Risultati del secondo anno di ricerca

Nonostante le difficoltà conseguenti all’andamento dell’epidemia Covid-19 e delle relative misure di contenimento degli effetti, è proseguita l’attività di acquisizione delle variabili del trasporto d’acqua e sedimenti e di materiale organico, biomasse e DNA attraverso le bocche di porto. A partire dal periodo tardo primaverile-estivo, con il rallentamento delle restrizioni alla mobilità, è stato inoltre possibile effettuare le attività di calibrazione e di misura in campo previste.

Per quanto riguarda lo studio del trasporto d’acqua e sedimenti e i processi erosivi, le calibrazioni effettuate alle bocche di porto hanno consentito la restituzione della serie temporale della portata per il 2019, che include i dati di flusso dell’importante evento di acqua alta verificatosi il 12 novembre 2019. Le relazioni di calibrazione della sezione di misura del flusso consentiranno di estendere la copertura della serie a tutto il 2020 non appena i dati di flusso saranno trasmessi all’unità operativa dal gestore della rete strumentale. Sono proseguite le attività di calibrazione del backscatter acustico per stima del trasporto solido in sospensione nelle stesse sezioni. Sono state attivate le stazioni per la misura in continuo della torbidità nelle stazioni localizzate nei canali di Treporti e S. Nicolò presso la bocca di porto di Lido ed è in corso un’attività di integrazione dei dati di queste stazioni e dalle altre misure condotte entro i canali di bocca e in un transetto laguna-mare insieme ai dati satellitari per lo studio dei pattern del trasporto in sospensione nel sistema delle bocche tidali. Nel periodo in oggetto, sono state anche completate le procedure di test per rendere operativo l’UAV acquisito e sono state pianificate acquisizioni aerofotogrammetriche da effettuarsi nel semestre successivo per lo studio dei fenomeni erosivi nelle aree delle Casse di Colmata B e DE. Per quanto riguarda lo studio delle trasformazioni dei fondali delle bocche di porto sono state eseguite le campagne di acquisizione dati MBES e consegnata la cartografia. È stato inoltre possibile continuare il monitoraggio della morfobatimetria delle bocche di porto, che è iniziato nel 2013, evidenziando in particolare i processi di trasporto al fondo alla bocca di porto del Lido.

Per il rilevamento mediante tecniche acustiche dei flussi di biomassa alle bocche di porto, sono state effettuate le campagne stagionali alle tre bocche di porto, mediante Scientific Echosounder, così come previsto dal cronoprogramma. Ciò ha consentito di procedere l’acquisizione dei dati acustici nelle diverse condizioni di marea e stagioni implementando il database. Si è inoltre proseguito con l’analisi degli ecogrammi e la stima dei flussi di biomassa nectonica, ottenendo informazioni sulle distribuzioni differenziali della densità di pesci in relazione alla profondità.

L’attività relativa all’analisi del DNA ambientale (eDNA) è proseguita attraverso l’analisi dei campioni ottenuti e nuova attività sperimentale di calibrazione delle metodiche di identificazione molecolare. Nonostante le difficoltà intervenute nel corso del secondo anno di attività, è stato possibile completare la messa a punto delle metodiche molecolari. L’attività di analisi di campioni del 2020 è stata riorganizzata, anche in base alle restrizioni alle operazioni di campo ed alla turnazione nell’utilizzo dei laboratori, e l’ottenimento delle informazioni baseline per l’eDNA è tuttora in corso.

Le attività previste per le analisi genetiche di popolazione sono proseguite nonostante il rallentamento sperimentato nel 2020. È proseguita l’attività di estrazione del DNA dai nuovi campioni e la relativa genotipizzazione, che si è concentrata su due specie delle specie target. Sono state ottenute interessanti indicazioni relativamente alla variabilità temporale di Carcinus aestuarii, in cui il differenziamento genetico aumenta all’aumentare degli anni trascorsi tra diversi campionamenti, indicando una situazione dinamica e livello genetico ed un potenziale impatto della riduzione degli scambi laguna-mare. Per la specie Zosterissessor ophiocephalus, le analisi rivelato omogeneità a livello locale e sono in corso i confronti con i dati di anni precedenti. Le attività hanno permesso la messa a punto del protocollo di next generation sequencing per ottenere i dati di genomica di popolazione di Atherina boyeri e Mytilus galloprovincialis, la cui analisi è tuttora in corso.

Linea di ricerca 1.2. Apporto in laguna di acque e materiale solido da due tributari del bacino scolante

Per la Linea di ricerca 1.2, il cui sviluppo si basa su acquisizione dati, attività sperimentali e determinazioni analitiche, l’emergenza sanitaria da Covid-19, a partire al mese di marzo 2020, ha generato notevoli difficoltà operative. Queste hanno inciso sulle attività di installazione, manutenzione e scarico dati dalle stazioni di misura e sulle campagne di misura necessarie alla loro calibrazione.

Dopo l’allentamento, in estate, delle restrizioni dovute all’emergenza sanitaria si è cercato di sopperire ai ritardi accumulati e si è formulata una nuova pianificazione delle attività.

Nel mese di luglio 2020, nel canale Santa Maria (sezione DE4), è stato possibile installare l’ultima stazione di misura della corrente e delle variabili chimico-fisiche delle tre stazioni previste nei due tributari Osellino e Dese. A fine novembre 2020, la strumentazione elettromagnetica installata sulla sezione DE1 sul fiume Dese, per la quale si erano verificati malfunzionamenti, è stata sostituita con un nuovo correntometro acustico.

Sono state effettuate 6 campagne di misura (tre per ciascun tributario) dedicate allo studio delle condizioni idrodinamiche ed alla caratterizzazione del particellato solido sospeso. Le attività sperimentali consistono in misurazioni correntometriche con strumentazione acustica ADCP montata su imbarcazione e prelievi di campioni d’acqua per la determinazione della concentrazione di particellato solido in sospensione; questi secondi sono necessari per la calibrazione delle serie temporali di velocità e di backscatter acquisite nelle stazioni fisse.

Le elaborazioni svolte sinora hanno evidenziato l’esistenza di una buona correlazione tra la portata liquida istantanea misurata dallo strumento utilizzato a bordo dell’imbarcazione e i dati di velocità registrati dagli strumenti fissi. Questa relazione verrà progressivamente affinata attraverso ulteriori dati sperimentali per ottenere le serie temporali della portata in ciascun canale (Metodo della Velocità Indice, Simpson and Bland, 2000).

Ulteriori attività fondamentali per lo studio dell’idrodinamica e della morfologia degli apparati di foce sono: la realizzazione di rilievi batimetrici di dettaglio degli alvei e dei bassi fondali e la sperimentazione di trappole per sedimento per la cattura del particellato e la stima del rate di deposizione.

Nel primo caso sono stati effettuati alcuni survey batimetrici nell’area di foce del fiume Dese, che vanno ad aggiungersi alle acquisizioni già effettuate nel settore meridionale dell’alveo.

Nel secondo caso è proseguita la sperimentazione iniziata nel mese di agosto 2019 e si è iniziato ad acquisire una serie temporale coerente.

Tutte le attività analitiche previste per le carote di sedimento prelevate nei due apparati di foce sono state completate. Un secondo campionamento è previsto per marzo 2021.

Linea di ricerca 1.3. Modellazione numerica integrata del sistema bacino scolante-laguna-mare

Alcune attività hanno subito rallentamenti dovuti alle difficoltà relative alla pandemia da COVID-19 e alle incertezze nei rimborsi delle spese effettuate, che hanno causato ritardi nel bandire alcuni contratti previsti dal cronoprogramma.

La prima attività relativa al WP1.3.1 “Operatività” si è conclusa con le ultime simulazioni di calibrazione e validazione.

L’attività riguardante la messa a punto di procedure di assimilazione procede e sarà conclusa con un ritardo di qualche mese (circa 6 mesi). L’anno 2018 è stato scelto anche per verificare l’assimilazione dei dati di temperatura e salinità provenienti dalle centraline SAMANET. Infine, si sono verificati alcuni rallentamenti per l’attività di messa a punto dell’interfaccia di visualizzazione e accesso ai risultati del modello ISSOS. Attualmente l’interfaccia è in fase di sviluppo da parte della ditta individuata, tuttavia la sua consegna sarà posticipata di qualche mese.

Per quanto riguarda il WP 1.3.2 “Integrazione di modelli” si sono verificati dei rallentamenti per problemi tecnici nell’accoppiamento dei modelli, nel test del codice sviluppato e nella lunghezza delle simulazioni e nella impossibilità fino ad ora di assumere il personale che era stato previsto nel progetto. Si è realizzata una simulazione di riferimento per l’anno 2019 che rappresenta l’anno comune designato che sta venendo verificata e si sta procedendo dalla stima per l’anno di riferimento delle variabili di analisi per il WP 1.3.4 “Valutazione integrata del sistema”. Si è effettuata una stima della sensibilità del codice di chiusura delle barriere ed è stato definito lo scenario di chiusura che verrà applicato nella simulazione futura. L’attività di sviluppo del modello integrato è cominciata a partire dalle posizioni di giunzione, lo scambio di dati e la verifica dei formati. si procede verso l’implementazione di una prima simulazione test.

Le attività modellistiche facenti capo al WP1.3.3 “Intercalibrazione e Validazione” sono proseguite singolarmente all’interno dei diversi gruppi con attività di messa a punto e calibrazione dei codici ma anche definendo le attività di benchmarking che si concentreranno sia sulla simulazione di un periodo nell’anno 2008, per il quale sono disponibili sia dati puntuali raccolti in laguna sia immagini satellitari, sia sull’intero anno 2019. Il benchmark dei modelli sarà effettuato confrontando i risultati in termini di parametri idrodinamici, temperatura dell’acqua e, quando possibile, salinità.

Praticamente concluse sono le attività di aggiornamento del Piano Morfologico nel WP1.3.4 “Valutazione integrata del sistema”. Per quanto riguarda la valutazione degli scambi mare-laguna, con l’entrata in funzione del sistema MOSE, si è provveduto alla stima degli effetti idrodinamici legati al sollevamento delle paratoie, quantificando, tramite modello, le modifiche prodotte sui livelli interni alla laguna, sui flussi alle bocche di porto e sui volumi d’acqua scambiati. Nel pomeriggio del 5 dicembre, durante il minimo di marea, la bocca di Malamocco è stata tenuta aperta per 3 ore circa).

Le attività del secondo anno di valutazione integrata del sistema hanno inoltre visto l’aggiornamento della griglia e della batimetria di calcolo del modello biogeochimico e sono stati effettuati i relativi test fisici. È stato completato il coupling delle ultime release dei codici idrodinamico (SHYFEM) e biogeochimico (BFM) e sono stati effettuati alcuni test per verificare la correttezza della rappresentazione dell’idrodinamica, della dinamica termoalina, e della dinamica dei nutrienti e del fitoplancton. È stato aggiornato il setup relativo all’anno di progetto 2019 ed è stato condiviso uno scenario di regolazione delle bocche da applicare per le simulazioni di scenario che saranno condotte nel terzo anno di attività. È stata inoltre definita una lista di indicatori che verranno utilizzati per valutare e confrontare gli scenari che saranno condotti nel terzo anno di attività.

Linea di ricerca 1.4. Rilevazione e previsione di eventi anossici con metodologie di remote sensing

In questo secondo anno di attività, la Linea 1.4 ha proseguito l’analisi e l’elaborazione delle immagini da satellite Landsat 8 e Sentinel-2A e B, sia di archivio sia in quasi real time, per l’identificazione delle anomalie di colore dell’acqua riconducibili ad eventi di anossia nel periodo 2013-2020. Tutte le immagini satellitari catalogate nel primo anno di attività sono state elaborate con la metodologia che prevede l’applicazione dell’algoritmo Blue Green Red Area (BGRAA) identificato. Le immagini in true color e le mappe ottenute sono state raccolte nei due dataset. La stessa metodologia è stata applicata alle immagini satellitari acquisite durante l’estate 2020, da giugno-settembre, periodo di possibili sviluppi di fenomeni anossici con conseguente formazione di acque biancastre.

L’identificazione delle anomalie nell’acqua attraverso una procedura di detection in quasi real time ha permesso il campionamento mirato durante l’estate 2020. Sono state effettuate 4 campagne nella zona tra il canale di Tessera e il canale di Campalto e nell’area della laguna centrale vicino all’Isola di Sant’Angelo della Polvere. I risultati preliminari dell’analisi dei dati in situ confermano la presenza di acque con caratteristiche fisico-chimiche differenti nelle aree in cui sono state osservate le acque biancastre da satellite. Ad esempio, è stato possibile osservare un aumento nella concentrazione di Ossigeno Disciolto (DO%) lungo transetti paralleli al Canale Contorta Sant’Angelo, dall’area vicina all’isola di S. Angelo della Polvere verso la Giudecca. Una graduale riduzione di DO% è stata osservata lungo la colonna d’acqua nelle stazioni dove si erano individuate anomalie del segnale di riflettanza, riconducibili a formazione di acque biancastre. Sono state analizzate inoltre le relazioni tra pH e potenziale redox (Eh): sono state identificate tre condizioni distinte, che corrispondono a valori di DO% diversi, indicando che i processi che consumano ossigeno generalmente liberano anidride carbonica e abbassano il pH. Lo studio della variabilità spaziale e temporale delle proprietà ottiche e delle relazioni con le componenti biogeochimiche è tutt’ora in corso.

Linea di ricerca 2.1. Qualità del sedimento lagunare a supporto della sua gestione sostenibile

La realizzazione di un inventario delle informazioni disponibili e la determinazione dei valori di fondo è stata completata nel primo anno.

Per quanto riguarda la valutazione della qualità dei sedimenti per fini gestionali legati alla loro movimentazione”, il primo campionamento pianificato per marzo 2020 è stato posticipato a novembre 2020 a causa dell’emergenza Covid-19. L’attività ha previsto il prelievo di 5 fustelle da 1 m (dal piano fondale) da cinque siti nel Canale Vittorio Emanuele III e da un sito nel Canale San Felice. Le analisi chimiche, ecotossicologiche e di bioaccumulo previste sono in corso di svolgimento. Le attività di sviluppo metodologico (definizione della Linea di Evidenza “Trascrittomica” da includere nell’analisi di rischio ecologico secondo un approccio Weight of Evidence) sono state avviate avvalendosi di dati sperimentali pregressi. Alla luce delle nuove date delle due campagne di campionamento, sono state riviste le scadenze di milestones e deliverables collegate a tale attività, comprimendo nell’ultimo anno di progetto le attività di analisi e valutazione inizialmente previste nel secondo e terzo anno.

Per quanto riguarda lo studio relativo ai processi all’interfaccia acqua-sedimento al fine di approfondire (anche in relazione all’entrata in funzione del MOSE) le problematiche relative al sedimento come sorgente secondaria di contaminazione e come modificatore della trofia, prosegue l’attività di campionamento stagionale del sedimento nei siti di Chioggia, Marghera e Palude della Rosa tramite bennate e con tre repliche biologiche. I campioni prelevati dai tre siti sono in fase di analisi per la caratterizzazione fisica (granulometria e peso secco, in linea con i dati precedenti), microbiologica (abbondanze procariotiche, in corso) e genetica (DNA metabarcoding, in corso). I dati ottenuti dalle varie analisi verranno integrati a quelli precedenti per evidenziare i trend stagionali e le differenze a livello temporale e spaziale delle comunità microbiche all’interfaccia acqua-sedimento.

Per quanto riguarda lo studio della frazione ultrafine del sedimento (al di sotto di 4 μm), al fine di comprendere quale sia il suo ruolo nella determinazione della qualità complessiva di questo comparto, le attività si sono focalizzate, da un lato, sulla messa a punto del secondo metodo di separazione della frazione ultrafine, i cui risultati, sia dal punto di vista granulometrico che ecotossicologico, verranno confrontati con il primo metodo già in utilizzo. In parallelo, sono stati effettuati saggi biologici con il batterio bioluminescente Aliivibrio fischeri su una batteria di campioni di sedimento superficiale e corrispettivi sub-campioni di materiali più fine, caratterizzati da un punto di vista granulometrico.

Per quanto riguarda la valutazione degli impatti della messa in funzione del MOSE sulla produttività delle aree di molluschicoltura della laguna di Venezia, in luglio e ottobre 2020 sono stati effettuati i primi due campionamenti di vongole e mitili relativi al secondo anno di monitoraggio su un totale di 8 aree di studio investigate (5 di vongole e 3 dei mitili). Gli organismi campionati sono stati suddivisi e distribuiti tra i diversi gruppi di ricerca per sottoporli alle diverse indagini previste da progetto (morfometriche, chimiche, biochimiche, cellulari, molecolari, ecc.). In ogni area e ad ogni tempo di campionamento sono stati prelevati anche i sedimenti per la determinazione di contaminanti organici e inorganici e per la caratterizzazione delle comunità microbiche. In aggiunta a tali campionamenti, sono stati effettuati prelievi di vongole con cadenza mensile/bimensile destinate alla valutazione del patogeno Perkinus olseni, analisi sviluppate dall’Istituto Zooprofilattico sperimentale delle Venezie (IZSVe). È continuata, inoltre, la raccolta di informazioni chimico-fisiche mediante l’utilizzo di sonde multiparametriche posizionate in 3 aree di allevamento e biosensori applicati nelle tre aree di allevamento dei mitili in sinergia con la Linea 5.2. Tali dati verranno validati e messi in relazione ai risultati ottenuti dalle diverse indagini biochimiche e molecolari. Il terzo campionamento relativo alla seconda campagna di monitoraggio è stato programmato nella prima metà di febbraio 2021.

Linea di ricerca 2.2. Inquinanti prioritari e rilascio di sostanze pericolose dal sedimento

L’emergenza sanitaria da Covid-19, a partire al mese di marzo 2020, ha impedito lo svolgimento di attività pianificate in campo e determinato il differimento di attività di laboratorio. Dopo l’allentamento, in estate, delle restrizioni dovute all’emergenza sanitaria – pur in una situazione logistica ed economica complicata – si è cercato di sopperire ai ritardi accumulati e si è formulata una nuova pianificazione delle attività di campo.

Le camere bentiche sono state ulteriormente modificate e sono state eseguite misure test nelle quattro aree di indagine (Campalto, San Giuliano, Pili, Sacca Sessola) per la determinazione della domanda di ossigeno del sedimento (SOD). Per i siti dove si svolge questa attività, è stata completata la caratterizzazione del sedimento nei primi strati superficiali, incluse le analisi LOI (loss on inition). È inoltre iniziata la sperimentazione per la misura delle variabili chimico-fisiche nell’acqua e nel sedimento di microcosmi, con l’impiego in laboratorio di microsensori.

Le analisi relative alla prima sperimentazione sulla produzione e il rilascio di MMHg dal sedimento (novembre 2019) sono state completate. La seconda sperimentazione, pianificata per il periodo maggio – giugno 2020, è stata procrastinata a causa dell’emergenza sanitaria. Essendo necessario venga svolta in un periodo caldo dell’anno, è attualmente pianificata per lo stesso periodo dell’anno successivo.

È erminato lo sviluppo e l’implementazione di un modello integrato per i processi biogeochimici del mercurio nella laguna di Venezia. Il modello integrato è composto da due moduli che risolvono i processi del mercurio e dei sedimenti, che sono stati sviluppati e accoppiati ad un modello idrodinamico agli elementi finiti (SHYFEM) e testati nella configurazione 2D.

Il modulo dei sedimenti si basa su una parametrizzazione semplificata dei processi di risospensione e deposizione (“sinking”) del sedimento, che insieme ai carichi provenienti dai fiumi e allo scambio alle bocche di porto concorrono a determinare la variazione delle concentrazioni di solidi in sospensione nelle acque e nel sedimento della laguna. I flussi di deposizione e risospensione, che a loro volta dipendono dallo shear stress al fondo calcolato dal modello idrodinamico, influenzano la distribuzione delle specie del Hg che vengono trasportate in associazione ai solidi in sospensione. Il modulo del mercurio (Hg) comprende tre variabili di stato: mercurio inorganico (HgII), mercurio elementare (Hg0) e metilmercurio (MeHg). Il modulo del mercurio acquisisce le concentrazioni di silt e POM dal modulo dei sedimenti e simula la partizione di HgII e MeHg tra fasi particolate (silt, POM) e fasi disciolte (DOM, Cl-).

Le specie del Hg vengono immesse nel sistema dalla deposizione atmosferica e dai fiumi, e sono trasportate nel dominio del modello dai processi avvettivi e diffusivi simulati nel modulo idrodinamico. Il Hg e MMHg in fase particolata sono soggetti a trasporto verticale dovuto a sinking e a risospensione del silt e del POM. Vengono anche simulate la diffusione delle forme disciolte dalle acque di poro, secondo la legge di Fick, e le trasformazioni biotiche e abiotiche tra le tre specie del Hg (metilazione di Hg, foto-demetilazione di MeHg, demetilazione buia di MMHg, foto-ossidazione di Hg0, ossidazione biotica di Hg0, foto-riduzione di HgII, riduzione biotica di HgII). Inoltre è stato parametrizzato lo scambio gassoso del Hg0 con l’atmosfera, attraverso una subroutine che implementa la volatilizzazione.

Linea di ricerca 2.3. Contaminanti emergenti in laguna, esposizione ed effetti

Il secondo anno del progetto ha visto il proseguimento delle attività già iniziate nel corso del primo e l’inizio delle attività di caratterizzazione del rischio.

Per quanto riguarda la caratterizzazione dell’esposizione, è stata eseguita la terza campagna di campionamento, effettuata durante l’estate. Parallelamente è continuata anche la fase di analisi chimiche dei campioni della seconda e terza campagna, per farmaci, neonicotinoidi, fragranze, BHT, EHMC, triallato, bisfenolo, PFASs, e relativamente alla sola prima campagna, per microplastiche e analisi qualitativa, così come i risultati dei primi test eco tossicologici. L’elaborazione dei dati è attualmente in corso, dopo l’interruzione causata dall’emergenza COVID-19.

Per la determinazione e quantificazione del glifosato è stato messo a punto un metodo innovativo utilizzando HPAEC/MS (High-Pressure Anion Exchange Chromatography coupled with Mass Spectrometry – Cromatografia a scambio anionico ad alta pressione accoppiata a spettrometria di massa).

Per quanto riguarda la caratterizzazione degli effetti dei contaminanti emergenti, sono continuate le analisi ecotossicologiche sia su campioni ambientali, sia su campioni artificiali e gli studi sulle esposizioni, sui biomarkers e le analisi trascrittomiche.

La parte di analisi dei campioni ambientali ha previsto l’esecuzione dei test di tossicità con copepodi (Acartia tonsa) su acque e sedimenti campionati nel corso della terza campagna di monitoraggio. Sono inoltre stati acquisiti i campioni di acque su cui effettuare i test con molluschi bivalvi (su campione congelato) non appena sarà possibile reperire organismi maturi adatti all’impiego nei saggi.

Per la parte di analisi su campioni artificiali sono proseguite le attività su fase liquida e sono iniziati i test su fase solida. Per le attività su fase liquida, dopo la conclusione dei test di embriotossicità con molluschi bivalvi su un panel di 19 prodotti, sono state completate anche le analisi relative al test di sviluppo larvale con copepodi su 11 principi attivi: 6 fragranze (oranger crystals, ambrofix, peonile, amyl-, hexyl-, benzil salicilato) e 5 neonicotinoidi (imidacloprid, clotianidin, acetamiprid, thiametoxam, thiacloprid), per un totale di 55 concentrazioni saggiate. Sono inoltre iniziati i test cronici con copepodi su neonicotinoidi; al momento sono state completate le esperienze con clothianidin e acetamiprid ed è in corso l’ultimo test con imidacloprid. Sono iniziate le attività sulla matrice sedimento, con l’applicazione del test di sviluppo larvale con copepodi.

Dopo la pubblicazione dello studio sull’esposizione di mitili a glifosato e AMPAsu Environmental Research (Iori et al., 2020) si sono concluse le analisi sull’esposizione a C6O4 e PFOA della vongola filippina Ruditapes philippinarum. Lo studio, che è stato sottomesso alla rivista Environment International, ha incluso le analisi trascrittomiche, la caratterizzazione del microbiota e le analisi di bioaccumulo. Le analisi biochimiche stanno invece volgendo al termine e verrà a breve sottomesso un secondo lavoro su questi composti. Inoltre è stato effettuato un esperimento per valutare gli effetti di una miscela di amil salicilato, glifosato ed EE2 in Mytilus galloprovincialis su cui sono state effettuate analisi cellulari e biochimiche. I risultati sono stati di recente pubblicati in Marine Environmental Research (Fabrello et al., 2021). Infine sono state ultimate le esposizioni di mitili (M. galloprovincialis) ad amilsalicilato. I campioni sono stati processati e sono attualmente in corso le analisi trascrittomiche, la caratterizzazione del microbiota,le analisi biochimiche e di bioaccumulo.

Per quanto riguarda l’analisi di rischio, sono proseguite le attività sullo sviluppo del bilancio di massa dei contaminanti per la stima dei valori di PEC, lo studio per la stima dei valori di PNEC (Predicted No Effect Concentration) e l’attività di caratterizzazione del rischio.

Nello specifico, si è provveduto alla raccolta di informazioni presso diversi enti (ARPAV, Ministero della Salute ecc.) per la stima quantitativa delle emissioni in ambiente dei contaminanti emergenti. L’inventario delle emissioni nel bacino scolante della laguna di Venezia per farmaci (diclofenac, amoxicillina, ciprofloxacina, eritromicina, claritromicina, azitromicina,17-α-etinilestradiolo, 17-β-estradiolo ed estrone) e prodotti fitosanitari (neonicotinoidi, glifosato, triallato, metiocarb, metaflumizone ed oxadiazion) è stato portato a termine. Contemporaneamente è stata avviata la fase modellistica per la determinazione dei valori PEC, che ha previsto il set-up iniziale del modello secondo gli obiettivi del lavoro e la raccolta dei parametri necessari al bilancio di massa (proprietà chimico-fisiche dei contaminanti, parametri ambientali). Nell’ambito della Stima dei valori di PNEC è stata completato il database dei dati ecotossicologici relativi ai diversi contaminanti emergenti. A partire da questo database, è stata inoltre condotta la derivazione dei PNEC mediante approccio deterministico. Seguirà, per i composti per i quali la numerosità e qualità dei dati risulta essere sufficiente, la derivazione dei PNEC con approccio probabilistico (con costruzione delle curve di sensibilità delle specie, Species Sensitivity Distribution Curves, SSD). Successivamente, tali valori potranno essere aggiornati alla luce di nuovi dati di letteratura e di dati ecotossicologici (NOEC, ECx) generati nella Linea. I risultati preliminari ottenuti hanno consentito di fare delle prime considerazioni sulla caratterizzazione del rischio, che saranno approfondite e finalizzate non appena saranno disponibili i valori di PEC e PNEC definitivi.

Didascalia per SMPs in Ospedale The polymer distribution in water and sediments collected at the site of Ospedale San Giovanni e Paolo. Polymer Acronyms in sediments and water: Fluorinated polymers, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyldene fluoride (fluoroelastomer) PE= polyethylene (in particular low density polyethylene) PP= polypropylene PES= polyester PA= polyamide (nylon) SBR= styrene butadiene rubber PPE= polyphenylene ether Acrylic polymers such as polyacrylic acid, polyacrylonitrile POM= acetal copolymer PPA= polyphtalamide PO= polyolefine

Linea di ricerca 3.1. Subsidenza della laguna di Venezia e evoluzione morfologica connessa a processi erosivi e deposizionali combinati a Relative Sea Level Rise

La ricerca mira a sviluppare e applicare alla laguna di Venezia una metodologia allo stato dell’arte che, integrando misurazioni satellitari e mareografiche, indagini geofisiche, sperimentazione in sito e modellistica numerica, permetta di quantificare l’evoluzione spazio-temporale del Relative Sea Level Rise (RSLR) nell’area lagunare. Le attività condotte durante il secondo anno della ricerca sono nel seguito descritte.

WP 3.1.1 Analisi della subsidenza e della vulnerabilità al Relative Sea Level Rise:

Analisi di vulnerabilità al Relative Sea Level Rise considerando le condizioni morfologiche, idrografiche, l’eterogeneità di subsidenza e tre velocità di incremento del medio mare riferite rispettivamente agli intervalli di tempo 1875–2017, 1992–2018 e 2018–2050.

WP 3.1.2 Architettura dei depositi tardo-pleistocenici ed olocenici:

Completamento dell’acquisizione ed del processamento dei profili sismici VHRS, sia nel settore settentrionale, sia in quello meridionale della laguna.
Avanzamento dell’attività di interpretazione dei profili sismici con particolare focus sulla definizione del limite Pleistocene-Olocene e il riconoscimento dei canali pleistocenici ed olocenici e degli orizzonti sismici più evidenti. Questo, più l’interpretazione dei dati dalle carote disponibili, ha permesso di individuare il sistema deposizionale continentale del Pleistocene superiore, correlabile con l’ultima fase glaciale, e quello olocenico lagunare, caratterizzato da tidal flat e canali tidali che diventano più frequenti e profondi procedendo dall’area interna a quella esterna della laguna.

WP 3.1.3 Comportamento geomeccanico del depositi lagunari modellazione e sviluppo di scenari previsionali della subsidenza naturale olocenica:

Test di carico: è stato eseguito un secondo test di carico su una barena in prossimità della località La Grisa, in laguna sud. Il test è stato realizzato con una modalità analoga a quella della prima prova, utilizzando della nuova strumentazione di monitoraggio dei cedimenti ad acquisizione automatica. I risultati ottenuti sono molto interessanti, con una risposta della barena alla sollecitazione imposta assai diversa rispetto a quello registrata sulla barena Lazzaretto Nuovo. Ciò ha evidenziato l’elevata eterogeneità delle proprietà geomeccaniche che compongono queste forme lagunari.
Interpretazione modellistica del test di carico sulla barena Lazzaretto Nuovo: i dati raccolti durante la prova sono stati utilizzati in un simulatore che risolve le equazioni accoppiate (flusso – deformazione) della poro-elasticità con una formulazione agli elementi finiti misti. L’approccio numerico consente di ottenere una soluzione stabile e che garantisce il principio di conservazione della massa. L’applicazione modellistica ha considerato un volume di sottosuolo lagunare di dimensione orizzontale 20 × 15 m e spessore 10 m, centrato in corrispondenza al carico applicato. La forzante del modello è il carico applicato durante la prova in campo. Sulla base delle informazioni idro-geomeccaniche a disposizione, il sottosuolo è stato suddivisi in tre strati aventi spessore, dalla superficie verso il basso, pari a 0.3 m (terreno con elevato contenuto organico), 5.7 m (Olocene) e 4 m (Pleistocene). La calibrazione si è focalizzata sulle proprietà permeabilità idraulica e modulo di Young. È stata condotta un’analisi di sensitività del modello a questi due parametri in modo da riprodurre in modo soddisfacente gli andamenti dei cedimenti e della variazioni di pressione registrata ai sensori.

Modellazione della subsidenza Olocenica: è stato sviluppato in un primo prototipo di simulatore che, lavorando con griglie ad elementi tetraedrici, è in grado di riprodurre i processi di accrescimento e consolidazione primaria in setting 3D nel contesto delle grandi deformazioni. Il dominio di calcolo evolve quindi nel tempo, aumentando in spessore (e numero di elementi tetraedrici) per seguire la sedimentazione e gli elementi di deformano per seguire il processo di subsidenza naturale per peso proprio. Il modello, è stato testato su casi test semplificati.

Linea di ricerca 3.2. Dinamiche erosive e morfosedimentarie in laguna di Venezia

La Linea ha come scopo l’analisi dell’evoluzione bio-geomorfologica delle morfologie lagunari, ed in particolare delle superfici di barena e di bassofondale e delle reti di canali a marea che le innervano. Le attività integrano osservazioni in campo ottenute tramite analisi di dati telerilevati e di dati raccolti in situ, con i risultati della modellazione matematica. Lo studio si prefigge di (i) stimare i processi erosivi e deposizionali che caratterizzano le morfologie lagunari, monitorandone lo stato attuale e l’evoluzione nel periodo della ricerca, e di (ii) porre le basi per considerazioni future legate alla gestione del sistema MOSE anche mettendo a punto modelli biomorfodinamici in grado di fornire previsioni sull’evoluzione di tali morfologie in risposta alle variazioni delle forzanti naturali ed antropiche.

Nell’ambito dell’analisi di dettaglio dei processi erosivi in zone critiche tramite remote sensing, sono state eseguite le operazioni di monitoraggio mediante MBES nelle due aree di Canale Malamocco-Marghera e del canale San Felice. I dati di batimetria acquisiti sono stati elaborati e quindi convertiti in ASCII e importati in ARCGIS per l’interpretazione finale e per il computo delle variazioni di batimetria rispetto all’anno precedente. Inoltre, si è svolta l’attività di sorvolo volta alla realizzazione del Modello Digitale del Terreno su barena S. Felice. Il modello superficiale ottenuto è stato quindi integrato con i rilievi batimetrici eseguiti mediante MBES.

Per quanto riguarda le analisi in situ per la stima delle caratteristiche del suolo e della vegetazione assieme alla stima dei processi erosivi-deposizionali, sono state condotte indagini in campo, ad alta risoluzione spaziale e temporale, per stimare le caratteristiche del suoli e della vegetazione alofila sulle superfici di barena. In cinque barene della laguna di Venezia (San Felice, Sant’Erasmo, Conche, Fondo dei Sette morti e Pagliaga-Dese) sono stati condotti campionamenti utili a caratterizzare il trasporto solido attraverso la stima delle quantità di sedimento depositato mensilmente in 39 stazioni distribuite lungo 13 transetti nelle 5 barene analizzate (per un totale di 1464 campioni analizzati a partire da ottobre 2018). Inoltre, tra settembre e dicembre 2020, sono stati eseguiti 18 carotaggi a profondità variabile tra 1 e 2 metri, lungo tre transetti sulle barene di Conche, San Felice e Sant’Erasmo. Ciascun transetto è composto da 6 stazioni di carotaggio poste sul margine, a 2.5, 5, 10, 20 e 40 m dal margine stesso. Da ciascuna carota sedimentaria sono stati analizzati campioni di sedimento ogni 5 cm dalla superficie fino alla profondità di 50 cm, più un campione a 75 cm di profondità (per un totale di 12 campioni a carota) per le successive analisi di facies e per le analisi in laboratorio, che prevedono la stima della distribuzione granulometrica, del contenuto inorganico e del contenuto organico. Le analisi sui tali campioni devono ancora essere ultimate.

Infine è stata svolta una ulteriore messa appunto e applicazione del modello ecogeomorfologico che era stato sviluppato a partire dal precedente anno. Dopo aver concluso lo sviluppo e l’analisi teorica del modello ecogeomorfologico, si è provveduto, a partire dal mese di giugno 2020, allo sviluppo dell’applicazione del modello a caso studio di alcune barene della laguna di Venezia. La prima fase di lavoro è consistita nella calibrazione delle nicchie teoriche al fine di riprodurre le nicchie realizzate osservate. Sono state utilizzate delle semplici funzioni logistiche che permettono di caratterizzare ogni specie alofila con soli tre parametri: il valore massimo della fitness di ciascuna specie, la quota corrispondente al punto di flesso della funzione logistica e la pendenza della funzione stessa. L’applicazione del solo modulo ecologico ad un caso studio osservato ha permesso di ottenere uno stato pseudo-stazionario in termini di zonazione della vegetazione. In particolare, il modello si è dimostrato in grado di riprodurre in maniera realistica i pattern di zonazione della vegetazione osservati in campo.

Linea di ricerca 3.3. Produzione primaria, comunità microbica, bentonica, planctonica e nectonica lagunare

Nel 2020 sono proseguite le attività previste dai vari WP della Linea 3.3 “Produzione primaria, comunità microbica, bentonica, planctonica e nectonica lagunare” tuttavia le restrizioni dovute al Covid 19 hanno impedito i campionamenti e gran parte del lavoro di laboratorio del periodo primaverile. In base alle differenti attività previste dai vari WP le restrizioni hanno avuto effetti diversi.

Un anno di campionamenti con frequenza bisettimanale per la produzione primaria e mensile per tutti gli altri parametri nelle 6 stazioni individuate per i campionamenti e l’elaborazione di dati raccolti durante lo svolgimento di altri programmi di ricerca ha permesso di fare il punto sullo stato trofico, la produzione primaria e i tassi di sedimentazione nella laguna veneta prima dell’inizio delle chiusure del MOSE in modo da avere lo stato zero della laguna non ancora regolata. I livelli di trofia e di produzione primaria rilevati prima dell’entrata in funzione del MOSE evidenziano un decremento delle concentrazioni di nutrienti nelle acque e variazioni meno nette nei sedimenti anche se globalmente si nota un leggero incremento. Di conseguenza la produzione di macroalghe e soprattutto la diffusione e produzione di fanerogame acquatiche è notevolmente aumentata rispetto al minimo rilevato all’inizio degli anni 2000. Tuttavia, per quanto riguarda le macroalghe sono aumentate quelle di maggior valore ecologico e che difficilmente creano problemi di ipo-anossia come le Ulvaceae. Nonostante la presenza di un elevato numero di specie alloctone e il loro continuo incremento, in questi anni è aumentata anche la biodiversità, infatti il numero di taxa attualmente presenti in laguna e nei lidi antistanti ormai supera le 320 specie. Tutte le fanerogame lagunari hanno aumentato significativamente il loro areale e per la prima volta è stata rilevata anche la presenza e una notevole diffusione di Ruppia cirrhosa che nella parte più settentrionale della laguna ha superato la copertura di 6 km². I tassi di sedimentazione rilevati nelle varie stazioni evidenziano una drastica riduzione della risospensione e movimentazione delle frazioni più fini e una leggera variazione della batimetria nelle aree a maggior idrodinamismo con prevalenza di sedimentazione dove la turbolenza è bassa o nulla.

Nel 2020, le attività di ricerca sulle specie ittiche lagunari modello gò, Zosterisessor ophiocephalus, e latterino, Atherina boyeri, hanno avuto come obiettivo il proseguimento dell’analisi della struttura delle popolazioni nei tre sottobacini lagunari, nord, centro e sud, e a diverse distanze dalle bocche di porto, e dello studio delle caratteristiche della biologia riproduttiva. I risultati ottenuti hanno confermato differenze nella struttura di popolazione fra i tre sottobacini in entrambe le specie. Analisi dell’età condotte per stabilire la data di nascita e delle gonadi di giovanili di latterino hanno evidenziato una predominanza di femmine nate all’inizio della stagione riproduttiva (aprile-maggio) e di maschi alla fine della stagione (luglio-agosto), a supporto dell’ipotizzata determinazione temperatura dipendente in questa specie.

Lo studio della comunità nectonica degli habitat di basso fondale, seppure non ancora completato, ha evidenziato significative differenze sia tra tipologie di habitat che tra sottobacini lagunari. Queste differenze hanno riguardato sia la composizione e la struttura che le caratteristiche funzionali dei popolamenti nectonici. Durante il periodo di indagine, è stato riscontrato come gli habitat di palude salmastra, ed in particolare quelli del sottobacino settentrionale, rivestano un ruolo importante come aree elettive di nursery per le specie di migratori giovanili e la caratterizzazione ambientale di questa tipologia di habitat. Lo studio della connettività mare-laguna ha evidenziato ingressi significativi di larve, postlarve e giovanili di specie ittiche di migratori marini in laguna. In particolare, le larve sembrano venire trasportate in laguna dalle correnti in entrata in maniera uniforme attraverso tutte e tre le bocche di porto, soprattutto nel periodo tardo invernale-primaverile. Invece, le postlarve ed i giovanili che svolgono prevalentemente un movimento attivo, sembrano prediligere il sottobacino nord, ad indicare importanti differenze di accumulo tra sottobacini.

La seconda campagna di campionamento acustico (2020), ha confermato la presenza di corvina (Sciaena umbra) nelle aree di studio, con un gradiente di vocalizzazioni che si distribuisce spazialmente nell’asse est-ovest e nord-sud, con la bocca di Chioggia caratterizzata da minor attività acustica; si conferma inoltre l’esistenza di aree preferenziali e vocalmente più attive distribuite all’interno delle scogliere e lungo le lunate, con presenza di veri e propri cori, indicativi della riproduzione della specie. Sono stati inoltre caratterizzati acusticamente – per la prima volta in mare – i suoni di ombrina (Umbrina cirrosa), una specie ittica anch’essa appartenente alla famiglia degli Sciaenidae, piuttosto stanziale. Tali suoni sono stati identificati in alternanza ma anche in concomitanza con quelli di corvina. Si può concludere che le bocche di porto rappresentano un habitat idoneo per entrambe le specie appartenenti alla famiglia degli Sciaenidae. Ciò è particolarmente rilevante trattandosi di specie di interesse conservazionistico definite vulnerabili dalla IUCN, a causa della sovrappesca, e per le quali vengono richieste misure gestionali. Il contributo al clima acustico locale dovuto alla movimentazione delle paratoie MOSE è risultato essere localizzato soprattutto alle basse frequenze ma necessita di ulteriori dati per essere del tutto validato dal punto di vista quantitativo e quindi per valutarne gli impatti.

Nel 2020 sono proseguiti anche i campionamenti mensili per il fito e zooplancton la cui caratterizzazione è in corso mentre è terminata la caratterizzazione dei cianobatteri picoplanctonici e tra questi il genere Synechcoccus è risultato particolarmente abbondante con densità fino a 280.8 × 10⁶ cell L^-1. Una densità elevata soprattutto nei mesi estivi è stata rilevata anche per i picoeucarioti, i procarioti eterotrofi e per i virus, quest’ultimi con densità di 10¹⁰ L^-1. Sono proseguite anche la caratterizzazione della struttura e dei profili trascrizionali delle comunità microbiche e con la fine del 2020 gli acidi nucleici di tutti i campioni d’acqua fino ad allora prelevati sono stati estratti, così come la metà dei campioni di sedimento. La produzione dei dati relativi alla struttura delle comunità microbiche, e al loro profilo trascrizionale, è prevista per il 2021. Nel mese di dicembre 2020 è iniziata la crescita delle colture di Acartia tonsa con il primo contaminante emergente, il neonicotinoide imidacloprid, in modo da testarne l’effetto sul profilo trascrizionale dell’organismo. Esperimenti con mesocosmi effettuati in ottobre nella palude di Cona per simulare gli effetti delle chiusure del Mose rilevando numerose variabili biotiche ed abiotiche hanno rilevato solo lievi differenze tra le acque e i sedimenti campionati all’interno e all’esterno degli stessi.

Per quanto riguarda la tipologia delle scogliere e la struttura fisica del reef si sono ottenuti significativi avanzamenti giungendo a caratterizzare i livelli di crescita in elevazione a scala lagunare nel subtidale e individuando alcuni importanti reef subtidali. Si sono acquisite una serie di immagini subacquee delle biocostruzioni ad ostriche che sono in fase di completamento, anche in collaborazione con la Linea 1. Sono in fase di completamento le misure riguardanti la densità e l’accrescimento ed il reclutamento delle ostriche in diversi siti lagunari. Si è avviata l’identificazione genetica delle specie di ostriche presenti in collaborazione con UNIPD.

Linea di ricerca 4.1. Modellistica della catena trofica

L’attività della Linea 4.1 ha proseguito nel secondo anno con una attività di reperimento informazioni e dati relativi agli ultimi due decenni per tutti i comparti dell’ecosistema lagunare (dal fitoplancton all’avifauna) e la raccolta di dati in campo sui cicli biogeochimici legati alle barene.

Nel 2020 inoltre è stata valutata in campo l’influenza delle barene sui cicli biogeochimici. In particolare i campioni di suolo di velme, ghebi e barene vegetate raccolti a Conche (Laguna sud) e Palude dei Laghi (Laguna nord) al fine di valutare la capacità di stoccaggio di tali sedimenti in termini di azoto, fosforo e carbonio. I campionamenti sono stati effettuati in febbraio 2020 e ripetuti in ottobre-novembre 2020. Per ogni barena state raccolte in triplicato sia il bordo che il suolo interno (distante dal bordo della barena e di quota più bassa) carote di suolo barenale di diametro 5 cm e profondità 10 cm (a partire dal piano campagna: 0-10 cm). Le analisi in laboratorio hanno permesso di determinare il contenuto di umidità, pH, conduttività elettrica, granulometria della frazione inorganica, carbonio organico, inorganico e totale, azoto totale e fosforo totale. Sono stati inoltre recuperati dataset di campionamenti di suoli di tre barene in Laguna Nord per l’analisi di azoto, fosforo e carbonio svolti nel 2017. I dati di monitoraggio di qualità dell’acqua barenale sono stati utilizzati per calibrare il modello biogeochimico 0-D che simula i cicli di azoto e fosforo durante un ciclo tidale in barena, i cui risultati sono soddisfacenti e consentono sia l’estrapolazione estensione dell’approccio a tutta la laguna attraverso interazione con la Linea 1.3 che inclusione dei risultati nel modello di rete trofica.

I dati disponibili, reperiti anche attraverso l’interazione con le altre Linee, sono stati trattati in modo da uniformali nell’unità di misura e aggregando i dati specifici in “gruppi funzionali”, ovvero comparti che rappresentano organismi o gruppi di organismi, e anche componenti organiche/inorganiche non viventi che entrano nei cicli trofici. Dall’analisi della letteratura e delle informazioni disponibili sono stati assemblati e preparati anche dati relativi allo sfruttamento delle risorse sia in termini di catture che capacità di pesca, utilizzata nel modello come forzante top-down delle dinamiche spazio-temporali. Dati ambientali spazializzati relativi alle principali variabili considerate drivers fisici e chimici del sistema sono state identificate ed utilizzate nel modello Ecospace per definire drivers bottom-up alle dinamiche dell’ecosistema: variazioni di produzione primaria, batimetria, composizione dei sedimenti, presenza di concessioni.

Nel corso del secondo anno l’integrazione di questo vasto insieme di informazioni di origini eterogenee ha permesso di sviluppare il modello ecosistemico 2D della laguna di Venezia con un grigliato fine di 250m x 250m utilizzando il modulo ECOSPACE del software Ecopath with Ecosim (EWE, www.ecopath.org). Il modello rappresenta l’evoluzione dell’ecosistema lagunare dai primi anni 2000 ad oggi sulla base delle forzanti e dei gradienti spaziali ed è stato opportunamente calibrato usando le forzanti disponibili.

Il confronto dell’evoluzione delle variabili di stato (biomasse dei gruppi funzionali) e derivate (catture delle attività di pesca) con i dati spazio-temporali disponibili ha permesso di verificare una buona capacità del modello di rappresentare gradienti spaziali osservati. In particolare sono stati confrontati i risultati per i gruppi nectonici del modello con i dati del campionamento operato sui cogolli. Il confronto è stato operato utilizzando i dati relativi a Atherina boyeri, Sparus aurata, Crangon crangon, i Signatidi, Zosterisessor ophiocephalus e altri gobidi per 4 unità lagunari (Zucchetta et al., 2016) normalizzando i dati del campionamento relativi agli anni 2009, 2010, 2013 e 2015 per numero di code. La correlazione tra la risultante biomassa relativa e la biomassa media stimata dal modello (media delle celle riferite alle aree) mostrano una correlazione significativa per A. boyeri, Z. ophiocephalus, altri gobidi e signatidi. La fase successiva consiste nel migliorare la rappresentatività del modello usando anche i campi biogeochimici attraverso l’interazione con la Linea 1.3 e includendo quali variabili di validazione i dati raccolti peri comparti macrobentonici.

Linea di ricerca 4.2. Servizi ecosistemici e gestione dell'ambiente lagunare

La Linea di ricerca si focalizza sui servizi ecosistemici (SE) forniti dall’ambiente lagunare, ovvero sul contributo offerto dall’ecosistema lagunare al benessere della società. Il lavoro svolto nell’ambito dell’analisi dei servizi ecosistemici e lo stato ecologico dell’ecosistema lagunare si articola su tre fronti:

A inizio anno è stata completata la quantificazione e mappatura della fornitura potenziale (“capacità”) e dell’effettiva fruizione (“flusso”) di 12 SE forniti dall’ecosistema lagunare. Ciò ha permesso di ottenere una descrizione quantitativa di diversi aspetti della funzionalità ecologica e degli usi della laguna, quali ad esempio il mantenimento di una buona qualità ambientale attraverso processi di purificazione delle acque, l’attenuazione dei fenomeni erosivi e mitigazione dei cambiamenti climatici, fino allo svolgimento di attività produttive, come pesca e venericoltura, e attività ricreative (turismo, diportismo, educazione ambientale e attività tradizionali).
È stata avviata l’analisi integrata di questi SE e della loro relazione con lo stato ecologico. Attraverso l’elaborazione dei dati raccolti sono stati calcolati una serie di indicatori aggregati di SE, che permettono di esplorare come capacità e flusso si relazionino tra loro, ovvero come il potenziale ecologico si traduca in un’effettiva fruizione di questi molteplici benefici. Parallelamente è stata avviata l’analisi di come questi indicatori aggregati si relazionino con indicatori di stato ecologico, quali gli elementi di qualità biologica monitorati nel contesto lagunare nell’ambito della Direttiva Quadro alle Acque.
Sono stati messi a punto un modello concettuale e una prima rappresentazione modellistica delle molteplici relazioni esistenti tra i SE precedentemente mappati. Su questa base, nel corso dell’anno 2021 verrà elaborata una modellazione che permetta di esplorare l’effetto di diversi scenari gestionali “what if” sulla fornitura di SE nel contesto lagunare.

Per quanto riguarda la valutazione economica dei servizi ecosistemici, nel corso del 2020 sono stati completati i focus group con la popolazione residente a Venezia per indagare la loro conoscenza e percezione sulla qualità ambientale della laguna di Venezia e sui servizi ecosistemici forniti da questo ambiente. In totale sono state invitate a partecipare circa 40 persone con esperienze e conoscenze molto diversificate. Questi momenti partecipativi hanno inizialmente permesso di costruire il questionario di valutazione economica e successivamente di migliorarne il design e di verificare la comprensibilità, la completezza e attendibilità delle informazioni fornite e delle domande richieste. Nel corso dello stesso periodo, il team ha definito il disegno sperimentale per la costruzione dei diversi scenari di valutazione, composti da un certo numero di attributi e livelli, da presentare agli intervistati finali per consentire di ottenere la valutazione economica di alcuni servizi ecosistemici della Laguna di Venezia. Dopo aver finalizzato la scelta del campione finale di 500 residenti rappresentativi della popolazione della Regione del Veneto, si è proceduto a sperimentare il questionario completo in un pilot di 50 persone per verificarne la solidità metodologica e la chiarezza. Infine, i dati elaborati e derivanti dal test pilota sono stati utilizzati per migliorare ulteriormente la qualità e chiarezza del questionario e modificare i parametri necessari per costruire con un buon livello di affidabilità statistica gli 80 scenari valutativi da sottoporre al campione finale. Il questionario finale, pronto per la somministrazione online al campione prescelto, è stato affidato per l’informatizzazione alla società di marketing a fine anno.

Per quanto riguarda i sistemi di remunerazione dei servizi ecosistemici a supporto della gestione della laguna di Venezia, i risultati raggiunti sono molteplici e riguardano in particolar modo la:

precisazione del quadro dei soggetti che intervengono in varia misura nel flusso dei Servizi Ecosistemici, come: fornitori e intermediari; beneficiari ultimi; decisori pubblici, quadro già in parte delineato nel semestre precedente;
descrizione delle interazioni tra flussi di servizi ecosistemici, a partire da alcune attività in particolare: la pesca artigianale (nelle sue diverse caratterizzazioni), la pesca ricreativa, l’ittiturismo e la navigazione ricreativa. Su questi rapporti agisce una vasta gamma di strumenti che l’unità di ricerca ha interrogato in modo puntuale, rinviando a strumenti vigenti di programmazione, pianificazione e regolazione settoriale, considerando la pianificazione regolativa d’area vasta e infine la pianificazione regolativa comunale. I risultati dell’esplorazione consentono l’identificazione di criticità e opportunità, la rappresentazione di possibili interazioni fra soggetti primari e secondari e la messa a punto di interviste a referenti selezionati per eventuali test su schemi PES;
definizione di un piano di interviste semi-strutturate ad attori chiave relazionabili ai servizi ecosistemici lagunari. Si è realizzato un primo giro di interviste finalizzate a un miglioramento delle conoscenze sulle attività prese in considerazione, all’individuazione di nodi critici, alla definizione di scenari tendenziali;
mappatura a campione areale (“Transetto di Mira”) dei servizi ecosistemici.

Linea di ricerca 5.1. Scenari di cambiamento climatico per Venezia e la sua laguna

Nel corso del secondo anno, il lavoro di ricerca ha continuato ad articolarsi su diversi aspetti: validazione ed applicazione di modelli numerici, sia dinamici che statistici, e degli altri strumenti informatici e statistici necessari all’analisi dei dati; realizzazione di simulazioni con modelli numerici dinamici; acquisizione e processamento di dati messi a disposizione da terze parti; scambio di informazioni e dati sia all’interno della Linea di ricerca che con altre Linee di ricerca, in particolare le Linee 5.2 e 5.3; preparazione di manoscritti per pubblicazioni scientifiche e attività di divulgazione dei risultati.

Per quanto attiene l’attività di modellistica numerica, dopo il primo anno di progetto dedicato soprattutto alla messa a punto degli strumenti numerici, il secondo anno ha visto soprattutto la preparazione e l’inizio dell’esecuzione delle simulazioni riguardanti i vari aspetti meteoclimatici oggetto di studio, in particolare riguardanti il livello del mare in laguna, il moto ondoso nel mare Adriatico ed eventi di precipitazioni estreme nell’area del veneziano, sia per la parte storica che per gli scenari di cambiamento climatico.

Le attività relative alla stima del cambiamento futuro di rilevanti parametri climatici nell’area oggetto di studio, tra cui livello relativo medio del mare a Venezia, sono state concluse nel primo semestre dell’anno, con l’analisi delle tecniche avanzate di analisi statistica basate su Modelli Gerarchici Bayesiani, la fornitura di previsioni di medio e lungo termine tramite simulazioni con modelli regionali per il bacino del Mediterraneo, come quelli sviluppati nell’ambito del programma Med-CORDEX e incluse simulazioni ad altissima risoluzione effettuate appositamente per questo progetto, in riferimento sia ad esperimenti “historical” per il periodo del recente passato e “scenario” per la metà del secolo in corso in condizioni ipotizzate di forti emissioni antropiche di gas serra (scenario RCP8.5) . Le attività proseguono come attività di supporto post-deliverable finalizzate alla disseminazione di dati e informazioni all’interno di Venezia2021 e alla pubblicazione dei risultati a convegni scientifici e su riviste scientifiche: alcuni articoli sono stati sottomessi nella rivista “Natural Hazards and Earth System Sciences”.
Le attività per la stima del cambiamento futuro nell’intensità e frequenza di eventi estremi sono in corso. In particolare, è stata svolta l’analisi eseguita sui campi di vento superficiale e di onda nel mare Adriatico e in prossimità delle tre bocche della laguna di Venezia allo scopo di caratterizzarne il clima ondoso nel periodo di controllo 1981-2010.

Inoltre, è stato implementato il modello su dati giornalieri di pioggia relativi al bacino scolante per il periodo 1956-2018, e si stanno mettendo a punto gli scenari idealizzati del livello medio del mare nell’Adriatico e in particolare nella laguna di Venezia ottenuti tramite simulazioni numeriche con il modello FESOM-C, ipotizzando particolari condizioni della circolazione atmosferica su larga scala da utilizzare come condizioni al contorno per il modello.

Linea di ricerca 5.2. Impatti, vulnerabilità e rischi indotti dal cambiamento del clima

Nel corso del 2020 sono state incrementate le performance e le metodologie di indagine del Modello digitale del sistema lagunare in particolare attraverso: i) l’integrazione del DTM con lo strumento RAMSES, all’interno del modello per il Centro Storico; ii) l’aggiornamento e la ridefinizione degli scenari di riferimento per l’allagamento urbano e delle superfici lagunari; iii) l’avviamento dello studio per l’aggiornamento della metodologia di valutazione dell’esposizione urbana e l’acquisizione dei dati. Parallelamente sono proseguite le attività relative all’applicazione di modelli specie-specifici per la valutazione dei rischi di impatti acuti sulla funzionalità ecosistemica e sulle risorse alieutiche. Nel corso del secondo anno di progetto sono state inoltre condotte le seguenti attività: i) pubblicazione relativa alla relazione tra fisiologia dei mitili e ciclo mareale in diverse aree della laguna; ii) creazione di modelli di tolleranza per Tapes philippinarum (pubblicazione accettata) e Crangon crangon utilizzo di tool modellistici per identificare cambiamenti dello stato produttivo della laguna e relazionare questi con parametri ambientali al fine di identificare cambiamenti climatici in atto. Infine, è stata avviata l’acquisizione dei dati climatici da utilizzare per i modelli integrati trasporto-biogeochimica.

Sono anche proseguite le attività relative all’identificazione e sviluppo di indicatori di pericolo e di esposizione-sensitività per la caratterizzazione dei rischi associati agli impatti dei cambiamenti climatici (es. mareggiate, erosione costiera, siccità, ondate di calore, allagamenti urbani, eutrofizzazione) nella città Metropolitana di Venezia e la sua laguna. Ulteriori indicatori di pericolo, i quali si sommano ai precedentemente calcolati, sono stati integrati al fine di includere nell’analisi pericoli di tipo meteo-marino (es. mareggiate, innalzamento del livello del mare, erosione costiera). Inoltre, è proseguito il processo di identificazione e selezione dei recettori prioritari da considerare dell’area di studio (capitale naturale, sociale, costruito, culturale ed economico), ovvero i sistemi e i processi ambientali o antropici che potrebbero esser impattati dagli eventi estremi identificati. Per ogni recettore sono stati identificati indicatori di esposizione e vulnerabilità. Il calcolo degli indicatori selezionati sarà finalizzato nei prossimi mesi per il baseline (es. 2000-2020) e per diversi periodi futuri (es. medium term 2050-2070 e long term 2080-2100) e scenari (es. RCP4.5, RCP8.5).

Linea di ricerca 5.3. Piano di adattamento al cambiamento climatico e implementazione di strategie di intervento per la salvaguardia del patrimonio architettonico

Le attività sviluppate per la definizione del piano di adattamento della laguna di Venezia e della Città Metropolitana hanno visto il completamento del quadro conoscitivo, mentre la fase partecipativa rappresentata è stata interrotta per causa di forza maggiore (emergenza sanitaria), con la speranza di riprendere il Laboratorio partecipato nella seconda metà del 2021. Il gruppo di ricerca intende comunque svolgere tali incontri “a distanza” auspicando una solida partecipazione. Al contempo si è avviata la fase di studio della letteratura scientifica e grigia, volta alla definizione delle politiche di adattamento e mitigazione, per lo specifico contesto in studio. Al momento diverse soluzioni adattive sono emerse, mostrando molteplici percorsi capaci di incrementare la resilienza urbana. Infine, in merito al Modello di supporto alla decisione, è in fase di svolgimento uno studio ricognitivo, funzionale alla realizzazione di un solido supporto, capace di assistere le pubbliche amministrazioni. Tale impostazione sta portando alla definizione di un set di indicatori che verrà condiviso tra gli stakeholder entro la conclusione del task.

Il gruppo interdisciplinare per la costruzione di specifiche strategie d’intervento per la conservazione del patrimonio culturale sta sviluppando le attività finalizzate alla caratterizzazione del paesaggio e dell’architettura lagunare. E’ terminata la ricognizione dei progetti che insistono sulla gronda lagunare, ricostruendo le progettualità in atto sia alla scala locale che metropolitana e territoriale. Parallelamente, le unità di ricerca coinvolte nello studio e caratterizzazione degli elementi del patrimonio architettonico proseguono le attività. In dettaglio, continuano le ricerche indirette relative all’analisi mirata delle fonti bibliografiche e al reperimento di banche dati storiche che consentiranno di mettere in luce peculiarità e criticità del costruito storico e contemporaneo lagunare. Parallelamente procedono le analisi dirette dei manufatti oggetto di studio e le sperimentazioni di laboratorio finalizzate ad individuare gli indicatori condivisi relativi ai fattori di vulnerabilità in relazione allo specifico contesto. Si è impostata infine una ulteriore sperimentazione inerente ai materiali cementizi mirata alla verifica di efficacia di prodotti protettivi e consolidanti. Infine continua l’attività su modelli mediante pareti di prova in muratura per caratterizzare il fenomeno di risalita capillare con la fase di immersione in acqua dolce parallelamente al costante monitoraggio e ai test di caratterizzazione dei singoli materiali.

Nel corso del 2020, a causa della pandemia Covid-19, non è stata organizzata la scuola estiva programmata. Le due promotrici della scuola, prof.ssa Laura Fregolent (IUAV) e prof.ssa Paola Malanotte (MIT) sono state invitate ad esporre fuori concorso alla Biennale 2020 (ora 2021) in una sezione intitolata “Co-habitats” (https://www.labiennale.org/it/architettura/2021/co-habitats) e nello specifico in una sotto sezione dedicata a Venezia. Questo ha consentito di lavorare, a partire dall’esperienza della scuola, all’elaborazione di alcuni materiali su Venezia e la sua laguna e incentrati sul tema della “Venezia resiliente” da esporre alle Corderie dell’Arsenale.