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Le fasce riparie dei fontanili: processi di trasformazione e rimozione dell'azoto

Informazioni tesi

  Autore: Danilo Tidili
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2013-14
  Università: Università degli Studi di Milano
  Facoltà: Scienze e Tecnologie
  Corso: Scienze Biologiche
  Relatore: Paolo Tremolada
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 212

L’introduzione e il mantenimento delle fasce vegetate tampone rientra all’interno della legislazione e delle politiche dell’Unione Europea tra le cosiddette “Best Management Practices” (BMP) con l’obiettivo di proteggere le acque superficiali e sotterranee dall’inquinamento diffuso derivante dalle attività agricole.
L’obiettivo primario della presente tesi è orientato alla identificazione dei principali processi che determinano la circolazione e la trasformazione dei nutrienti azotati in tipologie di fasce riparie poco studiate come quelle prospicienti fontanili e rogge. Specificatamente si intende valutare la loro capacità tampone nei confronti degli eccessi di nitrati derivanti dalle pratiche di fertilizzazione sia organica che di sintesi.
Si è proceduto alla caratterizzazione idrologica, pedologica e vegetazionale di cinque siti localizzati nella Pianura Padana, dal 2008 al 2010. Lo studio delle variazioni spaziali e temporali dei livelli idrici sub-superficiali e delle principali specie ioniche, con particolare riferimento ai nitrati, è stato indirizzato alla comprensione della natura biotica o abiotica dei principali processi implicati nell’attenuazione dei nitrati presenti negli acquiferi sottostanti le fasce riparie. La riduzione del nitrato è stata messa in relazione alle pratiche di fertilizzazione, al regime idrologico e alla tipologia colturale.
I dati ottenuti evidenziano una situazione eterogenea di apporti di nitrato dal campo coltivato con aumenti di concentrazione durante i periodi di fertilizzazione sia estivi che invernali e/o in seguito ad eventi di pioggia. Sono stati registrati valori di nitrato all’ingresso delle fasce oltre la soglia di potabilità delle acque (50 mg L-1), livelli intorno alla soglia di attenzione (25 mg L-1), e casi in cui questa specie azotata è risultata quasi assente. Il tipo di coltivazione, le caratteristiche idrologiche e quelle pedologiche influiscono sulle concentrazioni in input dal campo. L’andamento di alcune specie chimiche (NO3-, O2, DOC, NH4+, NO2, SO4=) suggerisce il ruolo importante della denitrificazione batterica nella rimozione del nitrato. Tale processo, come dimostrato anche in letteratura, avviene in spazi relativamente ristretti (hot spot) all’interno della fascia riparia, quando si verificano le opportune condizioni come l’ipossia e una certa disponibilità di nitrato (hot moment). In alcuni siti si è osservata una completa rimozione del nitrato con concentrazioni nell’acqua sotterranea inferiori a 1 mg L-1, in altri la diminuzione è risultata più contenuta (20-50%). La differente efficienza di rimozione dell’azoto è stata analizzata considerando diversi fattori ambientali come l’ampiezza della fascia riparia, la morfologia del declivio, la soggiacenza della falda, la tipologia di suolo, la permeabilità del suolo, la concentrazione di carbonio organico disciolto e la percentuale di carbonio organico nel suolo. Uno degli elementi chiave è risultato essere il tempo di permanenza dell'acqua perché favorisce l’interazione delle popolazioni batteriche con i soluti e consente l’attivazione dei processi biologici. Tutti i fattori che possono favorire un maggiore tempo di residenza o che sono in grado di rallentare il flusso dell’acqua sotterranea, come declivi con lieve pendenza e una bassa permeabilità dei suoli, possono contribuire a migliorare l'efficienza delle fasce riparie nel tutelare la qualità delle acque favorendo il processo di denitrificazione.
Dato che studi scientifici che dimostrino il valore ecosistemico delle fasce riparie sono relativamente scarsi in Italia, i risultati di queste indagini costituiscono un’importante verifica sperimentale del ruolo e dell’efficacia delle fasce tampone vegetate lungo i corsi d’acqua del reticolo idrografico minore, naturale e artificiale, della Pianura Padana. L’argomento è di grande attualità se si considera che la realizzazione di fasce tampone vegetate nel bacino del fiume Po è prevista nell’ambito delle attuali pianificazioni e programmazioni territoriali per favorire lo sviluppo di un territorio più sostenibile dal punto di vista della tutela delle risorse ambientali.

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Riassunto 7 RIASSUNTO L’introduzione e il mantenimento delle fasce vegetate tampone rientra all’interno della legislazione e delle politiche dell’Unione Europea tra le cosiddette “Best Management Practices” (BMP) con l’obiettivo di proteggere le acque superficiali e sotterranee dall’inquinamento diffuso derivante dalle attività agricole. In ambito nazionale i Piani di Sviluppo Rurale incentivano il mantenimento e la creazione di fasce tampone con finalità ecologiche (salvaguardia e diffusione della biodiversità, creazione di corridoi ecologici, miglioramento del paesaggio) e di tutela qualitativa e quantitativa delle risorse idriche superficiali e profonde. L’obiettivo primario della presente tesi è orientato alla identificazione dei principali processi che determinano la circolazione e la trasformazione dei nutrienti azotati in tipologie di fasce riparie poco studiate come quelle prospicienti fontanili e rogge. Specificatamente si intende valutare la loro capacità tampone nei confronti degli eccessi di nitrati derivanti dalle pratiche di fertilizzazione sia organica che di sintesi. L’indagine è stata condotta nella Pianura Padana in cinque siti localizzati in un contesto agricolo, dal 2008 al 2010. Il monitoraggio del livello di falda superficiale e il campionamento delle acque sotterranee è stato effettuato nelle stazioni sperimentali prescelte, con piezometri disposti in transetti trasversali tra il campo coltivato e il fontanile. La determinazione analitica delle principali specie ioniche contenute nei campioni acquosi è stata condotta in laboratorio utilizzando tecniche spettrofotometriche e cromatografiche. Le aree sono state caratterizzate sia per quanto riguarda gli aspetti idrologici che pedologici e vegetazionali. Lo studio delle variazioni spaziali e temporali dei livelli idrici sub-superficiali e delle principali specie ioniche, con particolare riferimento ai nitrati, è stato indirizzato alla comprensione della natura biotica o abiotica dei principali processi implicati nell’attenuazione dei nitrati presenti negli acquiferi sottostanti le fasce riparie. La riduzione del nitrato è stata messa in relazione alle pratiche di fertilizzazione, al regime idrologico e alla tipologia colturale. I dati ottenuti evidenziano una situazione eterogenea di apporti di nitrato dal campo coltivato con aumenti di concentrazione durante i periodi di fertilizzazione sia estivi che invernali e/o in seguito ad eventi di pioggia. Sono stati registrati valori di nitrato all’ingresso delle fasce oltre la soglia di potabilità delle acque (50 mg L -1 ), livelli intorno alla soglia di attenzione (25 mg L -1 ), e casi in cui questa specie azotata è risultata quasi assente. Il tipo di coltivazione, le caratteristiche idrologiche e quelle pedologiche influiscono sulle concentrazioni in input dal campo. L’andamento di alcune specie chimiche (NO 3 - , O 2 , DOC, NH 4 + , NO 2 , SO 4 = ) suggerisce il ruolo importante della denitrificazione batterica nella rimozione del nitrato. Tale processo, come dimostrato anche in letteratura, avviene in spazi relativamente ristretti (hot spot) all’interno della fascia riparia, quando si verificano le opportune condizioni come l’ipossia e una certa disponibilità di nitrato (hot

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Parole chiave

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denitrificazione
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nutrienti
acque sotterranee
fontanili
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