La fioritura dell’alga tossica Planktothrix rubescens nell’invaso di Occhito (CB)

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1. INTRODUZIONE 
 
Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di approfondire le tematiche 
relative al ruolo dell’eutrofizzazione nelle fioriture algali, alla tossicità di alcune 
fioriture e agli effetti che possono avere sulla salute e sulle attività umane. 
A tal fine si illustra il sistema lacustre in generale e le sue problematiche di 
inquinamento, la normativa europea e italiana a riguardo della tutela dell’acqua 
e l’ambito territoriale di riferimento (il lago di Occhito). Inoltre, viene analizzata 
la dinamica di distribuzione superficiale della specie Planktothrix rubescens sia 
su base bibliografica sia attraverso la realizzazione di campagne di rilevamento 
mirate al censimento del fitoplancton superficiale in punti di campionamento 
posti nel versante molisano del lago. 
 
1.1 Il sistema lacustre 
 
I laghi vengono definiti cavità del suolo all'interno delle quali si accumula 
l'acqua raccolta dal bacino imbrifero attraverso sorgenti sotterranee oppure da 
un fiume (immissario); il fiume che esce dal lago è chiamato emissario. 
Schematicamente, l'origine dei laghi può essere ricondotta a una decina di 
cause principali:  
 Laghi di origine tettonica e vulcanica 
 Laghi legati alle forme del paesaggio strutturale o laghi relitti 
 Laghi di escavazione e di sbarramento da ghiacciaio 
 Laghi in rocce solubili 
 Laghi dovuti all'azione dei fiumi 
 Laghi formati dall'azione del vento 
 Laghi legati alle variazioni delle linee di spiaggia o laghi costieri 
 Laghi originati da accumulo di materiale 
 Laghi prodotti dall'impatto sulla terra di meteoriti
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A questa lista di laghi di origine naturale si può aggiungere la ormai diffusa 
tipologia di lago artificiale, realizzato dall'azione diretta dell'uomo che, tramite 
sbarramenti e dighe, crea riserve d'acqua da utilizzare per scopi potabili, irrigui 
e idroelettrici.  
Un'altra classificazione, che meglio risponde alle esigenze di conoscenza 
funzionale di un lago, è quella basata sul regime termico cui è soggetta la massa 
d'acqua lacustre. Infatti, la temperatura delle acque di un lago, in un 
determinato momento stagionale, dipende dal suo bilancio termico, cioè dalla 
differenza fra gli apporti e le perdite di calore. Se si misura la temperatura di un 
lago dalla superficie al fondo si ottengono, nel corso dell'anno, profili termici 
molto differenti: vi sono periodi nei quali la colonna d'acqua ha la stessa 
temperatura dal fondo alla superficie e altri nei quali vi è un elevato gradiente 
termico. Numerosi sono i fattori che caratterizzano il ciclo termico di un lago, 
primi fra tutti la latitudine e l'altitudine, che determinano la quantità di energia 
termica disponibile; altri fattori quali piovosità, ventosità, forma e profondità 
del bacino lacustre influenzano il trasferimento dell'energia termica agli strati 
più profondi. 
La classificazione che consegue a quanto detto viene riportata di seguito:  
 Laghi di tipo polare. Sono laghi nei quali la superficie è costantemente 
gelata e la massa d'acqua sottostante ha sempre una temperatura 
inferiore ai 4 °C. In questo tipo di laghi non si verifica mai la piena 
circolazione.  
 Laghi di tipo subpolare. In questi laghi la superficie è libera dai ghiacci 
solamente per un breve periodo estivo, durante il quale la temperatura 
degli strati superficiali supera i 4 °C. Vi è dunque la possibilità di avere un 
solo periodo di isotermia e quindi di piena circolazione.  
 Laghi di tipo temperato. Le temperature superficiali di questi laghi 
sono, durante la stagione invernale, di qualche grado inferiori a 4°C 
anche se la superficie può non gelare, mentre durante l'estate sono 
superiori ai 4 °C. Verificandosi queste condizioni si hanno due periodi di
4 
isotermia e quindi due piene circolazioni l'anno: una primaverile e una 
autunnale
1
.  
Citando come esempio un tipico lago profondo della zona temperata, si avrà 
in estate l'epilimnio caratterizzato da una temperatura elevata con acque poco 
dense che galleggiano sull’ipolimnio costituito da acque più dense e fredde, 
separati da un sottile strato metalimnico
2
. Questo profilo di densità, 
determinato dalla differente temperatura, impedisce alle acque dei vari strati di 
mescolarsi fra loro, limitando gli scambi di sostanze disciolte e particellate. 
Epilimnio e ipolimnio si comportano quindi come due laghi distinti e 
sovrapposti. In inverno, se la temperatura delle acque superficiali scende al di 
sotto dei 4 °C, arrivando a formare del ghiaccio, si avrà una stratificazione 
termica inversa, con l'epilimnio più freddo, ma comunque più leggero per via 
dell'anomalia della curva di densità, che galleggia su un ipolimnio più caldo ma 
più pesante. Tuttavia, non è corretto parlare in termini assoluti di laghi che 
presentano una situazione di piena circolazione quando sono isotermi 
(olomittici) rispetto a quelli nei quali l’acqua di fondo non entra mai in 
circolazione (meromittici). Poiché esistono numerosi casi per cui la piena 
circolazione può coinvolgere o meno le acque più profonde in funzione, anno 
per anno, delle vicende meteorologiche e storiche (es. Lago Maggiore).  
Lo studio delle raccolte d'acqua dolce disseminate sulla superficie terrestre 
non è da considerare fine a se stesso. Bisogna, infatti, valutare un lago come un 
elemento geografico che si inserisce in un territorio nel quale la presenza del 
bacino imbrifero ha notevoli conseguenze. Si giunge dunque al concetto che un 
lago è un sistema ecologico (ecosistema) cioè un insieme inseparabile delle 
comunità biologiche naturali e dell'ambiente fisico e chimico nel quale gli 
organismi vivono.  
Lo studio empirico dei fenomeni relativi ai corpi d’acqua e alle vicende a essi 
legate si chiama Limnologia.  
                                                           
1
 www.ise.cnr.it/ebooks/eConoscere_lago.pdf 
2
 www.ise.cnr.it/ebooks/e-tonollino.pdf
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L’ecosistema lago è uno dei più complessi; oltre che non omogeneo in tutte le 
sue parti, in esso le comunità biologiche assumono differenti configurazioni e 
funzioni nelle diverse zone del lago. In maniera del tutto schematica, in un 
ambiente lacustre si possono fondamentalmente riconoscere una zona litorale 
e una zona pelagica. Quest'ultima può essere a sua volta suddivisa in uno strato 
eufotico e uno strato afotico, mentre la zona bentonica è quella a diretto 
contatto col fondo (Giussani, Bertoni, 2003).  
 
 
Figura 1 - Classificazione schematica dell’ambiente lacustre (Giussani, Bertoni, 2003).  
 
In ultima analisi, i laghi possono essere, a seconda dell’arricchimento in 
nutrienti, così classificati
3
:  
 oligotrofico: povero di nutrienti e quindi con basso livello di produttività 
algale; 
 mesotrofico: con presenza equilibrata dei nutrienti (né ricco, né povero); 
 distrofico: ricco di un nutriente e povero di un altro; 
 eutrofico: ricco di nutrienti e quindi con alta produttività algale.  
Possono poi essere classificate due situazioni estreme: ultraoligotrofico da un 
lato e ipertrofico dall’altro.  
L’ecosistema è soggetto a continue modificazione sia dell'ambiente fisico che 
dei flussi energetici. Questo significa che le comunità dei produttori tenderanno 
                                                           
3
 www.unifi.it/off_form/.../Lez%2029%20Eutrofizzazione%2009-10.pdf
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a ottimizzare lo sfruttamento di: luce, acqua, anidride carbonica, sali nutritivi, 
mentre le comunità dei consumatori e decompositori tenderanno ad acquisire 
una complessità tale da sfruttare al meglio le risorse energetiche rese 
disponibili. Si può comprendere, a questo punto, come una particolare vicenda 
climatica, fisica, naturale o indotta possa incidere sulla stabilità del sistema.  
 
1.2 Che cos’è l’eutrofizzazione? 
 
Tra i vari processi degenerativi della risorsa acqua, l’eutrofizzazione risulta 
essere sempre più ricorrente.  
Secondo il Survey of the State of the World's Lakes, un progetto promosso 
dall'International Lake Environment Committee nel 1971, il 54% dei laghi 
asiatici, il 53% di quelli europei e il 48% di quelli nord-americani soffrono 
dell’eutrofizzazione provocata dalle attività umane. Per descrivere questo 
problema, si prende spunto dalla sua etimologia. Il termine eutrofizzazione 
deriva dal greco eutrophia (eu = buono, trophòs = nutrimento) e, se in passato 
indicava semplicemente una condizione di ricchezza in sostanze nutritive 
dell’ambiente acquatico, oggi indica un processo degenerativo indotto da 
apporti eccessivi di sostanze organiche (in particolare di nitrati e di fosfati 
provenienti da scarichi urbani, industriali e agricoli, oltre che dagli eccessi della 
fertilizzazione delle coltivazioni). Tutto ciò comporta squilibri ambientali che 
possono portare anche a uno sviluppo abnorme di macro- e microalghe con 
conseguenze spesso deleterie per l’ecosistema (Fig. 2).  
 L'eutrofizzazione di origine naturale avviene in tempi molto lunghi, su scala 
geologica, con variazioni progressive dello stato trofico dei bacini interessati e 
costituisce un processo irreversibile. Può avere luogo come risposta di un 
ambiente acquatico all'aumento degli apporti di materia organica o di composti 
di azoto e fosforo per fenomeni di erosione, dilavamento, percolazione. Mano a 
mano che gli elementi nutritivi arrivano, la successione ecologica fa sì che il 
bacino diventi palude, quindi prateria finché, infine, si instaura la foresta.
7 
 
Figura 2 - Schema semplificato del fenomeno eutrofizzazione: i sali di fosforo e azoto 
comportano un incremento di nutrienti nei sedimenti e quindi un eccessivo sviluppo algale. 
L’elevata produzione di biomassa induce un maggior consumo di ossigeno per la 
decomposizione aerobica portando così all’instaurarsi di un ambiente anossico, specialmente 
nell’ipolimnio. Ciò causa forti cambiamenti dei prodotti del metabolismo fino ad arrivare alla 
degradazione generale delle acque
4
.  
 
L’eutrofizzazione artificiale, di origine antropica, avviene su una scala 
temporale più breve, anche pochi decenni, con modificazioni dell'ambiente 
dovute ai conseguenti processi di decomposizione della massa algale, con 
modificazioni del corpo idrico che pregiudicano, lo vedremo, la sua 
utilizzazione. Il processo può essere recuperabile nel caso di condizione dovute, 
per esempio, a scarichi civili e zootecnici non depurati o depurati male, acque 
drenate da terreni altamente fertilizzati che creano una situazione patologica 
ma ancora modificabile, oppure irrecuperabile quando nel mezzo limnico si 
creano le condizione che porteranno poi al fenomeno della successione. 
L’eutrofizzazione interessa qualsiasi bacino idrico a debole ricambio tra cui si 
identificano, oltre ai laghi, anche bracci di mare relativamente chiusi (baie e 
lagune) e anse di fiumi.  
 
                                                           
4
 http://www.provincia.va.it/ente/energia/1.%20CENNI_TEORICI_L%27EUTROFIZZAZIONE.pdf
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1.3 Fioriture algali: ruolo dell’eutrofizzazione  
 
Le alghe sono organismi prevalentemente unicellulari, autotrofi, che si 
sviluppano tramite scissione binaria e che accumulano energia attraverso il 
meccanismo della fotosintesi clorofilliana:  
aCO
2
+ bH
2
O +cNO
3
 +dPO
4
3-
 + λ → C
a
 H
2b
N
c
 P
d
 O
b
 + z6O
2 
dove λ rappresenta l’energia solare, indispensabile per il processo di crescita.  
Il fabbisogno dei tre elementi fondamentali (carbonio, azoto e fosforo) è 
stimato, per le alghe più diffuse, come segue
5
:  
 alghe azzurre (cianoficee): C/N/P = 61/9/1 in peso 
 alghe verdi (cloroficee): C/N/P = 138/10/1 in peso 
In acqua è sufficiente la carenza di uno solo dei tre elementi perché la crescita 
cellulare risulti limitata.  
Il carbonio non costituisce praticamente mai un fattore limitante, perché è 
largamente sovrabbondante in tutte le acque naturali data la cospicua presenza 
di CO
2
 disciolta dall’aria, di bicarbonati, di CO
2
 prodotta da reazioni di 
biodegradazione naturale in acqua.  
Relativamente all’assorbimento degli altri 2 elementi (azoto e fosforo):  
 il fosforo viene assimilato dalle alghe solo come ortofosfato (PO
4
3-
); 
 l’azoto viene assimilato sia come nitrato (NO
3
-) che come ione ammonio 
(NH
4
+).  
Nel semplificare il naturale andamento di questi elementi organici si fa ricorso 
allo schema delle catena trofica. Come è noto, in un lago le alghe costituiscono 
il primo anello della catena alimentare e quindi alimento per lo zooplancton 
(consumatore primario) che a sua volta costituisce il cibo per il necton (i pesci).  
Tutti i vari organismi indicati, una volta esaurito il proprio ciclo vitale, decadono 
sul fondale. I microrganismi presenti nei sedimenti degradano la sostanza 
organica rendendo in tal modo disponibili N e P. Ciò determina una maggiore 
                                                           
5
 http://www3.uninsubria.it/uninsubria/allegati/pagine/5114/eutrofizzazione.pdf