Estuaries are important ecosystems from environmental, social and economical points of view where numerous transformation processes of Organic Matter (OM) take place. The dynamics of the OM within estuaries, was still poorly understood especially at molecular levels. The aim of this work was to constrain the sources and fate of the Particulate Organic Matter (POM) in the Gironde estuary which is one of the largest estuaries in the Western Europe. The Suspended Particulate Matter (SPM) was collected during two sampling campaigns (July 2021 and 2022) in the Gironde estuary (SW France). The origin and composition of POM was investigated at both bulk (elemental and isotopic analysis) and molecular (n-alkanes, fatty acids, sterols and stanols) levels, by using an Elemental Analyzer-Isotope Ratio Mass Spectrometer (EA-IRMS) and Gas Chromatography coupled with Mass Spectrometry (GC-MS), respectively. A study of elemental composition of POM estimated that the total organic carbon content is constant along this macrotidal estuary with an average value of 1.59 %. Bulk and molecular analysis of POM showed that the relative abundance of riverine vs. marine POM decreases from upstream to downstream due to the mixing between the fresh and marine waters. The Principal Component Analysis (PCA) has also shown that the mixing between riverine and marine POM occurs between the sampling sites F67 and 287 in the Gironde estuary. Proxies based on lipids (n-alkanes and brassicasterol) showed a greater degradation of n-alkanes and an increase of algal production downstream. Moreover, specific fatty acids (16:1 and 16:0) allowed to discriminate algal contribution from diatom and dinoflagellates in the Gironde estuary. ACL index based on n-alkanes and TAR of fatty acids have also shown that POM was primarily of aquatic origin. Fecal contamination, calculated on the basis of the sterols and stanols concentration, was observed to decrease seaward, but the overall low values of the coprostanol/(coprostanol+cholestanol) ratio suggest that the anthropogenic input is very weak in the Gironde estuary compared to other estuaries.
Gli estuari sono ecosistemi importanti dal punto di vista ambientale, sociale ed economico, in essi avvengono numerose trasformazioni della materia organica. Le dinamiche della materia organica negli estuari sono ancora poco conosciute, soprattutto a livello molecolare. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di studiare le origini e le trasformazioni del particolato organico nell’estuario della Gironda, uno dei più grandi estuari dell’Europa occidentale. A tal fine, sono state organizzate due campagne di campionamento, una operata a luglio 2021 e una a luglio 2022, durante le quali sono stati raccolti campioni di particolato sospeso lungo l’estuario della Gironda. Sono stati monitorati quattro siti K30, E52, F67 e 287, localizzati rispettivamente a 30, 52, 67 e 87 km a valle rispetto alla città di Bordeaux. L’origine e la composizione del particolato organico sono stati analizzati sia a livello di bulk, conducendo un’analisi isotopica ed elementare con l’utilizzo dell’analizzatore elementare accoppiato con un sistema di spettrometria di massa a rapporto isotopico (EA-IRMS), sia a livello molecolare valutando la presenza dei principali bio-marcatori quali n-alcani, acidi grassi, steroli e stanoli tramite gas cromatografia accoppiata con la spettrometria di massa (GC-MS). Lo studio della composizione elementare del particolato organico ha rivelato che il contenuto di carbonio organico totale è costante lungo l’estuario con un valore medio di 1.59%. Dall’analisi molecolare e del bulk è stato osservato che l’abbondanza relativa del particolato organico fluviale rispetto a quello di origine marina diminuisce procedendo verso l’oceano in seguito al mescolamento tra acqua dolce e salata. L’analisi delle componenti principali (PCA) ha anche rivelato che il mescolamento tra il particolato di origine fluviale e marina avviene in corrispondenza dei siti F67 e 287. Il calcolo di alcuni indici basati sulle concentrazioni relative di n-alcani e brassicasterolo, hanno rivelato, rispettivamente, una più intensa degradazione di n-alcani di origine terrestre e un aumento di particolato organico di origine algale a valle dell’estuario. Inoltre, specifici acidi grassi (16:1 e 16:0) hanno permesso di discriminare il contributo algale dovuto alle diatomee e dinoflagellate. L’indice ACL, basato sugli n-alcani, e il TAR, basato, invece, sugli acidi grassi, sono stati utilizzati per individuare l’origine acquatica del particolato organico nella Gironda. È stata, inoltre, valutata l’eventuale presenza di contaminazione fecale, calcolata sulla base di alcuni specifici steroli e stanoli. Questa risulta diminuire verso l’oceano ma, il valor medio complessivo del rapporto coprostanolo/(coprostanolo+colestanolo) suggerisce che l’input antropogenico è molto basso nell’estuario della Gironda se confrontato con gli altri estuari europei.
DINAMICHE DEL PARTICOLATO ORGANICO NELL'ESTUARIO DELLA GIRONDA
SPINELLI, ADRIANA
2022/2023
Abstract
Gli estuari sono ecosistemi importanti dal punto di vista ambientale, sociale ed economico, in essi avvengono numerose trasformazioni della materia organica. Le dinamiche della materia organica negli estuari sono ancora poco conosciute, soprattutto a livello molecolare. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di studiare le origini e le trasformazioni del particolato organico nell’estuario della Gironda, uno dei più grandi estuari dell’Europa occidentale. A tal fine, sono state organizzate due campagne di campionamento, una operata a luglio 2021 e una a luglio 2022, durante le quali sono stati raccolti campioni di particolato sospeso lungo l’estuario della Gironda. Sono stati monitorati quattro siti K30, E52, F67 e 287, localizzati rispettivamente a 30, 52, 67 e 87 km a valle rispetto alla città di Bordeaux. L’origine e la composizione del particolato organico sono stati analizzati sia a livello di bulk, conducendo un’analisi isotopica ed elementare con l’utilizzo dell’analizzatore elementare accoppiato con un sistema di spettrometria di massa a rapporto isotopico (EA-IRMS), sia a livello molecolare valutando la presenza dei principali bio-marcatori quali n-alcani, acidi grassi, steroli e stanoli tramite gas cromatografia accoppiata con la spettrometria di massa (GC-MS). Lo studio della composizione elementare del particolato organico ha rivelato che il contenuto di carbonio organico totale è costante lungo l’estuario con un valore medio di 1.59%. Dall’analisi molecolare e del bulk è stato osservato che l’abbondanza relativa del particolato organico fluviale rispetto a quello di origine marina diminuisce procedendo verso l’oceano in seguito al mescolamento tra acqua dolce e salata. L’analisi delle componenti principali (PCA) ha anche rivelato che il mescolamento tra il particolato di origine fluviale e marina avviene in corrispondenza dei siti F67 e 287. Il calcolo di alcuni indici basati sulle concentrazioni relative di n-alcani e brassicasterolo, hanno rivelato, rispettivamente, una più intensa degradazione di n-alcani di origine terrestre e un aumento di particolato organico di origine algale a valle dell’estuario. Inoltre, specifici acidi grassi (16:1 e 16:0) hanno permesso di discriminare il contributo algale dovuto alle diatomee e dinoflagellate. L’indice ACL, basato sugli n-alcani, e il TAR, basato, invece, sugli acidi grassi, sono stati utilizzati per individuare l’origine acquatica del particolato organico nella Gironda. È stata, inoltre, valutata l’eventuale presenza di contaminazione fecale, calcolata sulla base di alcuni specifici steroli e stanoli. Questa risulta diminuire verso l’oceano ma, il valor medio complessivo del rapporto coprostanolo/(coprostanolo+colestanolo) suggerisce che l’input antropogenico è molto basso nell’estuario della Gironda se confrontato con gli altri estuari europei.I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14240/146493