Studi su gasteropodi terrestri come potenziali bioaccumuli per metalli pesanti ed idrocarburi policiclici aromatici nella provincia di Trieste

Questa tesi mira a fornire, attraverso dati di monitoraggio sul campo ed esperimenti effettuati in condizioni controllate, elementi per valutare se alcuni gasteropodi terrestri possano essere utilizzati come indicatori per la contaminazione da metalli pesanti ed idrocarburi policiclici aromatici del suolo e dell'aria con particolare riferimento a tipologie di contaminazione ambientale presenti nella Provincia di Trieste. La letteratura scientifica ha già  evidenziato l'applicabilità  di questo approccio in alcune situazioni ambientali, ma non risultano disponibili studi approfonditi sulle modalità  di bioaccumulo e sulle diverse tipologie di contaminazione in prossimità  di industrie siderurgiche e siti contaminati costieri. Nel presente lavoro, ਠstata studiata la contaminazione di suoli superficiali e le ricadute di emissioni atmosferiche al suolo con i gasteropodi terrestri polmonati delle specie Cornu aspersus (O.F.Muller, 1774) ed Eobania vermiculata (O.F.Muller, 1774). In particolare, ਠstato affrontato lo studio della specie Eobania vermiculata in qualità  di bioaccumulatore di metalli e idrocarburi policiclici aromatici per la prima volta, non essendoci della letteratura a riguardo. Inizialmente si sono svolte le seguenti indagini: 1. valutazione delle specie di chiocciole presenti in regione Friuli Venezia Giulia (dalle Alpi orientali all'Adriatico settentrionale) per capire quale specie fosse adatta a questa ricerca. E' stata riorganizzata e sistemata la collezione di molluschi terrestri del Museo Civico di Scienze Naturali di Trieste. Il lavoro ha comportato la sistemazione e ricollocazione di 1500 specie di chiocciole nell'archivio malacologico del Museo; la creazione di un data base dal quale si sono individuate le chiocciole presenti sul territorio regionale meglio rappresentate nella collezione; 2. indagini bibliografiche sull'attitudine dei gasteropodi terrestri ad accumulare metalli pesanti ed idrocarburi policiclici aromatici a seguito di contatto cutaneo col suolo, ingestione della vegetazione o del suolo, dell'acqua ed inalazione dell'aria. Inoltre, sono sufficientemente stanziali per poter fornire delle informazioni sulla contaminazione di un'area. 3. determinazione delle specie presenti nel sito contaminato oggetto di studio. Dopo queste considerazioni la ricerca ਠproseguita con la messa a punto di una procedura per la determinazione dei metalli e degli IPA tramite ICP ottico e Gas Cromatografia accoppiata a Spettrometria di Massa e per verificare la significatività  del quantitativo di contaminanti bioaccumulati. A tale scopo sono state raccolte chiocciole autoctone della specie Cornu aspersus in due siti di studio. E' stata scelta la specie Cornu aspersus anche a fronte delle precedenti valutazioni. La prima area considerata ਠun sito costiero, noto come †œAcquario†�, ubicato nel Comune di Muggia (Trieste) e costituito da un imbonimento con terre da scavo, in cui ਠstata identificata una contaminazione da metalli e idrocarburi policiclici aromatici; da metà  degli anni novanta del secolo scorso fino all'autunno 2010, ਠstato sostanzialmente abbandonato ed esposto ad un'azione di weathering significativa. Il secondo sito, si trova a Trieste, in prossimità  di un impianto siderurgico, la Ferriera di Servola, che ਠstata riscontrata come fonte emissiva di idrocarburi policiclici aromatici, metalli pesanti e altri inquinanti. E' stata eseguita una caratterizzazione del suolo superficiale (0-0,20 m ) per verificare le concentrazioni di metalli pesanti e degli idrocarburi policiclici aromatici. Le concentrazioni rilevate di piombo, zinco, manganese e nichel nei due siti sono superiori secondo il livello di screening ecologico indicati dall'agenzia per l'ambiente americana (US-EPA, 2005). Le concentrazioni di questi metalli sono tali per cui l'US-EPA afferma la possibilità  di un effetto tossico per gli invertebrati del suolo. Nel sito Acquario, l'analisi del suolo superficiale ha evidenziato una contaminazione di IPA in base alle concentrazioni soglia di contaminazione per lo scenario residenziale del D.Lgs 152/2006. I livelli di screening ecologici per gli invertebrati dell'US-EPA non si riferiscono ai congeneri pesanti degli IPA, dal benzo[a]antracene al benzo[ghi]perilene, ma solo in riferimento ai mammiferi e all'avifauna. Per quanto riguarda la tossicità  per gli invertebrati del suolo, l'EPA riporta il valore del pirene, la cui concentrazione rilevata nel sito Acquario si avvicina al limite proposto dall'agenzia. Le chiocciole autoctone, della specie Cornu aspersus, nel sito Acquario hanno evidenziato una concentrazione maggiore a carico dell'epatopancreas per i metalli Cd, Pb e Zn, mentre il Cu, che ha anche funzioni fisiologiche, presenta valori relativamente elevati nel piede. Invece, dall'analisi degli IPA ਠemerso che nelle chiocciole campionate presso la Ferriera prevalgono gli IPA a medio-basso peso molecolare, come naftalene, acenaftene e tra i congeneri pi๠pesanti spicca il benzo[g,h,i]perilene. Nell'indagine condotta sulle chiocciole del sito Acquario, invece, si sono trovate concentrazioni anomale di un congenere ad alto peso molecolare, il dibenzo[a,h]antracene. Questa differenza ਠstata spiegata in quanto a Servola ਠpresente una significativa fonte attiva di IPA, la cokeria. Le emissioni in atmosfera delle attività  siderurgiche oltre che impattare sulla qualità  dell'aria ambiente possono avere effetti su suoli ed acque a causa delle ricadute di polveri contenenti metalli pesanti e idrocarburi. Nelle emissioni, in genere, si rileva una maggior abbondanza dei policiclici pi๠leggeri. Nel sito Acquario la contaminazione ਠdovuta all'interramento di terreno in parte contaminato, in cui gli inquinanti, gli IPA in particolare, possono subire processi di attenuazione e degradazione naturale ad opera di microorganismi che degradano e rimuovono prevalentemente gli IPA pi๠leggeri, mantenendo inalterati quelli pi๠pesanti, come ad esempio il dibenzo[a,h]antracene. La ricerca ਠproseguita con degli esperimenti di esposizione di chiocciole di allevamento, presupposte "pulite" allo scopo di capire la ripartizione dei contaminanti nella chiocciola (epatopancreas, piede e corpo) e i tempi di accumulo. Nel sito Acquario e in prossimità  della Ferriera di Servola ਠstato costruito un recinto in plastica, in cui sono state rilasciate le chiocciole della specie Cornu aspersus. L'obiettivo ਠstato quello di valutare l'uptake dei contaminati per ingestione della vegetazione e contatto cutaneo col suolo. E' stata studiata anche un'altra specie, Eobania vermiculata, per valutare la capacità  di accumulo e poterla utilizzare in sostituzione a Cornu aspersus, di cui la raccolta in ambiente naturale ਠregolamentata dalla legge regionale n.16 del 5 dicembre 2008. Dopo un periodo di esposizione di 60 giorni si ਠosservata una grande variabilità  fra le repliche indipendenti dei campioni di chiocciole, indicando una notevole eterogeneità  nell'assunzione degli inquinanti. L'analisi statistica dei dati ha perಠpermesso di individuare delle differenze significative nell'accumulo dei metalli pesanti e degli IPA tra epatopancreas, piede e corpo. E' stato osservato che la chiocciola Cornu aspersus rispetto ad Eobania vermiculata ਠin grado di concentrare un quantitativo maggiore di Zn, Ni, Fe e Mn nell'epatopancreas. Mentre le due specie non presentano una differenza significativa nell'accumulo di Cd e Pb. Questo fa presupporre che sia Cornu che Eobania abbiano modalità  molto simile di accumulo e di uptake dei metalli all'interno del proprio corpo. Infatti, entrambe si possono definire degli organismi macroconcentratori (BAF >2) per Cd, Cu e B e deconcentratori (BAF<1) verso gli altri metalli analizzati, Pb, Zn, Mn, Fe, Al, Cr e B. Inoltre, la specie Eobania vermiculata ਠstata esposta sia nel sito Acquario che a Servola; in quest'ultimo sito, ha evidenziato un accumulo maggiore di Cd e Pb a prova di una concentrazione non trascurabile e biodisponibile presente nel suolo e nella vegetazione. Si ਠvisto anche dall'analisi delle feci che questa specie ha anche una buona capacità  di eliminare il Pb.