I SISTEMI FORESTALI FILTRO: COSA SONO E COME FUNZIONANO. I sistemi forestali filtro: una coltura specializzata da reddito che

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1 I sistemi forestali filtro: una coltura specializzata da reddito che produce energia e fa bene all ambiente. 29 Settembre 2007 Biella I SISTEMI FORESTALI FILTRO: COSA SONO E COME FUNZIONANO Bruno Boz

2 CONTENUTI DELL INTERVENTO E DOMANDE CHIAVE Cosa sono e come vengono classificati? Qual è il loro ruolo nel processo depurativo? Per quale tipo di inquinamento sono efficaci? Quali sono gli accorgimenti tecnici/progettuali che permettono di massimizzare la resa depurativa? Dove usarli e quando usarli? Che ruolo hanno rispetto agli altri sistemi depurativi?

3 COSA SONO? Aree a copertura arborea arbustiva, non necessariamente lineari, vengono definite filtro o tampone qualora siano in grado di trasformare/trattenere/immagazzinare sostanze inquinanti che le attraversano (in buona parte veicolate da deflussi idrici). Gli alberi (e, nei sistemi misti, la vegetazione erbacea) non fanno altro che favorire, direttamente o indirettamente, i processi responsabili di tale azione filtro.

4 ESEMPI DI COSA NON SONO

5 IL RUOLO DELLE AREE BOSCATE NELLA DEPURAZIONE Sistema FISICO-ANTROPICO Risposte al problema Attività insediative/produttive Uso del suolo Regolamentazione uso del suolo Incremento/miglioramento sistemi depurativi Carico inquinante sul territorio Scelte colturali Puntiforme Diffuso Migliori pratiche agricole/zootecniche (concimazione, fertilizzazione, arature..) Trasporto inquinanti Carichi diffusi veicolati Fasce SFF Tampone diretti Boscate Carichi puntiformi veicolati Carichi effettivi puntiformi ai corpi idrici Regime idrometereologico Carichi effettivi diffusi ai corpi idrici Vegetazione riparia Autopurificazione del territorio Wetland fuori alveo Ri- meandrizzazione Fasce Tampone SFF inversi Inverse.. Carichi totali effettivi ai corpi idrici Stato qualità dei corpi idrici (H2O+Altro) Autopurificazione del corpo idrico Sistemi depurativi Impianti di depurazione conven. Impianti di fitodepurazione Zone umide SFF per trattamento reflui Target DLgs 152/99 e Dir.2000/60/CE Prestazione

6 COME VENGONO CLASSIFICATI? Tali sistemi filtro forestali assumono nomi diversi in base al criterio di classificazione adottato che può riguardare o la loro forma (fasce o aree tampone), o il modo in cui gli inquinanti giungono al sistema filtro (sistemi diretti o inversi) o, infine, in base al fatto che trattino inquinanti di origine diffusa o puntiforme. SISTEMI FILTRO FORESTALI (SFF) FASCE TAMPONE BOSCATE - FTB (dirette o inverse) AREE FILTRO FORESTALI (AFF) AFF (inverse) AFF PER REFLUI DEPURATORE AFI Aree forestali di infiltrazione

7 FTB CLASSICHE PER L INQUINAMENTO DIFFUSO

8 I MECCANISMI PER LA RIMOZIONE DELL AZOTO I meccanismi principali attraverso cui la vegetazione favorisce la rimozione dell azoto disciolto sono 2: -Assorbimento radicale: azione diretta -Denitrificazione: azione indiretta Utilizzo degli ossidi di azoto nella respirazione anaerobica La denitrificazione è portata avanti da varie specie di batteri anaerobi facoltativi quali: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, and Bacillus. 2NO 3 2NO 2 2NO N 2 O N 2 From Peterjohn & Correll 1984

9 FATTORI LIMITANTI LA DENITRIFICAZIONE Anaerobiosi Carbonio organico Nitrati

10 L EFFICIENZA DEPURATIVA DELLE FT: PROGETTI SPERIMENTALI REALIZZATI ERMAS: European River Margins NICOLAS: Nitrogen control in agricultural landscapes LIFE FT VENETO e LIFE SELLUSTRA

11 NICOLAS: NITROGEN CONTROL IN AGRICULTURAL LANDSCAPES

12 SVIZZERA

13 OLANDA

14 POLONIA INGHILTERRA

15 SPAGNA

16 ROMANIA

17 EFFICACIA NELLA RIDUZIONE DEGLI INQUINANTI: AZOTO 26 kg N ha -1 a -1 (89%) (Lowrence et al. 1984) 74 kg N ha -1 a -1 (67%) (Peterjohn & Correll 1984) 30 kg N ha -1 a -1 (85%) (Jacobs & Gilliam, 1985) 99% e 84% (Haycock & Pinay, 1993) N ha -1 a -1 (67 e 96%) (Mander et al. 1997)

18 ASPETTI GESTIONALI E STRUTTURALI: LA LOCALIZZAZIONE DELLE FT Corsi d acqua naturali Corsi d acqua artificiali

19 ASPETTI GESTIONALI E STRUTTURALI: STRUTTURA E AMPIEZZA DELLE FT Le FT possono avere ampiezza molto variabile: da fasce erbacee o arbustive-arboree monofilare di 3-5 metri di ampiezza al fasce plurifilare ai sistemi strutturati in tre sottofasce : Corridoio ecologico Laminazione delle piene Rimozione dei sedimenti Rimozione dell azoto Ombreggiamento Consolidamento delle sponde ed input energetico 7, Ampiezza della fascia tampone (metri) Zona 1: adiacente al corso d acqua formata da vegetazione naturale, Zona 2: zona di vegetazione arborea a crescita controllata e Zona 3: zona di vegetazione erbacea. Figura 1 Range di ampiezza minima per ottenere obiettivi specifici ( )(USDA, 1998).

20 LA PIANIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI CON FT Dati agronomici: Dati metereologici: Dati pedologici: Irrigazione Sistemazione e lavorazione dei terreni Precipitazioni Intensità eventi piovosi Evapotraspirazione Caratteristiche dei suoli Soggiacenza e risalita capillare falda ipodermica Macroporosità e crepacci Pendenza Modelli di bilancio idrico Quantificazione del deflusso sub-superficiale Attribuzione Classi di idoneità CRITERI IDROLOGICI Carta di idoneità idrologica Filtro Uso suolo Aree urbanizzate Aree forestate Corpi d acqua Carta di idoneità ASPETTI GEOGRAFICI Carta di idoneità all utilizzo di FTB nell ambito dei territori del Consorzio di bonifica Dese Sile. I diversi colori indicano diversi gradi di idoneità. Il retinato indica la sistemazione dei terreni ALTRI FATTORI LIMITANTI Sostanza organica Ph Temperatura Sovrapposizione Elaborazione Carichi Carichi totali di N CARICHI Carte di visualizzazione dei carichi e dei fattori biochimici in relazione alle aree idonee: PRIORIZZAZIONE DEGLI INTERVENTI

21 MODELLI PER LA PREVISIONE DELL EFFICACIA DEPURATIVA: REMM REMM: Riparian Ecosystem Management Model Descrizione: il Riparian Ecosystem Management Model (REMM) è un modello gestito da un software. Viene utilizzato per simulare l idrologia, le dinamiche dei nutrienti,e la crescita vegetazionale nelle aree tampone. Gli Output del modello permettono di progettare i sistemi tampone massimizzandone l efficacia 1. Inputs metereologici 2. Inputs relativi all'area a monte della buffer 3. Inputs relativi alle caratteristiche del sito 4. Inputs relativi alle caratteristiche del suolo e del letto 5. Inputs relativi alla vegetazione

22 I MECCANISMI PER LA RIMOZIONE DEL FOSFORO Il Fosforo (P) viene trasportato dai deflussi superficiali dal bacino ai corsi d acqua in due frazioni: fosforo disciolto (DP) e particolato (PP) (composti organici ed inorganici legati a colloidi di particellato grossolano) (Uusi-Kamppa, 1997). La ritenzione di P all interno della fascia tampone è una combinazione di processi chimici, biologici e fisici: I meccanismi più importanti sono: 1) sedimentazione del particellato ricco di P; 2) adsorbimento del DP nel suolo; 3)assimilazione del DP da parte della vegetazione.

23 ACCORGIMENTI PER LA RIMOZIONE DEL FOSFORO

24 EFFICACIA NELLA RIDUZIONE DEGLI INQUINANTI: FOSFORO

25 AREE FILTRO FORESTALI (INVERSE) Così vengono definite superfici forestali ampie e non lineari in grado di trattare inquinanti di diversa origine, anche se nell accezione più comune ci si riferisce a carichi di origine diffusa (in particolare Azoto).

26 PROGETTO NICOLAS: IL SITO SPERIMENTALE NEL BACINO SCOLANTE DELLA LAGUNA DI VENEZIA

27 PROGETTO NICOLAS: LA STRUTTURA DEL SITO SPERIMENTALE

28 PROGETTO NICOLAS: IL PIANO DI MONITORAGGIO

29 I RISULTATI DEL PROGETTO NICOLAS: QUALITA DELLE ACQUE

30 I RISULTATI DEL PROGETTO NICOLAS: LA DENITRIFICAZIONE NEL SUOLO

31 I RISULTATI DEL PROGETTO NICOLAS: ALCUNE RIFLESSIONI In aree vulnerabili: 170 kg/n/ha/anno Circa il 20% ai corpi idrici: 34 Kg/N/ha/anno Se per ogni HA di terreno coltivato realizzo una FT da 5m e lunga 100 (5% della superficie) potrei abbattere il 5% di 362 Kg/N/ha /anno = 18 Kg/N/ha/anno = circa il 50% dl problema

32 AREE FILTRO FORESTALI PER L AFFINAMENTO DEI REFLUI DEI DEPURATORI Le fasce tampone possono venire utilizzate per il post-trattamento dei reflui di origine civile, frapponendo dei boschi planiziali allagati tra il corpo idrico recettore e lo scarico dei depuratori urbani (Aree Filtro Forestali AFF). Area Filtro Forestale + Fitodepurazione per l affinamento dei reflui dei depuratori urbani (Fonte: Paulownia Italia Srl)

33 AFF PER TRATTAMENTO REFLUI DEPURATORI EU FAIR Programme (Project No CT ).

34 SFF: Impianto di Enköping localizzazione

35 SFF: Impianto di Enköping Schema d impianto 1. Impianto a biomasse 2. Impianto di depurazione convenzionale 3. Vasche di decantazione 4. Area Filtro Forestale a Salice

36 SFF: Impianto di Enköping impianto

37 SFF: Impianto di Enköping immagini

38 SFF: Impianto di Enköping immagini 1 2 3

39 VANTAGGI SVANTAGGI - RISCHI

40 AREE FORESTALI DI INFILTRAZIONE

41 Bruno Boz FINE