Che cosa è l’inquinamento ? Le alterazioni ambientali Che cosa è l’inquinamento ? … ma anche cause naturali quali i fondi anossici, ecc.

Le alterazioni ambientali Inquinamento modificazione dell’ambiente marino, con alterazione dei suoi parametri fisico-chimici e dei popolamenti animali e vegetali, causata dall’uomo mediante azione diretta o indiretta sulle acque, sulle coste e sui fondali Inquinamento da sostanza tossiche Inquinamento da petrolio eutrofizzazione alterazioni sedimentarie prelievo delle risorse ittiche

Le alterazioni ambientali Inquinamento da sostanze tossiche Sostanze che non si accumulano (non aumenta la loro concentrazione negli organismi: petrolio, ecc.) Sostanza che si accumulano (la loro concentrazione negli organismi aumenta nel tempo) biomagnificazione g/g ovvero parti per milione, p.p.m.

Le alterazioni ambientali I metalli: Mercurio, Piombo, Cadmio, Zinco, Rame Il mercurio: - presente allo stato naturale (proviene da rocce, emanazioni vulcaniche, piogge) con concentrazioni medie di 0.001 g/l – 0,004 g/l - o da attività umane (solfato di mercurio dalla lavorazione del cinabro, cloruro di mercurio o acetato di fenil mercurio usato come fungicida e battericida, dalla lavorazione della soda e del cloro, nelle batterie)

Le alterazioni ambientali Il mercurio La forma tossica in mare è il metilmercurio Intossicazioni anche nell’uomo (distruzione funzioni nervose) bioaccumulo in fitoplancton, mitili e pesci

Le alterazioni ambientali Il mercurio Il caso della Minamata Bay

Le alterazioni ambientali Il piombo Concentrazione naturale nell’acqua di mare pari a 0.015 g/l Origine: emissione da varie attività umane: metallurgia, inceneritori, vernici, insetticidi, batterie, additivi per benzine.

Le alterazioni ambientali Il piombo Effetti: Aumento della crescita di Bacillariophycee (diatomee) a basse concentrazioni di Pb, ma riduzione del 50 % all’aumentare della concentrazione Effetti tossici per concentrazioni di 6.1 g/l per Nitzschia closterium Crescita dell’alga Asparagopsis armata rallentata a partire da concentrazioni di 3.7 g/l Senza apparenti danni fino a 991 ppm Scrobicularia e a 3000 ppm in Mytilus (ma con bioaccumulo)

Le alterazioni ambientali I pesticidi: composti usati per uccidere gli insetti nocivi

Le alterazioni ambientali Il DDT (DicloroDifenilTricloroetano) Tasso di degradazione di anni Rapido passaggio da un organismo all’altro Si accumula nei grassi Alta tossicità: interferisce con la riproduzione e soprattutto con la produzione dei gusci delle uova degli uccelli marini e delle tartarughe Alcuni derivati tossici per i crostacei costieri

Le alterazioni ambientali DDT

Le alterazioni ambientali DDT

Gli ambienti profondi Il PCB (Bifenile Policlorinato) Deriva da attività industriali, plastiche, vernici, molto usato come lubrificante per macchine industriali Altamente tossico, chimicamente stabile Ritrovato in molte specie marine (pesci, foche, orsi, ecc.) Interferisce nella riproduzione Si accumula nei sedimenti

Oil Pollution Increased extraction from marine areas Oil is a actually natural component of the marine ecosystem Submarine hydrocarbon seeps continually release oil into the marine environment (approx. 250,000 tonnes a year) But increased use of oil as a: fuel source and industrial raw material Increased extraction from marine areas Increased transport of oil by a marine route Warfare in oil producing areas More instances of human error & “cut corners” Causes increased oil pollution

Le alterazioni ambientali Inquinamento da petrolio Oil Tanker Routes 1997 (millions of tonnes)

At Sea Oil Pollution & Spills

Le alterazioni ambientali Inquinamento da petrolio

The largest “oil spill” 1991 - Gulf War: 9,000,000 barrels (378,000,000 gallons) 1979 - Bay of Campeche, Ciudad del Carmen, Mexico: 140,000,000 gallons

The largest tanker accident spills Gallons 88,000,000 30,786,000 10,900,000 From: http://www.itopf.com/stats.html

Le alterazioni ambientali

Le alterazioni ambientali

Exxon Valdez - Impacts Many areas of mussel (Mytilus trossulus) beds were contaminated These mussel beds retained hydrocarbons for a considerable time – double background levels 6 years after the spill (Carls et al. 2001) These persistent hydrocarbons in mussels may have led to contamination of predator species (Duffy et al. 1996; Sharp et al. 1996) Also reduced survival rates in intertidal clam (Protothaca staminea) even six years after the spill (Fukuyama et al. 2000) 20 species of fish showed effects of the oil including genetic damage, physical deformities and reduced abundance and growth (Jewett et al. 2002) 7-10 years after the spill fish were still showing biochemical evidence of oil exposure (Jewett et al. 2002)

Exxon Valdez 3,500 to 5,500 sea otters (Enhydra lutris) oiled 200 harbor seals (Phoca vitulina) The US Fish & Wildlife Service estimated 350,000 to 390,000 birds were killed Total survival rate was 50.7% for birds, and 62% for sea otters Reduced survival rates were recorded in sea otters a decade after the spill [Monson et al. (2000); Bodkin et al. (2002); Dean et al. (2002)] The cost of the sea otter rehabilitation program was at least $51,000 per Sea Otter

Exxon Valdez The spill clean up operation was massive: 11,000 personnel, 1,400 vessels and 85 aircraft involved Total cost of the spill = c. $9.5 billion The spill led to… 1990 Oil Pollution Act Established to improve the nation’s ability to prevent and respond to oil spills Oil Spill Liability Trust Fund

Le alterazioni ambientali

Le alterazioni ambientali

Le alterazioni ambientali …. 1991: la Haven nel Mar Ligure 1999: la Erika lungo le coste della Britannia 2001: La Jessica nelle Galapagos ……………

Le alterazioni ambientali Inquinamento da petrolio Quantities of oil spilt, 1970-2002 ITOPF (2003)

Impact depends on type of oil Le alterazioni ambientali Impact depends on type of oil Petroleum based oils Light oils (e.g. kerosene) generally evaporate Heavy oils (e.g. crude) generally do not break down – sink and form tar balls Persistent residues (e.g. mousse or tar balls) Tar balls may be eventually broken down by bacteria http://www.itopf.com/fate.html

Le alterazioni ambientali Inquinamento da petrolio

Le alterazioni ambientali Inquinamento da petrolio 100 kg di petrolio coprono 1 km2 con spessore di 0,001 mm

Le alterazioni ambientali Inquinamento da petrolio - Mortalità specie bentoniche e uccelli - Destabilizzazione delle comunità (plancton, lagune, mangrovie, ecc.) - Degrado delle coste - Danni alle attività economiche

Impact of oil on organisms Birds and furred mammals Loss of insulating properties Ingestion of toxic substances Inhalation of toxic volatile hydrocarbons Marine mammals Skin irritation Clogging of baleen plates

Impact of oil on organisms Marine turtles Disturbance to nesting habitat Special or sensitive habitats coral reefs tidal flats mangrove forests

Impact of oil on fisheries Loss of breeding habitats Accumulation of toxins Poor taste Impacts on sport fishing

Impact of oil on professional fisheries Loss of breeding habitats Accumulation of toxins Poor taste Impacts on sport fishing

Oil spills also have major economic impacts by affecting marine tourism

Le alterazioni ambientali L’eutrofizzazione Scarichi urbani Dilavamento terreni agricoli Scarichi di allevamenti Accresciuta presenza nutrienti (Fosforo e Azoto in particolare) Particolari condizioni meteo-marine Incremento fioriture microalgali Le alghe muoiono e si depositano sul fondo, causando ipossie e anossie

Le alterazioni ambientali L’eutrofizzazione capacità massima del bacino ricevente il Po trasporta da 10.000 a 20.000 ton di fosforo l’anno che influenza in maniera significativa l’Adriatico settentrionale Impianti depurazione trattamento primario: primo filtraggio meccanico trattamento secondario: ossidazione aerobica dell’azoto ammoniacale e degli altri composti, con produzione di fosfati e nitrati disciolti trattamento terziario: eliminazione fosfati e nitrati

Le alterazioni ambientali L’eutrofizzazione FITOPLANCTON DIATOMEE: alghe silicee, responsabili delle fioriture nel periodo invernale DINOFLAGELLATE: alghe dotate di flagello, responsabili delle fioriture nel periodo estivo ACQUE SPORCHE MAREE COLORATE: Rosse, verdi, marroni

Le alterazioni ambientali L’eutrofizzazione IPEROSSIA E ANOSSIA

Le alterazioni ambientali Le mucillagini: problema comune in Adriatico, produzione abnorme di materiale mucillaginoso Produzione in eccesso da parte di microalghe, di essudati cellulari, in particolare polisaccaridi che si idratano con l’acqua e per collisione formano aggregati

Le alterazioni ambientali Le biotossine: sostanze organiche con azione tossica, prodotte da esseri viventi (batteri, vegetali, ….)

Le alterazioni ambientali DSP (Diarrhetic Shellfish Poisoning), sindrome diarroica da molluschi bivalvi Acido ocadaico e suo derivati diarrea, nausea vomito Dinophysis fortii 200 cell/l in mitilo Dinophysis sacculus Lingulodinium polyedrum Goniaulax grindleyi

Le alterazioni ambientali PSP (Paralytic Shellfish Poisoning), sindrome paralitica da molluschi bivalvi 12 tossine (tetraidropurine): saxitossina, ecc. Neurotossine che si accumulano in bivalvi e gasteropodi, granchi e in grado anche di uccidere direttamente aringhe, acciughe, merluzzi, salmoni Alexandrium tamarense Alexandrium minutum e altri dinoflagellati Gonyaulacoidi

Le alterazioni ambientali NSP (Neurotoxic Shellfish Poisoning) o Red TIde sindrome neurotossica da molluschi bivalvi Gymnodinium breve G. breve produce 2 tipi di tossine: emolitiche e neurotossiche Le morie di pesci associate a queste red tides ammontano a 100 ton di pesce per giorno

Le alterazioni ambientali Malattie associate con l’ingestione di Pesci Ciguatera: Associata con il consumo di pesci contaminati Problemi neurologici che si manifestano con una serie di problemi gastrointestinali, neurologici e cardiovascolari Fugu o Pufferfish Poisoning: o tetrodotoxin intoxication è una severa gastroenterite con serie manifestazioni neurologiche. E’ associata con l’ingestione di Tetraodontidae (pufferfish). Batteri marini colonizzano lo stomaco e le mucose del puffer producendo infezioni e persistenti livelli di tetrodotoxine che si accumulano in gonadi, fegato e alcuni muscoli

L’inquinamento termico Le alterazioni ambientali L’inquinamento termico Fonte è l’acqua di raffreddamento delle centrali elettriche Effetti: Diminuisce l’ossigeno disciolto nell’acqua Aumenta il tasso metabolico degli organismi Interferisce con la riproduzione Aumenta la vulnerabilità alle malattie Può indurre mortalità diretta