La valutazione della vulnerabilità intrinseca ed integrata all’inquinamento degli acquiferi: il modello SINTACS

La protezione delle acque sotterranee presuppone approfondite conoscenze della circolazione idri- ca nel sottosuolo e della qualità delle acque, le quali sono proprie dell’idrologia, dell’idrogeologia, della geochimica, dell’idrochimica e della microbiologia. È quindi materia specialistica, ma di grande rilevan- za sociale. I casi di inquinamento, che si vanno ripetendo con frequenza sempre crescente, man mano che i controlli si fanno più assidui ed approfonditi, dimostrano che solo un’attenta vigilanza, associata ad una politica del territorio sensibile alle esigenze di tutela, può prevenire il degrado degli acquiferi e quindi, indirettamente, offrire sicurezza di approvvigionamento idropotabile alla collettività.

Le fonti di potenziale inquinamento sono di dimensioni e di densità sempre crescenti, non solo rispetto ai secoli passati, allorché la dispersione di liquami urbani nel sottosuolo era frequentemente causa di disastrose epidemie, ma anche rispetto a qualche decina di anni fa, cioè prima dell’ultimo svi- luppo produttivo del Paese.

La stessa ubicazione dei centri produttivi, avvenuta più sulla base di criteri socio-economici che ambientali, fa crescere il grado di rischio, che, associato ad una elevata vulnerabilità del territorio, richie- derebbe una più attenta visione pianificatoria o, quanto meno, più sofisticati sistemi di attenuazione e prevenzione.

Di seguito, per chiarezza, vengono riportate alcune definizioni fondamentali:

1. inquinamento idrico: s’intende l’impatto di qualunque attività antropica, volontaria o accidentale, che comporti uno sversamento, in uno o più dei sottosistemi componenti il sistema ambiente, di sostanze che possono causare una variazione negativa di tipo chimico e/o fisico della qualità naturale delle acque, tale da mettere in pericolo la salute dell’uomo e degli altri esseri viventi;

2. vulnerabilità delle acque sotterranee: indica la facilità con cui le stesse possono essere interessate da fenomeni di inquinamento causati da interventi antropici, mediante infiltrazione o percolazione di polluenti (inquinanti);

3. Carta della Vulnerabilità Intrinseca ed Integrata all’Inquinamento: rappresenta la suscettività speci- fica dei sistemi acquiferi, nelle loro diverse parti componenti e nelle diverse situazioni geometriche e idrodinamiche, ad ingerire e diffondere, anche mitigandone gli effetti, un contaminante fluido o idro- veicolato tale da produrre impatto sulla qualità dell’acqua sotterranea, nello spazio e nel tempo. La suscettibilità specifica può evolversi dinamicamente e, seppur entro certi limiti, può variare in seguito a mutamenti ambientali che, il più delle volte, vengono apportati dall’uomo, con l’apertura di cave, interventi sui corsi d’acqua, sfruttamento delle falde ecc.

Nell’ambito delle ricerche sulla prevenzione dall’inquinamento delle acque sotterranee si sono evoluti, negli anni ’80, diversi metodi di valutazione e di rappresentazione della vulnerabilità all’inquina- mento degli acquiferi, quali GOD [Foster 1987; Foster e Hirata 1988] e DRASTIC [Aller et al. 1985], che hanno dimostrato però la loro scarsa adattabilità a situazioni complesse. Pertanto, agli inizi degli anni ’90, fu iniziata una ricerca e una sperimentazione per la messa a punto di un nuovo metodo costituito da un sistema a punteggi e pesi, denominato SINTACS [Civita 2000]. In origine questo, era strutturato in maniera simile a DRASTIC e pur mantenendo in parte le stesse caratteristiche, è andato via via differen- ziandosi con il tempo.

Nella metodica, la vulnerabilità è definita sulla base di una ricostruzione litostratigrafica ed idro- geologica del sottosuolo e dipende perciò principalmente dalla permeabilità e dallo spessore dei materiali sovrastanti gli acquiferi, nonché dal tipo di circolazione idrica (permeabilità per fessurazione, per carsi- smo e per porosità) e dalle modalità della sua alimentazione. Inoltre, SINTACS è un metodo recepito dalla normativa europea e nazionale (D.Lgs.152/99) ed è quello che più si adatta alle realtà idrogeologi- che, climatiche e d’impatto che si riscontrano sul territorio italiano.

I vantaggi dell’utilizzo dei metodi parametrici sono numerosi: la maggiore riproducibilità del risultato, la possibilità di confronto tra situazioni idrogeologiche anche notevolmente diverse e la stan- dardizzazione dei parametri presi in esame. I metodi parametrici sono, quindi, particolarmente adatti alla costruzione di carte a basso denominatore di scala.

Va però specificato che i metodi parametrici come SINTACS hanno lo svantaggio di richiedere una base-dati idrogeologica notevole, quindi, sono applicabili solo dopo una indagine idrogeologica par- ticolarmente approfondita o in aree in cui siano già disponibili banche dati geologiche-idrogeologiche sufficientemente complete. L’elaborazione della vulnerabilità intrinseca viene in seguito sovrapposta con le informazioni relative alla presenza antropica; ovvero attraverso il censimento di una serie di rilievi sul- l’uso reale del territorio che, di fatto, comprendono tutte le trasformazioni che l’uomo ha imposto e impone alla superficie del suolo e nel sottosuolo più immediato. Alcune di queste sono classificate come produttori reali e potenziali di inquinamento: si tratta dei centri di pericolo (cdp) o fonti, puntuali o non puntuali, dai quali è potenzialmente generato un impatto tale da compromettere la qualità di base delle acque sotterranee soggiacenti.

La metodica SINTACS prevede l’individuazione di due tipi di vulnerabilità: 1. intrinseca o naturale, in funzione delle caratteristiche intrinseche del territorio; 2. integrata o indotta, anche in funzione dei fattori antropici (cdp).

Il metodo consiste essenzialmente nella valutazione quantitativa, commutata in un punteggio, di una serie di parametri d’ingresso e in una serie di pesi moltiplicatori che consentono di amplificare l’im- portanza che si vuole dare ai singoli parametri. Grazie alla strutturazione a parametri e pesi, è possibile distinguere diverse situazioni idrogeologiche e d’impatto, in una valutazione indicativa del grado di vul- nerabilità di un sito: questo consente comparazioni tra situazioni molto diverse, anche distanti fra loro, così da offrire indicazioni facilmente interpretabili dalle Pubbliche Amministrazioni.

Gli areali di riferimento possono essere scelti, in funzione della scala operativa e/o del grado di precisione, in celle quadrate, anche di diversa dimensione, per ognuna delle quali si valuta il valore del parametro d’ingresso.

Il metodo prevede la determinazione e la quantificazione dei seguenti sette parametri: 1. Soggiacenza

2. Infiltrazione efficace

3. effetto di autodepurazione del Non saturo 4. Tipologia della copertura

5. caratteristiche idrogeologiche dell’Acquifero 6. Conducibilità idraulica (del mezzo saturo) 7. acclività della Superficie topografica.

La Soggiacenza è la profondità della superficie piezometrica misurata rispetto al piano di campa- gna. A parità di condizioni idrogeologiche dell’insaturo, da essa (cioè dal suo valore assoluto e dalle sue caratteristiche idrogeologiche) dipende il tempo di transito, di un contaminante idroveicolato, dalla superficie all’acquifero e quindi la durata delle azioni di autodepurazione e attenuazione fra le quali, in particolare, l’azione ossidante dell’atmosfera.

L’Infiltrazione efficace regge il trascinamento in profondità dei contaminanti e la loro diluizione, nell’insaturo e nella zona di saturazione. Il parametro dipende da fattori meteorologici (piovosità e tem- peratura), antropici (eventuali pratiche irrigue) e da fattori geomorfologici e idrogeologici che sono con- globati nel cosiddetto indice di infiltrazione. Quest’ultimo è determinato in base alle caratteristiche del suolo oppure, in assenza di un suolo significativo, in base alla litologia superficiale.

suolo e la zona satura dell’acquifero ed in essa avvengono gli spostamenti prevalentemente verticali del- l’acqua. Nel caso di acquiferi artesiani, si prende in considerazione l’intervallo tra la base del suolo e la base del livello confinante superiore. All’interno dello spessore insaturo, fattori fisici (filtrazione e dispersione in particolare) e chimici (reattività chimica dei minerali componenti e processi di bio-degra- dazione e volatilizzazione) operano in sinergia favorendo i processi di attenuazione.

La Tipologia della copertura. Il suolo riveste un ruolo importante nella mitigazione dell’impatto di un eventuale inquinante: al suo interno si esplicano processi che possono attenuare l’importanza del- l’impatto.

Le caratteristiche dell’Acquifero. Si considera acquifero la zona di saturazione all’interno di un determinato complesso idrogeologico e si prendono in considerazione i processi (dispersione, diluizione, assorbimento e reattività chimica) che avvengono al di sotto della superficie piezometrica. Il parametro descrive quindi il comportamento di un contaminante liquido o idroveicolato quando, dopo aver superato le due linee di difesa costituite dalla copertura e dall’insaturo, ha raggiunto la zona satura e si mescola con l’acqua sotterranea per defluire verso i punti di recapito.

La Conducibilità idraulica è la capacità di spostamento, attraverso il mezzo saturo, dell’acqua di falda e quindi anche di un contaminante che non ne alteri troppo le caratteristiche di densità.

L’acclività della Superficie topografica incide sulla vulnerabilità intrinseca perché da essa dipende la velocità di spostamento e la quantità d’acqua piovana che, a parità di precipitazione, è soggetta a ruscellamento. La metodica SINTACS attribuisce punteggi elevati alle celle con pendenza media e bassi alle aree a forte pendenza.

Per ciascun parametro, attraverso l’uso di appositi diagrammi di confronto, viene assegnato un punteggio, variabile da 1 a 10, crescente con la vulnerabilità.

I punteggi, relativi ai sette parametri cartografati, sono in seguito moltiplicati per un peso correla- to a situazioni ambientali e/o antropiche dell’area. In particolare, il sistema SINTACS prevede cinque situazioni ambientali (tabella 3.7), a cui è possibile attribuire il peso correttivo.

Tabella 3.7 - Stringhe di pesi moltiplicatori previste da SINTACS

Parametro Impatto normaleImpatto rilevante Drenaggio Carsismo Fessurato

S 5 5 4 2 3 I 4 5 4 5 3 N 5 4 4 1 3 T 3 5 2 3 4 A 3 3 5 5 4 C 3 2 5 5 5 S 3 2 2 5 4

In effetti, le linee di pesi sono un potente strumento che permette di modellare la metodologia alla situazione effettiva identificata (scenario), esaltando l’importanza di alcuni parametri rispetto ad altri, ma lasciando un ben calibrato spazio decisionale che va speso sulla base di attente sintesi dei dati e delle osservazioni di campagna [Civita 2000].

La prima stringa “impatto normale” riunisce tutte quelle situazioni, collegate in genere ad aree a scarso gradiente topografico, con insaturo composto prevalentemente da rocce permeabili, ove non sussi- stono particolari situazioni di impatto antropico e con utilizzo reale del territorio contenuto e scarsamente trasformato. Si tratta di aree sterili, incolte o con colture spontanee o che, comunque, non richiedono uso di fitofarmaci, concimi chimici, se non eccezionalmente e/o in dosi modeste, né pratiche irrigue.

La linea di pesi “impatto rilevante” serve a modellare situazioni territoriali che favoriscono impat- ti importanti da fonti diffuse di inquinamento potenziale. Si tratta di territori morfologicamente adatti ad

antropizzazione estensiva, con colture che prevedono abbondanti trattamenti con fitofarmaci, concimi chimici e spargimento di liquami; aree a discarica incontrollata, lagoni, vasche di dispersione, oleodotti e collettori fognari; aree industriali attive e dismesse, aree urbanizzate e assimilabili.

Per le aree soggette a “drenaggio” è stato identificato uno scenario particolare ove avviene un con- tinuo o, comunque, frequente drenaggio da corpi idrici superficiali a quelli sotterranei soggiacenti. Questa linea di pesi è stata calibrata fondamentalmente sulla forte riduzione, se non sull’annullamento, della soggiacenza, in corrispondenza dei punti (o delle zone) nei quali può sussistere un collegamento tra acquifero e reticolo drenante superficiale, sia naturale che artificiale. Tali zone devono comprendere, oltre alle parti direttamente connesse al suddetto reticolo, le aree abitualmente esondabili dai corsi d’ac- qua in regime di piena e le aree soggette a esondazione frequente; le aree di irrigazione con grandi volu- mi d’acqua; le aree di affioramento, continuo o periodico, della superficie piezometrica libera (stagni, paludi). La quarta stringa “carsismo” individua zone ove sussistono condizioni di carsismo profondo e completo. Si tratta di aree estesamente carsificate in superficie ed in profondità, con collegamenti rapi- dissimi tra superficie e acquifero attraverso punti di perdita dei dreni superficiali, pozzi carsici, inghiotti- toi ecc.

La stringa “fessurato” è applicata ove il sistema idrogeologico è costituito, in prevalenza, da rocce permeabili per fessurazione, non carsificate. In questo tipo di scenario il ruscellamento superficiale può essere scarso in assenza di suolo. I tempi di transito, anche se rilevanti nei primi metri di insaturo, si abbassano e si uniformano in profondità in funzione della conducibilità idraulica dell’insaturo prima e poi del saturo.

La determinazione finale dell’indice di vulnerabilità intrinseca SINTACS risulta dalla sommatoria del prodotto dei singoli punteggi per i diversi pesi, secondo la relazione:

L’indice complessivo può assumere valori compresi tra 26 e 260; tuttavia per la standardizzazione del dato ottenuto, tale scala viene normalizzata a 100:

dove IS_NOè l’indice normalizzato mentre IS_MAX e IS_MINsono, rispettivamente, i valori massimo e minimo dell’Indice SINTACS grezzo, ossia 260 e 26.

In tabella 3.8 viene riportata la classificazione ufficiale suddivisa per gradi di vulnerabilità. Tabella 3.8 - Classi di vulnerabilità previste dal metodo SINTACS

Classi di vulnerabilità Intervallo SINTACS Intervallo SINTACS

grezzo normalizzato Bassissima (Bb) 0-80 0-24 Bassa (B) 81-105 25-35 Media (M) 106-140 36-49 Alta (A) 141-186 50-69 Elevata (E) 187-210 70-79 Elevatissima (Ee) 211-260 80-100

La vulnerabilità intrinseca è dunque un concetto esprimibile grazie ad un indice numerico che consente una valutazione semi-quantitativa sufficientemente oggettiva. La Carta fornisce indicazioni utili per quanto riguarda possibili interventi per il monitoraggio, per la prevenzione di episodi d’inquinamento e per la salvaguardia delle acque sotterranee, fornendo anche una prima valutazione generale del rischio

∑

= 7

1( )

n

i j js

SINTACS punteggioparametro peso

I 100 × − − = MIN MAX MIN GR NO _{IS IS} IS IS IS

potenziale. In tabella 3.9 è associato al grado di vulnerabilità il significato operativo della valutazione. Tabella 3.9 - Legenda ufficiale della metodica SINTACS

La vulnerabilità integrata viene rappresentata dalla sovrapposizione della vulnerabilità intrinseca con i centri di pericolo (cdp). Questi sono definiti come le attività antropiche che possono generare un impatto negativo sull’ambiente. Dunque la vulnerabilità integrata indica la suscettibilità all’inquinamento considerando anche la presenza di possibili fonti di contaminazione derivanti da attività antropiche, distinte per ubicazione, distribuzione areale e tipologia.