Descrizione 1
Stefano Bataloni, Rossella Di Mento, Pasquale Lanera, Giuseppe Trinchera
Nei mari italiani sono presenti 138 piattaforme offshore; 42 di esse, perlopiù situate nel medio e alto Adriatico e destinate all'estrazione di gas naturale, sono interessate da un piano di monitoraggio ambientale. Tra le sostanze chimiche monitorate vi sono il bario e gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Il bario è un metallo utilizzato nella produzione di fluidi necessari al processo di perforazione e che può essere presente nelle acque di produzione che vengono periodicamente scaricate in mare dalle piattaforme, mentre gli IPA sono sostanze chimiche la cui presenza in mare, oltre che per fattori naturali, è legata allo svolgimento di attività antropiche. Le concentrazioni di bario e di IPA totali nei sedimenti circostanti le piattaforme sono indicatori ambientali della pressione derivante dallo sfruttamento di giacimenti di gas in ambito marino offshore. I dati disponibili per il periodo 2008-2023 mostrano una progressiva riduzione nel tempo delle concentrazioni medie di questi contaminanti, con le concentrazioni più elevate rilevate, in generale, in prossimità delle piattaforme. I dati del bario sono superiori al valore di riferimento di base nella maggioranza dei campioni di sedimento analizzati nel periodo 2008-2014, mentre tra il 2015 e il 2023 la percentuale dei superamenti scende al di sotto del 50%. La percentuale dei campioni di sedimento con concentrazione di IPA totali superiore al valore limite, indicatore di probabili effetti tossici sugli organismi marini, è in decremento in tutto il periodo, più elevata tra il 2009 e il 2017 e intorno al 3-6% nel periodo 2018-2023; solo nel 2018 si sono rilevati sedimenti con concentrazione di IPA totali con potenziali effetti tossici sull’ambiente a 500 m di distanza dalla piattaforma.
In Italia, alcune piattaforme per la coltivazione dei giacimenti di idrocarburi presenti negli ambienti marini offshore sono interessate da un piano di monitoraggio ambientale, avente generalmente frequenza annuale e volto a indagare un complesso di parametri fisici e chimici in tre matrici ambientali: nell’acqua, nei sedimenti e negli organismi marini (mitili). Tale piano è obbligatorio per il rilascio dell’autorizzazione, da parte del Ministero dell’Ambiente e la Sicurezza Energetica (MASE) ai sensi dell'art. 104 del D.Lgs. 152/2006, allo scarico in mare e/o reiniezione in unità geologica profonda delle acque di produzione provenienti dall'attività di estrazione degli idrocarburi. Il solfato di bario (barite) è un composto diffusamente impiegato nelle attività di estrazione degli idrocarburi al fine di appesantire i fluidi di perforazione. Tali fluidi sono recuperati nel corso del processo estrattivo al fine di evitare il loro rilascio nell’ambiente; tuttavia, il bario può essere presente anche nelle acque di produzione che vengono scaricate in mare dalle piattaforme e può accumularsi in prossimità delle installazioni (Haanes et al., 2023). D’altra parte, microparticelle di barite, molto poco solubili, possono disperdersi per lunghe distanze prima di depositarsi sul fondo del mare e formare complessi con la sostanza organica. In questo modo il bario diviene non-biodisponibile e caratterizzato da una ridotta potenziale tossicità (Neef, 2002; OSPAR Agreement 2014-05). Tuttavia, la conoscenza della distribuzione dei livelli di bario nei sedimenti marini superficiali può essere utilizzata per identificare le aree interessate dagli scarichi dell'industria petrolifera e del gas.
Gli idrocarburi policiclici aromatici in ambiente marino derivano sia da fenomeni naturali sia da attività antropogeniche, come la combustione di sostanze organiche e di combustibili fossili; a causa della loro lipofilia e bassa solubilità nell'acqua, gli IPA tendono naturalmente a essere adsorbiti nel particolato sospeso nella colonna d’acqua e a depositarsi nei sedimenti marini. L’arricchimento dei sedimenti marini in corrispondenza delle piattaforme offshore è legato verosimilmente solo in minima parte allo scarico delle acque di produzione, in quanto il contenuto di IPA nelle acque di produzione dopo il processo di depurazione risulta essere generalmente molto basso. Più probabilmente l’arricchimento è soprattutto legato al complesso delle attività propedeutiche al processo di produzione degli idrocarburi che possono comportare il rilascio, anche accidentale, di queste sostanze.
L’indicatore descrive l’andamento temporale della concentrazione di bario e degli IPA totali nei sedimenti marini circostanti le piattaforme offshore, in funzione della distanza dalla piattaforma stessa; descrive, inoltre, l’andamento temporale della percentuale di campioni con concentrazioni superiori a un valore di riferimento; nel caso del bario è considerato un valore di riferimento di base per i sedimenti marini del mar Adriatico, noto in letteratura e confermato da indagini di approfondimento condotte da ISPRA nel 2021 nelle aree marine italiane in cui sono presenti le piattaforme offshore; nel caso degli IPA totali è considerato un valore di riferimento, noto in letteratura, oltre il quale si manifesta la probabilità di effetti tossici sull’ambiente marino.
Fornire informazioni sulle concentrazioni di bario e IPA totali, indicatori della pressione sull’ambiente derivante dalla coltivazione di giacimenti di idrocarburi petroliferi presenti in ambiente marino offshore.
D.Lgs. 152/2006, art. 104 e s.m.i.
Descrizione 2
- Dolenec, T., J. Faganeli & S. Pirc (1998): Major, minor and trace elements in surficial sediments from the open Adriatic Sea: a regional geochemical study. Geol. Croat., 51(1): 59-73.
- Buchman, M.F. (2008): National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Screening Quick Reference Tables. NOAA OR&R Report 08-1, Office of Response and Restoration Division, National Oceanic and Atmospheric Administration, Seattle, 34 p.
- Neff, J.M., 2002. In: Chapter 4 - Barium in the Ocean, Bioaccumulation in Marine Organisms. Elsevier, Oxford, pp. 79–87.
- Establishment of a list of Predicted No Effect Concentrations (PNECs) for naturally occurring substances in produced water (OSPAR Agreement 2014-05).
L'indicatore non fornisce informazioni su tutte le piattaforme offshore presenti nei mari italiani ma solo su quelle autorizzate allo scarico in mare delle acque di produzione.
Qualificazione dati
I dati sono nella disponibilità del MASE e di ISPRA
Nazionale
2008-2023
Qualificazione indicatore
I dati di concentrazione di bario e di IPA totali nei sedimenti marini derivano da attività di monitoraggio ambientale eseguite ai sensi dell'art. 104 del D.Lgs. 152/2006 e s.m.i. Di tali dati si è calcolata la media geometrica, riferita al complesso delle piattaforme interessate dal piano di monitoraggio, suddivisa per anno solare e per distanza dalla piattaforma (0, 25, 50 e 500 m). La scelta della media geometrica, quale indice sintetico di posizione, è legata alla distribuzione log normale delle concentrazioni del bario e degli IPA. Come valore di riferimento di base per il bario, pari a 193 mg/kg, è stato considerato il 99° percentile delle concentrazioni misurate nei campioni delle stazioni poste a oltre i 3.000 m dalle piattaforme, calcolato a seguito dei risultati emersi nell’ambito di indagini di approfondimento realizzate da ISPRA nel 2021 a seguito dell’Atto convenzionale con il MASE; tale dato è molto simile al valore medio della concentrazione nei sedimenti marini per l’Adriatico centrale e settentrionale riportato in Dolenec et al., 1998. Per gli IPA totali, il valore di riferimento, pari a 1684 ng/g, corrisponde al livello soglia oltre il quale vi è probabilità di effetti tossici per l’ambiente marino (TEL o threshold effect level) riportato in Buchman, 2008. La percentuale dei superamenti del valore di riferimento, sia per il bario sia per gli IPA totali è ottenuta, per ciascun anno e ciascuna distanza dalla piattaforma (0, 25, 50 e 500 m), come rapporto tra numero di campioni di sedimento con concentrazione superiore al riferimento e numero complessivo di campioni analizzati.
La concentrazione media (media geometrica) di bario nei sedimenti marini posti in prossimità e a media distanza dalle piattaforme offshore nel 2023 (Tabella 1) è compreso tra 192 e 233 mg/kg, con variazioni rispetto all’anno precedente di limitata entità. A 500 metri dalla piattaforma il valore medio è invece prossimo ai 130 mg/kg, in aumento rispetto al 2022. La percentuale di campioni di sedimento marino con concentrazione superiore al valore di riferimento di base (193 mg/kg, Tabella 2) nel 2023 è compresa nell’intervallo 48-58% del totale dei campioni analizzati per le aree tra 0 e 50 m dalla piattaforma, mentre nelle aree più distanti (500 m) la percentuale scende al 22%.
La concentrazione media (media geometrica) di IPA totali nei sedimenti circostanti le piattaforme (Tabella 3), nel 2023 è compresa tra i 55 e i 37 mg/kg con valori in diminuzione tra la stazione posta in prossimità della piattaforma e quella posta a 500 m. Nel 2023, solo il 6,5% dei campioni posti nella stazione a 0 m e il 3,3% di quelli posti nella stazione a 25 m superano il valore limite di probabili effetti tossici sull’ambiente marino (1.684 mg/kg, Tabella 4); nessun campione di sedimento posto tra i 50 e i 500 m dalla piattaforma supera tale valore di riferimento.
I valori della concentrazione media di bario nei sedimenti marini presenti tra 0 e 50 m dalle piattaforme (Figura 1) nel complesso mostrano una riduzione nel periodo 2008-2015; si mantengono su valori stabili fino al 2020 per poi risalire nel 2021 e quindi mantenersi perlopiù stabili nel biennio successivo. Analogo andamento, ma con valori decisamente più contenuti, si osserva per i sedimenti posti a maggiore distanza dalla piattaforma. La percentuale dei superamenti del valore di riferimento di base per il bario si mantiene ben oltre il 50% nel periodo 2008-2014 in tutte le stazioni intorno alle piattaforme, in particolare quelle poste tra 0 e 50 m; nel periodo successivo si assiste a una flessione della percentuale con un minimo nel biennio 2018-2019 e un assestamento nel periodo 2021-2023 ma su valori sempre inferiori al 60% dei campioni totali.
La concentrazione media di IPA totali mostra ampie oscillazioni nel periodo considerato, in particolar modo per i sedimenti posti tra 0 e 50 ma dalla piattaforma (Figura 3) ma il trend generale è in evidente diminuzione. Anche la percentuale dei superamenti del valore di riferimento mostra ampie variazioni (Figura 4), in particolare nel periodo tra il 2008 e il 2017 durante il quale si sono osservati superamenti in una percentuale di campioni compresa tra l’8 e il 16% in corrispondenza dei sedimenti posti a 25 m; in tutte le altre stazioni di campionamenti la percentuale si è mantenuta tra il 2 e l’8%. Nel periodo 2018-2023, fatta eccezione per un picco di superamenti nella stazione posta a 0 m dalla piattaforma nel 2023, per tutti i sedimenti la percentuale dei superamenti è intorno al 3%.
Dati
Tabella 1: Media geometrica della concentrazione di bario in funzione della distanza dalla piattaforma
Elaborazione ISPRA su dati MASE e ISPRA
Tabella 2: Percentuale dei superamenti della concentrazione di bario rispetto al valore di riferimento sul totale dei campioni
Elaborazione ISPRA su dati MASE e ISPRA
Valore di riferimento: 193 mg/kg
Tabella 3: Media geometrica della concentrazione di IPAtot in funzione della distanza dalla piattaforma
Elaborazione ISPRA su dati MASE e ISPRA
Tabella 4: Percentuale dei superamenti della concentrazione di IPA totali rispetto al valore di riferimento sul totale dei campioni
Elaborazione ISPRA su dati MASE e ISPRA
Valore di riferimento: 1.684 mg/kg
Figura 1: Andamento della concentrazione media di bario nei sedimenti marini in funzione della distanza dalla piattaforma
Elaborazione ISPRA su dati ISPRA e MASE
Figura 2: Percentuale dei superamenti della concentrazione di bario rispetto al valore di riferimento sul totale dei campioni
Elaborazione ISPRA su dati ISPRA e MASE
Figura 3: Andamento della concentrazione media di IPA totali nei sedimenti marini in funzione della distanza dalla piattaforma
Elaborazione ISPRA su dati ISPRA e MASE
Figura 4: Percentuale dei superamenti della concentrazione di IPA totali rispetto al valore di riferimento sul totale dei campioni
Elaborazione ISPRA su dati ISPRA e MASE
La concentrazione di bario e di IPA totali nei sedimenti marini risultano un utile indicatore ambientale delle attività di coltivazione di giacimenti petroliferi, sebbene il loro rilascio nell’ambiente connesso a tali attività sia dovuto solo in minima parte allo scarico in mare delle acque di strato. Le aree marine maggiormente interessate dalla presenza di questi contaminanti sono quelle poste nelle immediate vicinanze delle piattaforme; infatti, il bario nelle aree poste a 500 m dalle piattaforme si mantiene su valori prossimi a quello di base sin dal 2015, mentre per gli IPA totali solo in corrispondenza delle aree poste entro i 25 m dalla piattaforma, si sono registrati con maggiore frequenza i superamenti del valore limite di probabili effetti tossici sull’ambiente marino.
Nel periodo considerato, per entrambi le sostanze chimiche, sia per le concentrazioni medie sia per le percentuali di superamento del valore di rifermento si assiste a una generale riduzione dei valori.
Nel complesso, pertanto, dai dati analizzati emerge che lo stato dell’ambiente circostante le piattaforme che estraggono gas dai fondali marini offshore è in condizioni buone e il trend della pressione ambientale derivante da tale attività è in diminuzione, oltreché limitata a livello spaziale nell’immediato intorno delle installazioni.