Tutela delle aree umide: la laguna di Orbetello come caso di studio

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1 Tutela delle aree umide: la laguna di Orbetello come caso di studio Progetto per il potenziamento dello studio delle materie scientifiche nell istruzione secondaria superiore RESPONSABILE: Prof.ssa Barbara Pasti, docente di scienze naturali, chimica e geografia del Liceo Scientifico G.Marconi di Grosseto SUPERVISORE SCIENTIFICO: Monia Renzi, PhD Student, Ricercatore presso il Polo Universitario Grossetano (Centro Ricerche Ecolab). INTRODUZIONE Nel corso degli ultimi anni, in seno ai principali Paesi industrializzati, è andato progressivamente crescendo l interesse sociale nei confronti delle discipline scientifiche. Tale interesse è focalizzato principalmente verso i molteplici risvolti applicativi delle nuove tecnologie, nelle quali l opinione pubblica, in parte per reazione ad un certo stimolo operato dai mass-media, tende ad individuare il motore dello sviluppo delle attività economiche, tradizionalmente correlato con il miglioramento della qualità della vita. Non meno importante è tuttavia il ruolo che queste stesse discipline possono svolgere nei confronti dei numerosi effetti collaterali negativi che fatalmente accompagnano lo sviluppo economico. In particolare esse forniscono gli strumenti per individuare, caratterizzare e talora quantificare la degenerazione dell ecosistema indotta dalle attività umane.

2 L informazione, la formazione e l educazione ambientale sono terreni di attività trasversale su cui convergono la progettualità della scuola e del mondo della ricerca, l offerta sempre più articolata degli enti di gestione delle aree protette terrestri e delle riserve marine, l impegno del mondo del volontariato. Nel corso degli ultimi anni anche le Amministrazioni locali, le Regioni, il Ministero dell Ambiente; sono intervenuti in modo incisivo affinché queste attività di formazione e di educazione assumessero un ruolo di supporto nelle strategie di intervento in campo ambientale. Un ruolo di primaria importanza nello sviluppo dell interesse nei confronti delle scienze ambientali, della tutela del territorio, dello sviluppo di attività economiche ecologicamente sostenibili può essere svolto dalla scuola che si pone come intermediaria tra le istituzioni scientifiche e il più generale contesto della società civile. Le scienze ambientali costituiscono una branca della scienza che racchiude in sé numerose discipline (botanica, zoologia, biologia cellulare, etologia, ecologia, chimica, tossicologia, igiene, ecc.) e che riveste oggi un importante ruolo applicativo. Infatti mediante approcci multidisciplinari è possibile effettuare indagini ambientali complesse in grado di determinare lo stato trofico di uno specifico ecosistema, valutare l entità di impatti antropici ai quali esso è eventualmente sottoposto, effettuare ipotesi predittive sull evolversi nel tempo delle condizioni attuali, pianificare attività di recupero di aree compromesse ed infine elaborare programmi di gestione e sfruttamento compatibile della risorsa. Questo approccio consente di pianificare in rapporto alle esigenze sia naturali che economiche presenti in loco, piani di sviluppo e gestione delle

3 risorse compatibili con l ambiente che consentano di ottenere benefici economici dalle risorse presenti. Allo stesso tempo è opportuno favorire il mantenimento a lungo termine della buona qualità della risorsa naturale in modo che i benefici ottenuti siano perpetuabili e che lo sfruttamento non provochi degrado ambientale. Tali esigenze sono tanto più importanti nelle aree in cui l ambiente naturale costituisce esso stesso la principale risorsa economica, di modo che la conservazione di un certo livello di qualità viene ad essere presupposto irrinunciabile per la perpetuazione delle attività produttive. Proprio la Toscana, e la Maremma in particolare, rappresenta l ambiente più idoneo per questo approccio. La maggiore risorsa economica locale è infatti costituita dalla bellezza dei suoi paesaggi naturali e dall unicità degli ecosistemi presenti. In particolare la laguna di Orbetello, dichiarata dalla convenzione Ramsar patrimonio dell umanità, rappresenta una risorsa da salvaguardare. L interesse nei suoi confronti è dovuto al fatto che essa costituisce un eccezionale sito di interesse ambientale ma anche una zona di interesse turistico ed economicamente produttiva grazie alla presenza di attività commerciali ed industriali (itticolture, molluschicolture) che garantiscono sbocchi occupazionali e fonte di reddito per la popolazione locale residente. ATTIVITA DEL LICEO SCIENTIFICO I corsi curriculari tradizionali del Liceo Scientifico non sempre hanno risposto alle aspettative e curiosità dei giovani. Nonostante ciò oltre un terzo degli alunni diplomati presso questo Liceo si iscrive a facoltà universitarie scientifiche.

4 La stressa Università Grossetana ha dimostrato un attenzione particolare alla cultura scientifica, potenziando lo studio delle discipline scientifiche sia proponendo master universitari (BIOGEFCO, Master in gestione delle Aree Marine Protette) sia l avvio di corsi di laurea sia istituendo ad Orbetello un centro di ricerche universitario (ECOLAB) focalizzato sull ecologia lagunare, pesca ed acquacoltura. Attenti alle necessità e curiosità riscontrate nei giovani, gli insegnanti di scienze naturali del Liceo Scientifico hanno proposto e attuato come offerta formativa nell A.S. 2002/03 un corso dove l insegnamento delle discipline naturalistiche è notevolmente potenziato; infatti lo studio delle scienze inizia già nella classe prima con tre ore settimanali per proseguire con un incremento di due ore nella classe seconda e di un ora in terza, quarta e quinta. Nel corso degli scorsi anni scolastici è stato iniziato un iter formativo partendo dalla classe prima attuando il progetto Tutela delle arre umide: la laguna di Orbetello come caso di studio, con uscite nel territorio, avvalendosi della supervisione Scientifica di un Ricercatore Universitario e della collaborazione di esperti esterni del Dipartimento di Scienze Ambientali G. Sarfatti dell Università degli Studi di Siena. Il progetto ha riscosso notevole interesse e successo è stato riproposto nel corso degli A.S. 2003/04; 2004/05 aprendolo ad altre scuole e realizzando un Progetto integrato finanziato dalla amm.ne Provinciale di Grosseto. Questo nuovo Progetto integrato ha riscosso un successo di gran lunga superiore alle attese. I ragazzi coinvolti hanno partecipato con interesse a tutte le attività proposte nonostante il significativo impegno richiesto per la loro realizzazione. In particolare sono risultati molto proficui la realizzazione della

5 interconnessione delle scuole partecipanti al Progetto Integrato mediante una rete telematica e l elaborazione del CD contenente tutto il materiale acquisito dalle singole scuole ed elaborato dai ragazzi con il supporto di esperti del settore provenienti dall Università degli Studi di Siena. Infatti queste attività, oltre ad aver riscosso un notevole consenso da parte dei ragazzi, hanno consentito di potenziare la didattica e di favorire la comunicazione, la socializzazione, lo scambio culturale tra i ragazzi. I risultati ottenuti nel corso del Progetto Integrato sono stati resi pubblici durante la manifestazione conclusiva effettuata nel mese di maggio. Anche questo anno, l amm.ne Provinciale, data la notevole valenza didattica del Progetto Integrato, ha deciso di stanziare un nuovo finanziamento consentendo il proseguimento delle attività iniziate. Il Liceo Scientifico propone il presente progetto didattico per le classi 1, 2 e 3 e 4 dell indirizzo Bioscientifico. OBIETTIVI Questo progetto si propone di fornire agli studenti un approccio nuovo alle scienze ambientali. Infatti partendo dallo studio diretto di un ecosistema tra i più importanti d Europa e a loro molto familiare, quale la laguna di Orbetello si punterà allo sviluppo della conoscenza delle tecniche di base di laboratorio e delle norme di sicurezza, nonché delle procedure analitiche che consentono la valutazione dello stato trofico attuale di questa area. Infine, sulla base dei risultati ottenuti, si procederà alla analisi dettagliata delle perturbazioni antropiche che interessano l area, delle realtà economiche e sociali presenti (ittiocolture, turismo, ecc.) e si tenterà di valutare le possibili operazioni di

6 ripristino effettuabili in laguna. Lo studio punterà inoltre ad evidenziare il ruolo fondamentale dell acqua per le vita sulla Terra, gli effetti indotti dalla sua contaminazione o inquinamento e come le attività umane possono interferire modificando la qualità della risorsa. Tramite test di tossicità acuta effettuati su stadi sensibili del riccio di mare (Paracentrotus lividus) endemico del Mediterraneo, saranno valutati gli effetti tossici indotti dall esposizione ad alcuni contaminanti ambientali. Il progetto coinvolge le classi prima, seconda, terza e quarta della sezione bioscientifico del Polo Liceale grossetano ed è articolato in 4 fasi successive. Quest anno sarà introdotto per le classi prime lo studio della Diaccia Botrona allo scopo di iniziare un iter conoscitivo nuovo che, sulla base dei risultati acquisiti dai tre anni di studi svolti dagli alunni nella Laguna di Orbetello consenta di effettuare indagini comparative tra i due ecosistemi lagunari facendone emergere peculiarità e differenze. La prima fase verrà svolta come è già stato fatto negli scorsi anni, e consentirà agli studenti di acquisire familiarità con le tecniche di indagine ambientale e di prendere contatto con l ecosistema oggetto di studio (Diaccia Botrona). La seconda fase da svolgere nelle classe seconda, prevedrà, come per lo scorso anno scolastico, la conoscenza diretta delle realtà economiche che insistono su quest area mediante visite guidate agli impianti di ittiocoltura, molluschicoltura, l acquisizione di nozioni di anatomia e genetica, lo sviluppo di approcci ecocompatibili. Per la terza classe (fase terza) si propone uno studio di tipo zoologico e botanico. La classe terza, già familiare con l ecosistema lagunare, sarà invitata

7 ad effettuare studi delle principali biocenosi vegetali ed animali che caratterizzano la laguna di Orbetello allo stato attuale elaborando possibilmente mappe di distribuzione di tipo puramente qualitativo nelle quali visualizzare le diverse associazioni riscontrate sperimentalmente. Per la quarta classe (fase quarta) si propone invece uno studio approfondito della chimica ambientale. In particolare si affronteranno i concetti di contaminazione, impatto ambientale, sostanze di tipo xenobiotico, trasferimento dei contaminanti dall ambiente agli organismi in funzione delle loro proprietà chimiche, tossicologia delle molecole di sintesi e delle sostanze inorganiche, distribuzioni dei contaminanti nell ecosistema, tecniche di misurazione dei contaminanti organici ed inorganici nelle matrici ambientali, tecniche di disinquinamento dei siti, biorimediazione. Tutte le classi saranno supportate da specialisti operanti direttamente nel settore della ricerca scientifica, da tecnici di laboratorio e potranno contattare direttamente le aziende di produzione visionando le metodiche di allevamento, valutando gli impatti in laguna e le opere poste in atto, sia da privati che dagli enti pubblici, per contenere gli effetti sull ambiente prodotti da queste attività. Tutte le classi realizzeranno un elaborato corredato anche da immagini fotografiche delle uscite sul campo che verrà integrato in un unico prodotto volto alla ricostruzione della storia, dell ecologia e della gestione nel tempo di questo delicato ecosistema che potrà eventualmente essere messo a disposizione delle altre scuole della Provincia. Questo anno scolastico, in particolare, saranno selezionati dai Ricercatori del Centro Ricerche Ecolab due tra i migliori studenti della classe quarta che potranno usufruire di un periodo di stage gratuito della durata di 15 giorni

8 presso il centro. DETTAGLIO DELLE ATTIVITA Nell ambito del Progetto finanziato dalla Provincia di Grosseto, è previsto lo svolgimento di 25 ore di attività pratico-teoriche suddivise in uscite sul campo e stage di laboratorio per la classe prima A ad indirizzo bioscientifico, 50 ore per la classe seconda A ad indirizzo bioscientifico, 33 ore per la classe terza A ad indirizzo bioscientifico, 50 ore per la classe quarta A ad indirizzo bioscientifico. Le attività teoriche e pratiche verranno svolte nel periodo compreso tra novembre 2005 e marzo 2006; il mese di aprile sarà dedicato all elaborazione dei dati prodotti per concludere le attività nel mese di maggio con la manifestazione finale nel corso della quale sarà presentato il CD-ROM contenente i risultati ottenuti dagli studenti con le loro attività. Parte delle Attività saranno effettuate di concerto con l Accademia Mare Ambiente che offrirà ore di docenza e Professionalità. In dettaglio si riporta a seguito il programma delle attività previsto per le 4 classi coinvolte: Classe 1 A sperimentale bioscientifico Totale ore di attività: 25 Nella classe prima sperimentale in bioscientifico vengono sviluppati sia teoricamente che mediante esercitazioni pratiche i seguenti concetti:

9 Norme comportamentali in laboratorio, padronanza degli strumenti per la realizzazione delle analisi chimiche di matrici ambientali, in particolare di acqua. Importanza ecologica dell acqua, caratteristiche chimico-fisiche dell acqua di mare, di laguna, di fiume, importanza di alcuni parametri nella stima del carico trofico delle acque, fenomeni di eutrofizzazione, attività umane eutrofizzanti (il caso specifico degli impianti di allevamento ittico intensivo), sistemi di fitodepurazione e strategie di rimozione dei nutrienti dalle acque. Strumenti per le indagini in campo ambientale, lo spettrofotometro. Tecniche di campionamento delle matrici ambientali, stima di alcuni parametri chimico-fisici tramite sonde in situ (ph, salinità, ossigeno disciolto, torbidità, caratteristiche organolettiche). Quantificazione di alcuni parametri nei campioni di acqua prelevati durante la campagna di campionamento (clorofilla, sostanza sedimentabile totale, nutrienti in soluzione). Effetti indotti dalla presenza di contaminanti nelle acque su stadi sensibili del ciclo vitale di organismi acquatici, introduzione ai saggi di tossicità acuta, analisi quali-quantitativa, approccio alla LOEL e NOEC. In Tabella 1 si riporta un sunto delle attività che verranno svolte, evidenziando le ore di attività previste per lo svolgimento delle stesse ed il periodo in cui si prevede lo svolgimento delle stesse per la classe 1 A.

10 Attività Classe 1 A Introduzione teorica alle tecniche analitiche utilizzate Campionamento di acqua nella Diaccia Botrona Visita ai laboratori di Ecologia Lagunare della Laguna di Orbetello per la misurazione di parametri chimico-fisici delle acque Allestimento di test di tossicità acuta su stadi sensibili di organismi marini. Elaborazione dei risultati ottenuti dalle analisi condotte Ore totali Esterno Fondo istituto Prof. A.M. Ceccherini Docente Interno (2 Prof. A.M. Ceccherini Docente Interno (6 Accademia Mare Ambiente Dott. A. Giovani Docente esterno (5 Dott. A. Giovani Docente esterno (8 Dott. A. Giovani Docente esterno (4 Totale Ore Classe 2 A sperimentale bioscientifico Totale ore di attività: 50 Nella classe seconda sperimentale in bioscientifico vengono sviluppati sia teoricamente che mediante esercitazioni pratiche i seguenti concetti: Gli ecosistemi critici con particolare riguardo per gli ambienti lagunari, fluttuazioni dei principali parametri che caratterizzano gli ecosistemi lagunari, adattamenti evolutivi delle specie autoctone a condizioni ostili, effetti delle attività antropiche sugli ecosistemi eutrofici con particolare riguardo per gli impianti di allevamento ittico intensivo. Struttura ed attività di un impianto di allevamento ittico intensivo, il caso specifico dell impianto di Nassa. Nozioni di ecologia degli ecosistemi marini e degli ecosistemi critici,

11 biodiversità. Cenni di anatomia, sviluppo, riproduzione e patologie dei pesci di interesse commerciale. Cenni di genetica, applicazioni di biologia molecolare al prodotto ittico, tutela della biodiversità intraspecifica. Visita all acquario di Porto Santo Stefano. Tecniche di fitodepurazione e di abbattimento del carico trofico aggiuntivo, visita ai moduli sperimentali di fitodepurazione attivati presso l impianto ittiogenetico di Nassa. In Tabella 2 si riporta un sunto delle attività che verranno svolte, evidenziando le ore di attività previste per lo svolgimento delle stesse ed il periodo in cui si prevede lo svolgimento delle stesse per la classe 2 A.

12 Attività Classe 2 A Introduzione teorica alle tecniche analitiche utilizzate Anatomia dei pesci di interesse commerciale, allestimento di vetrini istologici, osservazione di tessuti su preparati istologici Visita all'impianto di allevamento ittico "Nassa" Biologia molecolare applicata al prodotto ittico Tecniche di prelievo e qualità del prodotto, Normative sul lavoro, Ore totali ISO e sicurezza alimentare HACCP 5 Elaborazione dei risultati ottenuti dalle analisi condotte Esterno Interno Prof. A.M. Ceccherini Docente interno (2 Prof. A.M. Ceccherini Docente Interno (7 Prof. A.M. Ceccherini Docente Interno (5 Prof. A.M. Ceccherini Docente Interno (5 Accademia Mare Ambiente Dott. M. De Pirro Docente esterno (7 Dott. E. Pecchioli Docente esterno (5 3 Dott. Daniele (3) 6 Prof. A.M. Ceccherini Docente Interno (5 Prof.A.M. Ceccherini Docente Interno (6 Dott.ssa Amanda Tiribocchi (5 Totale Ore Classe 3 A sperimentale bioscientifico Totale ore di attività: 33 Nella classe terza sperimentale in bioscientifico vengono sviluppati sia teoricamente che mediante esercitazioni pratiche i seguenti concetti: Zoologia generale e sistematica, con particolare riguardo per la fauna marina ad invertebrati e pesci. Adattamenti evolutivi delle specie sia vegetali che animali lagunari a condizioni ambientali ostili.

13 Ecologia di comunità: biodiversità e reti ecologiche. Uscite in laguna per la valutazione diretta delle biocenosi animali e vegetali, campionamenti degli organismi. Classificazione in laboratorio del materiale raccolto. Elaborazione di una mappatura, quanto più rigorosa possibile, delle biocenosi osservate. In Tabella 3 si riporta un sunto delle attività che verranno svolte, evidenziando le ore di attività previste per lo svolgimento delle stesse ed il periodo in cui si prevede lo svolgimento delle stesse per la classe 3 A. Attività Classe 3 A Introduzione teorica alle tecniche analitiche utilizzate Ore totali Uscite in laguna e campionamenti 5 Osservazione e classificazione del materiale campionato (macrozoobenthos) Sedimentologia e tecniche di analisi dei sedimenti Osservazione e classificazione del materiale campionato (alghe) Elaborazione dei risultati ottenuti dalle analisi condotte Esterno Dott. A. Giovani Docente esterno (8 Interno Prof. B. Pasti Docente Interno (10 Prof. B. Pasti Docente Interno (6 Prof. B. Pasti Docente Interno (8 Prof. B. Pasti Docente Interno (2 Accademia Mare Ambiente Dott. T. Caruso Docente esterno (2 Dott. T. Caruso Docente esterno (5 Dott. T. Caruso Docente esterno (10 Dott. R. Roffilli docente esterno (6 Dott. T. Caruso Docente esterno (2 Totale Ore

14 Classe 4 A sperimentale bioscientifico Totale ore di attività: 50 Nella classe quarta sperimentale in bioscientifico vengono sviluppati sia teoricamente che mediante esercitazioni pratiche i seguenti concetti: Nozioni di chimica ambientale; Introduzione ai concetti di: contaminazione, impatto ambientale, sostanze di tipo xenobiotico, trasferimento dei contaminanti dall ambiente agli organismi in funzione delle loro proprietà chimiche, tossicologia delle molecole di sintesi e delle sostanze inorganiche, distribuzioni dei contaminanti nell ecosistema; Tecniche di misurazione dei contaminanti organici ed inorganici nelle matrici ambientali; Tecniche di analisi Microbiologica; Tecniche di disinquinamento dei siti contaminati; Tecniche di biorimediazione; Visita al centro Ecolab per la realizzazione pratica dei concetti studiati. In Tabella 4 si riporta un sunto delle attività che verranno svolte, evidenziando le ore di attività previste per lo svolgimento delle stesse ed il periodo in cui si prevede lo svolgimento delle stesse per la classe 4 A.

15 Attività Classe 4 A Ore totali Introduzione teorica ai concetti sviluppati 10 Esterno Dott.ssa Monia Renzi Docente esterno (10 Interno Accademia Mare Ambiente Laboratorio presso il centro Ecolab 16 Dott.ssa Monia Renzi Docente esterno (10 Dott.ssa Margherita Volterrani (3 Dott.ssa E. Franchi (3 Prof. B. Pasti Docente Interno (6 Introduzione teorica ai concetti sviluppati 10 Introduzione teorica ai concetti sviluppati 8 Dott.ssa Monia Renzi Docente esterno (10 Dott.ssa Milva Pepi Docente esterno (6 Dott.ssa Monia Renzi Docente Esterno (2 Laboratorio presso il centro Ecolab 6 Dott.ssa Milva Pepi Docente esterno (6 Prof. B. Pasti Docente Interno (6 Totale Ore