RISE
 |
Progetto RISE PRRIITT: Programma Regionale per la Ricerca Industriale, l'Innovazione e il Trasferimento Tecnologico (misura 3.1, azione A, attività I.1.2) |
 |
| Promosso da: |  |
In collaborazione con: |    |
Il progetto RISE (Realizzazione di un Sistema di Incubazione del Sedimento per la caratterizzazione dei flussi bentici) è finanziato dal PRRITT (Programma Regionale per la Ricerca Industriale, l’Innovazione e il Trasferimento Tecnologico) nell’ambito del programma POR-FESR (Programma Operativo Regionale del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale 2007-2013) che incentiva lo sviluppo di attività finalizzate all’avvicinamento della Regione Emilia-Romagna agli importanti obiettivi di Lisbona e di Göteborg, obiettivi di crescita della spesa in ricerca e sviluppo, di creazione della società della conoscenza e di affermazione di condizioni diffuse di sviluppo sostenibile.
Il progetto prevede la realizzazione di un sistema innovativo, tecnologicamente avanzato ed efficiente per lo studio delle risposte chimico-fisiche e biologiche nell’ecosistema bentico degli ambienti marino-costieri e di transizione (laguna, stagno, estuario, delta).
La quantificazione degli scambi all’interfaccia acqua/sedimento di sostanze (flussi bentici di ossigeno, nutrienti, biossido di carbonio, composti organici ed inorganici) (Fig. 1a, b) ha grande importanza nel monitoraggio e nella gestione degli ambienti a basso fondale specialmente in relazione allo stato trofico ed alla contaminazione, due dei principali vincoli per lo sviluppo delle attività socio-economiche (turismo, pesca, acquacoltura, estrazione del petrolio, etc.). Inoltre, gli ambienti marino-costieri e di transizione hanno un ruolo fondamentale nel bilancio globale della CO2 e nei cambiamenti climatici, molto studiati dalla comunità scientifica internazionale.
| a) |
b) |
 |
 |
| Figura 1. a) Processi che regolano i flussi bentici (Kuwabara et al., 1999 – Technical Report). b) Flussi bentici di O2, NH4, PO4 e SiO2. I flussi dei soluti possono essere positivi (rilascio dal sedimento verso la colonna d’acqua) o negativi (dalla colonna d’acqua verso il sedimento) e variano a scala temporale e spaziale. | |
Il sistema di incubazione consente la creazione di microcosmi in grado di isolare in atmosfera controllata un volume di sedimento e la sua acqua sovrastante, precedentemente campionati mediante adeguate tecniche, e di riprodurre le dinamiche naturali simulando differenti condizioni ambientali (correnti, movimentazione e risospensione del sedimento di fondo, riscaldamento, irradiazione, acidificazione, etc.). In particolare, il sistema è costituito da n.6 microcosmi, di cui n.5 comprendono il sedimento e l’acqua e n.1 solo l’acqua di fondo (campione bianco o controllo). Ognuno dei microcosmi è dotato di un sistema termostatato autonomo, di un sistema di circolazione, di regolazioni della luce, di un sistema di movimentazione del sedimento superficiale, di un sistema di campionamento e di diversi alloggiamenti per elettrodi atti alla misura in continuo dei parametri chimico-fisici (ossigeno, temperatura, pH, torbidità, nutrienti) delle acque di fondo. Il sistema termostatato consente di verificare l’influenza della temperatura sui flussi bentici. Il sistema di circolazione, che simula il sistema idrodinamico di un ambiente naturale, quella del miscelamento delle acque (in assenza/presenza di stratificazione) e della risospensione del sedimento, in grado di riprodurre le perturbazioni dell’ecosistema bentico che in natura si verificano durante attività di dragaggio, trawling, perforazioni, posa di condotte, etc. Inoltre, mediante un sistema buio/luce viene riprodotto il ciclo giornaliero di illuminazione e studiate le variazioni dei flussi bentici. La realizzazione di più microcosmi indipendenti consente di effettuare sia più simulazioni contemporanee (temperatura, circolazione, etc.) all’interno della stessa area di studio e sia più repliche di uno stesso esperimento per verificare riproducibilità ed attendibilità dei risultati.
L’innovazione e l’efficienza del sistema-incubatore è dovuta al fatto che la sperimentazione in un microcosmo, all’interno del quale si può agire introducendo e cambiando diverse variabili ambientali, consente di osservare la risposta di ogni micro-sistema alle pressioni imposte ed interpretarne gli effetti. La realizzazione del sistema è finalizzata allo studio delle pressioni/risposte/effetti del sistema marino-costiero e di transizione, sottoposti a differenti impatti, in quanto nell’ambiente naturale sarebbe impossibile ottenere un quadro completo rispetto a tutte le variabili in gioco.
I possibili impieghi dello strumento sono finalizzati a supportare risposte a questioni aperte sia di carattere gestionale che scientifico (Fig. 2, 3, 4). Inoltre, l’utilizzo di questo strumento consente di acquisire informazioni ambientali di interesse locale e potenzialmente integrabili nei protocolli di monitoraggio vigenti (come definito dalla Direttiva Quadro sulle Acque 2000/60/CE e dal D.Lgs 152/2006), specialmente per le Pubbliche Amministrazioni (Regione, Arpa, Università, Enti di Ricerca) e le imprese private (cooperative di pescatori, ditte di pescicoltura e molluschicoltura, operatori nel settore turistico-balneare ed alberghiero). Ciò consente di interpretare i processi che determinano l’evoluzione dei sistemi acquatici e di predire possibili rischi all’ecosistema mediante una gestione integrata degli aspetti ambientali, sociali ed economici del territorio (come definito dalla Comunità Europea). Il sistema proposto rappresenta un servizio innovativo atto alla promozione e sviluppo del territorio e, in particolare, consente di fornire risposte certe e riproducibili nella verifica e predittibilità di possibili impatti (naturali ed antropici) della zona costiera e dell’ambiente marino e di transizione.
 |
| Figura 2. Processo di eutrofizzazione |
 |
 |
| Figura 3. Dr. Robert Diaz del Virginia Institute of Marine Science (VIMS) ha creato una mappa delle “zone morte” presenti nei mari del mondo, dove la vita marina potrebbe non esistere a causa della diminuzione dei livelli di ossigeno (ipo-anossia) | Figura 4. Anomalia media della temperatura atmosferica a terra e della superficie dei mari, così come ricostruita dall'IPCC negli ultimi 150 anni (Summary of Policymakers, 2007) |
Per la realizzazione del progetto, il Gruppo CSA S.p.A. si avvale della collaborazione del CNR-ISMAR Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Scienze MARine e dell’ARPA Daphne ER. In particolare, l'Istituto di Geologia Marina di Bologna (CNR-ISMAR, Sede di Bologna) e l'Istituto di Oceanografia Fisica e Chimica di Trieste (CNR-ISMAR, Sede di Trieste) vantano esperienze pluriennali rispettivamente nello studio della biogeochimica in ambiente marino e nello studio fisico-chimico del mare. La Struttura Oceanografica Daphne dell'ARPA Emilia-Romagna è da più di venti anni responsabile del monitoraggio marino-costiero della Regione ER, uno dei più avanzati d’Europa.