%LB (BATTERI BIOLUMINESCENTI) BATTERI ETEROTROFI BIOLUMINESCENTI COME INDICE DI QUALITA’ DELLE ACQUE MARINE: RISULTATI PRELIMINARI DALLA FASCIA COSTIERA CAMPANA A. SARDO1, A. ACCORNERO2, F. GIOVINAZZI3 1Seconda Università degli studi di Napoli – Facoltà di Ingegneria - Dipartimento di Ingegneria civile, via Roma 29 - 81010 Aversa (CE) 2DISAM (Dip. di Scienze per l’Ambiente) - Università degli Studi di Napoli Parthenope, via A. De Gasperi, 5 – 80133 Napoli 3ARPAC – Agenzia Regionale per l’Ambiente Campania, via Don Bosco 4/F - 80141 Napoli INTRODUZIONE In Italia, il controllo degli scarichi e della qualità ambientale dei corpi recettori sono stati disciplinati, nel corso degli anni, da numerose leggi, finalizzate fondamentalmente alla tutela della salute umana (l. 319/76, d.lgs. 152/99, d.lgs 258/00). Ad eccezione di alcuni provvedimenti legislativi nazionali, quali ad esempio la legge 979/82 (Disposizioni sulla difesa del mare), la legge 394/91 (Legge quadro sulle aree protette), e la legge 93/01 (Disposizioni in campo ambientale), i controlli sulle caratteristiche delle acque marine si sono finora basati essenzialmente su criteri di tipo estetico e sanitario. Lo scopo di questo lavoro è stato l’applicazione, alle acque costiere della Regione Campania, di un indice basato sulla Apparent Bacterial Concentration (ABC) e la sua frazione luminescente (Apparent Luminous Bacterial Concentration, ALBC, qui espressa come %LB), già utilizzato come indice di qualità nelle acque costiere dell’oceano indiano (Ramaiah e Chandramohan, 1993) e della regione Toscana (Bacci et al., 1994; Sbrilli et al., 1996; 1999; Cruscanti et al., 1997). MATERIALI E METODI Nei parametri considerati, il termine “Apparent” sta a sottolineare che le concentrazioni batteriche sono state stimate dalla conta delle unità formanti colonia (UFC/ml), e non ricavate dalla conta diretta di ciascuna cellula batterica (Bacci et al., 1995). I prelievi sono stati effettuati 15 cm sotto la superficie dell’acqua in corrispondenza di 25 stazioni situate lungo la costa campana (Fig. 1). Sei aliquote di ogni campione, di tre diversi volumi (1, 5, 50 ml), sono state filtrate (0.45 μm), e incubate su terreni Seawater Complete Agar Medium (Nealson, 1978) per 48 ore a 18°C. Le unità formanti colonia (UFC) sono state contate alla luce, per stimare la concentrazione dei batteri totali (ABC), e al buio, per stimare la concentrazione dei batteri bioluminescenti (ALBC). In accordo con le indicazioni di Sbrilli et al. (1997), si è avuta cura di escludere i risultati dei filtri che presentavano un numero di UFC superiore a 300. RISULTATI estate inverno Fig.1. Stazioni di campionamento. Nell’area di studio ABC varia tra 2 e 463 UFC/ml (Fig. 2), mostrando le concentrazioni più basse (< 10 UFC/ml) lungo il litorale salernitano, e valori nettamente superiori nell’area compresa tra i canali dei Regi Lagni e la foce del fiume Volturno (200 – 300 UFC/ml) e nella laguna di Miseno (300 – 460 UFC/ ml). In generale %LB aumenta seguendo un gradiente geografico nord – sud, con i valori più bassi in corrispondenza del litorale domizio e di Licola, e i più elevati in prossimità di Salerno. N S %LB (BATTERI BIOLUMINESCENTI) A) <3% B) 3 - 10% C) >10% VG1,2,4,5 RV1,4 (estate) RV1÷4 (inverno) LI1÷4 PO (inverno) TA1,2 VG3 RV2,3 (estate) PO (estate) MI1÷4 SA1 SA2÷5 Fig. 2. Andamento della percentuale di batteri bioluminescenti (%LB) nelle stazioni campionate in estate (maggio – ottobre) e in inverno (novembre – febbraio); i valori riportati sulle barre dell’istogramma rappresentano i valori dell’ABC (espressi in UFC/ml) nelle medesime stazioni. Sulla base dei valori assunti dalla frazione bioluminescente, i siti di campionamento sono stati arbitrariamente suddivisi in tre classi, corrispondenti ad una qualità pessima (< 3%), scarsa (3-10%) e buona (>10%) (Tab. 1). In studi precedenti, %LB inferiori a 3% sono state rinvenute in prossimità di scarichi domestici non trattati, e valori compresi tra 2 e 8% in acque portuali o contaminate da effluenti misti industriali ed urbani. In acque considerate “pulite”, invece, i batteri bioluminescenti rappresentano, tipicamente, il 12-19% dei batteri totali (Bacci et al., 1994; Sbrilli et al., 1997). In questo studio, sulla base della classificazione riportata in Tab.1, la zona che presenta la migliore qualità delle acque costiere è il litorale salernitano, con valori della %LB anche molto elevati (38%) La maggior parte dei siti campionati è invece da considerarsi di qualità pessima, con la zona di Torre Annunziata che rappresenta un’area particolarmente critica, per l’assenza totale della componente bioluminescente. Tab. 1. Suddivisione delle stazioni in classi di pessima (A), scarsa (B) e buona (C) qualità ambientale. Pur non essendo stato possibile ricavare una relazione statistica tra la frazione batterica bioluminescente e la concentrazione di coliformi fecali nelle aree campionate, è stato osservato che numerose stazioni, caratterizzate da valori medio – bassi della %LB (classi A e B, Tab. 1), presentavano valori della concentrazione di coliformi fecali molto elevati (200 – 1600 UFC/100 ml). Questa situazione è particolarmente evidente nel tratto costiero tra i Regi Lagni e il fiume Volturno (sts. RV e VG) e nella laguna di Miseno (sts. MI), suggerendo che la scarsa qualità di questi siti sia imputabile essenzialmente a fenomeni di contaminazione di tipo fecale (Fig. 3). Tests specifici effettuati sui campioni di Pozzuoli (risultati non mostrati), basati sull’aggiunta di diverse fonti di carbonio ai terreni di coltura (Reichelt e Baumann, 1973; Nealson, 1978; Krieg, 1984) hanno permesso di rilevare la presenza della specie Vibrio fischeri, una delle più abbondanti in mare (Ruby e Nealson, 1978), la cui concentrazione sembra non subire consistenti variazioni stagionali (Cruscanti et al., 1997). bianco 100µl 10µl 200µl detergenti N P %LB Fig. 3. Andamento dei coliformi fecali nelle stazioni di campionamento monitorate. Nella medesima stazione sono state effettuate alcune esperienze preliminari, allo scopo di valutare eventuali effetti, sulla %LB, dovuti all’aggiunta di quantità crescenti di detergenti, N e P. Rispetto al valore medio della frazione batterica bioluminescente ottenuto con terreni non modificati (0. 57%), si è osservato che soltanto in presenza di P si verifica una diminuzione della %LB. Tale decremento, in realtà, risulta essenzialmente dall’aumento della carica batterica totale, e non dalla diminuzione della componente bioluminescente. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE L’indice usato in questo studio si è rivelato uno strumento utile per l’identificazione di aree marine caratterizzate da un diverso grado di qualità ambientale. Tali risultati evidenziano una “zonazione qualitativa” delle acque costiere campane (situazioni critiche in prossimità di Torre Annunziata e nell’area a nord di Napoli, e buone caratteristiche qualitative nelle acque prospicienti Salerno), che si trova in stretto accordo con i risultati ottenuti dall’applicazione, nelle medesime aree, di indici trofici (Accornero et al., 2002) e di saggi ecotossicologici condotti con alghe (Torricelli et al., 2002). Tuttavia, sulla base dei risultati ottenuti in questo studio, l’impiego della %LB come parametro per giudicare la qualità delle acque costiere viene sconsigliato in aree con caratteristiche qualitative omogenee. Esso va limitato, a nostro giudizio, ad un approccio di tipo area-dipendente in cui sia possibile valutare la qualità relativa delle acque di ciascun sito rispetto a uno o più siti di riferimento, appartenenti alla stessa area di studio, da considerare come “bianco” ( = acque “pulite”). Tale indice, infatti, non è utilizzabile per individuare criteri qualitativi assoluti, ma solo per misurare la deviazione da condizioni di “integrità” all’interno dell’area di studio. Fig. 4. Andamento della %LB in seguito all’aggiunta di detergenti, N e P ai terreni di coltura. BIBLIOGRAFIA 1. ACCORNERO, A., C. ARICO’, G. BUDILLON., M. DE STEFANO., M. RIBERA D’ALCALA’, E. SANSONE, 2002. Valutazione ambientale delle acque costiere superficiali della Campania: risultati del monitoraggio 1998 – 1999. Annali Università Parthenope, 66, pp. 7-20. 2. BACCI, E., M. BUCCI, G. SBRILLI, L. BRILLI, F. GAMBASSI, C. GAGGI, 1994. Marine bacteria as indicators of water quality. Chemosphere, 2, pp. 1165 – 1170. 3. BACCI, E., M. BUCCI, G. SBRILLI, L. BRILLI, F. GAMBASSI, C. GAGGI, M. CRUSCANTI, 1995. La “Apparent Bacterial Concentration” (ABC): Verso un criterio di qualità per le acque marine. Atti VI Congresso Nazionale della Società Italiana di Ecologia (S. It. E.), Venezia, 26 – 29 settembre 1994. 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