Biogeochemical Cycling of contaminants in marine waters

In the last centuries, the demographic increment combined with new technologies, new industrial needs, new material exploitation, globalization processes, and new welfare needs led to the increment of pollutants in the environment. The present study focusses on the evaluation of many anthropogenic inorganic contaminants which belongs to the category of the Heavy Metal(loid)s, including both metals and metalloids, in different environmental matrices connected to the marine environment of the coastal area of Ancona: Seawater, Sediments, and Atmospheric depositions, in three different sites characterized by different anthropogenic pressures. This study aims to investigate the seasonal fluctuations, the repartition of these contaminants in these different environment compartments and in the different fractions of the same matrix (i.e. seawater dissolved or particulate), to investigate how the anthropogenic activities may alter them, and which are the prevalent activities responsible to the enrichment of these elements. This kind of works are also fundamental to provide and collect data which can help to better understand the Biogeochemical Cycling of such contaminants at a global level, knowing the importance of keep up the monitoring attention to face the global challenges of the future. Considering the main sources of HMs in the marine environment is given by riverine and sewage discharge, with a non-negligible contribution incoming from atmospheric depositions, here, the relationships between metals and tracers will also be studied in order to determine the influence of the anthropogenic activity on such levels. This PhD thesis cover more than two-year monthly monitoring of HMs, nutrients and other physical-chemical parameters in these sites, and the seasonality, relationships between the variables, the apportionment, and the statistical analysis is performed.

Negli ultimi secoli, l'incremento demografico, unitamente allo sviluppo di tecnologie, processi industriali, sfruttamento di risorse, processi di globalizzazione e nuove necessità di welfare, ha contribuito all'aumento degli inquinanti ambientali. Questo studio si concentra sulla valutazione di contaminanti inorganici antropogenici appartenenti alla categoria dei metalli(oidi) pesanti (HMs), inclusi metalli e metalloidi, in diverse matrici ambientali legate all'ecosistema marino della costa di Ancona: acqua marina, sedimenti e deposizioni atmosferiche, analizzate in tre siti caratterizzati da differenti pressioni antropiche. L'obiettivo è indagare le fluttuazioni stagionali, la distribuzione di questi contaminanti nei vari compartimenti ambientali e nelle frazioni delle stesse matrici (ad esempio, acqua marina in fase disciolta o particolata), per comprendere come le attività antropogeniche ne influenzino la dinamica e individuare le principali fonti di arricchimento. Questo tipo di ricerca è essenziale per raccogliere dati utili alla comprensione del ciclo biogeochimico di tali contaminanti a livello globale, considerando l'importanza di un monitoraggio continuo per affrontare le sfide ambientali future. Poiché le principali fonti di HMs nel contesto marino sono gli scarichi fluviali e fognari, con un contributo rilevante dalle deposizioni atmosferiche, sono state studiate anche le relazioni tra metalli e traccianti per valutare l'impatto delle attività antropogeniche sui livelli di contaminazione. La tesi presenta i risultati di un monitoraggio mensile di oltre due anni, comprendente HMs, nutrienti e parametri fisico-chimici, con analisi della stagionalità, delle correlazioni tra variabili, della ripartizione e valutazioni statistiche approfondite.