Cooling water intake of the electric power plan in the litoral area of Lazio: adverse impact on early stage of teleostei

La crescente richiesta di energia elettrica per il funzionamento delle apparecchiature elettroniche di uso quotidiano, sia in ambito civile che industriale, ha provocato negli ultimi decenni il proliferare di centrali termoelettriche, con conseguente aumento della potenza di produzione e delle dimensioni delle singole unità produttive. La necessità di raffreddare i condensatori e, quindi, l'esigenza di disporre di ingenti quantitativi d’acqua atti allo scopo, ha reso sempre più pressante il problema di reperire siti idonei per l’istallazione delle centrali, motivo per cui la maggior parte di esse sono state collocate presso la costa, con evidenti vantaggi di presa di acqua e smaltimento del calore residuo direttamente a mare. Spesso non si è tenuto in debito conto che, l’utilizzo di notevoli masse di acqua, potesse provocare problemi ambientali, non solo come impatto sulle biocenosi nel bacino ricevente il refluo termico, ma anche con una serie di effetti nocivi sugli organismi associati al volume d’acqua prelevata, quasi sempre con conseguenze mortali. Studi sugli impatti degli scarichi di reflui caldi sulle biocenosi, hanno dimostrato che gli organismi viventi sottoposti all’effetto del “pennacchio caldo” possono subire shock termici dovuti a repentini cambiamenti di temperatura in un tempo così breve da non consentirne l’acclimatazione. Questi impatti, sono in grado di provocare cambiamenti sulle risorse trofiche dei pesci, anticipazione nel raggiungimento della maturità sessuale, aggregazione massiva di individui nelle aree di scarico, riduzione della ricchezza specifica della comunità. Per quanto riguarda i volumi di acqua prelevati dall’ambiente per i processi di raffreddamento delle centrali termoelettriche, l’impossibilità di resistere alla forza con cui l’acqua viene pompata nell’impianto, fa sì che un certo numero di organismi (pesci, molluschi e organismi planctonici) associati alla massa in ingresso, vengano trascinati verso l’interno della struttura. Gli organismi di taglia maggiore si arrestano contro le grate metalliche dei filtri, dove subiscono effetti dannosi dipendenti dall’esaurimento fisico, dal soffocamento e dall’impatto meccanico contro le barriere, tale fenomeno viene definito “impingement”. Gli organismi di piccole dimensioni (fra cui larve e uova di pesci), vengono trascinati all’interno delle strutture di raffreddamento, fenomeno di “entrainment”, dove subiscono abrasioni meccaniche, intossicazione per la presenza di biocidi e stress legati all’aumento di temperatura ed a cambiamenti di pressione. L’impatto delle centrali elettriche sulle comunità ittiche ha riscosso particolare attenzione nel Nord America ed in Canada, dove l’industria idroelettrica ha una lunga tradizione e l’entità delle ricadute economiche per il depauperamento di specie commerciali sono notevoli. In Italia la presa e restituzione di acqua per usi industriali è regolamentata dal Decreto Legislativo n.152 del 3 Aprile 2006 (Gazzetta Ufficiale n.88) anche se, nel detto decreto, non si fa cenno agli organismi viventi associati alla massa d’acqua utilizzata. Inoltre nonostante la maggior parte delle centrali Italiane siano collocate lungo la costa, non risultano studi sperimentali volti all’individuazione di un impatto sulle biocenosi, conseguente la presa di acqua marina. E’ in tale ambito che è nata l’idea progettuale, indirizzata alla verifica di eventuali impatti sulla fauna ittica relativi alla presa e restituzione di acqua marina per il raffreddamento dei condensatori della centrale termoelettrica A. Volta nel Tirreno centrale. L’idea, seppur innovativa e mai sperimentata in Italia, non teneva in considerazione il sopraggiungere della crisi economica che ha, di fatto, dal 2008 ad oggi provocato la riduzione del quantitativo annuale di produzione elettrica della centrale, in conseguenza della chiusura in tutto il territorio nazionale di numerosi esercizi commerciali e fabbriche, con successiva minor richiesta energetica. L’altalenante funzionamento della centrale e quindi il ridotto prelievo di acqua marina, ha aumentato enormemente i livelli di variabilità del sistema, diminuendo al contempo la disponibilità programmatica per i campionamenti e la presenza costante di un refluo termico a mare consistente. Si è quindi deciso di concentrare le attività di ricerca nella valutazione del fenomeno dell’entrainment sugli stadi precoci dei teleostei, ricerca che presenta il maggior indice di innovazione, non essendo mai stata sperimentata in nessuna centrale Italiana e di cui non ci risulta esistano lavori analoghi in tutto il Mediterraneo. L’analisi ha riguardato la messa a punto di un sistema di campionamento particolare, dovendo operare all’interno delle strutture artificiali dell’impianto, con la scelta degli attrezzi da pesca più idonei, l’individuazione dell’area di prelievo, il lume della maglia più adatto ed i tempi di cala più redditizi, cioè in grado di armonizzare abbondanza di catture e rigurgito dovuto ad intasamento delle maglie. I campionamenti con reti da plancton per la componente ittioplanctonica e le uova sono state eseguite nei canali interni alla centrale nell’area antecedente i filtri. Le attività a mare invece, hanno riguardato il campionamento con sciabica da terra nell’area interessata dal refluo termico ed in due aree controllo a nord e sud dello stesso, per la cattura dei giovanili in fase d’insediamento. Le attività di campionamento interne alla centrale sono state condotte dal 2009 al 2011, con cadenza stagionale nei primi due anni. Durante le 384 ore di lavoro sono stati filtrati un totale di 235.574,5 m3 di acqua marina, suddiviso in 236 cale, la maggior parte delle quali nel 2009. Alcune cale sono state effettuate preliminarmente nel 2008, al fine di definire il disegno di campionamento per gli anni successivi ed individuare l’area di prelievo, la tipologia di rete adatta e standardizzare i tempi di cala più idonei. Le attività di smistamento e determinazione tassonomica hanno portato complessivamente alla raccolta di 668 individui suddivisi in 24 taxa e 2.459 uova di teleostei. Lo studio ha dimostrato, per il sistema di raffreddamento della centrale A. Volta, l’esistenza di un impatto sugli stadi precoci dei teleostei, in conseguenza del fenomeno di entrainment, con un prelievo stimato per l’anno 2009 di circa 12 x 106 larve e 24,5 x 106 uova, le sardine e le alici sono risultate le specie maggiormente impattate dalla centrale. Il peso stimato, circa 300 Kg, delle larve di sardina prelevate dalla centrale nel corso del 2009, è stato relazionato con i dati di cattura del bianchetto in Liguria. Il dato corrisponde a 50 giorni barca per il compartimento di Genova e 31 giorni barca per il compartimento di Savona, con una perdita economica che va dai 9.000,00 euro (vendita all’ingrosso) ai 15.000,00 euro (vendita al dettaglio). L’analisi statistica mediante PERMANOVA ha inoltre constatato differenze significative fra le comunità ittioplanctoniche nelle varie stagioni per i valori di abbondanza, mentre non sono risultati significativamente differenti i dati stagionali per numero di uova. L’estate si è confermata come il periodo con i valori di diversità, ricchezza specifica ed equitabilità più elevati, mentre l’inverno ha registrato il maggior numero di esemplari campionati. La relazione fra il numero di esemplari catturati e le fasi lunari ha mostrato una maggiore abbondanza di larve durante il I quarto lunare, fase in cui la differenza di marea manifesta un’escursione minore rispetto alla fase di luna piena o luna nuova. L’identificazione delle principali specie registrate nei diversi periodi, è stata confermata da dati di letteratura in aree limitrofe del Mediterraneo. Le catture con sciabica da terra non hanno mostrato differenze significative nelle comunità ittiche soggette al refluo caldo rispetto alle aree di controllo. Due to the large amount of natural water used in the cooling intake of electric power plants, resulting impact on marine organisms have been studied in different part of the world. Cooling water intake usually affect marine organisms in three different way: entrainment (where small aquatic organisms are carried by the cooling water into the power plant), impingement (where the cooling water intake traps larger organisms against the intake screens) and thermal outfall (hot water discharged on living organisms in the receiving water body). In this study (the first one carried out in Italy), the impact of the cooling water intake of the electric power plant of Montalto di Castro (VT) (Central Tyrrhenian Sea) on fish was determined by evaluating the effect of entrainment on eggs and larvae and that of thermal outfall on juveniles. A specific sampling design has been create to operate inside the artificial intake, with new methodology, different plankton nets and right time of haul. Sampling campaign have been conduct at sea, using a handed trawling net, to the catch of juveniles fish during settlement stage, in the thermal outfall area and in two control areas. Overall 668 fish larvae of 24 taxa and 2500 fish eggs were collected after filtering 235.574 m3 of marine water inside the intake. Impact of entrainment on early stage of fish was estimated to be of 12 x 106 larvae and 24,5 x 106 eggs per year. Sardina pilchardus was the most impacted species, with an estimated economic damage to the traditional fisheries, ranging between 9.000 and 15.000 euro per year. The highest values of diversity index, richness and evenness were recorded in summer, whereas the largest number of larvae were caught during winter. Dottorato di ricerca in Ecologia e gestione delle risorse biologiche