Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

373

In order to obtain a better basis for the environmental planning and man-

agement of marine coastal systems by objectives, it is necessary to improve

our knowledge of current status of coastal water quality.The application of

synthetic indices is particularly useful when interpreting a large number of

data collected over a multi-annual period on a variety of parameters, since

it introduces objective criteria in making comparisons among different spa-

tial and temporal situations and delivers simple and straightforward results

to the end-users of research and monitoring activities, such as regional and

local authorities. 

Eutrophication and effects of persistent organic pollutants and metals

are among the most serious threats to the coastal environment. The aim of

the present study is to achieve a preliminary characterisation of the troph-

ic status of Italian coastal waters, as a part of a multi-disciplinary work,

which includes the evaluation of phytoplankton taxonomic composition

and biomass, the physico-chemical characterization of sediments and the

assessment of bioaccumulation levels and effects of contaminants on the

biota. The classification of coastal waters and sediments will then allow a

comprehensive assessment of the ‘ecological status’of coastal systems, as

required by the Italian current legislation (D.Lgs. 152/99) and by the recent

EU Water Framework Directive.

The development and validation of the Trophic IndexTRIX (1) resulted

from a long-term study along the NW coast of the Adriatic basin, chroni-

cally subjected to eutrophication and eutrophication-related phenomena.

The TRIX Index is composed of 4 commonly measured and ecologically

relevant parameters and is defined by the following equation: 

TRIX = [Log

10

(Chl x D%O x TP x DIN) +1.5]/1.2;

where Chl = chlorophyll ‘a’(µg.L

-1

); D%O = deviation, in absolute

value, of dissolved O2 from 100% saturation; TP = Total Phosphorus

(µg.L

-1

); DIN = Dissolved Inorganic Nitrogen (µg.L

-1

). The Index is scaled

from 0 to 10 and is comprehensive of both the actual productivity indica-

tor log10 (Chl x D%O), and the potential productivity indicator log

10

(TP

x DIN).

By the application of the TRIX Index it is possible to derive some gen-

eral characteristics of trophic status and surface water quality of the inves-

tigated site, as reported in Table 1. 

Table 1.Trophic scale and associated surface water

We evaluated the trophic levels of the entire Italian coast, with the only

exception of the Sardinia Island, during 6 oceanographic surveys conduct-

ed between October 1997 and June 2000. In agreement with the monitor-

ing strategy of other survey programmes, carried out on a Regional basis

with the support of the Italian Ministry of the Environment (2), the tran-

sects were located away from the mouths of major rivers, large cities, har-

bours, major capes and ‘reference sites’, where the anthropogenic impact

is considered to be minimal. Two sites per transect were chosen: at 500 m

and at 3000 m off the coast. For each sampling site, we performed nutrient

analysis (P-PO

4

, N-NH

3

, N-NO

2

, N-NO

3

,TP,TN) and phytoplankton

analysis (biomass and taxonomic composition) in surface waters, and

CTD, dissolved oxygen and ?uorescence measurements in the water col-

umn. 

High TRIX values (i.e. high productivity and low trophic quality)

are found in the NW Adriatic Sea and in some stations of the Central

Tyrrhenian Sea, mainly in association with riverine nutrient inputs.

Low to moderately-productive areas (i.e. with TRIX values <5) are

generally located in the Ionian Sea, along the Island of Sicily, and in

the Northern portion of the Tyrrhenian Sea. As expected, we found a

general decrease in trophic levels during the Summer months com-

pared to the Fall and Spring situation (not shown), because of lower

nutrient concentration in the euphotic zone and reduced phytoplankton

biomass. Nonetheless, ‘poor’water quality is still found in some loca-

tions of the Northern Adriatic Sea (away from the mouths of the Po

and Piave rivers, see stations 115 through 118 and station 122) and

‘mediocre’water quality in some stations of the Central Tyrrhenian

Sea (Genoa harbour, station 1; Tevere and Garigliano rivers, stations

17 and 21, respectively) (Figure 1). 

Figure 1.Trophic levels of Italian coastal waters on Summer.A 

.

Tyrrhenian and Ionian Sea.July 1999. B.Adriatic Sea.July-August 1999.

C.Sicilian coastal waters.August 2000.The numbers on the map refer

to the stations in the graphs

In conclusion, the TRIX Index allows to identify coastal areas at

‘eutrophic risk’or currently subjected to eutrophication, to follow their

temporal evolution, and to perform a classification based on trophic char-

acteristics. We consider such approach very informative for coastal zone

management purposes, particularly for an effective planning of nutrient

reduction programmes and for the assessment of the system response to

remedial actions. 

Aknowledgements

The authors are grateful to Dr.A. Scarpato for his skilful collaboration.

References

1. Vollenweider R.A., Giovanardi F., Montanari G., and Rinaldi A. 1998.

Characterization of the trophic conditions of marine coastal waters with

special reference to the NW Adriatic Sea: proposal for a Trophic Scale,

Turbidity and generalized Water Quality Index. Environmetrics, 9: 329-

357.

2. Ministero dell’Ambiente-Servizio Difesa Mare. 2000. Qualitŕ degli

ambienti marini costieri italiani. 1996-1999. Valutazione preliminare del

monitoraggio realizzato in convenzione con le regioni costiere. Pp. 272.

APPLICATION OF THE TROPHIC INDEX (TRIX) IN ITALIAN COASTAL WATERS : 

PRELIMINARY EVALUATION OF TROPHIC STATE AND ASSOCIATED COASTAL WATER QUALITY

Anna Maria Cicero

1

*, Erika Magaletti

1

, Franco Giovanardi

1

,Attilio Rinaldi

1

, Carla Rita Ferrari

2

1

ICRAM - Istituto Centrale per la Ricerca Scientifica e Tecnologica Applicata al Mare, Roma, Italy - *anncic@tin.it

2

ARPA-ER - Struttura Oceanografica Daphne,Cesenatico (FO), Italy

Abstract 

The present work resulted from a 4-year (1997-2000) monitoring study of Italian coastal waters, aimed at the application of the Trophic

IndexTRIX for a preliminary evaluation of trophic status and associated surface water quality.The results showed a fairly high spatial

variability in trophic status, with highly productive waters (>5 TRIX Units) in the NW Adriatic Sea and in some locations of the Central

Tyrrhenian Sea, and low trophic levels (2 to 4 TRIX Units) in the Ionian Sea and in Sicilian coastal waters. 

Keywords : Monitoring, coastal waters, eutrophication.

Trophic ScaleStatus

Water quality

 Low trophic level

< 4HIGH Good water transparency

 Absence of water discolorations

 Absence of subsaturation of dissolved oxygen 

 in bottom waters

 Average trophic level

4 - 5GOOD Occasional clouding of water

 Occasional water discolorations

 Occasional hypoxias in bottom waters

 High trophic level

5 - 6MEDIOCRE Low water transparency

 Water discolorations

 Hypoxias and occasional anoxias of bottom water

 States of suffering of benthic organisms

 Very high trophic level

> 6POOR High turbidity

 Widespread and persistent water discolorations

 Widespread and persistent hypoxias/anoxias 

 of bottom waters

 Dying off of benthic organisms

 Alterations of benthic communities