Analisi delle acque (i bioidicatori)

Il nostro lavoro di ricerca e studio del territorio aveva come momento fondamentale progettuale, il controllo della qualità delle acque prelevate lungo il Tevere in alcune "stazioni" di riferimento che avevamo stabilito: la più in alto Gorgabuia, non lontana dall'invaso di Montedoglio, la più estrema poco oltre la zona dei collettori fognari vicino al confine di provincia.

Quindi, oltre alle fasi di studio e di ricerca, nei primi tre anni di questo lavoro, durante il pomeriggio sono state fatte numerose uscite sul fiume con la partecipazione volontaria di molti studenti, in genere provenienti dalle terze classi, di alcuni insegnanti e di esperti per specifiche competenze tecniche.

Durante queste visite lungo il fiume, gli studenti hanno via via controllato diversi parametri fisici, chimici e biologici. Le analisi chimiche e batteriologiche sono state effettuate sistematicamente dal servizio Multizonale della USL di Arezzo, ma, dal punto di vista scientifico, l’aspetto più nuovo ed impegnativo del lavoro di controllo è stato per noi quello relativo alla ricerca, nei prelievi effettuati, di organismi macroinvertebrati la cui presenza è significativa per registrare il grado di inquinamento delle acque.

L'uso dei macroinvertebrati come indicatori biologici è dovuto al fatto che essi sono organismi abbondanti nelle acque, molto sensibili alle variazioni prodotte dall'inquinamento e registrandone gli effetti sull’ambiente, funzionano come dei nastri magnetici, centraline permanenti naturali di monitoraggio ambientale.

Il principio su cui si fonda questo tipo di analisi è quello di utilizzare tali minuscole forme di vita come "indicatori biologici" cioè strumenti di diagnosi nel controllo di qualità delle acque del fiume Tevere: in genere più vario è il numero di famiglie e generi reperiti e meno l’acqua risulta inquinata.

Infatti, per valutare la qualità di un' acqua, la migliore garanzia è proprio quella di verificare se essa è in grado o no di nuocere agli organismi che la popolano. La condizione biologica di un corso d'acqua quindi emerge bene dall'analisi delle specie animali presenti integrata con la determinazione di parametri fisici e chimici.

Solo così si può ricostruire in modo chiaro la struttura e la dinamica degli ecosistemi relativi alla zona in esame, infatti mentre i dati fisici e chimici sono per loro natura localizzati ed istantanei, i dati biologici sono più completi perchè legati esclusivamente agli organismi, dipendendo dal loro ciclo vitale nell'ambiente in cui si trovano.

E’ per questo che negli ultimi anni per classificare la qualità di un corso d'acqua, sono stati elaborati metodi biologici sempre più adatti per un utilizzo di routine e su vasta scala.

Il metodo principale da noi utilizzato è quello che ricorre alla determinazione di un "extended biotic index" (E.B.I.), vale a dire un "indice" che esprime la purezza di un ambiente acquatico in base alle variazioni che subisce la comunità di Macroinvertebrati che lo abita. Ciò può avvenire come conseguenza di fattori di stress dell'ambiente, di scarichi abusivi o accidentali.

Il metodo E.B.I. si fonda sul confronto tra la composizione di una comunità di macroinvertebrati "attesa" in quell'ambiente, quindi ottimale, e la composizione della comunità effettivamente "presente" in quel determinato tratto di fiume.

Esempio di popolazione di un tratto non inquinato	Esempio di popolazione di un tratto mediamente inquinato

Non si deve però pensare che le valutazioni da fare siano semplici, perché esse richiedono un gruppo di lavoro ben preparato ed esperto nel riconoscere i vari organismi, un notevole impiego di tempo e l'utilizzo di attrezzature adeguate.

La competenza specifica in materia è anch’essa condizione indispensabile per chiunque voglia fare analisi di questo tipo, dato che le metodologie di lavoro ed i dati da analizzare sono numerosissimi e difficoltosi da interpretare.

Noi per la catalogazione in famiglie e generi dei diversi macroinvertebrati abbiamo utilizzato le competenze del prof. Giuseppe Martini che ha prestato la sua opera come esperto nel mappaggio di qualità dei corsi d’acqua con il metodo E.B.I. L’applicazione di questo metodo ha richiesto ad ogni nostra uscita la compilazione di una "scheda di campo" ricca di dati da raccogliere, l’impiego di strumenti adatti al prelievo, alla conservazione dei campioni e per misurazioni fisiche e chimiche. Dopo aver segnato sull'apposita scheda, oltre ai parametri vari relativi alla stazione, tutte le unità di macroinvertebrati reperite nella stazione stessa, è necessario utilizzare una tabella a doppia entrata che rappresenta una guida indispensabile per trasformare le informazioni contenute nella lista dei gruppi (detti Gruppi Faunistici) in un giudizio biologico completo (E.B.I.).

La procedura si avvale di due tipi di indicazioni: la diversa sensibilità di alcuni gruppi di organismi alle alterazioni della qualità dell’ambiente (ordinata) e l’effetto prodotto da questa alterazione sulla "ricchezza in taxa" della comunità (ascissa). Vedi tabella per il calcolo del valore di E.B.I.

Per chiarire meglio il concetto: in orizzontale sono riportati alcuni intervalli numerici che indicano il numero totale di U.S. (Unità Sistematiche o anche "taxa") di macroinvertebrati rinvenute nelle stazioni di campionamento, in verticale sono riportati alcuni Gruppi Faunistici di macroinvertebrati, ordinati secondo la loro graduale riduzione di sensibilità come conseguenza di alterazione della qualità dell’ambiente (in alto figurano i "taxa" più vulnerabili agli effetti dell’inquinamento).

Il totale di U.S. rinvenute in una determinata stazione determina la "ricchezza" della stazione stessa e quindi la relativa qualità dell’acqua.

Utilizzata la tabella, il valore di indice E.B.I. è dato dalla casella che si trova all’incrocio della riga di entrata orizzontale con la colonna di entrata verticale.

I valori dell'indice E.B.I. possono essere ricondotti a cinque classi di qualità, ciascuna individuata da un numero romano che, crescendo, indica il progressivo allontanamento da un ambiente non alterato.

Le cinque classi di qualità sono poi visualizzate mediante un apposito colore ed una particolare retinatura di riferimento.

Come esempio di valutazione finale ricavata utilizzando la procedura descritta, viene riportata la cartina costruita in seguito al mappaggio biologico effettuato nell’ottobre 1994.

Come si può notare il tratto di Tevere esaminato ha diverse colorazioni secondo il valore di indice E.B.I che lo caratterizza nei diversi tratti: tali valori dipendono ovviamente dal diverso grado di purezza delle sue acque.

Prendendo come situazioni estreme la stazione di Gorgabuia che appare con acque più pulite e quella dopo i collettori fognari che esprime il massimo grado di inquinamento registrato, notiamo come presso la prima il numero e la varietà dei taxa reperiti sia molto elevata, mentre presso l’ultima, con acque più sporche, tale varietà appaia ben più ridotta. A Gorgabuia abbondano Ditteri presenti con esponenti di ben nove famiglie, Tricotteri con 5 famiglie, Efemerotteri e Coleotteri ciascuno con 4 famiglie, Oligocheti e Plecotteri ciascuno con tre famiglie, Odonati con due famiglie, Megalotteri, Gasteropodi e Crostacei ciascuno con una famiglia.

Tra tutti questi macroinvertebrati segnaliamo tra i più tipici di acque pulite il Plecottero del genere Perla, l’ Efemerottero del genere Ephemera, il Tricottero della famiglia dei Sericostomatidae ed il Dittero del genere Atherix.

Perla	Ephemera	Sericostomatidae	Atherix

Dopo la zona dei collettori fognari la popolazione dei macroinvertebrati si riduce come varietà e numero totale di individui: solo gli ordini degli Oligocheti e degli Efemerotteri sono presenti ciascuno con esponenti di tre famiglie, i Ditteri, gli Odonati e i Gasteropodi sono presenti ciascuno con solo due famiglie, Coleotteri, Irudinei, Tricotteri e Tricladi appaiono con solo una famiglia ciascuno.

Tra questi macroinvertebrati gli esponenti più tipici, perchè meglio resistenti all’inquinamento sono gli Efemerotteri con i generi Caenis e Baetis, gli Oligocheti con la famiglia dei Lumbricidae, i Tricotteri del genere Rhyacophila e Hidropsichidae.

Caenis	Baetis	Lumbricidae	Rhyacophila

Durante il primo anno di indagine per valutare l’inquinamento delle acque con i bioindicatori, invece che utilizzare il metodo E.B.I abbiamo fatto ricorso alla presenza tra gli insetti, di uno specifico ordine, quello dei Tricotteri.

Questi piccoli organismi trascorrono sotto i sassi del fiume la loro fase larvale, di solito protetti entro un fodero fatto di materiali vari: secrezioni sericee, sabbie, pietruzze o frammenti vegetali. In questi ricoveri, mobili o fissi, i Tricotteri completano le fasi della loro metamorfosi per poi divenire adulti alati, simili a piccole ed insignificanti farfalline.La sensibilità all’inquinamento di tale ordine di macroinvertebrati in fase larvale è molto elevata, per cui, identificando in modo preciso le specie di Tricotteri reperite, essi si possono utilizzare anche da soli come indicatori biologici di qualità delle acque. Per ricorrere a questo tipo di determinazione occorre però superare un grosso problema: le competenze richieste per il riconoscimento che deve arrivare ad individuare fino alle specie, sono ancora più specifiche. Per questo è stato motivo siamo ricorsi all’aiuto determinante e prezioso del Prof Giampaolo Moretti, entomologo di fama mondiale che, presso l’Università degli Studi di Perugia, ha gentilmente curato la speciazione dei campionamenti effettuati durante il primo anno.

Fase larvale di Potamophylax	Fase larvale di Micrasema togatum	Adulto di Halesus digitatus

Il lavoro esposto in mostra e relativo ai Bioindicatori è stato interamente trattato da Pierluigi Domini e Stefano Lanari aiutati per alcune parti grafiche da pochi altri studenti. Il materiale esposto in questa sezione consisteva in 17 pannelli di circa un metro per un metro e quaranta, una vetrinetta con campioni vari di macroinvertebrati e due microscopi per l’esame diretto di organismi conservati in alcool e scelti tra quelli via via campionati durante le uscite sul Tevere. Una sezione di questo lavoro curata con particolare interesse è stata proprio quella riferita ai Tricotteri.

Il lavoro prodotto relativo ai Bioindicatori ha vinto il primo premio del Concorso provinciale "Franca Francalanci per la tutela e la salute dell’ambiente" ed è stato richiesto per essere esposto ad una Mostra a carattere nazionale di Legambiente a Rispescia (GR). Purtroppo la quantità dei dati raccolti e dei pannelli prodotti è così tanta che è stato possibile farne qui, ora solo una rapidissima sintesi, proponendone brevi flash.