Il rischio di inquinamento delle falde

Il rischio di inquinamento da nitrati di origine agricola. La metodologia IPNOA

Il metodo IPNOA (ovvero Indice di pericolosità da nitra-ti di origine agricola - Padovani e Trevisan, 2002) ricalca l’approccio del D. Lgs. 152/2006 (Allegato 7/A) al pro-blema dei nitrati di origine agricola; è un metodo parame-trico che consta principalmente di due fasi:

1. individuazione delle categorie di fattori che corrono alla valutazione del pericolo potenziale di con-taminazione delle acque sotterranee;

2. attribuzione a ciascun fattore di un punteggio in funzione dell’importanza che esso assume nella valuta-zione complessiva finale.

Tutte le attività agricole che generano o possono

ge-nerare un impatto sulle acque sotterranee vengono consi-derate fattori di pericolo (FP), mentre quei fattori che modificano il pericolo in funzione delle caratteristiche del sito e delle pratiche agricole in esso adottate sono identi-ficabili come fattori di controllo (FC) (Figura 4).

Mediante i fattori di pericolo viene stimata la quantità di azoto applicata sulla superficie agraria che, a seconda del contenuto naturale di azoto del terreno, delle caratte-ristiche climatiche del sito e delle pratiche agronomiche adottate, può rappresentare, in diversa misura, un pericolo per la qualità delle acque sotterranee. L’operazione di so-vrapposizione dei tematismi relativi alle variabili di base considerate viene effettuata previo ordinamento e classi-ficazione delle stesse, attribuendo a ciascuna classe un indice che caratterizza il carico di azoto (nel caso degli FP) o l’incidenza (positiva o negativa o neutra) dei fattori

coinvolti nel fenomeno di dilavamento dei nitrati (FC). Tale parametrizzazione, oltre ad attenuare gli eventuali errori di stima e la soggettività delle misure, consente an-che di rappresentare graficamente i risultati ottenuti (Pa-dovani e Trevisan, 2002).

La stima del pericolo potenziale di inquinamento da nitrati di origine agricola si ottiene moltiplicando tra loro i fattori di pericolo (FP) ed i fattori di controllo (FC) co-me mostrato nell’equazione indicata in Figura 4.

Tale metodologia è stata applicata all’area di Acerra (Corniello et al., 2006, 2007), pervenendo, tramite l’uso dei GIS, alla definizione degli strati informativi relativi ai fattori di pericolo (uso di fertilizzanti, pesticidi e reflui zootecnici) e dei fattori di controllo (clima, pendenza, tipologia di coltivazione e sistema irriguo) (Figura 4).

La carta dell’IPNOA è stata quindi ottenuta classifi-cando i valori dell’indice di pericolo (ricavati dall’equazione indicata in Figura 4) in una scala da 1 a 6 in funzione del grado di pericolo; valori IPNOA più alti indicano maggiore pericolo di contaminazione da nitrati di origine agricola.

Infine la carta del rischio potenziale di contaminazio-ne da nitrati di origicontaminazio-ne agricola (Corniello et al., 2006 -

Figure 5a e 6a), classificata in 6 classi di rischio, è stata ottenuta associando la carta dell’IPNOA alla vulnerabilità intrinseca redatta con il metodo SINTACS (Corniello e Ducci, 2005), sulla base dei prodotti fra le classi di peri-colosità e le classi di vulnerabilità .

La carta del rischio potenziale di contaminazione da nitrati di origine agricola della falda profonda (Figura 5a) mostra diffusamente un grado di rischio “alto”, con pic-coli settori a rischio “elevato”. A sud dei Regi Lagni so-vente il rischio è “moderato”.

Per la falda superficiale (Figura 6a), la Carta del ri-schio potenziale presenta, come del resto prevedibile, un grado di rischio prevalentemente “alto” ed “elevato” in quanto fortemente condizionato dal grado di vulnerabili-tà.

Il rischio di inquinamento da nitrati di origine civili. La metodologia IPNOC

La presenza dei nitrati nelle acque sotterranee, in ogni caso, non è da attribuire esclusivamente alle attività agri-cole e zootecniche: perdite da fognature e/o da pozzi neri possono essere cause altrettanto importanti.

Figura 4 - Schema del metodo IPNOA (Padovani e Trevisan, 2002), integrato con i layers di Acerra.

Figura 5 - Carta del rischio di inquinamento da nitrati della falda principale a) di origine agricola (IPNOA); b) di origine civile (IPNOC).

Figure 5 - Potential Nitrate Contamination Risk Map of the main aquifer a) from agricultural sources (IPNOA); b) from household sources.

Figura 6 - Carta del rischio di inquinamento da nitrati della falda superficiale a) di origine agricola (IPNOA); b) di origine civile (IPNOC).

Figure 6 - Potential Nitrate Contamination Risk Map of the shallow aquifer a) from agricultural sources (IPNOA); b) from household sources

Il metodo IPNOC (Frullini e Pranzini, 2008), proposto di recente, fornisce un Indice di Pericolosità da Nitrati di Origine Civile; prende infatti in considerazione tanto le perdite dei condotti fognari (rete fognaria) quanto quelle legate a scarichi non allacciati ai sistemi fognari (case sparse) per determinare il Rischio di Inquinamento da Ni-trati di Origine Civile.

Questo metodo conta al momento pochissime appli-cazioni (Capri et al., 2009) e sono comunque in atto già sperimentazioni ed implementazioni per adattarlo alle di-verse situazioni locali.

Il metodo valuta il carico di azoto proveniente dagli scarichi di una zona partendo dai volumi di reflui annui che arrivano ai depuratori. Le portate totali di ogni

siste-l N L

Ny=

¦

ma fognario sono distribuite proporzionalmente alle di-mensioni dei condotti, cioè maggiore è il diametro del condotto maggiore sarà la portata e quindi il carico di a-zoto annuo: da questo dato si passa al carico di aa-zoto an-nuo in transito per ogni metro di condotto Nl(fattore di pericolo). Il fattore di controllo è invece legato alla vita media dei condotti che di fatto regola la perdita percen-tuale dai condotti stessi. Le perdite maggiori sono causate da usura e da rotture accidentali. Si può considerare linea-re la linea-relazione fra età ed usura ed esponenziale quella fra età e rotture accidentali (Frullini e Pranzini, 2008).

Ad ogni condotto fognario viene quindi attribuita una perdita calcolata (in base al materiale di cui è fatto e alla sua età) mediante la formula:

Lc= L

∗

∗

dove:

Lc: perdita corretta;

NL: perdita relativa a quel tipo di condotto.

Il valore annuo di azoto perso dalle fogne viene quin-di valutato dalla relazione:

dove l è la lunghezza di ciascun tipo di condotto nella maglia, Lc la sua perdita corretta e Nlil suo carico di azo-to annuo in transiazo-to.

Le case sparse non allacciate ai sistemi fognari smal-tiscono le acque scure tramite sub irrigazione, fitodepura-zione, dispersione areale e fosse biologiche. Ad ogni casa è attribuito un numero di abitanti equivalenti per ognuno dei quali si stima una produzione di 5,5 kg di azoto l’anno. Considerando che il 15% di tale carico è rimosso dalle fosse biologiche tramite autospurgo, è il rimanente 85% ad essere disperso nel sottosuolo (cioè 4,67 kg di N /anno). Il prodotto di tale valore per il numero di abitanti di ogni unità areale fornisce il totale di azoto che s’infiltra ogni anno nel sottosuolo e che rappresenta il carico in-quinante potenziale per le acque di falda.

Le classi dell’IPNOC fanno riferimento, per quanto riguarda i quantitativi dispersi nel sottosuolo, alla classi-ficazione dei fertilizzanti organici definita dall’IPNOA.

Si perviene infine al Rischio d’inquinamento da nitra-ti di origine civile combinando l’indice IPNOC con la vulnerabilità degli acquiferi, dopo averla opportunamente modificata per tenere conto del fatto che gli scarichi non allacciati alle fogne non avvengono sul terreno, ma a cir-ca un metro al di sotto del piano cir-campagna, mentre le perdite dei condotti fognari si verificano alla profondità di posa di tali manufatti (in media due metri sotto il p.c.). Tutto ciò comporta una diminuzione della soggiacenza e, con essa, un aumento considerevole della vulnerabilità degli acquiferi.

Il metodo IPNOC precedentemente descritto è stato applicato all’area di Acerra (Ducci e Magliacano, 2008). Per la determinazione dell’indice IPNOC, relativamente

alla rete fognaria, i dati sono stati forniti in prevalenza dall’Ufficio Tecnico del Comune di Acerra e in particola-re: volumi di reflui destinati all’impianto di depurazione (collettore nero ex Casmez), distribuzione e caratteristi-che della rete fognaria (diametro, anno di posa in opera e tipologia di materiale di ogni tronco – Figura 7a), utili per il calcolo della perdita corretta Lc.

Il carico di Azoto totale che passa nelle fogne, ricava-to moltiplicando il numero degli abitanti equivalenti (da dati ISTAT 2007) per 5.5 kg di Azoto/anno, è risultato pari a 275.000 kg. Tale carico è stato ripartito in modo ponderato a seconda del diametro degli spechi.

Dividendo il carico totale per la lunghezza totale pe-sata della rete si è quindi ottenuta la quantità di Azoto che transita ogni anno per metro di fogna (0,74 kg). Le elabo-razioni precedenti hanno consentito di porre la maggior parte dei tronchi fognari in “classe 2” (delle 5 previste dal metodo IPNOC).

Di edifici non allacciati alla pubblica fognatura ne so-no stati individuati 345 utilizzando un’aggiornata, ed as-sai dettagliata, base cartografica (Figura 7b). Poiché gli abitanti equivalenti totali di questi edifici ammontano a circa 3000 unità (pari a 8,7 per edificio), il carico di Azo-to medio annuo prodotAzo-to da ogni edificio risulta 40,652 kg (8,7 x 4,67 Kg N/anno; cfr. sopra).

Facendo riferimento alla classificazione di Frullini e Pranzini (2008) e avendo adottato lo stesso numero di a-bitanti equivalenti per ogni edificio, si ha che il carico di Azoto potenzialmente trasferito in falda è lo stesso per ogni casa sparsa; la totalità degli edifici ricade nella “classe 2” per l’indice IPNOC.

La carta del Rischio potenziale di contaminazione da nitrati di origine civile elaborata sulla base di tale metodo (Ducci e Magliacano, 2008) mostra un rischio prevalen-temente “moderato” per la falda principale (Figura 5b) e un rischio “alto” per la falda superficiale (Figura 6b), pro-prio in quei settori dove risultava minore il rischio da ni-trati di origine agricola.