applicazione di un nuovo protocollo preliminare dell`organism

Biol. Mar. Medit. (2005), 12 (1): 307-311
A. Picollo, S. Bava, S. Maggi1, M. Costa2, M. Civitella2, D. Verardi2
Dipartento per lo Studio del Territorio e delle sue Risorse, Università di Genova,
Corso Europa, 26 - 16132 Genova, Italia.
[email protected].
1
Autorità Portuale di Genova, Genova, Italia.
2
R.S.T.A. Scrl, Genova, Italia.
APPLICAZIONE DI UN NUOVO PROTOCOLLO PRELIMINARE
DELL’ORGANISM SEDIMENT INDEX (OSI) PER
LA VALUTAZIONE DELLA QUALITÀ AMBIENTALE
NEL PORTO DI GENOVA
A NEW PRELIMINARY PROTOCOL OF APPLICATION OF THE
ORGANISM SEDIMENT INDEX (OSI) FOR ASSESSMENT
OF ENVIRONMENTAL QUALITY IN THE GENOA HARBOUR
Abstract
The Organism Sediment Index (OSI) is one of the most employed indices in coastal marine ecosystems. We employed the OSI approach with a new preliminary protocol for the evaluation of environmental quality of the Genoa harbour during a cruise carried out in summer 2002. A total of 52 stations were
investigated on a regular grid and samples were collected by mean of a Van Veen grab. Areas with higher
hydrodynamic conditions appear as the ones with better environmental quality; when anthropic pressure is
higher, OSI values are lower.
Key-words: pollution, harbours, environment, indicators, benthos.
Introduzione
Il tipo di informazioni ottenuto con il sistema degli stadi successionali e dei
profili di discontinuità del potenziale di ossidoriduzione (RDP) si presta all’utilizzo per il calcolo di indici aggregati di qualità ambientale. Essi costituiscono un
valido strumento per il confronto tra stazioni e per seguire l’evolversi della situazione nel tempo (Bona e Maffiotti, 1997; Volpi Ghirardini et al., 1999). I più usati,
soprattutto per ecosistemi costieri nord americani sono l’indice denominato OSI
(Organism Sediment Index) (Rhoads e Germano, 1982; O’Connor et al., 1989;
Diaz et al., 2003), utilizzato in ambito nazionale da Bona e Maffiotti (1997), e la
sua variante BHQI (Benthic Habitat Quality Index) (Nilsson e Rosenberg, 1997,
2000, 2003) e il SPI (Sediment Profile Imaging) (Bonsdorff et al., 1996; Cutter e
Diaz, 2000; Karakassis et al., 2002; Rosenberg et al., 2003; Rumohr e Karakassis, 1999; Solan e Kennedy, 2002; Wildish et al., 2003; Bona et al., 2000). Scopo
del presente lavoro è applicare l’approccio OSI per la valutazione della qualità
ambientale nel porto di Genova. L’applicazione ad un ambiente portuale era già
stato impiegato da Diaz (1999) e da Nakayama et al. (1998).
Materiali e metodi
La campagna di monitoraggio dei sedimenti portuali ha utilizzato una metodologia simile a quella applicata da Grizzle e Penniman (1991), con alcune modifiche relative allo strumento di campionamento, e si è svolta nel tratto interno ed
308
A. Picollo, S. Bava, S. Maggi, M. Costa, M. Civitella, D. Verardi
esterno alla zona portuale di Genova, nell’area compresa tra Voltri e Quinto, con
profondità compresa tra i 5 e i 30 metri. Le stazioni sono state scelte in base alle
informazioni disponibili in bibliografia relative ad impatto antropico ed idrodinamismo (Ciuchi et al., 1998) ed in modo tale da garantire una sufficiente copertura dell’area indagata. Il campionamento è stato realizzato in una campagna
estiva nel giugno 2002, mediante carote e benna Van Veen (superficie 0.12 m2)
e ha interessato 52 punti di campionamento con tre repliche ciascuno.
Per la determinazione della discontinuità del potenziale di ossidoriduzione ed
una prima valutazione dello stadio di successione delle popolazioni bentoniche
sono state impiegate carote lunghe 12 cm aventi un diametro di 3,5 cm per prelevare dei subcampioni dalla benna. Il rimanente campione di sedimento è stato
setacciato (maglia di 1 mm) per una valutazione qualitativa della comunità macrobentonica che è andata ad integrare quella visiva effettuata sulla carota (senza
arrivare a livello specifico nell’identificazione).
Il tipo di informazioni ottenuto con il sistema degli stadi di successione e del
RDP si presta all’utilizzo per il calcolo di indici aggregati di qualità ambientale.
Essi costituiscono un valido strumento per il confronto tra stazioni e per seguire
l’evolversi della situazione nel tempo (Bona e Maffiotti, 1997).
Nel presente lavoro si è deciso di impiegare l’indice denominato Organism
Sediment Index (OSI) (Rhoads e Germano, 1982; Bona e Maffiotti, 1997). L’indice OSI è determinato in base ai valori forniti in letteratura (Rhoads e Germano,
1982; Bona e Maffiotti, 1997).
L’indice viene calcolato sommando algebricamente i singoli valori. L’intervallo
di variazione dell’indice è da –10 a +11. Il valore estremo negativo (–10) rappresenta la minore qualità ambientale e corrisponde ad un campione con: sedimento
molto scuro ed assenza di RPD apparente, assenza di macrofauna visibile, presenza di bolle di gas, presenza di anossie superficiali. Al contrario il massimo
valore positivo (+11) rappresenta la più alta qualità ambientale e corrisponde ad
un campione con una RPD apparente al di sotto di 3,75 cm, una stabile popolazione di organismi appartenenti allo Stadio III ed assenza di gas.
Risultati
I risultati ottenuti hanno permesso di evidenziare importanti differenze tra la
diverse zone dell’area di studio (Fig. 1).
Le stazioni caratterizzate mediamente dalla migliore qualità del sedimento
sono risultate essere quelle a levante e ponente del bacino portuale, mentre le
zone del Porto Antico, del torrente Chiaravagna e del Polcevera sono risultate
essere quelle di qualità peggiore (Fig. 1).
I dati ottenuti confermano la situazione evidenziata dallo studio dei fattori
fisico-chimici (Ciuchi et al., 1998). Le caratteristiche idrodinamiche delle diverse
zone e la presenza dei carichi antropici gravanti su di esse costituiscono una
situazione critica per alcune zone portuali confinate con scarso ricambio delle
masse d’acqua (Ciuchi et al., 1998). La situazione rilevata da Ciuchi et al. (1998)
può essere considerata valida al momento della campagna di campionamento in
quanto la popolazione residente legale (rilievo ISTAT, 1991 confermato poi da
quello 2001) e le attività produttive (rilievo intermedio ISTAT, 1996 confermato
poi da quello 2001) non sono cambiate significativamente nell’area che influenza
i carichi antropici nella zona portuale; per quanto riguarda l’idrodinamismo dal
Applicazione preliminare dell’OSI in ambito portuale
309
1998 al 2002 non sono stati attuati interventi strutturali tali da modificarne la
situazione. Come risulta in Fig. 1 i valori dell’OSI più bassi sono stati riscontrati
nelle zone portuali più confinate dove sussistono gli scarichi degli impianti di
Sestri, Polcevera e Darsena.
PRA'
Depuratore Voltri
SESTRI
Depuratore Pegli
PONENTE
STAGL IENO
PAL M ARO
PEGL I
78
78
71
71
84
84
80
85
85 80
79
79 76
76
SAN DESID
Depuratore Sestri
64
64
61
61
62
62
70
70 63
63
58
58
44
44
52 50
56
56 52
45
50 49
45
49 48
46
48 46
Depuratore Val Polcevera
Depuratore Darsena
M ARASSI
99
35
35
37
37
41
41
SAM PIERDARENA
36
36
34
34
39
39
44
31
31 30
30 29
29 28
28 26
26
24
40
40
24
11
11
12
12
13
13
11
88
77
16
16
21
21
CANNETO
15
15
17
17
18
18
19
19
Depuratore
Punta Vagno
Depuratore Sturla
102
102
QUARTO
DEI M IL L E
107
107
109
109
Depuratore
Quinto
Q
114
114
Valori OSI
11
6
3
-1
-4
-7
-10
Fig. dei
1 valori
- Distribuzione
valori
dell’OSI nell’area portuale di Genova.
Fig. 1 - Distribuzione
dell’OSI nell’areadei
portuale
di Genova
Organism Sediment Index
(OSI) distribution
in the
Genoa(OSI)
harbour.distribution in the Genoa harbour.
Organism
Sediment
Index
Conclusioni
Le aree a più intenso idrodinamismo sono risultate quelle che presentano una
migliore qualità dei sedimenti, quelle con maggior pressione antropica e scarso
ricambio delle masse d’acqua presentano invece i valori dell’OSI più bassi corrispondenti ad uno stato qualitativo scadente. L’applicazione preliminare di questo
indice di sintesi, se pur effettuata con una metodologia modificata e da testare
con ulteriori approfondimenti, è risultato interessante sia per l’immediatezza dei
risultati, sia per la possibilità di circoscrivere aree di dettaglio ove effettuare in un
secondo tempo analisi più dettagliate.
117
117
310
A. Picollo, S. Bava, S. Maggi, M. Costa, M. Civitella, D. Verardi
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare la “Servizi Ecologici Porto di Genova - S.p.A.” per la collaborazione durante la campagna di indagine. Un particolare ringraziamento va infine ai referee e alla dott.ssa
Maria Cristina Gambi per i preziosi consigli e suggerimenti nella revisione del lavoro.
Bibliografia
BONA F., CECCONI G., MAFFIOTTI A. (2000) – An integrated approach to assess the benthic
qualità after sedimentat capping in Venice lagoon. Aqu. Ecosyst. Health Manag., 3: 379-386.
BONA F., MAFFIOTTI A. (1997) – Metodi di indagine dei sedimenti attraverso l’utilizzo di
Camere subacque stratigrafiche (CSS) e di Sediment Profile Imaging (SPI). In: Analisi e recupero dei sedimenti marini. Pitagora Ed., Bologna: 95-108.
BONSDORFF E., DIAZ R.J., ROSENBERG R., NORKKO A., CUTTER Jr.G.R. (1996) –
Characterization of soft-bottom benthic habitats of the Aland Islands, northern Baltic Sea.
Mar. Ecol. Prog. Ser., 142: 235-245.
CIUCHI G., CONIO O., BONVICINI V., CANEPA G., MINETTI D. (1998) - Il mare di
Genova. Amga SpA, Autorità portuale di Genova e RSTA Scrl.: 1-176.
CUTTER Jr.G.R., DIAZ R.J. (2000) – Biological alteration of physically structured flood
deposits on the Eel margin, northern California. Cont. Shelf Res., 20: 235-253.
DIAZ R.J. (1999) – Port Angeles harbor wood waste study Port Angeles, Washington. Final
Report. Saic: 1-41.
DIAZ R.J., RUNDY CUTTER G.Jr., DAUER D.M. (2003) – A comparison of two methods
for estimating the status of benthic habitat quality in the Virginia Chesapeake Bay. J. Exp.
Mar. Biol. Ecol., 285-286: 371-381.
GRIZZLE R.E., PENNIMAN C.A. (1991) – Effects of organic enrichment on estuarine macrofaunal benthos: a comparison of sediment profile imaging and traditional methods. Mar.
Ecol. Prog. Ser., 74: 249-262.
KARAKASSIS I., TSAPAKASSIS M., SMITH C.J., RUMOHR H. (2002) – Fish farming
impacts in the Mediterranean studied trough sediment profiling imagery. Mar. Ecol. Prog.
Ser., 227: 125-133.
ISTAT (2004) - 8° Censimento Industria e servizi 2001. www.istat.it
ISTAT (2004) - 14° Censimento Popolazione e Abitazioni 2001. www.istat.it
ISTAT, UNIONCAMERE LIGURI, REGIONE LIGURIA (2003) - Annuario Statistico Regionale 2003. Regione Liguria: 350 pp.
NAKAYAMA J.S., LUNZ J.D., LEPROWSE M.K., WAKEMAN J.S., HALE E. (1998) –
Assessing long-term physical stability and benthic infaunal colonization of a sediment cap
placed over chemically contaminated bottom sediments in the Wyckoff/Eagle Harbor Superfund Site, Bainbridge Island, Washington. Puget Sound Res. Conf. ‘98: 593-610.
NILSSON H.C., ROSENBEG R. (1997) – Benthic habitat quality assessment of an oxygen
stressed fjord by surface and sediment profile images. J. Mar. Syst., 11: 249-264.
NILSSON H.C., ROSENBEG R. (2000) – Succession in marine benthic habitats and fauna in
response to oxygen deficiency: analysed by sediment profile-imaging and by grab samples.
Mar. Ecol. Prog. Ser., 197: 139-149.
NILSSON H.C., ROSENBEG R. (2003) – Effects on marine sedimentary habitats of experimental trawling analysed by sediment profile imagery. J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 285-286: 453-463.
O’CONNOR B.D.S., COSTELLOE J., KEEGAN B.F., RHOADS C. (1989) – The use of remots
technology in monitoring coastal enrichment resulting from mariculture. Mar. Pollut. Bull.,
20 (8): 384-390.
RHOADS D.C., GERMANO J.D. (1982) - Characterization of organism sediment relations
using sediment profile imaging; are efficient method of Remote Ecological Monitoring of
the Seafloor (REMOTS System). Mar. Ecol. Prog. Ser., 8: 115-128.
ROSENBERG R., NILSSON H.C., GREMARE A., AMOUROUX J.M. (2003) – Effects of
demersal trawling on marine sedimentary habitats analysed by sediment profile imagery. J.
Exp. Mar. Biol. Ecol., 285-286: 465-477.
Applicazione preliminare dell’OSI in ambito portuale
311
RUMOHR H., KARAKASSIS I. (1999) – Comparison of multivariate patterns: different taxonomic levels in macrofaunal analysis versus sediment profile imagery (SPI). Mar. Ecol. Prog.
Ser., 190: 125-132.
SOLAN M., KENNEDY R. (2002) – Observation and quantification of in situ animal-sediment relations using time-lapse sediment profile imagery (t-SPI). Mar. Ecol. Prog. Ser., 228:
179-191.
VOLPI GHIRARDINI A., BIRKEMEYER A., ARIZZI NOVELLI A., DELANEY E.,
PAVONI B., GHETTI P.F. (1999) - An integrated approach to sediment quality assessment:
the Venetian lagoon as a case study. Aqu.. Ecosyst. Health Manag., 2: 435-447.
WILDISH D.J., HARGRAVE B.T., MACLEOD C., CRAWFORD C. (2003) - Detection of
organic enrichment near finfish net-pens by sediment profile imaging at SCUBA-accessible
depths. J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 285-286: 403-413.