BILANCIO DI AZOTO E FOSFORO DA IMPIANTI DI ACQUACOLTURA IN AMBIENTE MARINO

Autori: 
Giovanna Marino, Paolo Tomassetti
Immagine abstract
Abstract: 
L'indicatore fornisce una stima dell'apporto e della sottrazione di azoto e fosforo, operata rispettivamente dai pesci e dai mitili nell'ambiente costiero in cui si svolgono le attività di acquacoltura. Il bilancio tra l’immissione di nutrienti da parte dei pesci allevati e la sottrazione da parte dei molluschi consente di stimare, a livello regionale, il contributo quantitativo netto dell'acquacoltura nei processi trofici lungo le coste italiane. Nel 2018, la stima del bilancio di azoto e fosforo derivante dalle attività di allevamento intensivo di specie ittiche e di mitili evidenzia, a livello nazionale, un aumento dell'apporto di nutrienti rispetto al 2016 dovuto all'incremento della produzione di pesci allevati; una diminuzione della sottrazione di tali nutrienti rispetto al 2016, dovuta al decremento della produzione di mitili allevati. A livello regionale, in Emilia-Romagna, Abruzzo, Molise e Marche la sottrazione di azoto e fosforo, operata dai mitili, è maggiore dell’immissione di nutrienti operata dai pesci
Descrizione: 
L'acquacoltura intensiva di specie ittiche in ambienti di transizione e in aree marino costiere produce l’immissione o la sottrazione di nutrienti, composti a base di azoto e fosforo. L’immissione di nutrienti nell’ambiente avviene attraverso il rilascio di rifiuti, quali mangime non ingerito, prodotti di escrezione metabolica e feci. I rifiuti possono essere di natura organica, in forma solida e/o disciolta, e di natura inorganica, composti in gran parte da carbonio, azoto e fosforo. Nel caso in cui il rilascio di questi composti nell'ambiente superi la capacità naturale di assimilazione di un ecosistema, possono verificarsi delle alterazioni nell’ecosistema ricevente, in particolare nella colonna d’acqua e nei sedimenti. I fenomeni sono solitamente localizzati e di entità modesta, sebbene in alcuni casi e in particolari condizioni ambientali e d’allevamento possano generarsi fenomeni di eutrofizzazione, di riduzione dell'ossigeno disciolto e alterazioni della biodiversità su scala locale. La sottrazione di azoto e fosforo è operata dall'allevamento di molluschi bivalvi, mitili, che, utilizzando come risorsa trofica i nutrienti presenti nella colonna d'acqua ne determinano la loro riduzione. L’indicatore fornisce una stima dell'apporto o della sottrazione di azoto e fosforo operata rispettivamente dai pesci e dai mitili nell'ambiente costiero in cui si svolgono le attività di allevamento. L’indicatore è elaborato su base regionale, ma la metodologia può essere applicata in zone marino costiere dove coesistono allevamenti di pesci e molluschi. Le elaborazioni si riferiscono a tutte le 14 regioni marino-costiere. L'indicatore è applicabile anche in contesti locali e in Zone marine Assegnate per l'Acquacoltura (AZA).
Scopo: 
Fornire una stima del contributo all'arricchimento organico nella fascia costiera prodotto dall'acquacoltura marina. Il bilancio tra l’immissione di nutrienti da parte dei pesci allevati e la sottrazione da parte dei molluschi consente di stimare, a livello regionale, il contributo quantitativo netto dell'acquacoltura nei processi trofici lungo le coste italiane.
RILEVANZA - L'indicatore: 
È di portata nazionale oppure applicabile a temi ambientali a livello regionale ma di significato nazionale
È in grado di descrivere il trend senza necessariamente fornire una valutazione dello stesso
È semplice, facile da interpretare
È sensibile ai cambiamenti che avvengono nell’ambiente e/o delle attività antropiche
Fornisce una base per confronti a livello internazionale
MISURABILITÀ - I dati utilizzati per la costruzione dell’indicatore sono/hanno: 
Adeguatamente documentati e di fonte nota
Aggiornati a intervalli regolari e con procedure affidabili
Facilmente disponibili o resi disponibili a fronte di un ragionevole rapporto costi/benefici
Un’ “adeguata” copertura spaziale
SOLIDITÀ - L'indicatore: 
È ben fondato in termini tecnici e scientifici
Presenta attendibilità e affidabilità dei metodi di misura e raccolta dati
Comparabilità nel tempo
Comparabilità nello spazio
Principali riferimenti normativi e obiettivi: 
A livello europeo la normativa non identifica obiettivi comuni e lascia agli Stati membri la definizione di norme mirate al contenimento dell’impatto ambientale da attività d'acquacoltura.
In Italia, il Decreto Legislativo n. 152/2006 recante norme in materia ambientale indica i requisiti che devono avere le acque destinate all’allevamento dei molluschi (art. 87) e stabilisce i limiti di azoto e fosforo (art.101, disciplina degli scarichi) nel caso in cui le acque reflue di un impianto di allevamento ittico con densità di allevamento superiore a 1 kg/m2 o portata d’acqua pari o inferiore a 50 l/s, siano scaricate in aree sensibili (tabelle 1 e 2 dell’Allegato 5 parte terza). Per quanto riguarda gli impianti di acquacoltura in ambienti d'acqua dolce, di transizione o marini, l’art. 111 del D.Lgs. 152/2006 prevede l'emanazione di uno specifico decreto legislativo di competenza del MATTM, di concerto con i Ministri delle politiche agricole e forestali, delle infrastrutture e dei trasporti e delle attività produttive, previa intesa con la Conferenza Stato-Regioni, per individuare i criteri relativi al contenimento dell’impatto sull’ambiente derivante dalle attività di acquacoltura. Ad oggi tale decreto legislativo non è stato ancora emanato e non esiste una legislazione ambientale specifica per le attività d'acquacoltura.
Il D.Ls. 190 del 13/10/2010, che attua la Direttiva Quadro sulla Strategia per l’Ambiente Marino (2008/56/CE), indica come elementi di pressione e impatto l’apporto di azoto e fosforo provenienti dalle attività d’allevamento di pescicoltura e ne prevede, di conseguenza, la stima quantitativa. Pertanto, nel corso delle attività di implementazione della direttiva è prevista l’effettuazione di monitoraggi (Descrittore 5 "Eutrofizzazione"; Piano Operativo delle Attività 2021-2022-2023, D.Lgs. 190/2010) finalizzati alla valutazione dell’arricchimento organico prodotto dagli impianti di acquacoltura da parte dell'ISPRA-SNPA.
DPSIR: 
Pressione
Tipologia indicatore: 
Descrittivo (tipo A)
Riferimenti bibliografici: 
COM (2012) 494 Final. Crescita blu. Opportunità per una crescita sostenibile dei settori marino e marittimo.
COM (2019) 640 final. Il Green Deal europeo.
COM (2020) 381 final. Una strategia “Dal produttore al consumatore” per un Sistema alimentare equo, sano e rispettoso dell’ambiente.
FAO. 2020.The State of World Fisheries and Aquaculture. 2020. Sustainability in action. Rome.
Islam, M.S., 2005, Nitrogen and phosphorus budget in coastal and marine cage aquaculture and impacts of effluent loading on ecosystem: review and analysis towards model development. Marine Pollution Bulletin 50, 48-61.
ISPRA, 2013, Annuario dei dati Ambientali
ISPRA, 2014-2015, Annuario dei dati Ambientali
ISPRA, 2016, Annuario dei dati Ambientali
ISPRA, 2018, Annuario dei dati Ambientali
Lupatsch, I., Kissil, G.W., 1998, Predicting aquaculture waste from gilthead seabream (Sparus aurata) culture using a nutritional approach. Aquatic Living Resources 11: 265-268.
Marino G., Petochi T., Cardia F. (2020). "Assegnazione di Zone Marine per l'Acquacoltura (AZA). Guida Tecnica", 214 p., Documenti Tecnici ISPRA 2020. https://www.isprambiente.gov.it/it/pubblicazioni/documenti-tecnici/assegnazione-di-zone-marine-perlacquacoltura-aza-guida-tecnica
MiPAAF (2014). Piano Strategico per l’Acquacoltura in Italia (2014-2020). pp.282. https://www.politicheagricole.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/8752
Palmerini R., Bianchi C.N., 1994, Biomass measurements and weight-to-weight conversion factors: a comparison of methods applied to the mussel Mytilus galloprovincialis. Mar. Biol., 120: 273-277.
Porrello S., Brigolin D., Marino G., Pastres R., Scardi M., 2013A, Nitrogen and phosphorus load from aquaculture activities. Methodological note as Supporting Documents per l’implementazione italiana della Direttiva 2008/56CE.
Porrello S., Brigolin D., Tomassetti P., Scardi M., Pastres R., 2013B, Stima dei flussi di azoto e fosforo da Maricoltura: applicazione di modelli ad un caso studio (Mar Adriatico). Biol. Mar. Medit., 20(1): 110-111.
Programma operativo del FEAMP 2014-2020. https://www.politicheagricole.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/8752
Smaal A.C., Vonck A.P.M.A., 1997, Seasonal variation in C, N and P budgets and tissue composition of the mussel Mytilus edulis. Mar. Ecol. Prog. Ser., 153: 167-179.
Limitazioni: 
-
Ulteriori azioni: 
Nel nuovo ciclo di Programmi di Monitoraggio della Strategia Marina (annualità 21-22-23) sono pianificate indagini ambientali in 11 aree marine occupate da impianti d'acquacoltura. I protocolli di monitoraggio sono finalizzati a valutare l'arricchimento organico prodotto dagli impianti di acquacoltura nelle aree d'allevamento e stimare il contributo dell'acquacoltura all' "Eutrofizzazione" (Descrittore 5). I risultati di questi monitoraggi saranno utilizzati per validare e affinare il modello di calcolo utilizzato per la stima del bilancio di nutrienti nel presente indicatore.
Frequenza rilevazione dati: 
Annuale
Accessibilità dei dati di base: 
I dati di produzione sono quelli censiti dal MIPAAF ai sensi del Regolamento (CE) n. 762/2008 per l’annualità 2018, rivisti per alcune voci sulla base di censimenti delle Associazioni di produttori, API e AMA. I dati sono pubblicati in forma aggregata su Eurostat.
Fonte dei dati di base: 
Associazioni di categoria
MIPAAF (Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali)
Descrizione della metodologia di elaborazione: 
Per la stima dell'immissione/sottrazione di azoto e fosforo sono stati usati modelli matematici che si basano sulla fisiologia degli organismi allevati, ovvero sulle percentuali di nutrienti che, forniti come mangime o presenti nella colonna d'acqua, vengono utilizzati per l'accrescimento o dispersi nell'ambiente. Attualmente tali modelli sono disponibili per le due specie marine allevate più importanti per produzioni in termini di produzione nazionale, ovvero l’orata (Sparus aurata) e la spigola (Dicentrarchus labrax). Per il calcolo delle quantità di composti organici e inorganici rilasciati a seguito delle attività di allevamento per queste due specie, sono stati utilizzati i modelli indicati da Lupatsch et al. (1998) e da Islam (2005). Tali modelli consistono in equazioni che mettono in relazione, mediante una semplice regressione lineare basata su precedenti studi, il
rilascio di azoto e fosforo per tonnellata di peso fresco prodotto con il fattore di conversione (FCR) medio ovvero il rapporto tra quantità di alimento fornito e incremento ponderale degli organismi allevati. Per la stima delle immissioni, poiché il FCR è un elemento centrale, sono stati adottati valori differenziati specie per specie, adottando un valore medio affiancato da un valore minimo ed uno massimo stimati per ciascuna specie. Ciò ha consentito di costruire un intervallo fiduciale della retta di regressione e quindi di ottenere un intervallo di stima per ciascun valore della variabile indipendente, ovvero del fattore di conversione (FCR). Per la stima della sottrazione di nutrienti da parte dei molluschi allevati, le stime si riferiscono esclusivamente al mitilo (Mytilus edulis) e sono stati presi in considerazione le relazioni indicate da Palmerini e Bianchi (1994) e Smaal e Vonck (1997). Tali stime consistono in equazioni che consentono di calcolare il contenuto medio di azoto e fosforo per unità di biomassa allevata. Gli elementi necessari alla stima sono la conversione da peso fresco (WW) a peso secco senza ceneri (AFDW) e la successiva conversione da AFDW a DFW, ovvero a peso secco senza la conchiglia, e da DFW a quantità di azoto e fosforo.
La descrizione del modello e la sua applicazione sono contenute in Porrello et al. (2013A-B).
Core set: 
SDGs Indicators
Periodicità di aggiornamento: 
Annuale
Copertura spaziale: 
Regioni costiere 14/14
Copertura temporale: 
2018
I dati sono raccolti ed elaborati per tutte le 14 regioni marino costiere italiane e forniscono una stima delle immissioni/sottrazioni di nutrienti d'acquacoltura nell'ambiente marino costiero. Il dato è di facile interpretazione in quanto consiste in una stima diretta della pressione (arricchimento organico) per la produzione di specie ittiche e un bilancio netto quando sono calcolate le tonnellate di azoto e fosforo utilizzate dai mitili allevati e sottratte nell'ambiente marino-costiero. L'indicatore considera tre specie (spigola, orata e mitilo) che rappresentano il 70,8% dell'acquacoltura marina nazionale e fornisce quindi una stima robusta per il comparto produttivo marino.
L'indicatore è sensibile alle variazioni dovute da attività antropica, perché si basa proprio sulle variazioni delle attività d'allevamento e dei volumi di produzione di pesci e di molluschi e il relativo bilancio di azoto e fosforo. L'indicatore è confrontabile a livello del Mediterraneo, infatti tutti i paesi del bacino raccolgono dati tecnico produttivi e ambientali sull'allevamento delle tre specie principali dell'acquacoltura.
Stato: 
Medio
Descrizione/valutazione dello stato: 
La situazione ambientale è da considerare stazionaria. Nel 2018 il bilancio netto di azoto e fosforo, a livello nazionale, è rispettivamente di 1.218 e 249 tonnellate per anno, con una sottrazione operata dai mitili di quasi il 25% del bilancio di azoto e del 10% del bilancio di fosforo.
Trend: 
Stabile
Descrizione/valutazione del trend: 
Tra il 2016 e il 2018 l'immissione di nutrienti provenienti dall'allevamento di specie ittiche è aumentata del 14%, mentre la sottrazione di nutrienti effettuata dall'allevamento di mitili è diminuita di circa il 2,3%. Tale variazione è da considerarsi non rilevante in un bilancio ambientale marino (Descrittore 5, Strategia Marina), anche considerato lo scarso apporto di nutrienti provenienti da fonti d'acquacoltura rispetto ad altre fonti antropiche. Si sottolinea l'importanza di sviluppare e incentivare sistemi d'acquacoltura sostenibili e in grado di fornire servizi ecosistemici, come nel caso dei molluschi bivalvi.
Commenti: 
Nel 2018, si rileva che gli apporti di azoto e fosforo da allevamenti ittici, a livello nazionale, sono rispettivamente di 1.610 e 276 tonnellate per anno, mentre la sottrazione operata dai mitili allevati è, rispettivamente, di 392 e 27 tonnellate per anno di azoto e fosforo. Da ciò deriva che nel 2018 il bilancio netto di azoto e fosforo, a livello nazionale, è pari, rispettivamente, a 1.218 e 249 tonnellate per anno, con una sottrazione operata dai mitili di quasi il 25% del bilancio di azoto e del 10% del bilancio di fosforo.
Nel 2017 il presente indicatore non è stato rilevato né pubblicato, pertanto la comparazione dei dati si riferisce alla prima annualità disponibile ovvero al 2016. Rispetto al 2016 si rileva un incremento dell’apporto di azoto da allevamenti ittici di circa 207 tonnellate per anno; nel 2016 l’azoto totale era di 1403 tonnellate e nel 2018 di 1610; analogamente il fosforo da allevamenti ittici è aumentato di 32 tonnellate per anno, da 244 tonnellate nel 2016 a 276 tonnellate nel 2018. La sottrazione di azoto e fosforo operata dai mitili allevati risulta nel 2018 diminuita di 9 e 0,62 tonnellate rispetto al 2016, con una riduzione pari a - 2,2% per azoto e fosforo. Il bilancio netto a livello nazionale è quindi di circa +198 tonnellate di azoto immesso nell’ambiente dalle attività di acquacoltura in ambiente marino nel 2018 rispetto al 2016 e di +31,38 tonnellate di fosforo.
Il dato è stato elaborato su base regionale, per le 14 regioni italiane che ospitano impianti d’acquacoltura marina. Il dato relativo all’allevamento ittico risulta accorpato per entrambe le tipologie di allevamento, ovvero le attività condotte in gabbie in mare e quelle localizzate a terra, lungo la fascia costiera. I dati relativi ai mitili si riferiscono alla pratica di allevamento più adottata in Italia, che è quella con filari in sospensione nella colonna d'acqua. Per quanto riguarda i pesci, la Toscana è la regione con la più alta immissione di azoto e fosforo da impianti di acquacoltura, l’Emilia-Romagna è quella con il bilancio più favorevole per il minore apporto (Tabella 1). Nelle regioni Marche, Abruzzo e Molise non sono presenti impianti di allevamento di specie ittiche. Le maggiori produzioni di mitili, e di conseguenza le più alte quantità di azoto e fosforo sottratte dall'ambiente marino, sono state misurate in Emilia-Romagna mentre la minore sottrazione di azoto e fosforo è stata registrata in Abruzzo. In Toscana e Calabria non sono presenti allevamenti di mitili (Tabella 1). Nelle regioni Molise, Abruzzo, Marche ed Emilia-Romagna si osserva un bilancio con sottrazione di azoto e fosforo dovuta alle consistenti produzioni di mitili rispetto a quelle di pesci. Nelle regioni Toscana, Lazio, Sicilia, Sardegna, Puglia, Liguria, Veneto, Friuli-Venezia Giulia, Campania e Calabria il bilancio totale netto rileva una più elevata immissione di azoto e fosforo, per la maggiore produzione di pesci allevati (Figure 1 e 2).
  • Titolo Figura 1: Bilancio di azoto (2018)
    Fonte Elaborazione ISPRA su dati MIPAAF-Unimar (2018)

  • Titolo Figura 2: Bilancio di fosforo (2018)
    Fonte Elaborazione ISPRA su dati MIPAAF-Unimar (2018)

  • Titolo Tabella 1: Quantità di azoto e fosforo (t/anno) da impianti di acquacoltura in ambiente marino (2018)
    Fonte Elaborazione ISPRA su dati MIPAAF-Unimar (2018)

    Organismi allevati PESCI MITILI
    Azoto Fosforo Azoto Fosforo
    Veneto 76.2 13.1 −60.642 −4.174
    Friuli Venezia Giulia 51.8 8.8 −16.829 −1.158
    Liguria 133.4 22.9 −12.225 −0.841
    Emilia Romagna 18.8 3.1 −133.669 −9.202
    Toscana 452.7 77.8 0 0.000
    Marche 0.0 0.0 −34.482 −2.373
    Lazio 276.6 47.5 −11.849 −0.815
    Abruzzo 0.0 0.0 −4.993 −0.343
    Molise 0.0 0.0 −8.29 −0.570
    Campania 28.7 4.9 −24.074 −1.657
    Puglia 166.8 28.6 −42.677 −2.938
    Calabria 18.9 3.2 0 0.000
    Sicilia 195.8 33.7 −10.267 −0.706
    Sardegna 190.6 32.7 −31.663 −2.179
    ITALIA 1,610.3 276.3 −391.66 −26.956