Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

154

MULTIPARAMETRIC MARINE MONITORING FROM AUTOMATIC COASTAL PLATFORMS

Zappalà G.*, Caruso G., Azzaro F., CrisafiE. 

CNR - Istituto per l’Ambiente Marino Costiero (IAMC) – Section of Messina, Italy - * zappala@ist.me.cnr.it

Abstract

New devices were developed in the framework of the Italian MIUR Cluster 10 programme to fulfil the need for low-cost, reliable,

automatic systems for coastal marine monitoring. The main device is a system acquiring and transmitting in real time physical, chemical

and physico-chemical parameters of seawater together with meteorological observations, able also to control an automatic water

multisampler for off-line bacteriological determinations. Measuring systems are hosted in seven platforms, moored in selected Sicilian and

Apulian sites, which are affected by anthropic, urban or industrial inputs. Some data acquired by two of these platforms are here presented.

Keywords: Monitoring, coastal area, Mediterranean Sea 

Introduction

Improvement in the technological instrumentation and equipment

for coastal monitoring represents the challenge for future

development in the field of environmental assessment. In the last

decade, advanced devices have recently been designed to be used as

components in networks of multiparametric observation systems (1). 

The paper describes two examples of application of our automatic

monitoring platforms, showing their capability to evaluate both the

trophic condition of a coastal site, as performed in a Tyrrhenian

ecosystem, and the anthropic input in a semi-enclosed area, as in

Messina harbour.

Materials and methods

Measured Parameters

Measurements were performed by two platforms (2), hosting a

system that pumps water samples from five depths into a measurement

chamber where a IM50 CTDO probe with fluorometer and

turbidimeter is fitted; the same water is also used to feed a Systea

Nutrient Probe Analyser and a bacteriological multisampler

expressely designed to store and fix eight 250 ml samples. The

temperature at the sampling depths was measured by five SBE39 in

situprobes. A meteorological station equipped with temperature,

pressure, solar radiance, wind direction and speed sensors completed

the equipment present in all platforms.

Messina platform also included an IM50 probe for in situ

subsurface measurements and an Aquadopp 600 ADCP.

All the measuring operations were controlled by an expressely

designed data acquisition and transmission system, fully manageable

and reprogrammable via GSM and SMS, transmitting the acquired

data via e-mail in real time.

Studied area

The Gulf of Milazzo is a coastal Tyrrhenian area receiving

consistent continental out?ow and is characterised by an anticyclonic

water circulation. Due to its past tendency towards the eutrophy, this

area was monitored for the main hydrological parameters

(temperature, conductivity, dissolved oxygen, nutrients) driving

biological processes (3). The Straits of Messina, a transition area

between Ionian and Tyrrhenian waters, are characterized by two main

alternating currents, called “montante”, from the Ionian Sea

northwards, and “scendente”, from the Tyrrhenian Sea southwards.

Water circulation is affected by this continuous water mass exchange;

microbial pollution was monitored in this area, where different

sewages are discharged along the shoreline (4). 

Results

Nutrient measurements performed on subsurface samples using the

NPA in Milazzo Platform are reported in Fig. 1. During the period

examined, no significant variations were found; ammonia, nitrites and

orthophosphates showed low concentrations, while substantially high

nitrates values were measured.

Total bacterioplankton counts by DAPI staining (Fig. 2), obtained

in surface samples collected in Messina harbour by the automatic

multisampler, showed a quite regular course, with repeated peaks at

6.00 a.m. on the first sampling days, and then shifted 6 hours later in

the successive days. This might be explained by the arrival of high

amounts of organic matter, such as those drawn from the alternating

“scendente” and “montante” currents, that stimulated bacterial

growth.

Discussion

The systems here described proved to be reliable tools for the

monitoring of coastal environment; their real time capability enables

to use them in the management of natural resources and protection of

environmental quality level (nowcasting and early warning). The

ability to acquire long-term time series allows the development of

forecasting models.

Fig. 1. Nutrients in Milazzo Gulf

Fig. 2. Bacterioplankton density in Messina harbour

Acknowledgements. Work funded by the MIUR Cluster 10 SAM

research programme

References

1-Zappalà, G., Caruso, G., & Crisafi, E., 2002. Design and use of

advanced technology devices for sea water monitoring. In: Flemming

N.C., Vallerga S., Pinardi N., Behrens H.W.A., Manzella G., Prandle D.,

Stel J.H. (eds.), Operational Oceanography. Implementation at the

European and Regional Scales. Elsevier Oceanography Series, 66.

2-Zappalà, G., Caruso, G., Azzaro, F., & Crisafi, E., 2003. Integrated

Environment Monitoring from Coastal Platforms. Pp. 2007-2018. In: Proc

Int. Conf. On the Mediterranean Coastal Environment, MEDCOAST03. 

3-Decembrini F., Azzaro F., Galletta M. G., Raffa F., 2004. Short-term

changes of hydrobiological features in the Gulf of Milazzo (Tyrrhenian

Sicily). Rapp. Comm. int. Mer Medit. this issue.

4-Zappalà G., CrisafiE., Caruso G., Azzaro F., Magazzù G., 1998.

Coastal monitoring by an advanced technology platform. Pp. 69-84. In:

Proc. Oceanology International ’98 Conference.