RELAZIONE DRAGAGGIO BARRA CECINA 2010...Tel.0577-234370, Fax 0577-234177, e-mail...

Dipartimento Farmaco-Chimico-Tecnologico Università degli studi di Siena

Via A.Moro, 2 - Loc. San Miniato – 53100 Siena Tel.0577-234370, Fax 0577-234177, e-mail [email protected]

Relazione di caratterizzazione chimico-fisica per il dragaggio di sedimento

fluviale dalla bocca del Fiume Cecina

APRILE 2010

Prof Alessandro Donati

Dipartimento Farmaco-Chimico-Tecnologico Università di Siena

02 Maggio 2010



Il presente studio è stato effettuato per determinare la qualità del sedimento marino/fluviale di alcuni accumuli

(barre) che si sono formati alla foce del fiume Cecina, in prossimità del ponte sulla Via Volterra e sul lato sinistro

del fiume, di fronte all’attuale darsena.

Tali barre devono essere dragate per ripristinare un fondale adeguato. La deposizione del sedimento asportato è

prevista in un tratto di arenile ubicato in prossimità del ponte sulla via Volterra.

Allo scopo sono stati effettuati due prelievi di sedimento la cui localizzazione è riportata nella cartina allegata

(Allegato 1).

Su tali prelievi è stata effettuata una caratterizzazione chimico-fisica, microbiologica e ecotossicologica.

Visti i dati della caratterizzazione chimico-fisica, microbiologica ed ecotossicologica, dei suoli e sedimenti di scavo

del Nuovo Porto Turistico di Cecina effettuata dallo scrivente nel 2008 e la relazione tecnico scientifica relativa

(d’ora in poi denominata UNISI2008), si è ritenuto di comparare i dati attuali con quelli registrati nel precedente

studio, allo scopo di determinare il raggiungimento dei valori di Livello Chimico di Base locale (LCBloc) per alcuni

metalli in trecce riscontrati nei sedimenti.

Descrizione del Sito Per una descrizione generale dell’area del Porto di Cecina si rimanda alla relazione UNISI2008. In questa sede, è

opportuno ricordare che gran parte del territorio dell’area della foce, compreso il litorale, è costituita da sedimento

alluvionale del fiume Cecina. I siti interessati dal dragaggio parziale in oggetto si trovano, nel tratto finale del Fiume Cecina, in prossimità del

ponte di Via Volterra. Detti siti sono riportati nella Figura 1, insieme ai punti di campionamento e all’indicazione

dell’area di deposito del dragaggio.

Non sono stati effettuati prelievi sul sedimento dell’area di deposito e del litorale, sede di eventuale ripascimento

con i sedimenti del dragaggio, in quanto riteniamo che sia il sito che il litorale siano stati ampiamente

caratterizzati come da relazione UNISI2008 e precedenti.



Figura 1: Mappa dell’area interessata dal dragaggio della barra in oggetto. I punti blu indicano i siti di campionamento. Le aree rosse indicano i siti di escavo. L’area blu indica la zona di deposito. Campionamenti I campionamenti sono stati effettuati nel seguente modo:

I campioni MC A/2010 e MC A/2010 sono stati prelevati dalla barra fluviale oggetto di dragaggio attraverso una

benna che ha asportato sedimento nei primi 50 cm di profondità.

Le quote di prelievo sono le seguenti:

MC A/2010 = 0÷50 cm

MC B/2010 = 0÷50 cm

Su questi campioni sono stati eseguiti i seguenti saggi;

1) Granulometria;

2) Determinazione dei metalli pesanti e dell’arsenico

3) Determinazione degli idrocarburi < C12 e > C12;

4) Determinazione di IPA, TBT e pesticidi clorurati;

5) Saggi microbiologici e ecotossicologici;

MCB/2010

MC A/2010



Risultati

Granulometria e Colore

I risultati delle analisi granulometriche sono riportati nelle Tabella 1. Come si può notare i campioni prelevati dalla

barra presentano una granulometria piuttosto grossolana.

Questa granulometria è simile a quella riscontrata per il sedimento del litorale (vedi studio UNI2008). Questo

porta a dire che da un punto di vista granulometrico il sedimento da dragare è completamente compatibile con il

sedimento del litorale per un eventuale ripascimento.

Il Colore del sedimento prelevato, effettuato in base alla Scala di Munsell, corrisponde al valore 10YR 4/1 Grigio scuro. Tabella 1: Risultati dell’analisi granulometrica.

Classe granulometrica MC

A/2010 %

MC-B/2010

%

Ø > 2mm 38.1 47.1

2mm > Ø > 1mm 23.3 19.7

1mm > Ø > 0.5mm 32.6 27.3

0.5 mm> Ø > 0.25mm 5.6 5.6

0.25 mm > Ø > 0.125mm 0.2 0.1

0.125 mm > Ø > 0.063 mm 0.1 0.1

0.063 mm > Ø 0.1 0.1

Presenza di idrocarburi - Nei campioni considerati non è stata rilevata presenza di idrocarburi.

Tabella 2: Risultati dell’analisi degli idrocarburi.

Idrocarburi UM MC1/2010 MC2/2010

leggeri tot. (C<12) mg/kg ss < 2 < 2

pesanti tot. (C>12) mg/kg ss < 10 < 10



As e metalli

Per quanto riguarda questi parametri analitici, come ampiamente previsto, si riscontra la presenza anomala di Ni

e Cr. Le concentrazioni osservate rientrano nella media dei valori ottenuti nei varii studi susseguitesi negli anni.

Come riportato nello studio UNISI2008, tutta l’area di foce e il sedimento del litorale presenta lo stesso tipo di

anomalia geochimica dimostrando ancora una volta l’omogeneità dei sedimenti dell’area. I tenori di Zn e Cr sono

al di sotto dei valori di Livello Chimico di Base locale (LCBloc) proposti nella relazione UNISI2008. Tali valori limite

locali sono rispettivamente di 640.1 mg/kg(ss) per il nichel e 1258.3 mg/kg(ss) per il cromo. Sono inoltre stati riscontrati anche dei superamenti dei valori di LCB nei parametri Cu e Zn che sono comunque

molto lievi e sono stati anche osservati precedentemente. Tali superamenti comunque fanno inquadrare il

sedimento in classe di gestione A2. Tale classe di gestione è comunque la stessa del litorale che in base alle analisi pre-esistenti (UNISI2008),

presenta comunque dei superamenti del LCB per alcuni metalli in quasi tutti i campioni.

Tabella 3: Risultati dell’analisi di arsenico e metalli.

UM MC A/2010

MC B/2010

LCB1 LCL2

Alluminio mg/kg ss 20230 22260 -- --

Arsenico mg/kg ss 11.1 11.3 17/233 32

Cadmio mg/kg ss 0.04 0.05 0.2/0.35 0.8

Cromo VI mg/kg ss < 0.2 < 0.2 -- --

Cromo totale mg/kg ss 700.4 871.0 1258.35 360

Ferro mg/kg ss 36150 34480

Mercurio mg/kg ss 0.03 < 0.01 0.2/0.40 0.8

Nichel mg/kg ss 597.8 571.9 640.15 75

Piombo mg/kg ss 5.9 6.4 25/37 70

Rame mg/kg ss 20.4 18.3 15/35 52

Vanadio mg/kg ss 26.8 29.6 -- --

Zinco mg/kg ss 53.0 65.9 50/100 170

Legenda relativa alla Tabella 3 1Livello Chimico di Base (Manuale ICRAM per la movimentazione di sedimenti marini 2006) 2 Livello Chimico Limite (Manuale ICRAM per la movimentazione di sedimenti marini 2006) 3 LCB (pelite < 25% / pelite > 25%) 4 LCB < Valori in Grassetto < LCL ; Valore in Grassetto Sottolineato > LCL 5 LCBloc in base alla relazione UNISI2008



Presenza di IPA, Policlorobifenili, e TBT Nei campioni non è stata rilevata presenza di contaminanti organici delle classi IPA, PCB e organostannici (Tabella 4). Tabella 4: Risultati dell’analisi di IPA, PCB e organostannici.

Parametro UM MC A/2010

MC B/2010

Acenaftene µg/kg < 10 < 10

ANTRACENE µg/kg < 5 < 5

Benzo[a]antracene µg/kg < 10 < 10

Benzo[a]pirene * µg/kg < 5 < 5

Benzo[b]fluorantene * µg/kg < 5 < 5

BENZO[g,h,i]PERILENE * µg/kg < 5 < 5

BENZO[k]FLUORANTENE * µg/kg < 5 < 5

CRISENE µg/kg < 10 < 10

DIBENZO[a,h]ANTRACENE µg/kg < 10 < 10

FENANTRENE µg/kg < 10 < 10

FLUORANTENE µg/kg < 10 < 10

FLUORENE µg/kg < 10 < 10

INDENO[1,2,3-cd]PIRENE* µg/kg < 5 < 5

NAFTALENE µg/kg < 5 < 5

PIRENE µg/kg < 10 < 10 IPA TOTALI (sommatoria IPA contrassegnati da *) µg/kg < 20 < 20

Aldrin µg/kg < 0.05 < 0.05

alfa-esaclorocicloesano µg/kg < 0.05 < 0.05

beta-Esaclorocicloesano µg/kg < 0.05 < 0.05

DDD µg/kg < 0.05 < 0.05

DDE µg/kg < 0.05 < 0.05

DDT µg/kg < 0.05 < 0.05

Dieldrin µg/kg < 0.05 < 0.05

Esaclorobenzene µg/kg < 0.05 < 0.05 gamma-esaclorocicloesano (Lindano) µg/kg < 0.05 < 0.05

PCBs + PCTs µg/kg < 1 < 1

Tributilstagno (TBT) µg/kg < 1 < 1



ANALISI ECOTOSSICOLOGICA L’analisi ecotossicologica è stata eseguita sul campione MC A/2010

Sono stati effettuati tre saggi utilizzando tre gruppi tassonomici differenti come suggerisce il manuale ICRAM

secondo il seguente schema:

- Batteri - Vibrio fischeri (fase solida)

- Alghe - PhaedactilumTricornutum (elutriato)

- Rotiferi - Brachionus plicatilis (elutriato)

Nelle Tabelle 5,6,7 sono riportati i risultati dei saggi. Insieme ai dati sono riportati, per confronto, i valori di

riferimento delle Colonne A e B della tabella 2.4 “Requisiti ecotossicologici (tossicità acuta) del sedimento” del

manuale ICRAM. Non sono stati riportati i limiti delle colonne C e D.

Dai dati riportati nelle tabelle non si rilevano effetti tossici apprezzabili sugli organismi testati. Il sedimento rientra

nella Colonna A della Tabella sopra citata.

Tabella 5: Risultati dei saggi ecotossicologici (tossicità acuta) su Vibrio Fischeri in fase solida. Nelle ultime due colonne (in blu e in rosso) sono riportati rispettivamente i valori delle Colonne A e B del Manuale ICRAM.

1 EC50(20)(10)-XX: Concentrazione del campione che dopo un tempo XX determina un effetto del 50 (20) (10) % sugli organismi sottoposti al test 2 S.T.I.:Sediment Toxicity Index 3 n.d. : Valore non determinabile (EC50/20/10 >100%)

Tabella 6: Risultati dei saggi ecotossicologici (tossicità acuta) su PhaedactilumTricornutum (elutriato).

1 EC50(20)(10)-XX: Concentrazione del campione che dopo un tempo XX determina un effetto del 50 (20) (10) % sugli organismi sottoposti al test 2 n.d. : Valore non determinabile (EC50/20/10 >100%)

Tabella 7: Risultati dei saggi ecotossicologici (tossicità acuta) su Brachionus Plicatilis (elutriato). 1 EC50(20)(10)-XX: Concentrazione del campione che dopo un tempo XX determina un effetto del 50 (20) (10) % sugli organismi sottoposti al test 2 n.d. : Valore non determinabile (EC50/20/10 >100%)

Campione EC201 (30min)

mg/l

EC501 (30min)

mg/l

S.T.I.2 % Col. A Col. B

MC A/2010 35.5 95.7 1.7 S.T.I ≤ 3 S.T.I > 3 S.T.I ≤ 6

Campione EC101 (72 h)

%

EC201 (72 h)

%

EC501 (72 h)

% Col. A Col. B

MC A/2010 91.3 n.d. n.d.2 EC20 ≥ 90%

EC20<90% EC50 > 100%

Campione EC201 (72 h)

%

EC501 (72 h)

% Col. A Col. B

MC A/2010 n.d. n.d.2 EC20 ≥ 90%

EC20<90% EC50 > 100%



ANALISI MICROBIOLOGICA

I prelievi per l’analisi microbiologica (batterica) sono stati effettuati contestualmente al prelievo chimico.

Il campionamento microbiologico è stato effettuato in data 15-04-2010 con la seguente modalità:

1) La massa del sedimento estratto con la benna è stata svuotata in un vassoio di polietilene

precedentemente risciacquato con acqua di mare.

2) Prima di effettuare gli altri prelievi previsti, utilizzando direttamente un barattolo sterile, dissigillato seduta

stante, è stato estratto un campione di circa 100g prelevando la parte non a contatto con il vassoio.

3) Tale aliquota è stata immediatamente posta in ambiente refrigerato, (borse frigorifere portatili con

refrigeranti da trasporto pre-congelati) per il tempo che è stato necessario al trasporto presso il

laboratorio. Successivamente sono stati stoccati in frigorifero alla temperatura di 0°-4° C.

4) La prima semina per l’analisi microbiologica è stata effettuata, per tutti i campioni, mediamente, entro 24

ore dal prelievo.

Trattamento dei Campioni Il campione di sedimento, MC A/2010 è pervenuti in laboratorio in contenitori sterili di plastica da 100 ml in data

15-04-2010, a circa 24 ore dal prelievo.

Per la ricerca di Coliformi totali, Coliformi fecali, Streptococchi fecali, Clostridi solfito riduttori, Salmonella spp e

Miceti, per campione è stata effettuata una diluizione 1 a 10 e immediatamente avviati all'analisi.

Le analisi per ceppi batterici, sono state eseguite seguendo le metodiche riportate ufficiali riportate nei certificati

analitici.

La ricerca dei Coliformi totali, Coliformi fecali e Streptococchi fecali è stata eseguita con il metodo Most Probable

Number (MPN) che consiste in una prova presuntiva e una di conferma, l'inoculo del campione, in diluizioni

scalari, è stato effettuato su appropriati terreni liquidi. Dal numero di inoculi positivi e negativi è stato poi possibile

calcolare la densità dei batteri per unità di peso, (10 gr di campione) utilizzando le tavole di Mac Crady realizzate

in base al calcolo di probabilità statistiche. Il risultato viene espresso come MPN/10 g.

Anche per la ricerca delle spore dei Clostridi solfito-riduttori è stato utilizzato il metodo MPN; il campione

opportunamente diluito e trattato al calore per distruggere le forme microbiche vegetative, è stato seminato, in

aliquote scalari, in terreno selettivo e incubato in anaerobiosi, successivamente è stata calcolata la densità dei

batteri per unità di peso, esprimendo il risultato come MPN/10 g.

La valutazione di Muffe e Lieviti è avvenuta con semina diretta di diluizioni scalari di campione su apposito

terreno di coltura e successiva conta delle colonie caratteristiche, i risultati sono stati espressi in UFC/g di

campione.

E' stata inoltre rilevata la presenza/assenza di Salmonella spp. con procedura analitica che prevede una serie di

fasi successive: Pre-arricchimento, Arricchimento, Isolamento e Conferma.

Per fornire i dati per unità di massa di sostanza secca, in tutti i campioni è stata determinata la % di umidità su

un’aliquota dei campioni.

I risultati sono riportati nella Tabella 8.



Tabella 8: Risultati delle analisi Microbiologiche

Parametro UM MC A/2010

Limiti (A)* UFC/100ml

Limiti (B)*

UFC/g Coliformi fecali MPN/gss 31 100 30 Streptococchi

fecali MPN/g ss < 0.3 100

Spore di clostridi solfito riduttori ufc/g 55

Salmonella pres-ass/50g assente Assente

Microrg. indicatori di inquin. fecale: Escherichia coli

MPN/g 1 <10 10000

*Limiti A: Valore limite norme europee acque di balneazione (PO ARPAT, 2005) *Valori di riferimento progetto BEACHMED

La Tabella 8 evidenzia un quadro microbiologico lievemente alterato per il tipo di campioni analizzati. I valori

registrati rientrano tutti entro i limiti legislativi (ove definiti). Sostanzialmente la lieve presenza microbiologica

sembra indotta da materiale organico in decomposizione dovuto alla abbondante presenza di animali (soprattutto

volatili) selvatici.

La Salmonella che, da un punto di vista sanitario, può essere considerato come il più importante tra i parametri

biologici è risultata assente.



Commenti conclusivi e classificazione del sedimenti nella classe di gestione

La classificazione ICRAM dei sedimenti per le movimentazioni marine prevede la schematizzazione dei parametri

analitici in “sottoclassi” di qualità, che possiamo riassumere nel seguente modo :

Tipo di analisi Sottoclassi

Granulometria frazione pelitica < 10% frazione pelitica > 10%

Analisi Chimica

valore < LCB

LCB < valore < LCL

valore > LCL

Analisi Ecotossicologica

valore in Colonna A

valore in Colonna B

valore in Colonna C

valore in Colonna D

Tutti gli altri parametri come da norma vigente.

Procedendo con ordine, per ogni tipo di analisi, inquadrando il campione in esame in una delle sottoclassi, è

possibile determinare la Classe di Gestione del sedimento con l’aiuto dello schema di figura 2.6 del Manuale

ICRAM.

Alla luce dei dati attuali, riportati nella presente relazione, è possibile inquadrare il sedimento nel seguente modo: campione Sotto-Classe

Granulometrica

Sotto-Classe

Chimica

Sotto-Classe

Ecotossicologica

Classe di Gestione

MC A/2010 F.P. < 10% LCB < valore < LCL A A2

MC B/2010 F.P. < 10% LCB < valore < LCL - A2

Da tale classificazione, in base alle definizioni del Manuale ICRAM, e dalla classificazione del sito di

accoglimento del materiale, è possibile individuare l’utilizzazione permessa dei sedimenti e la compatibilità con

eventuali operazioni di ripascimento e di movimentazione mare-mare.

Dato che anche il sedimento del litorale è inquadrabile in classe A2 (UNISI2008) si ritiene che il materiale di

scavo in questione sia idoneo all’eventuale ripascimento del litorale dell’area.



CONSIDERAZIONI FINALI e DICHIARAZIONE DI COMPATIBILITA’

Viste le considerazioni fatte precedentemente, visti i dati analitici dello studio UNISI2008, in base ai dati analitici

del presente studio e alla classificazione in classi di gestione ICRAM, è possibile concludere che il sedimento

della barra fluviale oggetto di dragaggio presenta caratteristiche Fisiche, Chimiche, Microbiologiche ed

Ecotossicologiche che sono omogenee con tutta l’area della foce e sono quindi compatibili con aree di deposito

adiacenti. E’ possibile concludere inoltre che il sedimento indagato è omogeneo e compatibile con le aree

litoranee di Marina di Cecina e può quindi essere utilizzato per un eventuale ripascimento.

Tutti gli esperimenti sono stati effettuati sotto il coordinamento del Prof. Alessandro Donati, che garantisce la

certificazione dei risultati e assume la completa responsabilità di quanto riportato nella presente relazione.

lì, Siena 02/05/2010

In fede,

Prof. Alessandro Donati

RELAZIONE DRAGAGGIO BARRA CECINA 2010...Tel.0577-234370, Fax 0577-234177, e-mail...

Documents

Transcript of RELAZIONE DRAGAGGIO BARRA CECINA 2010...Tel.0577-234370, Fax 0577-234177, e-mail...