Appunti di Biologia delle Alghe

Premessa

Secondo la legislazione italiana (legge n° 963/1965) "sono considerate inquinanti le sostanze ... che determinano alterazioni chimiche e fisiche dell'ambiente, tali da influenzare sfavorevolmente la vita degli organismi acquatici".

Questa definizione giuridica rispecchia la concezione biologica dell'inquinamento, perché si basa su una interpretazione rigorosamente scientifica dei meccanismi cibernetici con cui agisce l'inquinamento nell'ecosistema marino.

La Valutazione di Impatto Ambientale (V.I.A.) discende da questa concezione ed obbliga (Direttiva C.E.E. n° 337/1985 e succ. modificazioni e aggiornamenti; D.P.C.M. agosto-dicembre, 1988; Reg. Sicilia Circolare n° 14380/93) ad introdurre la componente ambientale nelle scelte dello sviluppo. Di conseguenza l'Economia (amministrazione della casa, cioé dell'ambiente di vita) deve avere come quadro di riferimento l'Ecologia (la conoscenza della casa della vita).

Il "Vertice della Terra", riunito a Rio de Janeiro dal 3 al 14 giugno 1992, é andato oltre questa concezione sullo sviluppo e ha indicato come scopo di tutti i progetti la realizzazione di uno sviluppo sostenibile dall'ambiente ed il mantenimento della biodiversità.

Si ha la sensazione che la società post-moderna, che ha constatato i guasti delle concezioni dell'Illuminismo e del Materialismo sull'ecosistema, stia riscoprendo i valori del Platonismo cristiano di S.Agostino. Questo pensatore mediterraneo riteneva, infatti, che gli uomini sono naturalmente chiamati a costruire una "città ideale", casa della vita, cioé una città-territorio, grande quanto il pianeta. L'armonia é l'anima di questa città e quindi i suoi costruttori rispettano l'ambiente naturale, le sue leggi ed utilizzano le tecnologie di armonia, che assicurano uno sviluppo sostenibile dalle risorse naturali.

Gli ecologi studiano i meccanismi con cui agiscono le cause inquinanti, ma quando passano alla fase propositiva del risanamento, devono necessariamente tenere conto della concezione che motiva lo sviluppo della società inserita nell'ambiente naturale.

É riconosciuto da tutti che ciò che accomuna ed unisce i popoli della civiltà occidentale, che ha avuto la sua culla nell'area mediterranea ed un sito storico di amalgama e di propulsione in Sicilia, é il Cristianesimo. Oggi sta emergendo sempre più nitida la forza fondante e motivante del pensiero cristiano per una più cosciente motivazione dell'azione ecologica nello sviluppo sociale.

"Ledere la natura" é considerato insieme al "drogarsi" ed al "genocidio" uno dei peccati gravi dell'umanità. Nel 1989 la prima Assemblea ecumenica europea, tenutasi a Basilea, aveva, infatti, come tema: Giustizia, pace e salvaguardia del creato; anche i cristiani delle diverse confessioni, quindi, ritengono un valore etico l'equilibrio ambientale. Questa "metanoia" ecologica del mondo cristiano é uno dei semi di speranza per il terzo millennio, ipotizzati da Giovanni Paolo II (1994).

Stato Attuale

Lo stato delle acque costiere siciliane é documentato negli ultimi quindici anni (1980 - 1995) da circa 800 lavori scientifici così ripartiti in percentuale:

• Benthos: 50 %
• Plancton: 10 %
• Necton: 30 %
• Fattori chimico-fisici: 10 %

Una rassegna analitica di questa produzione scientifica é riportata da Calvo et al. (1991) ed aggiornata nei Rapporti C.I.E.S.M. (1995).

L'ultima rassegna sullo stato dell'ambiente marino costiero in Sicilia risale al 1987 (Giaccone, 1987). In questa rassegna le coste siciliane sono divise in 20 settori, caratterizzati in base a misure idrologiche, microbiologiche e a rilevamenti cartografici in scala 1:50.000 sia dei sedimenti che delle biocenosi bentoniche (Assessorato T. e A. della Regione Siciliana, 1984-85).

I settori (Fig. :1) maggiormente inquinati sono 10 (2 - B - 3 - C - 5 - D - 9 - 11 - 12 e 16) e tra questi quelli maggiormente compromessi comprendono:

• - i litorali antistanti i complessi industriali di Priolo-Augusta, Gela e Milazzo;
• - i tre golfi dell'area metropolitana di Palermo (Castellammare, Palermo e Termini Imerese);
• - i litorali dell'agrigentino, del ragusano e del siracusano degradati sia per la maricoltura intensiva a terra e a mare sia per l'agricoltura industriale in strutture protette, impiantate a poche decine di metri dalla riva.

Volendo quantificare l'inquinamento delle coste siciliane si può ragionevolmente affermare che questo riguarda circa il 50 % della loro estensione con un danno grave nel 25 % del perimetro costiero.

A questo inquinamento dell'ambiente naturale si é aggiunto nell'ultimo decennio anche quello degli appalti per la realizzazione di indagini ambientali a mare. La tangentopoli siciliana ha toccato anche questo settore e le cronache giudiziarie recenti lo documentano ampiamente. Alcuni politici e dirigenti tecnici regionali e provinciali hanno preferito alle convenzioni trasparenti ed economiche con le tre Università siciliane altri più compiacenti partners, spesso rappresentati da Enti Pubblici Nazionali di Ricerca, riciclati nella gestione delle indagini ambientali, magari attraverso il perverso istituto dei subappalti, che potrebbe avere irretito anche qualche avventuriero dell'ambiente universitario isolano.

In questi inquinamenti delle indagini sull'ambiente si può prevedere che vengano scoperchiate altre pentole vuote di dati o piene di dati riciclati e rivenduti a più committenti pubblici.

Cause dell'Inquinamento

La Regione Sicilia in attuazione della legge quadro dello Stato n° 319/1976 (succesivamente modificata e aggiornata), nel 1986 approvò (D.P.R. n° 93/86) il Piano Regionale di Risanamento delle Acque (P.R.R.A.) ed emanò la L.R. n° 27/1986 e la L.R. n° 10/1993 nella quale all'articolo 30 si prevede la V.I.A.

Al fine di caratterizzare dal punto di vista chimico, fisico e biologico i corpi idrici della Regione la Sicilia fu divisa in 11 aree (Fig. :2) comprendenti i principali bacini idrografici non sempre coincidenti con i territori delle 9 province regionali. La valutazione dei carichi inquinanti potenziali é riassunta (Tab. :1, 2, 3) in alcune tabelle nel P.R.R.A. in termini di valori di carico, stimato per fonte (diffusa o localizzata) di generazione e per area, di azoto e di fosforo prodotti da abitanti (residenti e turisti) e da abitanti equivalenti (agricoltura, zootecnia, industria).

Il carico teorico di fosforo é stimato in 4512,7 t/anno e quello di Azoto in 27845,5 t/anno. Le due aree di Palermo (IV) e Catania (IX) sono le fonti più importanti di inquinamento potenziale, che per il suo impatto reale non é stato ancora abbattuto con adeguati trattamenti depurativi e con efficaci sistemi di smaltimento e di riciclaggio dei reflui depurati.

Dei depuratori previsti solo 1/5 sono stati realizzati e di questi solo il 25 % funziona correttamente. I comuni siciliani e le province che li coordinano sono incapaci di appaltare e gestire gli impianti di depurazione. Questo oltre a causare gravissimi danni ai corpi idrici siciliani, annulla il potenziale impiego di giovani laureati nelle gestione degli impianti di depurazione.

L'area X (Nissena, Ragusana, Siracusana) oltre che da un consistente carico di P e di N, da un'indagine sperimentale (Giaccone et al., 1985) in natura e da biosaggi tossicologici in laboratorio (Dinaro & Giaccone, 1995.), risulta caratterizzata da un inquinamento tossico dovuto alla dispersione di fitofarmaci nella falda affiorante in mare.

Come esemplificazione di caratterizzazione di corpi idrici costieri interessati da usi inquinanti del territorio riportiamo il Golfo di Catania (uso urbano) ed il Golfo di Augusta (uso industriale).

- Ognina

Le considerazioni biologiche sono basate sul confronto dei dati disponibili per la Sicilia (valori medi) e per i substrati vulcanici dell'Isola di Ustica (valori ottimali). Per quanto concerne la componente vegetale sommersa nel mare di Ognina si evidenzia una eccessiva presenza di Rodoficee (67,5 % contro 50,1 % e 56,0 % rispettivamente per la Sicilia e per Ustica), una scarsa rappresentanza delle Cianoficee (3,85 % contro 19,9 % e 11,0 %), una normale presenza di Fucoficee (17,25 % contro 17,1 % e 16,4 %) ed una accettabile quantità di Cloroficee (11,3 % contro 13,3 % e 16,2 %).

L'indice biogeografico ed ecologico, che esprime il quoziente tra le Rodoficee e le Fucoficee, é di 4,4 (calcolato sui rilievi fitosociologici) e supera, indicando inquinamento organico, sia il valore noto per la Sicilia (3,4) che quello per Ustica (2,9).

Lo studio fitosociologico mostra una diffusione eccessiva (indicatrice di acque torbide) della Classe Lithophylletea (42,8 % contro 17,8 % di Ustica), una accettabile presenza della Classe Entophysalidetea (9,03 % contro 8,5 %), una significativa diffusione (indicatrice di acque relativamente fresche e rinnovate) della Classe Cystoseiretea (23,74 % contro 14,1 %) ed una consistente presenza dell'Ordine Ulvetalia (5,47 % contro 2,7 %) indicatrice di acque eutrofiche.

L'indice di diversità algale é di 2,09 inferiore al valore medio che é di 3,4. La perturbazione ambientale maggiore, manifestata dalla componente vegetale, si evidenzia negli strati superficiali con la scomparsa o la rarefazione nella frangia infralitorale della cintura a Cystoseira amentacea e la sua sostituzione con specie dei generi Ulva e Corallina.

Gli indici biologici della componente animale (Molluschi, Policheti, Briozoi) confermano i risultati evidenziati dallo studio delle vegetazione.

L'IP (pollution index) calcolato per i Policheti dà un valore di 0.96 ed evidenzia acque superficiali eutrofiche ed instabilità ambientale in quelle più profonde. Gli indici di diversità sono relativamente bassi: IDp = 1,55; IDm = 1,21; IDb = 1,45.

- Pantano d'Arci

Mentre ad Ognina dominano i substrati rocciosi a Pantano d'Arci i fondali sono formati da sedimenti.

L'indice algale R/P ha valori vicini a quelli medi calcolati per il Mediterraneo solo nella biocenosi delle Sabbie Fini ben Classate (SFBC) con facies a Donax venustus e a Pandora inaequivalvis; si presenta parzialmente alterato nelle stazioni con Popolamenti Eterogenei (PE) e raggiunge valori di alterazione grave procedendo dal largo verso riva.

Il valore medio é molto elevato (R/P = 13) e manifesta una diffusa e grave situazione eutrofica alla foce del Simeto. Nelle Sabbie Fini del Livelli Superiori (SFHN) l'indice tende all'infinito per l'assenza di Fucoficee e per la massiva presenza di Cloroficee pleustofitiche fino a circa 150 m dalla riva e a 3 ÷ 4 metri di profondità.

Tra i 1000 e i 3000 metri dalla riva i fondali ospitano estesi prati a Caulerpa prolifera che, con il suo metabolismo fotochemioorganotrofo, depura i sedimenti dall'eccesso di materiale organico portato dal Simeto. Questa funzione é condivisa sinergicamente dall'alga rossa agarofita Solieria filiformis.

La degradazione dei fondali é evidenziata anche dalla ripartizione percentuale di Policheti sentinelle d'inquinamento (3,7 %) e dal generale abbassamento del valore degli indici di diversità calcolati per tutti i gruppi sistematici esaminati (Alghe, Policheti, Molluschi): IDa = 1,75; IDp = 1,16; IDm = 1,35. L'indice biologico algale nel 50 % dei rilievi non é calcolabile per l'assenza di alghe brune. Attualmente tutto il Golfo di Catania è invaso da Caulerpa racemosa e da altre specie migranti di origine indo-pacifica.

Le forme biologiche e di crescita delle alghe dominanti evidenziano una fascia molto inquinata verso riva con acro-mesopleustofite, una fascia intermedia con rizofite ed una fascia al largo e più profonda con bentopleustofite. Questa distribuzione vegetazionale mostra una successione da riva al largo nella qualità dell'acqua e dei sedimenti, che va dell'eutrofia alla meso-oligotrofia.

- L'ambiente marino antistante l'area industriale di Priolo - Augusta.

In quest'area insistono i seguenti complessi industriali:

• Raffineria ESSO;
• Raffineria PRAOIL;
• Stabilimenti petrolchimici dell'ENICHEM;
• UNICEM;
• ENEL, centrale T.E. Tifeo;
• Impianto di depurazione consortile I.A.S.;
• ENEL, centrale T.E. Priolo G.;
• Sardamag;
• Raffineria I.S.A.B. e relativo impianto di depurazione.
• Scaricano nelle due baie di Augusta e S.Panagia i reflui urbani di Augusta e di altri centri minori.

Lo studio interdisciplinare più completo per la Baia di Augusta é quello commissionato dall'UNEP all'Università di Catania e per la Baia di S.Panagia, commissionato dall'I.S.A.B., per la realizzazione di un impianto di Gasificazione/Cogenerazione.

Il 26,38 % delle specie di Alghe, Policheti e Molluschi ritrovati nella Baia di Augusta sono specie definibili indicatrici di inquinamento, mentre il 50,45 % sono specie ubiquiste ed eurivalenti; soltanto una piccola percentuale di specie stenovalenti sopravvive con scarsi individui a vitalità ridotta.

Nel versante industriale l'indice algale R/P nel 41 % delle stazioni non é calcolabile per l'assenza delle alghe brune e nel resto dei rilievi ha un valore di 8,23 contro 2,5 del valore medio per il Mediterraneo.

Nel versante urbano l'indice algale non é calcolabile nel 30 % dei rilievi e nei restanti campioni mantiene il valore di 8,40. L'IDa é basso in entrambi i versanti (1,17 e 1,37).

Nella Baia di S.Panagia lo studio di Catra & Mollica (1993) ha evidenziato che la gestione dell'impianto di depurazione dell'I.S.A.B. e gli scarichi sopratutto termici degli altri impianti industriali, razionalmente gestiti, hanno portato, nell'ultimo ventennio (1975-1995) alla scomparsa della zona inquinata e ad un ampliamento della zona subnormale a quasi tutta la Baia, con tratti di zone con acque quasi pulite nelle stazioni esterne e a profondità di 25 - 30 metri. Un manto vegetale a Caulerpa racemosa, specie a ripartizione tropicale, sta completando la depurazione ed il risanamento dell'ambiente marino.

Basi scientifiche per programmi ed interventi di risanamento dell'ambiente costiero

"L'inquinamento é un fenomeno con effetti di natura principalmente ecologica, che si manifestano in maniera integrata sugli organismi. In altre parole, pur provocandosi molteplici alterazioni di natura chimico-fisica sia sull'acqua che sul fondo del mare, queste modificazioni vengono prima o poi inevitabilmente trasformate in effetti di natura biologica.

I disordini di carattere ambientale modificano la composizione delle popolazioni e la struttura delle comunità di organismi, che a loro volta caratterizzano i paesaggi sommersi e costituiscono un elemento fondamentale della formazione dell'ambiente. Si verifica, dunque, come un circolo vizioso, che iniziando con la degradazione ambientale, danneggia gli organismi, che diventano a loro volta incapaci di migliorare l'ambiente.

Per queste considerazioni, gli studi di natura biologica hanno un ruolo fondamentale per la lotta contro l'inquinamento e per il recupero delle aree danneggiate. Inoltre, conoscere le comunità ospitate da un corpo idrico significa caratterizzarlo ai fini di un piano di risanamento e di utilizzazione, previsto del resto dalla vigente legislazione italiana.

I metodi biologici per la valutazione dell'inquinamento vengono da tempo applicati nei paesi a maggiore sviluppo industriale. Questi studi consistono nel ricercare attraverso le risposte dei singoli organismi (metodo autoecologico) e di comunità (metodo sinecologico) la natura e la portata della sorgente di inquinamento, non solo nei suoi aspetti immediati e contingenti, ma anche su quelli che col tempo si possono ripercuotere su una parte più vasta degli ecosistemi ed interessare, quindi, tutti gli organismi viventi, incluso l'uomo. I metodi autoecologici servono sopratutto per evidenziare in laboratorio le caratteristiche di particolari sostanze prodotte dall'industria.

Da questi studi scaturiscono tabelle sui limiti di concentrazione, che molte legislazioni, ivi compresa quella italiana, impongono sugli scarichi. Uno sviluppo di questo metodo indaga, sempre in laboratorio, sul destino e sui meccanismi di accumulazione che le varie sostanze tossiche possono avere sulle catene alimentari (metodo delle catene trofodinamiche).

I metodi sinecologici studiano in loco, sopratutto attraverso l'esplorazione diretta di ricercatori-sommozzatori, lo stato di equilibrio o di degradazione delle comunità di organismi fissati sul fondo o poco mobili ed i rapporti trofici tra di essi, il plancton ed il necton.

Gli organismi bentonici si comportano come integratori dei fattori ambientali e manifestano nella loro vitalità e struttura comunitaria i mutamenti ecologici che hanno interessato l'ambiente in cui vivono. Per evidenziare questi mutamenti, non servono invece gli organismi mobili (necton), come le popolazioni ittiche, in quanto sono in grado di allontanarsi dalle zone inquinate. Di rilevante utilità, per evidenziare sopratutto gli effetti eutrofizzanti e quelli tossici sulle acque, é lo studio della componente vegetale del plancton.

Infatti la diversità nella composizione della comunità planctonica e la densità nel numero delle cellule per unità di volume di acqua manifestano eventuali concentrazioni significative di tossici nel corpo idrico (diminuzione di diversità biotica) o di inquinanti urbani (aumento delle specie eurivalenti ed oligotipia di quelle stenovalenti).

Queste metodologie di studio di natura biologica, fondate sopratutto sull'esame delle risposte degli organismi bentonici (in Mediterraneo la comunità più diffusa su sabbia nel sistema fitale é la prateria a Posidonia oceanica e su roccia le formazioni in successioni batimetrica ad alghe brune del genere Cystoseira), sono da riguardare come fondamentali in uno studio integrato sull'inquinamento.

Le stesse indagini convenzionali di tipo chimico-fisico e microbiologico, pur mantenendo un ruolo fondamentale, acquistano un significato di approfondimento sulla risposta globale data dalle comunità viventi alla degradazione ambientale in rapporto sopratutto agli usi a cui i vari ambienti sono destinati e alle potenzialità che si intendono conservare".