• ecotossicologia
• saggi biologici in situ

Per la valutazione della qualità ambientale delle acque marine, l’approccio chimico è sempre più frequentemente integrato da un approccio eco tossicologico che prevede l’utilizzo dei saggi biologici. Tali saggi consistono in una procedura che prevede l’esposizione di organismi appartenenti ad alcune specie-test a matrici ambientali contenenti miscele di inquinanti in quantità non note in condizioni sperimentali controllate, allo scopo di verificare se si manifestano effetti tossici. L’impiego dei saggi effettuati in laboratorio è stato spesso criticato in quanto le condizioni controllate di esecuzione generalmente non rispecchiano le reali condizioni dell’ambiente indagato. I saggi effettuati in situ, integrando nel tempo gli effetti di eventuali tossici e delle loro interazioni con altri fattori ambientali, si propongono quindi come buoni candidati per consentire un’interpretazione realistica della tossicità dei contaminanti presenti in un dato ecosistema.
L’obiettivo del presente studio è quello di verificare la fattibilità dell’esecuzione di saggi biologici per acque marino-costiere nelle condizioni in situ. Al fine di raggiungere questo obbiettivo, sono state eseguite contemporaneamente prove in laboratorio, su campioni d’acqua prelevati in campo lungo il litorale livornese, e prove in situ, nelle medesime stazioni di prelievo, ottimizzando la struttura dei sistemi e la strategia di campionamento. In entrambe le situazioni è stato condotto il saggio di embriotossicità con il riccio di mare Paracentrotus lividus. Le prove consistono nell’esposizione di uova fecondate alle acque delle diverse stazioni e nella valutazione del numero di embrioni che raggiunge correttamente lo stadio di pluteo a 4 braccia. Le prove in situ sono state condotte in ambienti marini costieri a diverso grado di impatto antropico, in modo da consentire la valutazione di differenti risposte biologiche nelle diverse condizioni ambientali (rispetto ai siti e al confronto laboratorio/campo). Sono state inoltre effettuate alcune prove di laboratorio al fine di valutare possibili effetti della temperatura sullo sviluppo embrionale, in modo da poter adattare la metodologia in funzione delle diverse temperature riscontrabili in mare durante i vari periodi dell’anno.
Per consentire l’esposizione di uova fecondate nella colonna d’acqua è stata appositamente realizzata una “sonda biologica”, costituita da un supporto rigido sul quale sono posizionate 3 camere di esposizione di polipropilene, cilindriche, dal volume di 50 ml. Ognuna di queste camere è dotata di un’apertura coperta da una rete di nylon. Per definire la tipologia delle camere è stato condotto uno studio preliminare durante il quale si sono testati in laboratorio i materiali utilizzati. In campo sono state effettuate due serie di prove. Nella prima serie sono stati scelti 2 siti posti all’interno del porto di Livorno, che in analisi precedenti avevano mostrato alti livelli di contaminazione, e un terzo sito scelto come controllo lontano dalle acque portuali. In questa prima parte dell’esperimento sono stati valutati 3 differenti tipi di aperture delle camere di esposizione e reti con maglia di dimensioni variabili (85 μm e 55 μm). La sonda concepita al termine di questa prima serie di prove è stata quindi ubicata, in base al disegno sperimentale, in 3 differenti siti, scelti successivamente ai risultati delle prove preliminari: un sito individuato in una zona antropizzata ma priva di attività industriali e 2 siti posti lontani da possibili fonti di contaminazione. Le prove sono state eseguite in 4 date differenti e, per ciascun sito, sono state utilizzate 9 camere (repliche).
Per ciascuna serie di prove in situ, sono stati allestiti in laboratorio un controllo positivo con una sostanza tossica di riferimento (Cu++) e un controllo negativo (acqua di mare filtrata proveniente da un sito di controllo). I controlli positivo e negativo sono stati allestiti con i gameti immediatamente prelevati dagli organismi e con i medesimi gameti al ritorno in laboratorio al termine delle prove “in campo”, per valutare la risposta a seguito del possibile stress legato al trasporto. In campo sono inoltre stati registrati i valori di temperatura, salinità, pH, ossigeno disciolto e solidi sospesi. Nelle stazioni corrispondenti alle seconda serie di prove in situ, sono stati raccolti campioni d’acqua sul campo destinati, oltre che al saggio di laboratorio, anche a indagini chimiche sui metalli (Arsenico, Cadmio, Cromo, Piombo, Rame, Zinco) e idrocarburi totali.
Lo studio preliminare ha mostrato una forte contaminazione nell’area portuale, riscontrata sia nei saggi in situ che in laboratorio e effetti evidenti anche per il sito di controllo. L’analisi qualitativa dei campioni ha suggerito l’utilizzo di camere con una unica fenestratura con una rete di maglia da 55 μm. Non è stato inoltre rilevato alcun stress da trasporto nei gameti utilizzati sul campo. Le prove di laboratorio effettuate a diverse temperature hanno confermato un’influenza di questo parametro sulla velocità dello sviluppo larvale, informazione che ha determinato il prolungamento del periodo d’esposizione in situ degli organismi durante la stagione invernale.
Il confronto tra le diverse prove eseguite nella seconda parte dell’esperimento in campo è stato analizzato statisticamente tramite l’Analisi della Varianza (ANOVA). In questa fase i siti indagati hanno mostrato nelle prove di laboratorio percentuali di plutei normoformati elevate, con valori generalmente superiori al 70% (percentuale identificata in letteratura come valore soglia per considerare un campione come controllo). In situ i valori sono risultati invece mediamente più bassi; la maggiore confrontabilità è presente per uno dei 2 siti utilizzati come controllo. Le analisi chimiche hanno confermato l’assenza di evidenti contaminazioni, così come non sono state riscontrate sostanziali variazioni dei parametri chimico-fisici.
I risultati osservati sullo sviluppo larvale di P. lividus nelle condizioni di campo potrebbero dipendere da eventi di stress avvenuti durante tutto il periodo d’esposizione e non identificabili all’inizio della prova. In prospettiva potrebbero essere comunque utili approfondimenti di indagine, aumentando la frequenza di prelievo, soprattutto in relazione alla variazione delle condizioni meteo marine delle aree costiere. Inoltre è auspicabile l’utilizzo di altre specie test, al fine ampliare la possibilità di un confronto con altre risposte biologiche.