Processi di rimobilizzazione e trasformazione del mercurio nei sedimenti e possibili strategie di mitigazione

La presenza e il destino del mercurio (Hg) nell’ambiente rappresentano una problematica di rilevanza globale, a causa della sua tossicità e della biodisponibilità della sua forma più tossica, il metilmercurio (MeHg) (Ullrich et al., 2001). La maggior parte del Hg rilasciato nell’ambiente da fonti naturali e antropiche tende ad accumularsi nei sedimenti, impattando negativamente sulla qualità ambientale dei sistemi acquatici. La Laguna di Marano e Grado (Alto Adriatico) costituisce un esempio di un ambiente soggetto a contaminazione da Hg, dovuta principalmente a due fonti: il trasporto di particellato da parte del fiume Isonzo, il cui bacino idrografico è influenzato dall’attività mineraria storica della miniera di Idria (Slovenia), e gli scarichi di un impianto cloro-soda, attualmente dismesso (Covelli et al., 2009, 2012). In questo contesto, i sedimenti contaminati da Hg (fino a circa 10 μg/g, Acquavita et al., 2012) rappresentano una fonte secondaria di contaminazione per la colonna d’acqua a seguito di processi biogeochimici che possono favorire la metilazione ed il rilascio di Hg e MeHg all’interfaccia acqua-sedimento, specialmente in condizioni di anossia. Allo scopo di valutare il comportamento biogeochimico del Hg all’interfaccia acqua-sedimento in diverse condizioni ambientali riscontrabili in laguna, in passato sono stati realizzati esperimenti in situ con camere bentiche sia in aree lagunari naturali (Covelli, 2012; Emili et al., 2012; Faganeli et al., 2012) sia in ambienti più confinati e potenzialmente vulnerabili agli effetti della contaminazione, nello specifico una delle più produttive valli da pesca della Laguna di Grado (Val Noghera, Petranich et al., 2018). I risultati hanno evidenziato flussi bentici più elevati in estate, legati alla degradazione batterica della sostanza organica e a processi di metilazione più efficienti. Nel settore orientale della laguna, i flussi di MeHg possono raggiungere valori fino a tre ordini di grandezza superiori rispetto ad altre aree, sebbene la forma predominante di Hg sia il cinabro, scarsamente biodisponibile. Tra le zone maggiormente interessate, la Val Noghera mostra i rilasci più elevati, in estate, con flussi massimi di Hg pari a 153 μg m⁻² d⁻¹ e di MeHg fino a 46,2 μg m⁻² d⁻¹ (Petranich et al., 2018). Esperimenti di incubazione in laboratorio hanno confermato che l’assenza di ossigeno e l’instaurarsi di condizioni di solfato-riduzione favoriscono la rimobilizzazione del Hg dai sedimenti (Covelli et al., 2008; Emili et al., 2011), con flussi durante le fasi anossiche fino a circa 700 e 500 ng m⁻² d⁻¹ di Hg e MeHg, rispettivamente. Il rilascio di Hg e MeHg all’interfaccia acqua-sedimento può favorire il bioaccumulo lungo la rete trofica (Bettoso et al., 2023), con potenziale rischio per la fauna marina e la salute umana rendendo necessari interventi di mitigazione. La bonifica dei siti contaminati da Hg può essere attuata attraverso diverse strategie. Tra queste, l’uso di ammendanti ecosostenibili si è affermato come un approccio a basso costo e basso impatto. Tra questi, il biochar è altamente poroso, dotato di numerosi gruppi funzionali e, sebbene non consenta la rimozione del Hg dall’ambiente, ne favorisce l’adsorbimento, riducendone la mobilità e la disponibilità ad essere coinvolto in processi di metilazione (Yang et al., 2021). Sulla base dei dati pregressi relativamente all’interfaccia acqua-sedimento, è stato realizzato un esperimento di incubazione per valutare l’efficacia del biochar nel mitigare la mobilità di Hg e MeHg dal sedimento alla colonna d’acqua. L’esperimento ha previsto l’utilizzo di due camere bentiche, confrontando un sedimento ammendato con biochar e un sedimento non trattato (campionato in Val Noghera), e monitorando nel tempo le variazioni dei parametri chimico-fisici, Hg, MeHg, Fe, Mn, H₂S e nutrienti durante una transizione ossico-anossica e nella successiva fase di riossigenazione (Pavoni et al., 2025). Nella fase iniziale dell’esperimento è stato osservato un rapido consumo dell’ossigeno disciolto, più marcato nel sistema non trattato, accompagnato da un aumento di ammonio, fosfati, Fe e Mn, a causa della remineralizzazione della sostanza organica e della riduzione degli ossi-idrossidi di Fe e Mn. Nel mesocosmo non trattato, in condizioni anossiche, sono stati riscontrati i valori massimi di Hg (64,3 ng L⁻¹) e MeHg (53,1 ng L⁻¹) in fase disciolta. Al contrario, nel sistema ammendato le concentrazioni sono rimaste significativamente più basse, con concentrazioni medie di Hg pari a 12,7 ± 3,8 ng L⁻¹ e di MeHg pari a 4,26 ± 1,26 ng L⁻¹, corrispondenti a una riduzione media rispettivamente del 75 e del 90% (Fig. 1b). I risultati suggeriscono che il biochar ha efficacemente mitigato il rilascio di Hg e MeHg all’interfaccia acqua-sedimento, riducendo il potenziale di metilazione, limitando lo sviluppo di condizioni anossiche e favorendo il rapido ripristino di un ambiente ossico. A seguito dei risultati emersi, sviluppi futuri si concentreranno sulla realizzazione di un esperimento in situ, per verificare l’efficacia del biochar in condizioni ambientali reali. Questo approccio permetterà di valutare al meglio l’applicabilità di tale strategia in contesti lagunari contaminati da Hg.