maggioranza degli indici di qualità delle acque è costituita da sole cinque classi, è stato dunque necessario rielaborare i dati dell’EPI-D per creare un'altra tabella (Tab. 5.3.2.), più compatibile con gli altri indici internazionali. Tab. 5.3.2.: Corrispondenza tra valori dell’EPI-D e qualità delle acque in cinque classi

Valori EPI-D Qualità

0.0 < EPI-D < 1.0 Ottima

1.0 < EPI-D < 1.7 Buona

1.7 < EPI-D < 2.3 Mediocre 2.3 < EPI-D < 3.0 Cattiva

3.0 < EPI-D ≤ 4.0 Pessima

Per questo lavoro viene poi utilizzato anche un indice diatomico svizzero, per rendere i dati più confrontabili con altre ricerche effettuate nella Confederazione. Come l’indice precedente, anche questo - chiamato DI-CH - prevede l’uso della formula di Zelinka e Marvan con una leggera modificazione delle variabili:

Dove:

DI-CH = indice diatomico svizzero del sito analizzato;

Di = indice di sensibilità della specie i;

Gi = affidabilità della specie i;

Hi = frequenza relativa della specie i in percentuale; I valori Di e Gi hanno una valenza simile a quella attribuitagli per l’indice EPI-D e si trovano in tabelle appositamente create dal UFAM (Ufficio federale dell’ambiente): l’indice Di può assumere valori da 1 a 8 con una precisione di 0.5 unità, per un totale 15 possibili valori differenti. Il valore Gi invece può assumere i seguenti valori:

8 = indicatore eccellente;

4 = indicatore molto buono;

2 = indicatore buono;

1 = indicatore scarso, specie poco documentate;

0.5 = indicatore molto scarso, specie poco rappresentativa;


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Il valore di frequenza relativa Hi è invece leggermente differente rispetto all’indice EPI-D: questo è espresso percentualmente rispetto al totale dei microrganismi rilevati dal vetrino. Il risultato prodotto varia da 1 a 8 e può essere poi relazionato a cinque classi di qualità differenti (Tab. 5.3.3.), riassunte anche nel seguente grafico (Graf. 5.3.1.) che, inoltre, mette in relazione le classi di qualità e la loro percentuale di riscontro nei bacini svizzeri:

Tab. 5.3.3.: divisione in cinque classi di qualità per l’indice diatomico svizzero DI-CH (Office fédéral de l’environnement, 2007).

Valori DI-CH Qualità

1.0 ≤ DI-CH < 3.5 Molto buona 3.5 ≤ DI-CH < 4.5 Buona

4.5 ≤ DI-CH < 5.5 Media

5.5 ≤ DI-CH < 6.5 Mediocre

6.5 ≤ DI-CH ≤ 8.0 Cattiva

Graf. 5.3.1.: Divisione in cinque classi di qualità per l’indice DI-CH e frequenza relativa dei prelievi in Svizzera (Hürlimann J., Niederhauser P., 2007).

Grazie a questi strumenti matematici é possibile rendere utilizzabili e oggettivi i dati raccolti sul campo, un’ulteriore elaborazione nei prossimi paragrafi con la creazione di grafici e tabelle renderà il tutto più evidente.


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6. RISULTATI: Le specie trovate sono segnate all’interno delle varie tabelle seguendo “l’ordine di apparizione” nell’analisi del vetrino. Le determinazioni sono state eseguite da me con i mezzi a disposizione, non posso quindi garantire la certezza delle specie rilevate, le ricerche sono comunque state effettuate con molta precisione. I valori rj e ij, concernenti il calcolo dell’EPI-D sono attribuiti solamente alle diatomee, mentre il valore di abbondanza a j, data la sua relatività basata su tutti gli individui del vetrino, è attribuito anche alle specie non diatomiche. Lo stesso ragionamento vale per l’indice svizzero DI-CH, dove i valori di Di e Gi sono attribuiti esclusivamente alle specie diatomiche mentre il valore Hi è dato anche alle altre specie riscontrate. I numeri di pagina scritti tra parentesi accanto alle specie trovate sono i riferimenti con il libro “Streble Heinz / Krauter Dieter - Atlante Dei Microrganismi acquatici - Franco Muzzio Editore - 2002”. Le diatomee che al posto di valori numerici presentano dei trattini, non sono state trovate nelle tabelle delle variabili degli indici diatomici, e non vengono quindi prese in considerazione per i calcoli degli stessi indici. I risultati dell’EPI-D sono poi espressi in base alla tabella 5.3.1.: corrispondenza tra valori dell’EPI-D e qualità delle acque in otto classi; quelli del DI-CH secondo la tabella 5.3.3.: divisione in cinque classi di qualità per l’indice diatomico svizzero DI-CH (Office fédéral de l’environnement, 2007).

6.1. Risultati per Muzzano: I prelievi al laghetto di Muzzano si sono rivelati piuttosto fruttuosi: l’acqua pullula di microrganismi e questi sono visibile a occhio nudo già all’interno delle boccettine di prelievo; nei prossimi paragrafi sono elencati i dati raccolti sul campo durante i tre prelievi.

6.1.1. Primo prelievo: Condizioni meteorologiche: Come già gennaio e febbraio, anche marzo è risultato mite e con precipitazioni modeste. Nella prima metà del mese le temperature sono state attorno alla media. Nella seconda metà hanno invece decisamente superato la norma (Fig. 6.1.1.1), MeteoSchweiz.


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Fig. 6.1.1.1.: Andamento della temperatura massima, dell'umidità relativa minima e del soleggiamento (ore di sole) nel corso di marzo a Locarno-Monti (MeteoSchweiz).

Prelievi: Nella tabella seguente (Tab. 6.1.1.1.) sono elencati i risultati del sito di prelievo numero 1 di Muzzano, in data 20.03.11. Questo sito di prelievo è nella zona della “casetta del pescatore”, nei pressi dell’unico emissario, dove l’argine è costituito da un muro in pietra che s’immerge nelle acque del laghetto. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti dati, in alto sono evidenziate le diatomee:

Tab. 6.1.1.1.: Specie trovate a Muzzano in data 20.03.2011, sito di prelievo numero 1

Risultati dell’analisi del vetrino Variabili EPI-D Variabili DI-CH

Specie trovate Nr. aj rj ij Hi Di Gi

Dia

tom

ee

Fragilaria crotonensis (p.134) 18 7 3 1.3 10 4.0 1

Asterionella formosa (p.136) 3 2 1 1.2 1 3.5 1

Amphipleura pellucida (p.138) 1 1 5 1.0 0.5 1.0 1

Melosira granulata (p.132) 47 9 1 1.8 26 4.5 1

Fragilaria capucina (p.134) 58 10 5 1.0 32 2.0 2

Nitzschia palea (p.140) 6 4 1 3.0 0.3 4.5 1

Melosira varians (p.132) 31 8 1 1.8 17 4.5 2

Nitzschia sigmoidea (p.142) 1 1 3 2.5 0.5 4.0 2

Navicula cryptocephala (p.138) 1 1 3 2.3 0.5 4.0 1

Alt

ro Alga verde Pediastrum boryanum (p.164) 7 4 - - 4 - -

Alga verde Treubaria triappendiculata (p.168) 4 3 - - 2 - -

Alga verde Pediastrum simplex (p.164) 1 1 - - 0.5 - -


15

Calcolo dell’EPI-D per questo sito di prelievo: Numeratore EPI-D: 7x3x1.3 + 2x1x1.2 + 1x5x1.0 + 9x1x1.8 + 10x5x1.0 + 4x1x3.0 + 8x1x1.8 + 1x3x2.5 + 1x3x2.3 = 27.3 + 2.4 + 5.0 + 16.2 + 50.0 + 12.0 + 14.4 + 7.5 + 6.9 = 141.7 Denominatore EPI-D: 7x3 + 2x1 + 1x5 + 9x1 + 10x5 + 4x1 + 8x1 + 1x3 + 1x3 = 21 + 2 + 5 + 9 + 50 + 4 + 8 + 3 + 3 = 105 EPI-D totale: 141.7/105 = 1.35 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. Calcolo del DI-CH per questo sito di prelievo: Numeratore DI-CH: 10x4.0x1 + 1x3.5x1 + 0.5x1.0x1 + 26x4.5x1 + 32x2.0x2 + 0.3x4.5x1 + 17x4.5x2 + 0.5x4.0x1 = 40.0 + 3.5 + 0.5 + 117.0 + 128 + 1.4 + 153 + 2.0 = 445.4 Denominatore DI-CH: 10x1 + 1x1 + 0.5x1 + 26x1 + 32x2 + 0.3x1 + 17x2 + 0.5x1 = 10 + 1 + 0.5 + 26 + 64 + 0.3 + 34 + 0.5 = 136.3 DI-CH totale: 445.4/136.3 = 3.27 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Nella tabella sottostante (Tab. 6.1.1.2.) sono elencati i risultati del sito di prelievo numero 2 di Muzzano, in data 20.03.11. Questo sito di prelievo si trova nella zona sud-est del laghetto, lungo il sentiero pedonale. L’argine è costituito da una lieve pendenza naturale con alberi e radici. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti dati, in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.1.1.2.: Specie trovate a Muzzano in data 20.03.2011, sito di prelievo numero 2



Dia

tom

ee

Cymbella helvetica (p. 140) 2 1 5 0.2 1 2.0 1




Diatoma vulgaris (p.134) 14 5 1 1.8 7 4.0 2

Synedra vaucheriae (p.136) 2 1 3 1.3 1 6.0 0.5

Tabellaria fenestrata (p.132) 4 2 5 0.2 2 3.5 1

Alt

ro

Alga verde Treubaria triappendiculata (p.168) 1 1 - - 0.5 - -

Alga verde Pediastrum boryanum (p.164) 6 3 - - 3 - -

Alga verde Chlorhormidium subtile (p.184) 2 1 - - 1 - -

Alga verde Pediastrum clathratum (p.164) 3 1 - - 1.5 - -

Alga gialla Tribonema vulgaris (p. 146) 2 1 - - 1 - -


16

EPI-D totale: 101.2/94 = 1.01 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 306.1/127.5 = 2.40 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Nella tabella sottostante (Tab. 6.1.1.3.) sono elencati i risultati del sito di prelievo numero 3 di Muzzano, in data 20.03.11. Questo sito di prelievo si trova nella zona nord del laghetto, nei pressi del canneto. L’argine è costituito da una lieve pendenza naturale in zona paludosa, con sterpaglie ed erbacce. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti dati, in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.1.1.3.: Specie trovate a Muzzano in data 20.03.2011, sito di prelievo numero 3



Dia

tom

ee

Cymatopleura solea (p.142) 3 2 5 2.2 - - -


Navicula cryptocephala (p.138) 10 4 3 2.3 5 4.0 1

Cymbella lanceolata (p.140) 1 1 3 1.3 0.5 2.0 2

Amphora ovalis (p.138) 1 1 3 1.5 0.5 3.5 1

Cymbella helvetica (p.140) 4 3 5 0.2 2 2.0 1

Synedra ulna (p.136) 3 2 1 2.0 1 4.0 1


Amphipleura pellucida (p.138) 5 3 5 1.0 2 1.0 1

Hantzschia amphioxys (p.140) 1 1 1 2.0 0.5 5.0 1

Stauroneis anceps (p.138) 7 4 3 0.7 3 1.0 1

Diatoma elongatum (p.134) 2 1 3 1.3 1 3.5 2



Frustulia rhomboides (p.138) 5 3 5 0.0 2 4.0 1

Alt


Alga verde Pediastrum clathratum (p.164) 2 1 - - 1 - -


EPI-D totale: 200.1/177 = 1.13 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 408.75/142.0 = 2.88 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Nella tabella sottostante (Tab. 6.1.1.4.) sono elencati i risultati del sito di prelievo numero 4 di Muzzano, in data 20.03.11. Questo sito di prelievo si trova nella zona nord-ovest del laghetto, non


17

lontano dalla casetta del pescatore. L’argine è costituito da una lieve pendenza erbosa; analizzando il vetrino sono emersi i seguenti dati, in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.1.1.4.: Specie trovate a Muzzano in data 20.03.2011, sito di prelievo numero 4



Dia

tom

ee





Frustulia rhomboides (p.138) 2 1 5 0.0 1 4.0 1





Navicula radiosa (p.138) 1 1 3 0.7 0.5 4.0 0.5

Tabellaria flocculosa (p.132) 11 4 3 0.5 7 3.5 1

Amphora ovalis (p.138) 1 1 3 1.5 0.5 3.5 1

Surirella robusta (p.142) 2 1 3 0.5 - - -

Anomoeoneis sphaerophora (p.138) 4 2 5 3.0 - - -


Alt

ro



Coniufatoficea Closterium striolatum (p.194) 1 1 - - 0.5 - -

Alga verde Pediastrum angulosum (p.164) 1 1 - - 0.5 - -

EPI-D totale: 166.8/137 = 1.22 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 448.25/121.75 = 3.68 3.5 < DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Valore medio EPI-D: Prelievo in data 20.03.11 a Muzzano: (1.35 + 1.01 + 1.13 + 1.22) / 4 = 1.18 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. Valore medio DI-CH: Prelievo in data 20.03.11 a Muzzano: (3.27 + 2.40 + 2.88 + 3.68) / 4 = 3.06 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Il seguente grafico (Graf. 6.1.1.) riassume i valori risultati dai prelievi a Muzzano in data 20.03.11:


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Graf. 6.1.1.: Valori EPI-D e DI-CH in data 20.03.11 a Muzzano e valori medi ricavati.

6.1.2. Secondo prelievo: Condizioni meteorologiche: Il mese di giugno è stato piuttosto caldo, ma con un soleggiamento modesto e precipitazioni frequenti (Fig. 6.1.2.1.), MeteoSchweiz. Fig. 6.1.2.1.: Andamento della temperatura (massima), precipitazioni e soleggiamento a Locarno-Monti durante il mese di giugno 2011, (MeteoSchweiz).

Prelievi: La seconda campagna di prelievi a Muzzano, in data 20.06.11, si è rivelato piuttosto problematica: non è stato possibile determinare un numero significativo di Diatomee ed è quindi stato impossibile determinare un valore EPI-D o DI-CH, per essere certi del problema è stato necessario operare ulteriori prelievi; il primo, in data 20.07.11 ha avuto gli stessi esiti di quello in data

Sito 1 Sito 2 Sito 3 Sito 4


19

20.06.11 ed è stato dunque necessario effettuare un’ulteriore campagna di prelievi l’8.08.11, rivelatasi anche questa infruttuosa. Le acque si presentano comunque piuttosto eutrofiche, con molteplici fioriture algali e la presenza di un grande numero di microrganismi visibili anche ad’occhio nudo; le acque poco ossigenate non sono però state nocive per i pesci, la situazione non era quindi così grave; analizzando quindi i sintomi delle acque e rapportandoli ai corrispondenti valori diatomici ho trovato opportuno attribuire a questi prelievi dei valori EPI-D e DI-CH a tavolino, corrispondenti al valore medio ricavabile dalla fascia di “ambiente leggermente alterato” secondo la divisione in otto classi di Dell’Uomo (Tab. 5.3.1.), ovvero 1.9, e per il DI-CH il valore medio della classe “ambiente di mediocre qualità” secondo la divisione in cinque classi di qualità dell’UFAM (Tab. 5.3.3.), ovvero 6.0. Questi valori non possono essere considerati rigorosi e hanno una valenza minore rispetto agli altri ma è interessante tenerne conto per i confronti successivi con dati chimico-fisici e gli altri valori degli indici diatomici del laghetto. Di seguito una rappresentazione grafica (Graf. 6.1.2.) dell’attribuzione a tavolino dei valori.

Graf. 6.1.2.: Valori EPI-D e DI-CH della seconda campagna di prelievi a Muzzano

6.1.3. Terzo prelievo: Condizioni meteorologiche: Anche il mese di settembre 2011 è stato uno dei mesi di settembre più caldi della serie climatologica di MeteoSvizzera, che parte dal 1864. Lo scarto positivo dalla media 1961-90 ha raggiunto valori generalmente tra 2 e 3 gradi. A Lugano è stato addirittura il mese di settembre più caldo da quando si effettuano le misurazioni (Fig. 6.1.3.1.), MeteoSchweiz.



20

Fig. 6.1.3.1.: Valori mensili paragonati alla norma in diverse stazioni svizzere

Prelievi: Nella tabella seguente (Tab. 6.1.3.1.) sono elencati i risultati del sito di prelievo numero 1 di Muzzano, in data 10.09.11. Questo sito di prelievo è nella zona della “casetta del pescatore”, nei pressi dell’unico emissario, dove l’argine è costituito da un muro in pietra che s’immerge nelle acque del laghetto. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti dati, in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.1.3.1.: Specie trovate a Muzzano in data 10.09.2011, sito di prelievo numero 1



Dia

tom

ee




Nitzschia sigmoidea (p.142) 1 1 3 2.5 2 4.0 2



Synedra ulna (p.136) 2 2 1 2.0 - - -

Alt

ro Alga verdeTreubaria triappendiculata (p.168) 7 6 - - 11 - -

Alga verde Pediastrum integrum (p.164) 2 2 - - 3 - -


EPI-D totale: 73.6/66 = 1.12 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 523.6/138 = 3.79 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona.


21

Nella tabella sottostante (Tab. 6.1.3.2.) sono elencati i risultati del sito di prelievo numero 2 di Muzzano, in data 10.09.11. Questo sito di prelievo si trova nella zona sud-est del laghetto, lungo il sentiero pedonale. L’argine è costituito da una lieve pendenza naturale con alberi e radici. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti dati, in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.1.3.2.: Specie trovate a Muzzano in data 10.09.2011, sito di prelievo numero 2



Dia

tom

ee

Stauroneis anceps (p.138) 3 2 3 0.7 - - -






Alt

ro

Alga verdeTreubaria triappendiculata (p.168) 4 3 - - 9 - -




EPI-D totale: 66.1/66 = 1.01 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 496.0/122 = 4.07 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Nella tabella sottostante (Tab. 6.1.3.3.) sono elencati i risultati del sito di prelievo numero 3 di Muzzano, in data 10.09.11. Questo sito di prelievo si trova nella zona nord del laghetto, nei pressi del canneto. L’argine è costituito da una lieve pendenza naturale in zona paludosa, con sterpaglie ed erbacce. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti dati, in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.1.3.3.: Specie trovate a Muzzano in data 10.09.2011, sito di prelievo numero 3



Dia

tom

ee









22

Alt

ro

Alga verde Pediastrum integrum (p.164) 2 2 - - 5 - -



Alga verde Pediastrum selenaea (p.166) 2 2 - - 5 - -

EPI-D totale: 89.8/89 = 1.01 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 338.5/94 = 3.60 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Nella tabella sottostante (Tab. 6.1.3.4.) sono elencati i risultati del sito di prelievo numero 4 di Muzzano, in data 10.09.11. Questo sito di prelievo si trova nella zona nord-ovest del laghetto, non lontano dalla casetta del pescatore. L’argine è costituito da una lieve pendenza erbosa; analizzando il vetrino sono emersi i seguenti dati, in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.1.3.4.: Specie trovate a Muzzano in data 10.09.2011, sito di prelievo numero 4



Dia

tom

ee








Alt

ro Alga verde Tetraedron schmidlei (p.177) 2 2 - - 4 - -


Alga verde Pediastrum simplex (p.164) 3 3 - - 6 - -

EPI-D totale: 122.7/129 = 0.95 0.0 < EPI-D ≤ 1.0: valore indice di un ambiente di qualità eccellente. DI-CH totale: 364.0/110 = 3.31 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Valore medio EPI-D: Prelievo in data 10.09.11 a Muzzano: (1.12 + 1.01 + 1.01 + 0.95) / 4 = 1.02 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità.


23

Valore medio DI-CH: Prelievo in data 10.09.11 a Muzzano: (3.79 + 4.07 + 3.60 + 3.31 ) / 4 = 3.66 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Il seguente grafico (Graf. 6.1.3.) riassume i valori risultati dai prelievi a Muzzano in data 10.09.11:

Graf. 6.1.3.: Valori EPI-D e DI-CH in data 20.03.11 a Muzzano e valori medi ricavati

6.2. Risultati per Origlio: È importante premettere che le acque del laghetto di Origlio sono già all’apparenza più limpide di quelle di Muzzano; i prelievi hanno confermato il fatto che i microrganismi sono presenti in quantità molto minori e i dati per questo laghetto sono quindi meno numerosi. In compenso, però, è facile trovare alcune alghe verdi ramificate dalla difficile identificazione, non collocabili comunque nel gruppo delle diatomee. Nei prossimi paragrafi sono elencati i risultati rilevati durante le tre campagne di prelievo.

6.2.1. Primo prelievo: Condizioni meteorologiche: Il mese di aprile è stato particolarmente caldo, asciutto e soleggiato in tutta la Svizzera, risultando abbastanza simile all'aprile 2007 (Fig. 6.2.1.1.), MeteoSchweiz.



24

Fig. 6.2.1.1.: Andamento delle precipitazioni e della deviazione della temperatura a Piotta, Locarno-Monti e Stabio durante il mese di aprile 2011.

Prelievi: Sito numero 1, Origlio, 20.04.11: questo sito di prelievo è nella zona predisposta alla pesca libera, dove l’argine è costituito una pendenza naturale intercalata da radici che s’immerge nelle acque del laghetto. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.1.1.), in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.2.1.1.: Specie trovate a Origlio in data 20.04.2011, sito di prelievo numero 1



Dia

tom

ee

Nitzschia palea (p.140) 2 1 1 3.0 9 8.0 1


Synedra ulna (p.136) 4 5 1 2.0 - - -

Fragilaria capucina (p.134) 6 9 5 1.0 27 6.0 0.5



Alt

ro Alga verde Pediastrum angulosum (p.164) 1 1 - - 5 - -


EPI-D totale: 105.7/95 = 1.11 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 245.0/63.5 = 3.86 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona.


25

Sito numero 2, Origlio, 20.04.11: questo sito di prelievo è sulla sponda ovest del laghetto, qui l’argine è piuttosto ripido, composto da terriccio umido e radici di piante. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.1.2.), in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.2.1.2.: Specie trovate a Origlio in data 20.04.2011, sito di prelievo numero 2



Dia

tom

ee


Amphora ovalis (p.138) 1 1 3 1.5 - - -



Cymbella lanceolata (p.140) 2 2 3 1.3 8 2.0 2



Alt

ro



Alga verde Pediastrum simplex (p.164) 1 1 - - 3 - -


EPI-D totale: 87.6/106 = 0.83 0.0 < EPI-D ≤ 1.0: valore indice di un ambiente di qualità eccellente. DI-CH totale: 212.0/81 = 2.62 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Sito numero 3, Origlio, 20.04.11: anche questo sito di prelievo è sulla sponda ovest del laghetto, qui l’argine, similmente al sito di prelievo numero 2, è ripido e composto da radici e terriccio umido e compatto. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.1.3.), in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.2.1.3.: Specie trovate a Origlio in data 20.04.2011, sito di prelievo numero 3



Dia

tom

ee


Frustulia rhomboides (p.138) 3 6 5 0.0 - - -

Navicula radiosa (p.138) 1 1 3 0.7 6 4.0 1



Stephanodiscus astraea (p.132) 2 3 3 2.3 11 3.5 1

Alt

ro Alga verde Chlorhormidium subtile (p.184) 2 3 - - 11 - -

Alga gialla Tribonema vulgaris (p.146) 1 1 - - 6 - -



26

EPI-D totale: 47.0/106 = 0.44 0.0 < EPI-D ≤ 1.0: valore indice di un ambiente di qualità eccellente. DI-CH totale: 225.5/73 = 3.09 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Valore medio EPI-D: Prelievo in data 20.04.11 ad Origlio: (1.11 + 0.83 + 0.44) / 3 = 0.79 0.0 < EPI-D ≤ 1.0: valore indice di un ambiente di qualità eccellente. Valore medio DI-CH: Prelievo in data 20.04.11 ad Origlio: (3.86 + 2.62 + 3.09) / 3 = 3.19 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Il seguente grafico (Graf. 6.2.1.) riassume i valori risultati dai prelievi ad Origlio in data 20.04.11: Graf. 6.2.1.: Valori EPI-D e DI-CH in data 20.04.11 a Origlio e valori medi ricavati

6.2.2. Secondo prelievo: Condizioni meteorologiche: Vedi paragrafo 6.2.1., immagine 6.2.1.1. Prelievi: Sito numero 1, Origlio, 24.06.11: questo sito di prelievo è nella zona predisposta alla pesca libera, dove l’argine è costituito una pendenza naturale intercalata da radici che s’immerge nelle acque del laghetto. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.2.1.), in alto sono evidenziate le diatomee:

Sito 1 Sito 2 Sito 3


27

Tab. 6.2.2.1.: Specie trovate a Origlio in data 24.06.2011, sito di prelievo numero 1 Risultati dell’analisi del vetrino Variabili EPI-D Variabili DI-CH


Dia

tom

ee




Frustulia rhomboides (p.138) 2 2 5 0.0 - - -




Alt




EPI-D totale: 98.2/105 = 0.94 0.0 < EPI-D ≤ 1.0: valore indice di un ambiente di qualità eccellente. DI-CH totale: 487.5/126 = 3.87 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Sito numero 2, Origlio, 24.06.11: questo sito di prelievo è sulla sponda ovest del laghetto, qui l’argine è piuttosto ripido, composto da terriccio umido e radici di piante. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.2.2.), in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.2.2.2.: Specie trovate a Origlio in data 24.06.2011, sito di prelievo numero 2



Dia

tom

ee





Fragilaria capucina (p.134) 5 6 5 1.0 13 6.0 0.5


Alt




EPI-D totale: 99.3/67 = 1.48 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 606.0/135.0 = 4.49 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona.


28

Sito numero 3, Origlio, 24.06.11: anche questo sito di prelievo è sulla sponda ovest del laghetto, qui l’argine, similmente al sito di prelievo numero 2, è ripido e composto da radici e terriccio umido e compatto. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.2.3.), in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.2.2.3.: Specie trovate a Origlio in data 24.06.2011, sito di prelievo numero 3



Dia

tom

ee


Cymbella prostata (p.140) 2 4 3 1.5 - - -

Gomphonema constrictum (p.140) 1 1 3 1.3 5 1.0 4



Alt

ro


Alga verde Pediastrum gracillimum (p.166) 1 1 - - 5 - -


Alga gialla Tribonema vulgaris (p.146) 1 1 - - 5 - -

EPI-D totale: 53.1/59 = 0.9 0.0 < EPI-D ≤ 1.0: valore indice di un ambiente di qualità eccellente. DI-CH totale: 325.0/95 = 3.42 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Valore medio EPI-D: Prelievo in data 24.06.11 a Origlio: (0.94 + 1.48 + 0.9) / 3 = 1.11 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. Valore medio DI-CH: Prelievo in data 24.06.11 ad Origlio: (3.87 + 4.49 + 3.42) / 3 = 3.93 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Il seguente grafico (Graf. 6.2.2.) riassume i valori risultati dai prelievi ad Origlio in data 24.06.11:


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Graf. 6.2.2.: Valori EPI-D e DI-CH in data 24.06.11 a Origlio e valori medi ricavati

6.2.3. Terzo prelievo: Condizioni meteorologiche: Vedi paragrafo 6.1.3., immagine 6.1.3.1. Prelievi: Sito numero 1, Origlio, 10.09.11: questo sito di prelievo è nella zona predisposta alla pesca libera, dove l’argine è costituito una pendenza naturale intercalata da radici che s’immerge nelle acque del laghetto. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.3.1.), in alto sono evidenziate le diatomee:

Tab. 6.2.3.1.: Specie trovate a Origlio in data 10.09.2011, sito di prelievo numero 1



Dia

tom

ee







Alt





30

EPI-D totale: 122.5/100 = 1.23 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 515.0/120 = 4.29 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Sito numero 2, Origlio, 10.09.11: questo sito di prelievo è sulla sponda ovest del laghetto, qui l’argine è piuttosto ripido, composto da terriccio umido e radici di piante. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.3.2.), in alto sono evidenziate le diatomee:

Tab. 6.2.3.2.: Specie trovate a Origlio in data 10.09.2011, sito di prelievo numero 2



Dia

tom

ee




Diatoma elongatum (p.134) 1 1 3 2.3 - - -



Alt

ro Alga verde Pediastrum angulosum (p.164) 2 3 - - 10 - -

Alga verde Tetraedron schmidlei (p.176) 1 1 - - 5 - -

Alga gialla Tribonema vulgare (p. 146) 2 3 - - 10 - -

EPI-D totale: 75.1/90 = 0.83 0.0 < EPI-D ≤ 1.0: valore indice di un ambiente di qualità eccellente. DI-CH totale: 385.0/110 = 3.5 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Sito numero 3, Origlio, 10.09.11: anche questo sito di prelievo è sulla sponda ovest del laghetto, qui l’argine, similmente al sito di prelievo numero 2, è ripido e composto da radici e terriccio umido e compatto. Analizzando il vetrino sono emersi i seguenti risultati (Tab. 6.2.3.3.), in alto sono evidenziate le diatomee: Tab. 6.2.3.3.: Specie trovate a Origlio in data 10.09.2011, sito di prelievo numero 3



Dia

tom

ee







31

Alt

ro Alga verde Pediastrum gracillimum (p.166) 1 1 - - 4 - -



EPI-D totale: 127.2/121 = 1.05 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. DI-CH totale: 361.0/113 = 3.19 1.0 ≤ DI-CH < 3.5: valore indice di un ambiente di qualità molto buona. Valore medio EPI-D: Prelievo in data 10.09.11 a Origlio: (1.23 + 0.83 + 1.05) / 3 = 1.04 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità. Valore medio DI-CH: Prelievo in data 10.09.11 ad Origlio: (4.29 + 3.5 + 3.19) / 3 = 3.66 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona. Il seguente grafico (Graf. 6.2.3.) riassume i valori risultati dai prelievi ad Origlio in data 10.09.11: Graf. 6.2.3.: Valori EPI-D e DI-CH in data 24.06.11 a Origlio e valori medi ricavati



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7. DISCUSSIONE

7.1. Calcolo degli indici diatomici per Muzzano Il calcolo degli indici diatomici per Muzzano ha portato a risultati che spaziano da una qualità delle acque buona a una qualità mediocre; il primo prelievo, effettuato in febbraio, ha restituito un risultato appartenente alla classe di buona qualità per l’indice EPI-D e qualità molto buona per l’indice svizzero. Per il secondo prelievo invece, molto più difficoltoso, è stato attribuito un valore EPI-D e DI-CH appartenete alla classe di acque leggermente alterate, di mediocre qualità. Nel terzo prelievo le acque di Muzzano sono invece risultate nuovamente di qualità buona secondo entrambi gli indici. La media dei valori EPI-D e DI-CH lungo tutto l’anno è la seguente:

- EPI-D: (1.18 + 1.9 + 1.02) / 3 = 1.37 1.0 < EPI-D ≤ 1.5: valore indice di un ambiente di buona qualità.

- DI-CH: (3.06 + 6.0 + 3.66) / 3 = 4.24 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di qualità buona.

Questi risultati sono riassunti nel seguente grafico (Graf. 7.1.1.):

Prel. 1 Prel. 2 Prel. 3

Fasce colorate:

Qualità bassa Qualità media Qualità buona Qualità ottima

Punti:


33

7.2. Calcolo degli indici diatomici per Origlio Il calcolo degli indici diatomici per Origlio ha portato a risultati che spaziano da una qualità delle acque molto buona a una qualità buona; il primo prelievo, effettuato in aprile, ha restituito un risultato appartenente alla classe di qualità eccellente per l’indice EPI-D e qualità molto buona per l’indice svizzero. Per il secondo prelievo invece, il valore EPI-D rilevato è collocabile nella categoria di buona qualità delle acque, il risultato è uguale anche per l’indice svizzero. Nel terzo prelievo le acque di Origlio sono ancora risultate di qualità buona secondo entrambi gli indici. La media dei valori EPI-D e DI-CH lungo tutto l’anno è la seguente:

- EPI-D: (0.79 + 1.11 + 1.04) / 3 = 0.98 0.0 < EPI-D ≤ 1.0: valore indice di un ambiente di qualità eccellente.

- DI-CH: (3.19 + 3.93 + 3.66) / 3 = 3.59 3.5 ≤ DI-CH < 4.5: valore indice di un ambiente di

qualità buona.

Questi risultati sono riassunti nel seguente grafico (Graf. 7.2.1.): Graf. 7.2.1.: riassunto dei risultati EPI-D e DI-CH per Origlio, le fasce colorate sugli assi principale e secondario corrispondono alle diverse classi di qualità.

7.3. Confronto degli indici diatomici stagionali e complessivi Dopo aver riassunto i risultati in modo separato per Muzzano ed Origlio, è bene ora cercare di effettuare un confronto, per rispondere finalmente alla domanda posta all’inizio di questo lavoro: “Quale dei due laghetti è più sano?”. Dati alla mano risulta piuttosto evidente che i valori riscontrati per i prelievi a Origlio sono indici di una qualità superiore delle acque; nel dettaglio è possibile vedere come nel primo prelievo i valori EPI-D e DI-CH per Muzzano rientrano in una fascia di buona qualità, mentre quelli di Origlio in una

Prel. 1 Prel. 2 Prel. 3

Qualità bassa Qualità media Qualità buona Qualità ottima

Fasce colorate:

Punti:


34

Tab. 7.4.2.: dati chimico-fisici delle acque in superficie dell’emissario del laghetto di Muzzano in tre periodi in coincidenza con i tre prelievi

di fitoplancton.

Tab. 7.4.1.: dati chimico-fisici delle acque dell’emissario del laghetto d’Origlio nel periodo tra maggio 2006 e aprile 2007.

di ottima qualità; per il secondo giro di prelievi il bacino di Muzzano ha restituito risultati decisamente più compromessi, collocabili in fasce di qualità media per l’EPI-D e bassa per il DI-CH, mentre le acque di Origlio non hanno restituito valori inferiori alla fascia di buona qualità. Per il terzo prelievo i valori di EPI-D e DI-CH per Muzzano sono tornati a collocarsi nella fascia di qualità buona; un simile risultato è stato riscontrato per le acque di Origlio. Gli indici stagionali sembrano quindi indicare una migliore qualità ad Origlio, confrontando le medie ricavate dai valori di tutto l’anno risulta evidente questa sentenza: il valore EPI-D è di 0.98 contro l’1.37 di Muzzano mentre per il DI-CH il valore di Origlio è di 3.59 contro il 4.24 di Muzzano.

7.4. Confronto degli indici diatomici con i dati chimico-fisici

I risultati ottenuti grazie al biomonitoraggio ci permettono di fare delle ipotesi sulla qualità delle acque, per avere un riscontro oggettivo è però importante operare un confronto con dei dati chimico-fisici. I dati reperiti per Origlio (Tab. 7.4.1.) risalgono al 2006-2007 e appartengono all’ufficio di protezione e depurazione delle acque del Canton Ticino (UPDA); anche i dati di Muzzano (Tab. 7.4.2.) sono stati gentilmente messi a disposizione dal UPDA e coincidono

temporalmente in modo molto interessante con le date dei miei prelievi. Di seguito un confronto dei parametri rilevati in entrambe le tabelle:

- pH: è tendenzialmente più neutro nelle acque di Origlio. - Conducibilità: è mediamente molto superiore nelle acque di Muzzano. - Fosforo totale: i valori sono decisamente più alti a Muzzano. - Azoto nitrico: i valori sono molto simili ad Origlio e Muzzano. - Azoto ammoniacale: i valori sono mediamente più alti a Muzzano. - Azoto totale: i valori sono complessivamente molto più alti a Muzzano.

I parametri tipicamente simbolo di un ambiente eutrofizzato sono più alti a Muzzano, come ad’esempio la presenza di una grande quantità di azoto e fosforo; inoltre la più elevata conducibilità è sintomo di una maggiore quantità di sali disciolti. Quest’abbondanza di nutrimento determina uno stato di eutrofizzazione (Vedi par. 3.5.) che permette la proliferazione di organismi vegetali acquatici il cui metabolismo è causa di impoverimento di diossigeno nelle acque del bacino e aumento di sostanze nocive


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per altri organismi come l’alta concentrazione di fosfati e nitrati. La grandissima quantità di diossigeno superficiale riscontrato a Muzzano, specialmente durante il periodo estivo, è sintomo di una grande attività metabolica del fitoplancton, rappresentata macroscopicamente dai Blooms che abbiamo già citato nel paragrafo 3.5. Il confronto con altri studi simili non è facile in quanto la bibliografia concernente questo tema non è ricchissima. Sono state fatte ricerche simili a questa in Gran Bretagna, si può citare “Ingrid Jüttner, P. James Chimonides and Steve J. Ormerod - Using diatoms as quality indicators for a newly-formed urban lake and its catchment, 2010”, in questa ricerca, condotta nel 2010, è stato analizzato per due anni un laghetto artificiale grazie a indici diatomici, questo raccoglie acque da affluenti piuttosto inquinati che scorrono in zone industriali e densamente popolate. Queste analisi diatomiche hanno rilevato delle zone maggiormente inquinate all’interno del bacino e, similmente al lavoro da me svolto, hanno evidenziato un’evoluzione temporale nell’abbondanza e diversità delle specie rilevate. Alcuni studi sempre concernenti il biomonitoraggio diatomico sono stati condotti analizzando gli strati di sedimenti sul fondo di bacini, come ad esempio “Helen Bennion and Gavin L. Simpson - The use of diatom records to establish reference conditions for UK lakes subject to eutrophication - 2011” e per questo motivo sono difficilmente confrontabili con il mio lavoro; anche questi però hanno rilevato importanti relazioni tra gli indici diatomici e l’effettiva qualità delle acque monitorata tramite sonde.

8. CONCLUSIONI In conclusione possiamo finalmente rispondere alla domanda posta all’inizio di questo lavoro di maturità: “Quale laghetto è più sano?” La risposta è stata determinata grazie al biomonitoraggio diatomico ed è stata in seguito confermata dai dati chimico-fisici relativi ai due bacini in analisi: il laghetto “più sano” è quello di Origlio. Lungo tutto il corso dell’anno gli indici EPI-D e DI-CH hanno restituito risultati buoni e senza importanti alterazioni, i dati chimico-fisici hanno poi confermato la migliore qualità delle acque. Il laghetto di Muzzano è invece risultato più inquinato e tendenzialmente più eutrofico: i dati chimici e fisici hanno infatti confermato una maggiore quantità in soluzione di sostanze tipicamente associate a stati di eutrofia, come nitrati e fosfati. Sarebbe interessante proseguire questo lavoro, monitorando ulteriormente i due laghetti in modo da verificare l’effettiva relazione tra i risultati degli indici diatomici ed i dati chimici rilevati dalle sonde. Studi di questo tipo incentrati sul biomonitoraggio potranno sicuramente rivelarsi utili per l’analisi della qualità delle acque di molti altri bacini; con una casistica più ampia questo metodo potrà forse essere indicato come uno dei più propensi per lo studio della qualità di molti specchi d’acqua, nonché come importante chiave per la comprensione della biodiversità in molti luoghi. Penso infine che sarebbe importante intervenire efficacemente per salvaguardare i laghetti ticinesi come quello di Muzzano ed Origlio, il loro degrado è in gran parte dovuto al sovra sfruttamento dell’uomo dell’intero bacino imbrifero e potrebbe essere evitato, o almeno attenuato con una maggiore cura per l’ecologia.


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9. RINGRAZIAMENTI Vorrei ringraziare tutte le persone che mi hanno aiutato a redigere questo lavoro; cominciando dai professori Luca Paltrinieri e Luca Tito Bertini che mi hanno assistito e indirizzato lungo l’intera durata del mio lavoro, il Liceo di Lugano 1, che ha gentilmente messo a disposizione molti materiali senza i quali non avrei potuto portare avanti la ricerca, il dott. Marco Simona che mi ha elargito utili consigli per lo svolgimento del lavoro, la dottoressa Stefania Compare che mi ha permesso di assistere ai prelievi del suo gruppo di ricerca a Muzzano, l’ufficio di protezione e depurazione delle acque (UPDA) che ha gentilmente messo a disposizione i suoi dati chimici sulla qualità delle acque, ed infine, ma non per importanza, i miei genitori, che mi hanno sempre accompagnato di buona voglia ad effettuare i prelievi tra Muzzano ed’Origlio.


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10. BIBLIOGRAFIA

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Pinardi Monica - Autotrofia ed eterotrofia in un sistema fluviale e lacustre eutrofico: bilanci

di massa dei gas disciolti e dei nutrienti, ruolo della vegetazione macrofitica sommersa ed

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Qualità delle acque del laghetto di Muzzano: stato attuale e linee guida per un risanamento

definitivo - Rapporto di Pro Natura Ticino - Giugno 2007

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Streble Heinz / Krauter Dieter - Atlante Dei Microrganismi acquatici - Franco Muzzio Editore

- 2002

Valorizzazione del patrimonio naturalistico del Cantone Ticino - Rapporto degli interventi

realizzati attraverso il credito quadro 2008-2011 - Bellinzona


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11. ALLEGATI ALLEGATO 1: LISTA DEGLI INDICI EPI-D ALLEGATO 2: LISTA DEGLI INDICI DI-CH

Patrick Martino, Il fitoplancton come bioindicatore, LAM 2011 · 3.1. Obiettivi del lavoro di...

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