Descrizione del modulo "Trofodinamica del particellato sospeso e Sviluppo di nuovi indicatori di stato trofico per le aree di transizione (secondo la WFD), in relazione alla valutazione d'idonietà per fini produttivi (TA.P04.002.002)"

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  • Descrizione del modulo "Trofodinamica del particellato sospeso e Sviluppo di nuovi indicatori di stato trofico per le aree di transizione (secondo la WFD), in relazione alla valutazione d'idonietà per fini produttivi (TA.P04.002.002)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Lo studio è finalizzato allo sviluppo di strumenti innovativi per il controllo dello stato di qualità delle acque negli ecosistemi costieri e di transizione. In tale contesto il modulo in oggetto è propedeutico alla formulazione di linee guida per una più efficace politica di controllo, salvaguardia e gestione ecocompatibile delle risorse ambientali costiere. La valutazione microbiologica delle acque costiere, con riferimento ad indicatori di inquinamento fecale, batteri eterotrofi e vibrioni alofili, diventa particolarmente importante in relazione alla qualità microbiologica delle acque destinate alla stabulazione e dei molluschi eduli. Per il controllo dell'impatto ambientale è previsto anche l'utilizzo di tecniche di bioremediation. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le variazioni dell'assetto trofico e chimico-fisico nei sistemi acquatici sono collegate, con relazione di causa-effetto, ad importanti modificazioni dei processi biogeochimici, nei quali un ruolo primario è giocato dalla componente microbica. Le ricerche da noi condotte hanno evidenziato lo stretto legame esistente fra la qualità trofica del particellato sospeso e l'efficienza del metabolismo microbico nel turnover della sostanza organica. Lo sviluppo di un approccio integrato, funzionale alla ricerca di indici di qualità delle acque costiere e di transizione, si articolerà attraverso le seguenti linee di ricerca: 1) Analisi dei processi biogeochimici deputati al trasferimento di carbonio ed azoto nel comparto microbico 2) Analisi delle modulazioni spazio-temporali dei parametri di stato trofico del particellato sospeso e dei parametri mesologici. 3) Analisi statistica su dati pregressi (parametri trofici, microbiologici, ambientali) da noi rilevati in aree costiere e di transizione. 4) Acquisizione di dati sperimentali attuali e confronto con le serie storiche. (literal)
Competenze
  • Il nostro gruppo di ricerca conduce da oltre 15 anni studi integrati mirati alla conoscenza dei processi trofici e microbici e delle relative implicazioni sulla qualità ecosistemica. La nostre competenze, che si sono sviluppate nell'ambito di programmi nazionali ed internazionali (BANSIC, MedSudMed, VECTOR, BIOPOM, SESAME, SINAPSI, ABIOCLEAR, ecc.) condotti in diversi ambienti marini costieri, di transizione e dulciacquicoli, sono le seguenti: - Studio della produzione procariotica eterotrofica - Valutazione microbiologica delle acque costiere (indicatori di inquinamento fecale, batteri eterotrofi e vibrioni alofili) - Qualità microbiologica dei molluschi eduli e delle acque di stabulazione - Valutazione dei tassi di decomposizione della sostanza organica in relazione ai cambiamenti ambientali - Studio dei flussi di carbonio organico ed azoto nel particellato sospeso, ed elaborazione dei relativi Indici trofici - Analisi ed interpretazione delle interrelazioni esistenti fra l'efficienza trofica del sistema e la composizione dei popolamenti planctonici - Utilizzo di parametri trofici e microbici come indicatori dello stato di qualità ambientale (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Una corretta politica di gestione delle risorse rinnovabili non può prescindere dalla conoscenza dei processi che ne garantiscono la sopravvivenza e la sostenibilità. A tale proposito l'acquisizione di conoscenze di base sulla dinamica trofica e sul metabolismo microbico in ambienti costieri e di transizione, rappresenta uno strumento fondamentale per una più efficace gestione dei siti destinati ad allevamento di organismi eduli a fini commerciali. (literal)
Tecnologie
  • - Utilizzo Modello LOICZ (Land-Ocean Interactions in the coastal zone) - Schematizzazione dei processi microbici attraverso cui vengono rilasciati Carbonio e Fosforo, ed integrazione con le categorie trofiche del particellato sosteso - analisi di una griglia di classi di valore, basata sull'integrazione di parametri trofici e microbiologici, per la definizione dell'efficienza del metabolismo microbico; - Elaborazione di un modello idrodinamico per lo studio delle dinamiche di flusso nel sistema di Capo Peloro (ME), per la stima dei tempi di ricambio e la zonazione dei corpi idrici all'interno dei bacini (Faro e Ganzirri). (literal)
Obiettivi
  • Il modulo vuole fornire un contributo alla conoscenza degli ambienti costieri e di transizione. In particolare si prefigge di: - Migliorare le conoscenze sui processi che regolano gli equilibri trofici negli ecosistemi costieri e di transizione, e sui meccanismi di risposta alle modulazioni naturali ed indotte dei parametri mesologici - Determinare le variazioni indotte dall'impatto antropico sulla composizione biochimica e sulla qualità del particellato sospeso - Fornire un contributo alla conoscenza dei processi microbici che regolano la funzionalità metabolica negli ecosistemi di transizione - Implementare il panel di indicatori dello stato di qualità delle acque con specifico riferimento agli ecosistemi costieri e di transizione (literal)
Stato dell'arte
  • Una corretta politica di gestione delle aree costiere e di transizione non può prescindere dalla conoscenza dei processi che ne regolano la funzionalità, come ha di recente sottolineato la Water Framework Directive (2000/60/CE), che ha introdotto una serie di normative mirate alla definizione ecologica ed alla conservazione di tali ambienti. Lo sviluppo di nuovi indici ecologici specifici per gli ecosistemi di transizione è uno dei principali obbiettivi per l'implementazione della WFD (Dell'Anno et al., 2002; Pusceddu et al., 2003), in quanto quelli comunemente usati per le acque marine, non sempre si sono rivelati adeguati alla classificazione di tali peculiari ecosistemi (Devlin et al., 2007; Fabiani, 2005. Le ricerche da noi condotte in varie aree costiere e di transizione della Sicilia (Caruso et al., 2010; La Ferla et al., 2005; 2010; Leonardi et al., 2009; Mazzola et al., 2010; Zaccone et al., 2010) hanno dimostrato che l'analisi integrata delle modulazioni spazio-temporali dello stato trofico del particellato sospeso e della funzionalità metabolica microbica, può rappresentare un efficace strumento per lo sviluppo di nuovi indici di valutazione ambientale. (literal)
Tecniche di indagine
  • - Tecniche microbiologiche basate su metodi colturali e biochimici - Stime di produzione procariotica eterotrofica (PPE) mediante il micrometodo per centrifugazione di Smith & Azam (1992) - Tecniche di analisi termo-elementare per la determinazione di Carbonio organico particellato, disciolto e totale (POC, DOC, TOC) e di Azoto particellato (PN)in campioni d'acqua e di sedimento - Stima dell'incidenza di solidi sospesi (TSM) - Misure di attività esoenzimatiche (leucin amino peptidasi, beta-glucosidasi e fosfatasi alcalina) sui polimeri organici attraverso utilizzo di substrati fluorogenici specifici (metodo di Hoppe, 1993) - Misure in situ delle variabili chimico-fisiche - Determinazione dell'incidenza di Sali di azoto e fosforo - Stime di clorofilla e produzione primaria - Elaborazione di indici ambientali multiparametrici - Elaborazione statistica integrata dei dati (literal)
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