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Proposta per l’applicazione di una

metodologia embriotossicologica nella

caratterizzazione dei sedimenti marini in

funzione dello sviluppo e della salvaguardia

della venericoltura emiliano romagnola

Febbraio 2008

Impiego di Scrobicularia plana come bioindicatore nella valutazione

della qualità del comparto sedimentario in zone umide di transizione

del ferrarese

Proposta per l’applicazione di una metodologia embriotossicologica nella caratterizzazione dei sedimenti marini in funzione dello sviluppo e della salvaguardia della venericoltura emiliano romagnola

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Autori

dr. Simone Modugno (PhD)

Università degli Studi di Ferrara [email protected] dr.ssa Annalisa Ferioli

ARPA Emilia Romagna Sezione Provinciale di Ferrara [email protected] dr.ssa Donatella Palazzi

Borsista ARPA Emilia Romagna Sezione Provinciale di Ferrara [email protected]

dr.ssa Federica Savorelli

Borsista ICRAM [email protected] P.Ind. Fernando Gelli

ARPA Emilia Romagna Sezione Provinciale di Ferrara [email protected] dr. Pierluigi Trentini

ARPA Emilia Romagna Sezione Provinciale di Ferrara [email protected]

Relazione Finale

S. Modugno, A. Ferioli, D. Palazzi, F. Gelli & P. Trentini 3

Indice

Abstract............................................................................................................................4 Introduzione....................................................................................................................5 Finalità della sperimentazione ....................................................................................7 Scrobicularia plana (Da Costa, 1778) .......................................................................10 Materiali e metodi........................................................................................................13 Risultati e discussione .................................................................................................21 Conclusioni ....................................................................................................................26 Schede riassuntive dei campionamenti ....................................................................27 Ringraziamenti.............................................................................................................37 Bibliografia ...................................................................................................................38


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Abstract

Scrobicularia plana (Da Costa, 1778) mollusco bivalve appartenente alla

famiglia delle Scrobiculariidae, nel comprensorio vallivo del comacchiese veniva

pescata fino a circa 30 anni fa. La sua scomparsa potrebbe essere ricondotta a

modificazioni ambientali che hanno portato ad una compromissione dei

sedimenti e da un tipo di pesca gradualmente dimenticato. Successivamente al

suo recente ritrovamento, è stato attivato da ARPA e l’Università di Ferrara, un

progetto di ricerca finanziato dalla Regione E.R., per definire la nicchia

ecologica di S. plana e per valutarne il possibile impiego in saggi di tossicità,

come già effettuato in altri Paesi. In seguito ai dati ottenuti sono state valutate le

possibili concause della ricomparsa del mollusco: per l’area di ritrovamento si è

eseguito uno studio chimico-fisico e biochimico delle matrici acqua e sedimento,

mentre per la caratterizzazione ecologica di S. plana sono state eseguite sia

valutazioni bromatologiche e morfometriche sia analisi di bioaccumulo (IPA,

PCB, pesticidi e metalli). Esemplari di S. plana sono stati inoltre mantenuti in

laboratorio per studiarne i meccanismi di riproduzione e di crescita, al fine di

verificarne l’utilizzo come organismi bioindicatori in test embriotossicologici. Il

ritrovamento della specie, oltre ad arricchire la biodiversità caratteristica delle

zone umide del ferrarese, consente ad ARPA Fe di candidarla come nuovo

indicatore nella valutazione della qualità del sedimento.

Relazione Finale


Introduzione

Recentemente nei canali adduttori del comprensorio vallivo del

comacchiese è stato ritrovato (Modugno & Gelli 2006), da alcuni pescatori della

Coop.va Logonovo s.r.l. del Lido degli Estensi (Comacchio, Ferrara), il mollusco

bivalve Scrobicularia plana, chiamato in modo “volgare” Calcine nel dialetto

comacchiese, scomparso da questi territori ormai da circa 30 anni,

probabilmente a causa delle modificazioni ambientali, in particolare alla

compromissione della qualità dei sedimenti, ma anche per la conversione delle

zone di sua vocazione spontanea a concessioni di allevamento intensivo della

vongola Ruditapes philippinarum (Penzo et al. 2003; Modugno et al. 2004;

Modugno et al. 2007b). Dato che S. plana è comunemente utilizzata in alcuni

Paesi, come Spagna, Irlanda, Marocco quale indicatore ambientale del comparto

sedimentario, in quanto tale specie rappresenta un buon accumulatore ad

esempio di metalli pesanti a causa del lento scambio tra il metallo accumulato e

l’ambiente circostante, ARPA Ferrara ha subito intravisto la possibilità di

implementare la propria gamma di organismi test per estendere lo spettro

analitico alla valutazione della qualità tossicologica della matrice sedimentaria.

Tale importante motivazione ha portato, appunto, ARPA Ferrara, in

collaborazione con il Dip.to di Biologia ed Evoluzione dell’Università di Ferrara,

a predisporre un Progetto di Ricerca dal titolo “Proposta per l’applicazione di

una metodologia embriotossicologica nella caratterizzazione dei sedimenti

marini in funzione dello sviluppo e della salvaguardia della venericoltura

emiliano romagnola”, finanziato dalla Regione Emilia-Romagna Servizio

Economia Ittica Regionale allo scopo di caratterizzare il sito di reperimento

della specie, tramite indagini di tipo chimico, biochimico, fisico su acqua,

sedimento ed analisi anche di tipo morfometrico e bromatologico sul biota

prelevato e per poter verificare l’idoneità del mollusco quale indicatore biologico

per il comparto sedimentario delle acque di transizione emiliano romagnole. In

quest’ottica ARPA Ferrara, in modo particolare il Laboratorio Ittiologico in seno

al Dipartimento Tecnico, da anni sta sperimentando ed applicando, nelle

campagne istituzionali di monitoraggio (Gelli et al. 2004; Modugno et al.


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2005b), metodiche per un approccio tossicologico alla valutazione della qualità

ambientale (ecotossicologia, embriotossicologia, determinazione di

bioconcentrazione e genotossicità, ittiotossicologia e analisi di biomarcatori),

attraverso l’utilizzo di specie bersaglio, infatti, già da tempo sono state messe a

punto batterie di saggi (Modugno et al. 2005a) per la valutazione di campioni

provenienti da ambienti sia dulciacquicoli sia salmastri e marini, scegliendo vari

organismi sensibili, identificativi dei diversi livelli tassonomici e trofici tipici

dell’area monitorata (Modugno et al. 2006).

Relazione Finale


Finalità della sperimentazione

L’ecosistema marino è un complesso eterogeneo costituito da componenti

sia biotiche che abiotiche e i sedimenti marini rappresentano un comparto

fondamentale per l’accumulo di contaminanti di diversa natura e per quello che

riguarda i processi di interscambio con la colonna d’acqua soprastante. In tema

di salvaguardia e valorizzazione della attività di venericoltura, il monitoraggio e

il controllo dello stato di qualità dei sedimenti marini in genere, risulta di

fondamentale importanza nella scelta delle strategie gestionali. La messa a

punto di metodi analitici mirati, per garantire una corretta valutazione della

qualità dei sedimenti e quindi permettere una facilitazione alla gestione

moderna delle molteplici attività quali ad esempio: gestione delle nursery

naturali, difesa della produzione, scelta dei campi di semina, etc.

Per ottenere una valutazione quanto più reale possibile dello stato di

qualità ambientale e dei possibili livelli di tossicità degli inquinanti presenti in

ambienti di questo tipo, l’ARPA ER ha curato progetti di ricerca in

collaborazione con l’Università di Ferrara e ICRAM, con i quali si è riuscito a

valutare la matrice indagata in modo integrato, utilizzando cioè test

embriotossicologici, che permettono di studiare l'effetto tossico su organismi

molluschi bivalvi (Ruditapes philippinarum, Mytilus galloprovincialis,

Crassostrea gigas) e trofico della matrice sedimento, in associazione con

dettagliate analisi chimico-fisiche e biochimiche.

I risultati delle attività hanno permesso di mettere in luce che, nonostante i

dati di valutazione chimico-fisici risultino da analisi standardizzate e sicure, non

sono comunque sufficienti per descrivere la qualità ed il rischio ambientale di

una matrice altamente complessa come il sedimento marino. Nel caso dei

sedimenti destinati all’allevamento e produzione dei molluschi bivalvi, è

opportuno applicare i saggi biologici a più tipi di matrici, compatibilmente con

le caratteristiche delle specie test. Ciò consente di ottenere diverse informazioni

sulla qualità e comportamento delle miscele di contaminanti eventuali e delle

variazioni naturali.


Febbraio 2008 8

Alcune tipologie di saggio, compatibilmente alle caratteristiche dell’organismo

impiegato nel test, possono essere condotte utilizzando campioni di sedimento

non trattato:

• Sedimento tal quale: fornisce informazioni generiche riguardanti la tossicità

di tutti i contaminanti eventualmente presenti.

Le fasi acquose estratte dalla matrice sedimento più indicative per

sedimenti soggetti a movimentazione sono:

• Acqua interstiziale (AI): fornisce informazioni circa la frazione più solubile

dei contaminanti e rappresenta la principale via di esposizione degli

organismi acquatici;

• Elutriato (E): fornisce informazioni sui contaminanti rilasciabili in acqua

dalla fase solida e, pertanto, costituisce, a causa dell’agitazione e della

diluizione, una delle matrici più indicative del rischio ecotossicologico dei

sedimenti soggetti a movimentazione;

• Fase solida centrifugata (FSc): fornisce informazioni circa quella frazione di

contaminanti che rimane legata alle particelle di sedimento per via della

natura chimica, idrofobicità, adsorbimento, grado di complessazione con

sostanza organica.

Per le considerazioni sopra esposte, l’ARPA ER ha aperto nuovi campi di

indagine, per attribuire un giudizio globale di qualità della matrice indagata

attraverso l'utilizzo di scale di tossicità per la batteria di saggi impiegata. Con

tale approccio embriotossicologico, è stata predisposta una metodologia che

permette di testare i sedimenti con organismi appartenenti a tre differenti

specie, comunque presenti nel litorale emiliano romagnolo.

Le informazioni che si potranno ottenere, permetteranno agli operatori del

settore, ai tecnici regionali, che hanno competenze in materia di pianificazione

del comparto, e ai tecnici ARPA, con competenze di controllo, di ottenere un

Relazione Finale


nuovo strumento per il controllo previsionale e decisionale da applicare allo

sviluppo della venericoltura emiliano romagnola.


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Scrobicularia plana (Da Costa, 1778) In questa sezione viene data una descrizione dell’organismo oggetto di studio.

Fig. A – Esterno delle valve di S. plana.

Fig. B – Interno delle valve di S. plana.

Fig. C – Legamento interno alle valve di S. plana.

Relazione Finale


Scheda tassonomica identificativa per scrobicularia plana (Da Costa, 1778)

Regno Animalia Phylum Mollusca Classe Bivalvia Ordine Veneroida Famiglia Semelidae

Genere Scrobiculaia

Specie plana

Dimensione Length: up to 63 cm

S. plana è un mollusco bivalve che presenta valve sottili, appiattite, ed

arrotondate (Fig.A). La superficie esterna della conchiglia può essere di colore

bianco, grigio o giallastro, e mostra linee di accrescimento concentriche ben

evidenti; l'interno è sempre bianco perlaceo (Fig.B). Abita zone di estuario e

zone intercotidali, e riesce a sopravvivere in condizioni di bassa salinità e di

spessore di fango e sabbia. Va osservato il legamento che è interno alle valve ed

innestato su un vistoso condroforo (Fig.C), come è tipico di questa famiglia e di

altre vicine. Le dimensioni medie sono superiori a quelle dell'esemplare

illustrato in figura (Fig.D).

La specie è molto comune anche nelle acque lagunari; tuttavia non è

frequente reperirne buoni esemplari spiaggiati: è più facile rinvenire valve

sciolte, come quella presentata sotto, che in seguito ad un principio di

necrotizzazione assumono un caratteristico colore bianco opaco (Fig.E).

Fig. D – Esemplare di S. plana.


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Questo bivalve scava cunicoli nel sedimento a profondità di circa 20 cm.

Quando sono coperti dalla marea, si nutrono estendendo un tubo, sifone

inalante, che arriva fino alla superficie; genera una corrente di acqua che

attraversa il sifone e porta il nutrimento nel corpo dei bivalvi, in cui le particelle

sono ingerite. L'acqua viene poi espulsa attraverso un secondo tubo (sifone

esalante). Questa specie, essendo caratterizzabile come detritivora, si nutre di

materia organica che trova sulla superficie del sedimenti. Tale movimento dei

sifoni, durante l’esplorazione del sedimento in cerca di cibo, lascia sulla

fanghiglia un caratteristico disegno a stella, grazie al quale si può identificare la

presenza dell’animale. Crostacei e pesci, possono colpire i sifone di S. plana

quando sono estroflessi, ma il tessuto danneggiato è sostituito rapidamente, in

circa 5 giorni. Questa specie presenta dimorfismo sessuale tra maschi e

femmine. Il periodo riproduttivo si verifica di solito in estate. Le larve sono

capaci libero di nuoto planctonico (noto come larve veliger), dopo questa fase,

che si protrae per 2 o 3 settimane, subiscono metamorfosi per la trasformazione

in forma adulta.

Fig. E – Foto del sito di reperimento e del capulerio (conchiglie morte) presenti.

Relazione Finale


Materiali e metodi

L’area oggetto dello studio è stata individuata lungo un tratto del Canale

Navigabile di Porto Garibaldi (Comacchio, Ferrara) dove sono state scelte tre

stazioni di campionamento (Fig.1). I prelievi, a partire dall’inverno 2007

(febbraio), sono stati programmati secondo una scadenza stagionale e ad ogni

campagna sono stati prelevati campioni di acqua, sedimento, biota; sono inoltre

stati effettuati profili con un CTD multiparametrico (sonda programmabile per

il rilievo dei parametri chimico-fisici dell’acqua).

Tale zona è stata scelta per due motivi principali: il primo riguarda il fatto

che rappresenta una zona di grande produzione di vongole, battuta da diverse

cooperative del settore, il secondo luogo è stata la zona di ritrovamento appunto

di una popolazione di Scrobicularia plana.

Scrobicularia plana

Scrobicularia plana (Fig.2), mollusco bivalve appartenente alla famiglia

delle Scrobiculariidae, è caratterizzata da una conchiglia a forma ovoidale

facilmente riconoscibile dalle due valve piatte, da cui deriva il nome “plana”. La

specie è comune sia nelle acque lagunari che nei fondali sedimentari, essa

infatti, quale bivalve fossorio, vive rintanato nel fango o nella sabbia a

ST1

ST4

ST2

Fig. 1. Stazioni di campionamento lungo il Canale Navigabile (Porto Garibaldi, Comacchio).

ST3


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profondità di circa 15-20 cm e sopporta bene intervalli di salinità piuttosto

elevati (4–30‰). S. plana è una specie detritivora infatti si alimenta

estendendo i due lunghi sifoni sino alla superficie del sedimento; pompando

acqua dal sifone inalante ed espellendola dal sifone esalante crea una corrente

che gli permette di nutrirsi trattenendo la particelle di sostanza organica

presenti a livello della superficie del sedimento. Il movimento tentacolare dei

sifoni che fuoriescono dal fango da un piccolo foro, lascia dei segni che

sembrano disegnare una stella; risulta pertanto facile individuare la posizione di

questo organismo. Come già detto, tale organismo un tempo pescato e venduto

al dettaglio, anche a prezzo elevato, costituiva un piatto tipico della gastronomia

locale.

Bioindicatori

I bioindicatori sono sistemi biologici che, mediante variazioni identificabili

del loro stato (dal punto di vista biochimico, fisiologico, morfologico, ecologico,

ecc.), rappresentano la risposta degli ecosistemi ad una situazione di stress e

forniscono informazioni sulla qualità, mediata nel tempo, dell’ambiente o di una

parte di esso (Bianchi & Morri 2003). Numerosi lavori scientifici hanno

ampiamente trattato e discusso circa i criteri biologici e tecnici necessari alla

selezione di tali indicatori (Volpi Ghirardini & Pellegrini 2001). In tutti c’è

concordia nell’affermare che i requisiti di un buon bioindicatore variano con la

Fig. 2. Immagini di S. plana: organismi mantenuti vivi in laboratorio (sfondo);gamete maschile, femminile (in alto e al centro) e valve (in basso).

Relazione Finale


natura dello stesso, con il tipo di risposta che è in grado di esprimere, con il

grado e la durata dell’alterazione ambientale che si intende rilevare; ci sono però

alcuni requisiti fondamentali, quasi irrinunciabili, che un buon bioindicatore

deve necessariamente possedere, come ad esempio la facilità di reperibilità ed

impiego, un elevato potere discriminante, la possibilità di utilizzo in aree

geografiche estese, perché ubiquitario, e l’affidabilità: ossia un indicatore deve

essere in grado di fornire lo stesso tipo di risposta quando si confrontano

identiche situazioni nello spazio e nel tempo. In questo senso, le comunità

macrobentoniche in generale sono considerate tra i più efficaci descrittori

sintetici dell’ambiente. Sono costituite, infatti, da organismi sedentari o poco

mobili la cui distribuzione è strettamente correlata e correlabile alle principali

caratteristiche ambientali (ecologiche e chimico-fisiche). Tali organismi sono

inoltre sensibili a diversi tipi di inquinanti che vanno principalmente ad

accumularsi proprio a livello sedimentario (IPA, PCB, metalli pesanti, ecc.).

Analisi chimiche e fisiche

Le analisi chimico fisiche dei campioni di acqua e sedimento sono state

eseguite dai laboratori specializzati di ARPA secondo metodiche standardizzate.

Per i campioni di acqua, prelevati con apposite bottiglie scure sterilizzate, sono

stati determinati azoto totale, ammoniacale, nitrico e nitroso; il fosforo totale e

reattivo; la concentrazione dell’ossigeno ed il pH. Questi ultimi a conferma delle

letture eseguite attraverso il CTD multiparametrico DataSonde 4A della

Hydrolab (temperatura, profondità, potenziale elettrico, conducibilità, pH,

concentrazione di ossigeno, percentuale di saturazione dell’ossigeno, clorofilla-

a). Per alcuni mesi è stata predisposta una stazione di monitoraggio

continuativo degli stessi parametri chimico-fisici delle acque, in modo da poter

confrontare il dato puntiforme ottenuto dal prelievo con una successione di

letture prolungate. I datti ottenuti erano sempre sovrapponibili, a testimonianza

della bontà qualitativa del campionamento.

Per i campioni di sedimento, prelevati con benna di Van Veen calata

dall’imbarcazione, sono stati determinati i valori di metalli pesanti (Ni, As, Cd,


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Hg, Pb e Cr tot), di IPA totali, diserbanti (Tab.1), organoclorurati (Tab.1) ed

idrocarburi totali. Anche per l’analisi dei tessuti di calcini sono state effettuate

determinazioni degli stessi parametri, in modo da controllare un eventuale

effetto di bioaccumulo.

Tabella 1

Elenco dei diserbanti e dei principi organoclorurati ricercati nei campioni di acqua e sedimento.

DISERBANTI Unità misura

Alaclor µg/kg SS

Atrazina µg/kg SS

Metolaclor µg/kg SS

Molinate µg/kg SS

Oxadiazon µg/kg SS

Pendimetalin µg/kg SS

Propanil µg/kg SS

Simazina µg/kg SS

Terbutilazina µg/kg SS

Tiobencarb µg/kg SS

ORGANO CLORURATI Unità misura

Aldrin µg/kg SS

Dieldrin µg/kg SS

Endrin µg/kg SS

Esaclorobenzene µg/kg SS

HCH Alfa µg/kg SS

HCH Beta µg/kg SS

Lindano (HCH Gamma) µg/kg SS

o,p' DDD µg/kg SS

o,p' DDE µg/kg SS

o,p' DDT µg/kg SS

p,p' DDD µg/kg SS

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p,p' DDE µg/kg SS

p,p' DDT µg/kg SS

Endosulfan (somma isomeri) µg/kg SS

Eptacloro µg/kg SS

Epatacloro Epossido µg/kg SS

Analisi biochimiche

Il prelievo dei campioni di sedimento per l’analisi biochimica è stato

effettuato con carote in plexiglas del diametro di 5 cm. Tale metodo ha permesso

di analizzare per ciascun prelievo la profondità dello strato ossidato nel

sedimento (misurato in cm).

In laboratorio sono stati determinati diversi parametri biochimici le cui

analisi sono ancora da completare, di seguito riporteremo solo i dati relativi allo

strato redox, alla sostanza organica rilevata, alle proteine e ai carboidrati.

L’estrazione delle proteine è stata condotta secondo il protocollo stilato da

Hartree (1972) e modificato da Rice (1982). L’analisi dei carboidrati è stata

eseguita secondo il metodo di Gerchacov e Hatcher (1972). La procedura di

analisi dei lipidi (LIP), attraverso estrazione con cloroformio e metanolo dai

campioni di sedimento, è stata condotta in accordo a Bligh e Dyer (1959) e

Marsh e Weinstein (1966). La materia organica totale è stata determinata

sottraendo al peso secco dei campioni, ottenuto ponendoli in stufa (80°C per 48

h), il peso ceneri degli stessi ottenuto mettendoli in muffola (450°C, 4h). I

campioni, prima di subire il trattamento in stufa, sono stati acidificati con HCl

0.1 N per rimuovere tutti i carbonati. Inoltre è stata analizzata la clorofilla-a

microfitobentonica, seguendo le procedure adottate da Lorenzen e Jeffrey

(1980), usando acetone al 90% per estrarre i pigmenti.


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Analisi morfometriche ed ecotossicologiche

Il prelievo degli organismi è stato effettuato tramite raccolta manuale con

rasca, come da tradizione nella pesca di questo organismo. Parte degli

organismi prelevato sono stati sacrificati per le analisi tissutali, parte per le

morfometrie per lo studio della popolazione esistente e parte sono stati

mantenuti in laboratorio (in acquari con filtri meccanico biologici e acqua

sintetica di mare al 25‰ di salinità) per prove di stimolazione alla riproduzione

per test di embriotossicologia (His et al. 1997; His et al. 1999). Tutte misure

morfometriche sono state accuratamente rilevate con calibro e bilance di

precisione.

Protocollo del test di embriotossicologia

I molluschi bivalvi, in quanto filtratori e per la loro relativa sedentarietà,

sono ampiamente utilizzati come bioindicatori dell’inquinamento marino e

d’acqua dolce. Gli effetti dei contaminanti di origine antropica vengono valutati

con studi di bioaccumulo, con l’utilizzo di biomarkers e con l’applicazione di

saggi ecotossicologici che impiegano gli stadi più sensibili del ciclo vitale

(embrioni e larve) (Volpi Ghirardini et al., 1995; His et al., 1997; Fossi, 2001;

Berais et al., 2003; Ferrari et al., 2004).

Stimolazione

Le prove di stimolazione sono state eseguite su lotti di 20-30 calcini in fase

di maturità gonadica, prelevate direttamente dal Canale Navigabile di

Comacchio-Porto Garibaldi. Prima di essere indotti all’emissione dei gameti, i

riproduttori sono stati mantenuti in laboratorio, per almeno 3-4 giorni, alle

stesse condizioni (salinità e temperatura) rispetto al luogo di prelievo. Come

stimolante è stato impiegato il perossido di idrogeno (H2O2) secondo la

metodica descritta da Morse et al. (1977) e modificata da Turolla et al. (2002a,

2002b). Il protocollo di stimolazione differiva da quello proposto da Morse et al.

(1977) per alcuni elementi fondamentali: i riproduttori sono stati stimolati in

Relazione Finale


massa e non singolarmente e il tempo di esposizione al perossido d’idrogeno è

stato ridotto da 2,5 ore a 15 minuti. È stata invece mantenuta uguale la

concentrazione iniziale dello stimolante (5 mM).

Stima delle uova emesse

Per avere una stima numerica delle uova emesse/femmina, queste sono state

preventivamente concentrate su un setaccio da 36 µm, quindi poste in un

contenitore graduato, in cui è stata aggiunta acqua in modo da avere

indicativamente un numero non superiore a 50 uova/0,1 ml. Mantenendo le

uova uniformemente distribuite, si è proceduto al prelievo di almeno 6 campioni

da 0,1 ml, su ognuno dei quali si è svolta la conta al microscopio ottico (300 x).

Il numero totale di uova (N) è dato dalla seguente formula:

Nuova = nV • 104

dove n è il numero medio di uova/campione e V il volume della sospensione

di uova dalla quale sono stati prelevati i campioni.

Saggi di embriotossicità

I gameti provenienti dalle prove di stimolazione sono stati impiegati per

l’esecuzione di saggi di embriotossicità applicando il metodo US EPA (1995) con

le modifiche apportate da His et al. (1997). Per verificare la buona qualità dei

gameti da utilizzare nei test, sono stati osservati al microscopio ottico campioni

di uova e spermi provenienti da più organismi. Sono stati scelti spermatozoi con

elevata motilità e uova con forma regolare (a goccia) ed omogenea. Le uova, alla

densità di 2000-3000 uova/ml in un volume totale di 500 ml, sono state

fecondate aggiungendo piccole quantità di sperma (1-3 ml) e dopo 15 minuti

sono state esaminate al microscopio ottico per verificare il successo della

fecondazione. Il lotto di uova fecondate è stato utilizzato per i saggi se

presentava, dopo 15-60 minuti dalla fecondazione, per più del 90% di zigoti a

singola cellula e forma sferica, o stadi avanzati a 2 cellule. Volumi


Febbraio 2008 20

corrispondenti a 200–300 uova (100 µl) sono stati distribuiti in modo casuale

nelle camere di saggio (vials) contenenti ciascuna 10 ml di acqua marina

artificiale (controllo) o aliquote delle soluzioni della sostanza da saggiare (Cu2+)

alle concentrazioni di trattamento. Le soluzioni per i trattamenti sono state

preparate per diluizione da una soluzione standard di nitrato di rame (1000

mg/l di Cu2+) in acqua marina artificiale al 25±1‰ di salinità, maturata con

filtro chimico-biologico e filtrata a 0,45 µm. Le concentrazioni di Cu2+ sono

state stabilite sulla base dei risultati di test preliminari. Per ogni trattamento e

per il controllo sono state effettuate 4 repliche. Le vials sono state quindi

trasferite per 24 ore in cella climatizzata (temperatura di 24±0,5 °C, fotoperiodo

16 h luce:8 h buio) e, al termine del periodo di incubazione, in ciascun

contenitore sono stati aggiunti 200 µl di formalina al 40%. Il valore di EC50 è

stato calcolato sulla base del numero di embrioni che dopo 24 ore risultava in

larve vive con completo e normale sviluppo della conchiglia (larve-D). La conta

è stata effettuata per osservazione diretta di 100 individui in ogni camera test,

utilizzando un microscopio rovesciato.

Analisi dei dati

Le frequenze dei bivalvi emittenti, riscontrate nei due sistemi di

stimolazione sperimentati, sono state confrontate mediante il test del chi-

quadrato. L’EC50 dei saggi con nitrato di rame è stata calcolata applicando il

metodo statistico Trimmed Spearman-Karber ai dati raccolti nel corso delle

prove.

I risultati sono paragonabili ai test effettuati a confronto con ostrica

(Crassostrea gigas) e vongola (Tapes philippinarum).

Relazione Finale


Risultati e discussione

Alcuni dati ottenuti sono ancora in fase di processamento ed

interpretazione, ma già i primi risultati dell’analisi chimica delle acque

mostrano, in tutte e tre le stazioni considerate, una fluttuazione della

concentrazione di azoto nitrico, nitroso e ammoniacale con concentrazioni più

elevate nei mesi di febbraio e luglio e concentrazioni più basse nel mese di

maggio (Fig.3). Infatti l’insieme dei dati analitici raccolti evidenzia un

ecosistema caratterizzato da un marcato ciclo stagionale tipico di tali ambienti

(Dallocchio et al. 1998).

Le stazioni di campionamento, come già accennato, sono state scelte

all’interno dell’area di concessione per l’allevamento di vongole, infatti l’analisi

granulometrica del sedimento, ha mostrato una predominanza in percentuale

maggiore delle sabbie rispetto a limo e argilla (Fig.4), tale semplificazione della

tessitura è frequentemente riscontrabile in zone in cui si pratica la

molluschicoltura, infatti, sono gli stessi operatori ad effettuare una pulizia del

fondo in maniera da facilitare l’attecchimento del seme di vongola.

Fig. 3. Concentrazione dell’azoto inorganico (nitrico, nitroso e ammoniacale) nelle tre stazioni di campionamento

Analisi chimica delle acque 2007 - Canale Navigabile

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

1 2 3 1 2 3 1 2 3

Febbraio Maggio Luglio

mgL-1

Azoto Nitrico

Azoto Nitroso

Azoto Ammoniacale


Febbraio 2008 22

I risultati relativi alla visione dello strato redox dalle carote dei sedimenti

prelevati, mettono in risalto quanto appena detto, ossia che i fondali del canale,

così gestiti dagli operatori, permettono una profonda ossigenazione delle sabbie

e quindi un ambiente adatto per le vongole allevate, ma anche per altre specie

fossorie come S. plana. I valori medi dello strato ossidato sono infatti di 4.45 cm

(inverno 07), 5.33 cm (primavera 07), 6.58 cm (estate 07) e 7.44 cm (autunno

07). Tali valori crescenti sono giustificabili dal tempo mite che ha caratterizzato

il 2007 e che ha permesso un intenso lavoro di pesca e quindi di gestione del

fondo. Per quanto riguarda le analisi biochimiche (ricordiamo che di seguito

riporteremo solo alcuni dati, visto che altre analisi devono essere ultimate) lo

stesso andamento, per quello che riguarda il possibile arricchimento del fondale

grazie ai biodepositi prodotti dall’attività filtratoria dei molluschi, si può

riscontrare (Fig.5) dai valori medi di sostanza organica (AFDW).

GRANULOMETRIA Stazioni

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3

% (s.s.) Argilla

Limo

Sabbia

Fig. 5. Valori medi della sostanza organica sedimentaria.

Valori medi di sostanza organica

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

inv07 pri07 est07

AFDW

g (ss)

1

2

3

Fig. 4. Determinazione della composizione granulometrica.

Relazione Finale


L’analisi delle differenti classi biochimiche che partecipano alla frazione

biopolimerica, mettono in luce un aumento di sostanza organica con lieve

diminuzione sia della componente proteica che carboidratica (Fig.6-7). La

sostanza organica disponibile per gli organismi bentonici lagunari è fortemente

eterogenea, L’azoto organico viene considerato il fattore maggiormente

limitante per la catena del detrito, e, di conseguenza, per gli organismi “deposit-

feeders” (Carey & Mayer 1990), ma è anche risaputo che, in ambienti acquatici,

una grande percentuale di azoto sedimentario rimane legato a materiali

refrattari e non può quindi essere assorbito dai consumatori primari (Rice

1982). Il film batterico rappresenta la fonte più importante di proteine per gli

organismi bentonici (Danovaro et al. 1994), e l’attività batterica appare

principalmente correlata alla qualità nutrizionale della sostanza organica

(Fabiano & Danovaro 1998).

Andamento dei valori medi di proteine

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

inv07 pri07 est07

ug g

-1 (SS)

1

2

3

Andamento dei valori medi di Carboidrati

0

1

2

3

4

5

6

7

8

inv07 pri07 est07

ug g

-1 (ss)

1

2

3

Fig. 6. Valori medi di proteine sedimentarie.

Fig. 7. Valori medi di carboidrati sedimentarie.


Febbraio 2008 24

In questo lavoro sperimentale non è stata quantificata la biomassa

microbica presente nei vari campioni. Futuri studi saranno opportuni per

meglio comprendere le interazioni esistenti in ambienti lagunari tra le specie di

filter-feeders e il loro effetto sulle proprietà del sedimento, sulla qualità

nutrizionale della sostanza organica e sulla biomassa microbica. Questo

impoverimento della qualità nutrizionale del sedimento va correlata alla

difficoltà di reperimento della S. plana nelle campagne di censimento, man

mano che la stagione progrediva verso l’estate appunto.

Oltre all’indagine dei principali fattori abiotici, utili per monitorare lo stato

ambientale, nei campioni prelevati, sono state effettuate anche analisi di

laboratorio relative alla determinazione di eventuali fitofarmaci (Tab.1), metalli

pesanti, IPA e PCB; tali valori, ad oggi sono risultati entro i valori limite fissati

dal DLgs 152/06. Sul biota prelevato sono state condotte le medesime analisi

sopra citate per verificare eventuali accumuli di sostanze inquinanti nel tempo e

anche questo caso i valori rientrano nella norma.

Su un numero significativo di esemplari sono state condotte prove di

laboratorio finalizzate alla stimolazione dell’emissione dei gameti per poter

verificare sia la possibilità di poter riprodurre e mantenere la S. plana in

condizioni controllate sia l’eventuale sua applicazione nei saggi di

embriotossicologia, secondo protocolli standardizzati.

Dall’analisi morfometrica delle valve di Scrobicularia plana, reperite nella

stazione 3 (Fig.8) si osserva una popolazione piuttosto omogenea e costituita

principalmente da individui della stessa età; le campagne successive

permetteranno di studiarne la struttura della popolazione ed il suo andamento

nel tempo.

Relazione Finale


Fig. 8. Analisi morfometrica di Scrobicularia plana

Morfometrie Scrobicularia plana - primavera 06

0,50

0,70

0,90

1,10

1,30

1,50

1,70

2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00

Lunghezza (cm)

Altezza (cm)


Febbraio 2008 26

Conclusioni

Sulla base dei primi dati chimico-fisici e biochimici, si può affermare che il

ritrovamento di S. plana, sia da mettere in relazione ai “buchi” di densità delle

vongole, quando possono riemergere condizioni favorevoli allo sviluppo di un

“vicino scomodo” come questo bivalve detritivoro, contro gli allevamenti

intensivi di vongola. Non a caso i dati sui sedimenti, con relativo impoverimento

della qualità nutrizionale della sostanza organica, sono coincidenti con la

diminuzione nel ritrovamento del calcine, ma con l’aumento delle vongole

pescate. Quindi si può parlare di nicchia trofica ed ecologica di S. plana come

isole negli allevamenti di vongole. Probabilmente per rilanciare una produzione

di calcini si dovrebbero dedicare spazi lagunari adatti e gestiti in modo da

facilitarne la crescita.

I risultati embriotossicologici sono ancora assolutamente preliminari, ma

tutto fa ben sperare perché, tale specie o future similari (La Valle 2005),

possano venir impiegate anche in Italia, ad esempio da ARPA, per

determinazioni supplementari nella valutazione della qualità dei sedimenti dal

punto di vista tossicologico (Modugno et al. 2007a), come già presente

all’estero.

Relazione Finale


Schede riassuntive dei campionamenti

In questa sezione vengono riportate le schede riassuntive dei

campionamenti comprensive delle analisi effettuate.

St1 = localizzata al primo bilancione risalendo il canale dopo la coop.va;

presenta sedimento molto duro

St2 = al confine ultimo della concessione; il sedimento accompagnava

l'argine sprofondando quasi subito con molte cozze, vongole ed ostriche che

costituivano quasi un gradino

St3 = caletta dei calcini dietro alla casetta della coop.va

St4= localizzata sulla sponda verso il mare sotto il ponte per entrare in

Valle Molino

Lo schema mostra le stazioni di campionamento situate lungo il tratto di

Porto Garibaldi del Canale Navigabile (Comacchio).

3

4

1

2


Febbraio 2008 28

Primo campionamento

SCHEDA RIASSUNTIVA CAMPIONAMENTO

Data 01/02/2007

Meteo nuvoloso con nebbia fitta

T_aria 2-4°C

Ora dalle 11:00 alle 13:30

Personale 3 pescatori della Coop.va Logonovo

Mezzo Barca e a piedi

Num_St 3

Pos_Geog Canale Navigabile

GPS non rilevata

Trasp_H2O sempre visibile il fondo

Camp_H2O prelevata 1 bottiglia per sito

Carota prelevate 2 repliche per sito

Sedimento prelevata 1 bennata per sito

Sonda_CTD eseguito 1 profilo verticale per sito

Analisi 1 grafici chimico fisici con sonda

2 granulometria

3 proteine

4 carboidrati

5 clorofilla-a

6 lipidi

7 sostanza organica

8 parametri biochimici

9 analisi chimica su acqua

10 analisi chimica su sedimento

11 analisi pesticidi su sedimento

12 analisi metalli su sedimento

13 analisi USL su acqua e sedimento

Relazione Finale


Profilo del carotaggio del sedimento – valutazione dello strato ossidato e

analisi

lungh_tot_prelievo 24,0 cm taglio_1 1/3 cm

prof_med_redox 7,5 cm taglio_2 11/14 cm Rep_A

taglio_3 21/24 cm


prof_med_redox 2,5 cm taglio_2 9/11 cm

St_1

Rep_B

taglio_3 15/17 cm



taglio_3 7/9 cm



St_2 Rep_B

taglio_3 13/15 cm



taglio_3 10/12 cm



St_3 Rep_B

taglio_3 12/14 cm


Febbraio 2008 30

Secondo campionamento


Data 02/05/2007

Meteo nuvoloso con pioggia fine

T_aria 18°C


Personale 1 rappresentante della Coop.va Logonovo


Num_St 3


GPS non rilevata

Trasp_H2O mai visibile il fondo




Sonda_CTD Non eseguito


2 granulometria

3 proteine

4 carboidrati

5 clorofilla-a

6 lipidi

7 sostanza organica


9 analisi chimica ARPA su acqua





In questa data di campionamento è stata anche attivata la stazione fissa

per il monitoraggio chimico-fisico con sonda CTD Idronaut Ocean 316

Il fondo di tutte e 3 le stazioni si presenta molto duro ricco di gusci di

conchiglie, molte ostriche e cozze

Relazione Finale



analisi

lungh_tot_prelievo 7,2 cm taglio_1 sup cm

prof_med_redox 3,5/4 cm taglio_2 fondo cm Rep_A

taglio_3 cm


prof_med_redox 4,5 cm taglio_2 fondo cm

St_1

Rep_B

taglio_3 cm


prof_med_redox 6,0/7,0 cm taglio_2 fondo cm Rep_A

taglio_3 cm


prof_med_redox 8,0/10 cm taglio_2 fondo cm

St_2 Rep_B

taglio_3 cm


prof_med_redox 2,5/3,0 cm taglio_2 fondo cm Rep_A

taglio_3 cm



St_3 Rep_B

taglio_3 cm


Febbraio 2008 32

Terzo campionamento


Data 09/07/2007

Meteo soleggiato con brezza leggera

T_aria 32°C


Personale 2 rappresentanti della Coop.va Logonovo


Num_St 3


GPS non rilevata

Trasp_H2O circa -1 mt (mai visibile il fondo)






2 granulometria

3 proteine

4 carboidrati

5 clorofilla-a

6 lipidi

7 sostanza organica


9 analisi chimica ARPA su acqua





Relazione Finale



analisi


prof_med_redox 8,1/10 cm taglio_2 fondo cm Rep_A



St_1

Rep_B


prof_med_redox 10,0 cm taglio_2 fondo cm Rep_A


prof_med_redox 7,5/8 cm taglio_2 fondo cm

St_2 Rep_B


prof_med_redox 4/4,5 cm taglio_2 fondo cm Rep_A



St_3 Rep_B


Febbraio 2008 34

Quarto campionamento


Data 12/10/2007

Meteo soleggiato con brezza leggera da SE

T_aria 22°C


Personale 2 rappresentanti della Coop.va Logonovo


Num_St 4


GPS non rilevata

Trasp_H2O sempre visibile il fondo (in alta marea)





Analisi

1 grafici chimico fisici con sonda

2 granulometria

3 proteine

4 carboidrati

5 clorofilla-a

6 lipidi

7 sostanza organica


9

analisi chimica ARPA su acqua




13

analisi USL su acqua e sedimento

Relazione Finale



analisi


prof_med_redox 15,0 cm taglio_2 10 cm Rep_A


prof_med_redox 10,0 cm taglio_2 10 cm

St_1

Rep_B





St_2 Rep_B





St_3 Rep_B





St_4 Rep_B


Febbraio 2008 36

Relazione Finale


Ringraziamenti

Il progetto che ha permesso di svolgere tale lavoro è stato finanziato dalla

Regione Emilia-Romagna Servizio Economia Ittica Regionale (finanziamenti

relativi alla Legge Regionale n. 3 del 14 febbraio 1979: Interventi per lo sviluppo

e la valorizzazione delle attività ittiche).


Febbraio 2008 38

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Febbraio 2008 42

Relazione Finale


Proposta per l’applicazione di una metodologia ... · Impiego di Scrobicularia plana come...

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