nitrati acqua e suolo da salvaguardare GEOFLUID 2000

154 Pages·2010·2.89 MB·Italian

I quaderni di Arpa

nitrati
acqua e suolo da salvaguardare
prevenzione dell’inquinamento dei sistemi idrogeologici

GEOFLUID 2000
13a Mostra Internazionale delle Tecnologie ed Attrezzature
per la Ricerca, Estrazione e Trasporto dei Fluidi Sotterranei

atti convegno
5 ottobre 2000 – Piacenza

A cura di
Adriano Zavatti
Elisabetta Russo
Team di Progetto

Arpa Sezione provinciale di Piacenza
Servizio Sistemi Ambientali
Servizio Territoriale
Dipartimento tecnico

Amministrazione Provinciale di Piacenza
Servizio Tutela Ambiente
Servizio Agricoltura
Ufficio Pianificazione e Programmazione

Azienda Unità Sanitaria Locale di Piacenza
Dipartimento di Sanità pubblica

TESA Piacenza spa – tecnologia, energia, servizi, ambiente (già ASM)

Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza
Istituto di Chimica Agraria e Ambientale
CNR GNDCI - U. O. 4.15

Coordinamento:
Elisabetta Russo
ARPA Sezione di Piacenza
Servizio Sistemi Ambientali
Via S. Siro, 74 – 29100 Piacenza
Tel. [phone]
Fax [phone]
e-mail: [email protected]

2
Relatori

Edolo Minarelli
Direttore generale Arpa

Adriano Zavatti
Direttore tecnico Arpa

Massimo Civita
Politecnico Torino

Andrea Giapponesi – Franco Berrè
Regione Emilia Romagna

Elisabetta Russo – Adriano Fava
Sezione provinciale Arpa Piacenza

Guido Ramonda
TESA (già ASM)
Gianfranco Bruzzi
GEOINVEST

Andrea Chahoud
Ingegneria ambientale Arpa

Gian Battista Volpe
Amministrazione Prov.le Piacenza
Enrico Menozzi
AMBITER

Marco Trevisan
Università Cattolica Sacro Cuore Piacenza

Vincenzo Tabaglio
Università Cattolica Sacro Cuore Piacenza

Antonio Nassisi
Sezione provinciale Arpa Piacenza

Giancarlo Marchetti
Francesco Frondini
Arpa Umbria

Antonio Longinelli
Università Studi Parma

Valerio Pessina
Sezione provinciale Arpa Parma

Ulteriori contributi:
Franco Zinoni
Servizio Meteorologico Regionale ARPA

Giuseppe Montanari
Struttura Oceanografica Daphne ARPA

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Indice

Introduzione
Edolo Minarelli

I nitrati: un contaminante ubiquitario nelle acque
Adriano Zavatti

Il problema della vulnerabilità degli acquiferi
Massimo Civita

Provvedimenti della Regione Emilia-Romagna per l’attuazione della Direttiva 91/676/CEE e del
D.Lgs. n. 152/99
Andrea Giapponesi, Franco Berrè

Progetto NITRATI: impostazione metodologica
Elisabetta Russo, Adriano Fava

Risorse idriche e vulnerabilità: i bacini Trebbia - Nure
Guido Ramonda, Gianfranco Bruzzi

I nitrati nelle acque sotterranee in Emilia Romagna
Andrea Chahoud

La carta di vulnerabilità della Provincia di Piacenza
Gian Battista Volpe, Enrico Menozzi

Un modello predittivo per i nitrati
Marco Trevisan, Laura Padovani, Ettore Capri

Il livello dei nitrati nel terreno e le buone pratiche agricole
Vincenzo Tabaglio, Marco Ligabue

Capacità di attenuazione dei suoli sui nitrati
Antonio Nassisi

Il progetto PRISMAS per il monitoraggio degli acquiferi
Giancarlo Marchetti, Francesco Frondini, Angiolo Martinelli, Luca Peruzzi

Applicazione delle tecniche isotopiche al monitoraggio dei nitrati
Antonio Longinelli
Progetto Emergenza Nitrati nel Parmense
Valerio Pessina, Gabriele Alifraco, Barbara Dellantonio, Roberto Chiari

_________________________________

Uso del modello CRITERIA per la valutazione del rischio di inquinamento agricolo dei corpi idrici
Franco Zinoni, Giorgio Ducco, Vittorio Marletto, Margot Van Soetendael

La distribuzione spazio-temporale del nitrato nelle acque costiere marine dell’Emilia Romagna
Giuseppe Montanari

Elaborazioni grafiche
Margherita Cantini
Vittorio Antonini
ARPA sezione di Piacenza
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Introduzione

Edolo Minarelli

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La soluzione del problema dei nitrati
nelle acque sotterranee è certamente di
notevole rilevanza per il mantenimento
delle risorse idriche.

E’ un problema complesso sotto il
profilo tecnico-scientifico ed operativo, che
solamente un approccio integrato e
interdisciplinare può affrontare e
contribuire a risolvere.

Le normative comunitarie adottate nel
nostro paese con il D.Lgs 152/99
consentono comunque, quando vi sia una
concreta volontà politica, di attuare una
gestione del territorio volta ad
un’agricoltura “ambientalmente
sostenibile”; obiettivo ambizioso la cui
realizzazione può avvenire solo attraverso
interventi mirati e coerenti basati sulla
conoscenza delle molteplici interazioni che
esistono nell’ecosistema.

ARPA mette a disposizione le proprie
conoscenze ed i propri servizi innovativi, in
un confronto collaborativo con le istituzioni
ed il mondo della ricerca, in questo come
in altri settori di intervento.

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I nitrati: un contaminante ubiquitario nelle acque

Adriano Zavatti

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Un po’ di storia per capire.

Virgilio nelle Georgiche esorta a dovevano essere ben poco ricche ed i
concimare le sementi dei legumi con fabbisogni alimentari di massa potevano
Nitrum, mentre Teofrasto nella sua Storia essere garantiti solo con coltivazioni
delle piante consiglia di macerare per una estensive latifondiste, almeno per i generi
notte i semi dei legumi nel νιτρον. Plinio indispensabili, con mano d’opera a basso
nella monumentale Storia naturale costo. La disponibilità di fertilizzanti fino al
afferma che gli orticoltori trapiantavano i termine della 2a guerra mondiale era
cavoli, ponendo sotto alle radici alghe o limitata a pochi prodotti di importazione
nitro pesto: »quanto se ne può prendere esotica e dalla produzione di concime
con tre dita», ritenendo che ciò acceleri lo organico con allevamenti di tipo poco più
sviluppo e la maturazione; mentre altri che familiare. E’ assai interessante, al
spargevano sulle foglie seme di trifoglio riguardo, leggere gli studi agronomici
oppure nitro pesto, per mantenere verdi dell’epoca, che davano notevole
le foglie nella cottura. Catone importanza ai fenomeni di denitrificazione
(Agricoltura) consiglia: »se la vigna si è naturale dai terreni agrari (ossia di
fatta magra, brucia sul posto i sarmenti restituzione dell’azoto all’atmosfera ad
ed ara nel medesimo luogo». A Roma, in opera di batteri presenti nei suoli), che
tempi anteriori all’arrivo di prodotti dalle costituivano (e costituiscono) una perdita
colonie, il nitrum era prodotto di azoto del 30% rispetto a quello fornito.
evaporando le acque di lisciviazione delle
ceneri ricavate dal legno di quercia, del
I nitrati oggi.
leccio, del fico oppure dai sarmenti o dal

greppo da vasi vinari. Si otteneva un sale
L’azoto (N) è uno dei tre principali
nitrico, ricco di K CO , da usarsi con
2 3 elementi fertilizzanti, assieme a fosforo (P) e
cautela. In Egitto invece si usavano le
potassio (K), ed i fertilizzanti sono
saline alimentate con acque del Nilo,
caratterizzati da una sigla di tre numeri
anziché di mare, ottenendo un sale
corrispondenti alle unità rispettivamente di
volatile di ammonio, presumibilmente
N, P e K. Con l’enorme sviluppo
NH Cl o (NH ) CO o (NH ) HCO che
4 4 2 3 4 2 3 dell’industria chimica di sintesi, al termine
veniva usato anche come lievito nella
della guerra, la produzione di concimi azotati
panificazione. Infine Varrone (De re
ha subito un incremento esponenziale in
rustica) pone tra i fertilizzanti il nitrum
tutti i paesi industrializzati, ottenendo
che si raccoglieva sulle superfici dei muri
fertilizzanti abbondanti e a bassissimo costo.
(nitrato di calcio), forse simile
L’agricoltura ha seguito questo
all’aponitrum di cui parla Plinio, venduto a
sviluppo, con produzioni sempre crescenti.
Roma e raccolto in cristalli dalle pareti
Si passò allora da tecniche agricole che
delle caverne.
miravano a minimizzare le perdite di azoto,
Questo breve florilegio di citazioni di
ad altre orientate alla massimizzazione della
autori latini ci mostra che, nell’antichità, i
produzione, fornendo concime fino al limite
potenziali concimi inorganici erano molto
della fitotossicità.
preziosi e venivano usati con parsimonia

per le difficoltà di reperimento da fonti
esigue e difficilmente accessibili.
L’agricoltura insomma badava a non
disperdere, ma a recuperare ed ottimizzare
al massimo le scarsissime risorse
disponibili; d’altronde le produzioni agrarie
all’epoca (ma fu così per tutto il medioevo
e fino alle soglie dell’era contemporanea)
erano risibili, almeno stando alle stesse
misure standard dei campi coltivati, dalla
centuriazione alle »bocche» medioevali, al
massimo, ad esempio, per il grano, di

qualche quintale per ettaro, paragonabile a
Fig. 1 - Andamento della produzione agraria
quello attuale nei paesi del terzo mondo.
(P) in funzione delle unità di Azoto (uN)
Le stesse varietà di piante coltivate
fornite.
Il grafico in fig. 1 ben rappresenta competitori naturali, che, tra l’altro, non
schematicamente il rapporto tra unità di potevano più trovare rifugio nelle siepi e
azoto fornite ed unità di prodotto nelle parti boscate, espiantate per far posto
ottenuto: se il primo tratto della curva è a colture intensive di più rapida ed
lineare, ad ogni incremento unitario di economica lavorazione. Ciò ha comportato,
fertilizzante fornito corrisponde un pari oltre all’inquinamento da composti chimici
incremento di prodotto; nel secondo, tossici di suolo e acque di circolazione, ad
l’incremento produttivo, pur evidente, è uno squilibrio faunistico, con la fuga in città
ottenuto con dosi di azoto sempre di uccelli e altre specie, un tempo inserite
crescenti, fino al limite di una riduzione nei cicli biologici e nelle catene alimentari,
per effetto fitotossico dell’eccesso. con ulteriori problemi igienici e ambientali.
Poiché la resa agronomica garantiva Questo impoverimento ha costretto ad
un adeguato utile economico a fronte di un uso sempre più massivo di prodotti
costi bassi delle materie prime, si è chimici; e cosi via. E’ per questo che da
assistito ad una super-produzione, con diversi anni ci si è resi conto della necessità
necessità di interventi esterni di calmiere di interventi diversificati e più aderenti alla
col ritiro delle produzioni e spesso con la esigenza di ripristino degli equilibri, su basi
loro distruzione e sotto impiego più avanzate, ma controllate con rigore. A
(distillazione, produzione mangimistica tutto ciò si aggiunga che in alcune realtà
etc.) per mantenere remunerativi i prezzi europee (Olanda, Francia, Belgio, Italia etc.)
sul mercato, fino ad arrivare a rigide allo sviluppo agricolo si è associata una
politiche di messa a riposo dei suoli, modifica strutturale della zootecnia, con il
anche per evitare l’impoverimento passaggio da produzioni semi-artigianali a
organico (set aside) e di espianto di veri e propri insediamenti industriali, con la
coltivazioni. rottura del secolare ciclo: produzione
E’ tra l’altro evidente lo scandaloso gap agricola - sottoprodotti - allevamento bovino
tra queste realtà e quelle di un terzo e - latte - formaggio - sottoprodotti -
quarto mondo super-sfruttato e spinto ben allevamento suino - deiezioni - concimi -
oltre i limiti della sopravvivenza. Il problema produzioni agricole.
creato è sicuramente complesso e articolato, Da un lato le deiezioni, un tempo
ma è evidente che da un lato l’eccesso di conservate e utilizzate, sono state
concimazione azotata ha portato ad una soppiantate come concime dai prodotti
eccedenza dell’elemento nei suoli e nelle chimici, dall’altro hanno iniziato a costituire
acque di circolazione superficiali e un problema di smaltimento o di
sotterranee, infatti le unità di azoto non trattamento depurativo e quindi un
utilizzate dalle piante (fig. 1), nè problema ambientale (ed economico).
denitrificate si rendono disponibili per la La soluzione più semplice, lo scarico
lisciviazione, con trasporto anche a grandi diretto in corpi idrici superficiali, che fu la
distanze nel ciclo dell’acqua globale e locale. norma fino alla metà degli anni ’70, non fu
E’ tra l’altro da notare che l’eccessiva più ammesso e gli allevatori si orientarono
concimazione inorganica ha impoverito i verso uno smaltimento agronomico, come
suoli dell’indispensabile substrato organico, malintesa fertirrigazione, ossia con l’apporto
con perdita di fertilità, ma anche della ulteriore di Azoto ai terreni senza una
capacità denitrificante. Il bilancio, insomma, parallela riduzione delle concimazioni
è del tutto in perdita per il sistema nel suo chimiche, oltre tutto in dispregio alle più
complesso sia economicamente, sia elementari norme sia igieniche, sia
ambientalmente: basti pensare alla modifica agronomiche (es. epoche di apporto in
stessa del paesaggio agrario, che, al di là funzione dell’utilizzo) con l’aggravamento
degli aspetti estetici, ha comportato pesanti dei fenomeni di diffusione. I grandi volumi di
interferenze negli ecosistemi; con acqua usati nella pulizia dell’allevamento
l’innescarsi di circuiti degenerativi peggioravano ulteriormente la situazione. Il
incontrollati. Ne sia esempio l’uso di sistema Agricoltura - Zootecnia in definitiva
antiparassitari: se da un lato ha dato, con da conservativo si è trasformato in
immediatezza, effetti positivi sulle colture, dispersivo, con conseguenze economiche e
dall’altro ha impoverito biologicamente ambientali (fig. 2).
l’ecosistema, con la scomparsa dei
Fig. 2 – Ciclo dell’azoto influenzato dall’uomo.

I nitrati nelle acque.

La contaminazione da nitrati delle mantenevano una pressione idrostatica
acque superficiali e sotterranee ne è uno spesso positiva rispetto al piano campagna
degli aspetti più clamorosi, che da dati (fontanili); ora il loro livello è depresso
WHO-CEE (tab. 1) e, per 1’Italia, dell’ISS sensibilmente per il sovrasfruttamento a cui
(tab. 2) affligge praticamente tutti i paesi sono sottoposti, con possibilità di
più evoluti, con una tendenza al progressivo infiltrazione dalla superficie, ed
peggioramento. I dati riportati risalgono al immagazzinamento nello spessore di suolo
decennio precedente, ma si può presumere non saturo d’acqua di enormi quantitativi di
siano ancora attuali, sia per l’incremento Azoto, progressivamente dilavato in falda.
del campione analizzato, sia soprattutto per Il destino ultimo di tutti i composti
l’inerzia dei sistemi idrici, soprattutto azotati, nella loro evoluzione spazio-
sotterranei. temporale, è verso la forma ossidata di
Per quanto attiene alle acque nitrato, almeno in tutti i casi nei quali
superficiali è da notare che i maggiori l’ambiente idrico superficiale o sotterraneo
apporti oggi sono dovuti a fenomeni di consenta lo sviluppo delle reazioni
ruscellamento, e quindi dilavamento dei biochimiche di degradazione della materia
suoli, con grandi quantità di Azoto organica in senso ossidativo; in caso
idroveicolato durante le morbide dei corsi contrario si avrà il permanere della forma
d’acqua, in occasione di periodi piovosi o di ridotta ammoniacale. Per quanto concerne
scioglimento di nevi e ghiacci. le acque sotterranee la forma nitrica è
Dagli studi sulla eutrofizzazione del quella più comunemente reperita e
mare Adriatico fin dai primi anni ’80 fu direttamente correlabile ad apporti di Azoto
evidente che il fattore limitante del organico od inorganico, negli acquiferi più
fenomeno era l’apporto di Fosforo, da varie esposti all’inquinamento. Essi sono quelli
fonti. Dopo gli interventi mitigativi con prevalentemente freatici o quelli artesiani
benefici dimostrati, oggi appare non più ad essi collegati, ossia rialimentati da
trascurabile l’effetto dell’apporto di Azoto, apporti meteorici o da acque superficiali in
che impone un’ulteriore azione sugli scarichi terreni permeabili e, perciò, più vulnerabili.
puntuali, ma soprattutto su quelli diffusi. Si tratta, di norma, di acquiferi ad elevato
Le acque sotterranee un tempo erano tasso di rinnovamento, che, in assenza di
praticamente esenti da Azoto, sia per la fonti inquinanti puntuali o diffuse,
mancanza di eccedenze, sia per il basso consentono la formazione di una risorsa
sfruttamento degli acquiferi che idrica sotterranea di qualità buona e, per