Visione generale delle zone esaminate
Il progetto di ricerca (2008-2012) è stato finanziato dalla Comunità Europea attraverso la Regione Umbria e Arpa è stata ente ospitante (beneficiario del progetto Camilla Natali; responsabile Olga Moretti - Arpa Umbria).
Lo scopo dello studio è stato sostanzialmente quello di stimare la qualità dell’aria di alcune zone critiche della città di Terni, quali Maratta bassa e la zona limitrofa al complesso siderurgico TK-AST utilizzando licheni epifiti come bioindicatori e bioaccumulatori della qualità dell’aria.
Tale attività si colloca all’interno di un progetto più ampio teso a valutare la qualità dell’aria nelle zone oggetto di studio anche con altre matrici: analisi chimiche dell’aria, analisi del suolo e di vegetali.
Inquadramento territoriale
Le due zone oggetto di studio sono entrambe ricomprese in un area di pianura denominata Conca ternana, territorio pianeggiante di circa 300 km² situato nell' Umbria meridionale e completamente circondato da colline e montagne. Proprio per le peculiari caratteristiche territoriali a conca, è poco ventilata e ciò non favorisce la dispersione degli inquinanti.
Queste sono zone caratterizzate da un alto tasso di traffico e da una forte concentrazione di fabbriche e aziende di vario genere. Inoltre, nell’area di Maratta bassa sono presenti tre inceneritori molto ravvicinati tra loro; il complesso TK-AST è immerso totalmente nel tessuto cittadino e in una zona a intenso traffico autoveicolare.
Nella zona di indagine (Maratta Bassa e TK-AST) l’Arpa Umbria ha elaborato modelli previsionali che probabilisticamente, considerando diversi parametri, prevedono i punti di ricaduta degli inquinanti delle due sorgenti intorno agli impianti stessi.
Le zone che subiscono gli influssi delle emissioni dei tre inceneritori sono: Maratta bassa, Cesi e Massa Martana come zona di controllo.
Le emissioni in atmosfera del complesso TK-AST, invece, coinvolgono le aree di Viale Centurini, La Romita, Val Serra e Santa Lucia di Stroncone che è stata scelta come zona di controllo.
Maratta bassa
La zona si trova ad ovest rispetto al centro della città ed è principalmente caratterizzata dalla presenza di tre inceneritori, alto traffico veicolare e da fabbriche di vario genere (edili, meccaniche, metalmeccaniche ecc…).
Un modello previsionale elaborato da Arpa Umbria nel 2006 ha definito, sulla base di diversi parametri (temperatura, umidità, orografia ecc…) e con l’uso di software avanzati, l’andamento dei venti che probabilisticamente si spostano da sud-ovest verso nord-est. Questo comporta che la zona di Maratta bassa sia quella maggiormente sottoposta alla ricaduta dei fumi degli inceneritori. Di conseguenza sono state definite anche le zone sottoposte in modo moderato a tali ricadute; la zona di Cesi (a circa 10 Km da Terni), pur essendo lontana dalla città e prettamente collinare, con tale modello viene definita come zona a media ricaduta poiché l’andamento dei venti fa sì che i fumi impattino contro la montagna e ricadano direttamente sul paese di Cesi.
Andamento dei venti nella zona Maratta bassa - Inceneritori
Complesso TK-AST
Le zone limitrofe al complesso siderurgico TK-AST sono state scelte con criteri simili a quelli considerati per la scelta delle altre aree di studio precedentemente citate.
Infatti nel 2011 ARPA Umbria ha pubblicato un secondo modello previsionale incentrato sulla dispersione dei fumi derivanti dai camini del complesso TK-AST.
Considerando anche in questo caso parametri quali temperature, umidità, orografia ecc. si è potuto stabilire probabilisticamente l’andamento dei fumi: poiché i venti si muovono da ovest verso est, i fumi hanno la maggiore ricaduta sulle zone di La Romita, Viale Centurini e Val Serra. Sulla base di tutte queste informazioni sono state individuate sette stazioni di biomonitoraggio, ciascuna costituita da tre alberi, per un totale di 21 esemplari. E’ stato effettuato il calcolo dell’Indice di Biodiversità Lichenica secondo il metodo descritto nel Manuale ANPA (AA.VV., 2001), utilizzando il sistema preferenziale.
Andamento dei venti nella zona TK-AST
Nella tabella sottostante sono riportate le zone esaminate, i relativi valori di I.B.L. (Indice di Biodiversità Lichenica) e le corrispondenti classi di Naturalità/Alterazione.
Dai risultati si evince che i valori di I.B.L. più alti sono quelli relativi alle due zone di controllo di Massa Martana e Santa Lucia di Stroncone; le zone limitrofe al complesso Tk-Ast (Valserra, La Romita e Viale Centurini) sono quelle con i valori più bassi, ricadono rispettivamente in zone di alterazione media , alterazione alta, alterazione molto alta. La zona di Maratta bassa ricade in zona di alterazione media, Cesi in zona di naturalità bassa/alterazione bassa.
La UCP di riferimento rispetto alla rete regionale è la numero 3 (Santa Lucia di Stroncone);
Bioccumulo
Si definisce bioaccumulatore un organismo capace di accumulare nei propri tessuti le sostanze derivanti dall’ambiente esterno senza eliminarle tramite processi metabolici per la mancanza di organi escretori. I licheni fruticosi sono un genere molto usato per questo tipo di indagine per i seguenti motivi: facilità di reperimento, facilità di posizionamento sul substrato prescelto nella zona di studio e morfologia tridimensionale che ne aumenta la superficie di accumulo.
La distribuzione dei metalli nei tessuti dei talli lichenici è importante per capirne l’attività biologica e le possibili tossicità. Essi possono avere 5 diverse locazioni:
- dissolti negli spazi intercellulari;
- come particellato sulla superficie del tallo;
- come ioni legati alla membrana plasmatica;
- in soluzione nel citoplasma e nel vacuolo;
- come materiale insolubile, sempre in regioni circoscritte dalla membrana plasmatica.
I licheni scelti per questo tipo di indagine appartengono alla specie Evernia prunastri (vedi foto che riporta il lichene nel suo ambiente naturale); i licheni utilizzati sono stati prelevati dalla zona di bianco prescelta (Cimitelle di Stroncone, Terni – 1100 mt s.l.m.).
Per i campionamenti e le analisi chimiche relative ai metalli pesanti si sono eseguite le procedure riportate nelle “Linee Guida per l’utilizzo dei licheni epifiti come bioaccumulatori di metalli in traccia” del Prof Nimis (Università di Trieste) e del Prof. Bargagli (Università di Siena).
Per poter effettuare questo tipo di studi occorre prima di tutto impiantare i licheni nelle zone prescelte. La tecnica del “trapianto” consente di posizionare i campioni su un substrato presente nella zona di studio. Il posizionamento avviene semplicemente legando con un filo da pesca o nylon i licheni a un ramo di un qualsiasi albero o a un supporto di altra natura.
Il supporto di attacco non deve essere di nessun materiale particolare, l’importante è che i campioni siano ben fissati ad esso in modo da essere riparati dagli effetti degli agenti atmosferici e da possibili attacchi vandalici.
Anche per quello che riguarda i tempi di esposizione non si parla mai in letteratura di periodi ben precisi ma solo di durate che ogni ricercatore ritiene adeguate per i propri scopi. In questo caso (visto i tempi definiti dall’assegno di ricerca) è stato deciso di lasciare i campioni esposti per 6 mesi.
Le analisi per la determinazione delle concentrazioni dei metalli si distinguono nella iniziale mineralizzazione e nella successiva analisi di spettroscopia ad assorbimento atomico.
Rapportando i valori ottenuti sperimentalmente con quelli presenti nei licheni come fondo naturale, ci si accorge che gli elementi che superano tali valori naturali sono As, Cr e Ni. Questo accade quasi in tutte le stazioni esaminate tranne che per Cimitelle che, come abbiamo ripetuto più volte nel testo, è stata scelta come zona di bianco.
Danneggiamento delle membrane
In aggiunta a questi due tipi di indagine, con l’intento di sottolineare ancora di più lo stato di criticità di alcune zone particolari della città di Terni, si è pensato, di considerare anche un altro studio che si basa sul danneggiamento delle membrane dei licheni per stimare il grado di inquinamento sulla base dei diversi livelli di conducibilità che ne consegue e cioè: durante il tempo di esposizione i licheni accumulano sostanze tra cui metalli sotto forma di ioni. Danneggiando meccanicamente le cellule si provoca una fuoriuscita degli ioni che aumentano la conducibilità del mezzo usato, cioè l’acqua deionizzata. Raffrontando questo valore per tutti i campioni analizzati, ci si accorge che i valori più alti si hanno proprio in corrispondenza dei campioni esposti nelle zone più critiche. Il lavoro su cui ci siamo basati è stato elaborato dall’Università di Siena e pubblicato attraverso l’articolo “L’impatto del traffico veicolare nell’area urbana di Siena: l’utilizzo dei licheni epifiti (Evernia prunastri)”(Luigi A. Di Lella, Carlo Gaggi, Stefano Loppi, Valentina Nicolardi, Tommaso Pisani, Giuseppe Protano, 2010).
Le zone critiche sono essenzialmente due: l’area di Maratta bassa dove sono posizionati i tre inceneritori e il sito limitrofo al complesso TK-AST.
Nella tabella sotto riportata sono stati inseriti i valori sia dei campioni LAVATI che dei campioni NON LAVATI.
I valori risultanti sono molto diversi; specialmente in quelli di Maratta bassa, La Romita e Valserra il valore dei talli lavati è molto inferiore a quello dei talli non lavati. Quindi possiamo affermare che le polveri derivanti dal traffico e dalle attività antropiche sono presenti in maniera importante.
Nella zona di Cimitelle, invece, classificata come zona di bianco o controllo per il fatto che si trova lontano da fonti inquinanti come traffico e attività antropiche, la differenza tra campione lavato e non lavato è minima con uno scarto di appena 1.2 unità.
Risultati ottenuti – Danneggiamento membrane
Tali zone sono state sottoposte anche ad altri tipi di indagini che prevedono test di vitalità e germinabilità del polline e analisi chimiche relative alle polveri presenti sulla vegetazione spontanea, lecci e terreno. Anche da questi risultati si evince che le zone prima citate sono le più colpite dal punto di vista dell’inquinamento. Questa valutazione è comunque dettata da una stima di tipo generale e per determinare la sorgente responsabile di tale situazione bisognerebbe approfondire le indagini continuandole nel tempo.