ANTROPIZZAZIONE IN AREE CARSICHE E DEGRADO DEGLI ACQUIFERI: CRITERI PRECAUZIONALI DI DIFESA AMBIENTALE ED ELABORAZIONI CARTOGRAFICHE

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1 ANTROPIZZAZIONE IN AREE CARSICHE E DEGRADO DEGLI ACQUIFERI: CRITERI PRECAUZIONALI DI DIFESA AMBIENTALE ED ELABORAZIONI CARTOGRAFICHE ANTONIO CIMINO*, EMANUELE SIRAGUSA**, ROSARIO ABBATE*** & ANTONINO OIENI**** RIASSUNTO Le aree montane notoriamente possiedono, per le caratteristiche di fratturazione e carsismo, un'elevata suscettibilità a subire inquinamenti ad opera di numerosi agenti, essenzialmente di natura antropica. Il problema riveste carattere di particolare gravità in prossimità della linea di costa, per l'intrusione marina nelle formazioni carbonatiche come in acquiferi carsici costieri della Sicilia, ma costituisce una minaccia anche per i sistemi calcarei più interni. Uno strumento di difesa a scala territoriale è dato dalle cartografie in ambiente GIS, attraverso l'applicazione di protocolli di stima degli elementi del rischio d'inquinamento. Al riguardo, se numerose appaiono le indagini e le elaborazioni sulla vulnerabilità degli acquiferi attraverso più metodi nelle aree siciliane, queste, però, rappresentano solo le proprietà intrinseche dei corpi idrici, i quali si presentano dotati di una certa complessità. Il presente lavoro descrive, quindi, uno studio eseguito in un area montana della Sicilia, che supera il concetto della vulnerabilità, riguardando da vicino il concetto di pericolo di contaminazione degli acquiferi carsici in relazione con le minacce d'inquinamento. L'evidente proposito è la rappresentazione più completa possibile di tutti gli elementi di rischio di inquinamento, potendo così fornire un'utile opportunità alle Pubbliche Amministrazioni per indirizzare precauzionalmente la localizzazione o lo spostamento di infrastrutture o insediamenti potenzialmente inquinanti (reti fognarie, discariche, aree industriali...). Si potrà finalmente tener conto della possibilità sia di accadimento di incidenti o addirittura di catastrofi idrogeologiche, sia dell'opportuna ubicazione delle stesse fonti di approvvigionamento idrico. Il caso di studio della regione montana dei Sicani, in Sicilia centro-occidentale, esamina acquiferi ancora poco contaminati, ma dove il peso antropico risulta crescente e per i quali è stata per la prima volta proposta e realizzata - in ambiente GIS - una cartografia di pericolo territoriale. Parole chiave: Vulnerabilità, acquifero carsico, pericolo di contaminazione, Sicilia ABSTRACT Mountainous areas have, for their karst and fracture features, an elevated capability to receive contaminants from numerous, essentially anthropogenic, sources, so polluting aquifers. This problem becomes heavy near the coastal line, for the sea intrusion in the littoral karst aquifers. Aquifer degradation examples occurred, since the last decades, in Northern Sicily, also interesting inland calcareous formations too. A protection tool is conveniently represented by territory mapping performed in GIS environment, collecting also records of contamination sources spreaded in the territory and through the application of special standards for the estimation of the various risk elements. (*) Dipartimento di Fisica, Università di Palermo (**) EPAP, Roma (***) Geologo Professionista, ORG Sicilia (****) Legambiente, Messina

2 At this proposal, a lot of Sicily areas have been interested by pollution vulnerability assessments, but their mappings constitute a simple picture of the intrinsic properties of aquifers. This paper resumes an experience of evaluation, in a karst inland area of the Island, of the danger contamination of groundwater characterizing the investigated territories, trying to connect them with the potential and real occurring menaces of pollution. The final proposal is to furnish a useful opportunity to local administrations (municipalities, provinces, regional governments) for a reliable policy and management of the their territories: in fact, they can precautionarily select suitable zones to locate or also shift particular infrastructures or settlements (sewerage networks, landfills, industrial poles ), with reference to potentially dangerous events occurring close to water supply sources. A Sicily test-site will be depicted, in this paper, located in the mountainous Sicani belt, where karst aquifers show till now a relative good groundwater quality, together with a likely danger of an increasing contamination risk. In the selected zone, a mapping of territorial danger has been performed in GIS environment. Key words: Vulnerability, karst aquifer, contamination ranger, Sicily. DEFINIZIONE DELLA PROBLEMATICA Le fonti di contaminazione delle acque sotterranee sono di natura essenzialmente antropica, ed in realtà esistono numerosi esempi di centri di pericolo di vario tipo ed intensità. Si è potuto capire come il problema assuma carattere di particolare gravità quando i recettori di inquinamento sono le rocce carsiche, le quali possono peraltro enfatizzare le condizioni di rischio in presenza di fenomeni di per sè naturali, ma innescanti episodi di contaminazione se accompagnati da uno sfruttamento eccessivo delle falde acquifere, il quale causa l'avanzamento del cuneo d'intrusione marina, in obbedienza alla legge di Ghyben-Hertberg (FETTER, 2001): H i = H / ρ w - 1 dove: ρ w è la densita dell'acqua del mare H i la profondità dell'interfaccia dal livelo del mare H la distanza tra il livello piezometrico ed il livello del mare. Così, attraverso il mescolamento delle acque del mare con quelle dolci, si formano delle zone di transizione con l'acqua salmastra, la quale può essere intercettata dai pozzi idrici contaminando, così l'acquifero. I conseguenti episodi di contaminazione, di evidente origine antropica, possono essere mitigati attraverso metodologie che prevedono, nei casi più gravi, la creazione di vere e proprie opere di sbarramento lungo la linea di costa, ovvero - in maniera meno invasiva - attraverso la ricarica artificiale o naturale degli acquiferi costieri. Questa è favorita dalla prossimità di unità geologiche carsificate, i cui acquiferi possono alimentare per contatto laterale i corpi idrici litorali. Questo è quanto si può osservare in più zone costiere della Sicilia, come in quelle in studio, e viene confermato da prospezioni idrogeochimiche e geofisiche (OIENI et al., 2010). Nell ambito della realizzazione di una cartografia di rischio d inquinamento per gli acquiferi di un certo territorio, è essenziale però la considerazione di tutti gli elementi e gli stadi attraverso i quali lo stesso rischio può compiutamente essere espresso, come dallo schema mostrato in Fig. 1 (CIVITA, 1990 e 1996). In tale schema, un posto di rilievo è occupato dallo studio del pericolo territoriale, il quale viene valutato sulla base dell individuazione e del censimento dei centri di pericolo di contaminazione che insistono nell area in esame, e che vengono ritenuti come potenziali cause di inquinamento degli acquiferi. 2

3 DATI BIBLIOGRAFICI DATI DI CAMPAGNA ACCESS DATABASE INFORMATICO SOFTWARE CAD E GIS IDRISI, SURFER, AUTOCAD... GEOREFERENZIAZIONE DATI GEOGRAFICI ORVERLAY MAP ELABORAZIONE PERICOLOSITÀ (PERICOLO TERRITORIALE PARAMETRI STRINGHE SINTACS DI PESI VULNERABILITÀ QUALITÀ SCHEMA SINOTTICO DI VALUTAZIONE DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO DI INQUINAMENTO (CIVITA, MODIF.) RISCHIO Fig. 1. Schema sinottico di valutazione del rischio d inquinamento degli acquiferi (da CIVITA, 1990 e 1996, modif.). Tali centri di pericolo possono essere assimilati a vere e proprie sorgenti che possono immettere in falda contaminanti della più differente natura - direttamente oppure attraverso idroveicolazione - tra le porzioni non satura e satura dell acquifero e, successivamente, verso i target di approvvigionamento idrico: questi possono consistere in pozzi, sorgenti o gruppi di essi, ed acquistano un'importanza strategica rilevante per lo sviluppo del territorio e per la qualità della vita della collettività. Come si vedrà in seguito, la fase preliminare di questo studio, che è rivolto ad un'area carsica della Sicilia, consiste nel censimento e georeferenziazione dei centri di pericolo territoriali e nella successiva attribuzione ad essi di una magnitudo, sulla base di simili esperienze condotte nel territorio nazionale e per le quali sono stati pure messi a punto standard elaborativi (CIVITA & DE MAIO M.,1997a; CIVITA et al., 1999). Per il caso qui considerato, che riguarda l'area carsica di Prizzi ricadente nella catena dei Monti Sicani (Sicilia centro-occidentale), i Soggetti idrici a rischio (SAR) sono costituiti da un importante bacino lacustre (il lago di Prizzi), dalle numerose sorgenti carsiche molto produttive, oltre che - naturalmente - dalle stesse popolazioni montane che ne usufruiscono. Come si vedrà, i livelli di rischio e, simultaneamente, di pericolo territoriale si presentano alquanto contenuti, ma è proprio per questo che precauzionalmente gli Autori di questa nota vi hanno indirizzato il loro interesse scientifico, in modo da proporre strumenti operativi utili alla preservazione delle risorse idriche, dal punto di vista essenzialmente qualitativo (CIMINO & LUPO, 2004). Questo è, in particolare, avvenuto per altre aree carsiche della Sicilia, ricadenti nei Monti Madonie e Sicani, come nelle località montane di Sciara, Burgio, Calamonaci, Caltabellotta (SIRAGUSA et al., 2001; ANDOLINA & CIMINO, 2001; SIRAGUSA & CIMINO, 2002, 2003 e 2004), per le quali aree si sono intensificati gli studi volti ad un'analisi idrogeologica la più puntuale possibile e, nel contempo, per la redazione di avanzate cartografie informatizzate di rischio. È, infine, da specificare che le 3

4 predette indagini fanno parte di un vasto progetto di copertura delle aree siciliane per quanto attiene alle cartografie di rischio d'inquinamento, il cui stato di avanzamento è schematizzato in Fig. 2. Fig. 2. Le zone investigate in Sicilia in ricerche miranti alla mitigazione del rischio di contaminazione degli acquiferi. INQUADRAMENTO IDROGEOLOGICO DELL AREA DI PRIZZI Nell area in studio, a causa dei cospicui affioramenti carbonatici, assume una rilevante importanza la circolazione idrica sotterranea che, ovviamente, risulta in stretta dipendenza delle caratteristiche di permeabilità dei terreni localmente presenti. Si rammenta, a tal proposito, che, in genere, possono essere ritenuti permeabili quei terreni all interno dei quali l acqua può avere un moto apprezzabile attraverso gli spazi esistenti tra i granuli o attraverso le fessure, presenti nella roccia. In base a tali caratteristiche, i vari tipi litologici sono stati quindi raggruppati in complessi idrogeologici. Nello specifico, per complesso idrogeologico s intende l insieme dei termini litologici simili aventi una comprovata unità spaziale e giaciturale, un tipo di permeabilità prevalente in comune, e un grado di permeabilità relativa che si mantiene in un campo di variazioni piuttosto ristretto (CELICO, 1986). Ora, nel seguito si citano i principali complessi idrogeologici dell area di Prizzi, identificati mediante le corrispondenti connotazioni geolitologiche, desunte dalla copiosa letteratura specifica esistente sui Monti Sicani (BROQUET et al., 1966; BROQUET, 1970; MASCLE, 1974 e 1979; GIUNTA et al., 1979; DI STEFANO & VITALE, 1993; DI STEFANO & GULLO, 1998; MONACO et al., 2000). Successivamente, tali complessi sono stati raggruppati in dipendenza delle caratteristiche di permeabilità (CASTANY, 1982; CELICO, 1986 e 1988): complessi impermeabili IM, semipermeabili SP, mediamente permeabili MP,altamente permeabili AP (Fig. 3). 1) Complesso detritico, terreni di copertura detritico-eluviali e terreni di riporto Si tratta, dal punto di vista litologico, di frammenti e blocchi di natura calcarea, calcareomarnosa o arenacea, con frazioni sabbiose, sabbioso-limose e limo-sabbiose di colore bruno- 4

5 giallastro e nerastro; gli elementi lapidei si presentano in percentuale variabile e con una tipica distribuzione caotica. GRADO DI PERMEABILITA E LITOLOGIA IM Complesso Mufara-Lercara F.m.Terravecchia Flysh Pelitico Marne di San Cipirello (Argille e argille marnose) (Argille sabbiose marnose) (Argille, argille siltose o marnose) (Argille, argille sabbiose e marnose) SP Detrito di falda Terreni di copertura detritico eluviale (Elementi lapidei misti a limo sabbioso e sabbia) (Limo sabbioso con elementi lapidei di natura Arenacea) MP AP Complesso alluvionale Flysh arenaceo Calcareniti di Corleone Calcari e Calcari marnosi (scaglia) Calcari con selce Brecce calcaree Calcareniti silicizzate Calcilutiti a calpionelle (Ghiaia mista a sabbia) (Banchi arenacei con livelli di argille) (Calcareniti e calciruditi glauconitiche con intercalazioni di argille sabbiose) (Calcilutiti e calcilutiti marnose) (Calcari con liste e noduli di selce) (Brecce calcaree di varie dimensioni) (Calcareniti silicizzate, calcari risedimentati) (Calcilutiti compatte ben stratificate con liste e Noduli di selce) Fig. 3. Schema dei litotipi e delle permeabilità presenti nelle unità geologiche di Prizzi. Della struttura idrogeologica in oggetto fanno parte anche coltri eterogenee di materiali di riporto. Il complesso presenta, generalmente, una permeabilità primaria variabile, da medio-bassa ad elevata in funzione della percentuale di matrice sabbioso-limosa o limoso-argillosa presente; permeabilità che consente, di fatto, l infiltrazione in profondità di buona parte delle acque di deflusso superficiale e, per i detriti di falda, di quelle drenate dai rilievi cui si addossano. Tali terreni sono sede di falde idriche a carattere stagionale purtroppo di limitato interesse per una qualsiasi utilizzazione. 2) Complesso alluvionale Tale complesso comprende i depositi alluvionali recenti terrazzati. Si tratta di materiali incoerenti sabbioso-limosi, con livelli lenticolari ghiaioso-sabbiosi, la cui permeabilità per porosità è strettamente legata al variare delle dimensioni granulometriche; essa risulta, infatti, medio-bassa nelle sabbie limose, tendente ad aumentare nei livelli ghiaiosi. Ne consegue una circolazione idrica particolarmente discontinua, con livelli acquiferi sospesi. I depositi alluvionali sono sede di falde idriche di subalveo, soggette a variazioni stagionali in relazione al regime idraulico dei corsi d acqua. 3) Complesso argilloso-sabbioso-marnoso Questo complesso comprende: o le argille sabbiose, siltose e marnose con lenti di sabbia e di conglomerati appartenenti alla Fm. Terravecchia; o le argille talora siltose o marnose e le argilliti di colore bruno e grigio con subordinati sottili livelli quarzarenitici appartenenti alla Fm. del Flysch Numidico; o le argille e le argille sabbiose o marnose di colore grigio-verdastro con intercalazioni arenacee della Fm. delle Marne di S. Cipirello; 5

6 o le argille sabbiose e marnose oligo-mioceniche di colore grigio e grigio-verdastro, con intercalati livelli e banchi calcarenitici. Questi terreni presentano, in generale, permeabilità molto bassa, o praticamente nulla. Le argille sabbiose oligo-mioceniche rappresentano, dove presenti, un limite di permeabilità definita nei confronti delle sovrastanti calcareniti glauconitiche, potendo dar luogo ad una serie di manifestazioni sorgentizie di importanza limitata. 4) Complesso calcarenitico-arenaceo Si tratta di alternanze ritmiche di strati e banchi arenacei, con subordinati livelli di argille ed argilliti talora finemente scagliettate, appartenenti alla litofacies arenacea della Fm. del Flysch Numidico, nonché di calcareniti e calciruditi glauconitiche di colore giallo e verdastro, in strati decimetrici, con sottili intercalazioni di argille marnose grigio-verdastre a loro volta appartenenti alla Fm. delle calcareniti glauconitiche di Corleone. Il grado di permeabilità di tale complesso è, spesso, rilevante, per la diffusa rete di fatturazione e di piani di rotture diversamente orientati ed, in genere, perpendicolari alla stratificazione. La presenza di livelli argillosi a comportamento impermeabile può dar luogo a manifestazioni sorgentizie con portate estremamente modeste e variabili, talora limitate ai mesi invernali. 5) Complesso calcareo-marnoso Tale complesso è costituito da calcilutiti, calcilutiti marnose e calcareniti a globorotalie e globotruncane in strati centimetrici e decimetrici (Scaglia), di colore bianco e rossastro, con sottili livelli di argilla di colore grigiastro e con intercalazioni conglomeratiche. Il grado di permeabilità dei calcari marnosi e dei conglomerati è elevato per fessurazione; questi, trovandosi in genere a quote elevate, dispongono di una buona alimentazione pluviale. Ciò determina una serie di acquiferi, spesso sospesi, che alimentano numerose sorgenti. 6) Complesso calcareo Il complesso calcareo comprende: o calcari di colore grigiastro ben stratificati o massivi con liste e noduli di selce, passanti verso l alto a megabrecce ben cementate ad elementi neritici del Trias-Lias; o calcareniti silicizzate, argilliti silicee, radiolariti del Lias sup. e Malm; o calcilutiti di colore bianco lattiginoso, compatte, ben stratificate. Il complesso, nel suo insieme, costituisce l acquifero più importante all interno del territorio di Prizzi. Esso è caratterizzato da un elevato grado di permeabilità per fessurazione e carsismo, che, associato alla disposizione altimetrica, all'estensione ed alla sua potenza strutturale, si traduce in coefficienti molto elevati di infiltrazione. I terreni di pertinenza dell intera impalcatura idrogeologica interessano la parte meridionale del territorio e sono sede di acquiferi di notevole importanza, cui sono spesso collegate numerose sorgenti di significativo interesse idrogeologico. 7) Complesso argilloso-sabbioso ed argilloso-calcareo È costituito da argilliti e marne grigio-rossastre e verdastre, calcareniti e calcilutiti, brecce, argille ed argille marnose di colore grigio scuro, calcilutiti con radiolari e calcari dolomitici appartenenti alla formazione geologica qui denominata Mufara-Lercara. In generale, questo complesso idrogeologico è da ritenersi impermeabile, anche se - localmente - in corrispondenza di livelli lapidei caratterizzati da permeabilità medio-alta per fessurazione, può alimentare manifestazioni sorgentizie localizzate e di limitata importanza. Da quanto esposto sopra si evince che nell area in esame gli acquiferi che rivestono maggiore importanza sono costituiti dai complessi calcareo e calcareo marnoso e, subordinatamente, anche dal complesso arenaceo. 6

7 LE MANIFESTAZIONI SORGENTIZIE La circolazione idrica sotterranea nel territorio indagato, per le stesse caratteristiche di larga diffusione di coperture carbonatiche carsificate e per gli evidenti contatti spesso tettonici - di queste con le formazioni argilloso-marnose impermeabili, si evidenzia essenzialmente attraverso manifestazioni sorgentizie, a volte cospicue e di rilevante importanza socio-economica per l intera regione sicana. Nell ambito del territorio sono presenti numerose sorgenti, di cui quelle di maggiore rilevanza si localizzano ai margini delle principali strutture carbonatiche, come già detto. Le principali sono comprese nel gruppo sorgentizio di Montescuro, nel settore sud-orientale del comprensorio. L omonimo acquedotto, nella sua diramazione orientale (Montescuro Est), rappresenta la maggior fonte di approvvigionamento idrico del comune di Prizzi. Di notevole importanza sono anche le sorgenti Vigna Sparacio, San Cristoforo e Madonna della Scala. Nell ultimo trentennio si sono registrati, da parte dell UIR (Ufficio Idrografico della Regione Sicilia), valori piuttosto variabili di portata: per esempio, nel 2004 si sono misurati 46,2 L/s per quelle di Montescuro (Fig. 4), 11,1 L/s per Vigna Sparacio, 57 L/s San Cristoforo e 50 L/s per Madonna della Scala. Tutte queste sorgenti sono localizzate, come si può desumere dalla carta della permeabilità (vedasi ancora la Fig. 3), a Sud del territorio di Prizzi. Altre, di minore importanza, sono presenti in Contrada Tagliarini, con portate intorno ai 2 L/s (Fig. 5). Manifestazioni sorgentizie s individuano pure in prossimità dell abitato di Prizzi (Fontana Grande e Tre Fontane). Complessivamente, si può osservare che queste fonti idriche essenziali alimentano in genere acquedotti, mentre quelle con portate più limitate vengono addotte ad abbeveratoi, oppure utilizzate per scopi irrigui e domestici od, ancora, si disperdono nei terreni circostanti. È evidente l importanza di tutelare tutte quante queste risorse, secondo quello che è, in definitiva, tra gli obiettivi del presente studio: esse rappresentano dei punti cardine dell intero complesso delle riserve idriche del comprensorio e, pertanto, è essenziale evitare la loro contaminazione da parte di agenti inquinanti, quali - per esempio - rappresentati dal possibile uso sconsiderato di prodotti chimici in agricoltura, settore ampiamente sviluppato nel territorio. Fig. 4. Particolare delle sorgenti Montescuro. 7

8 Fig. 5. Particolare delle sorgenti Tagliarini. DALLA VULNERABILITÀ INTRINSECA DEGLI ACQUIFERI AL PERICOLO TERRITORIALE D INQUINAMENTO Prima di affrontare nel dettaglio gli aspetti elaborativi della cartografia specifica del pericolo territoriale con riferimento all area montana di Prizzi, non si ritiene superfluo richiamare l attenzione sulla valutazione della vulnerabilità all inquinamento, la quale costituisce l elemento passivo del territorio. Tale concetto rimane alquanto complesso e, come più volte rammentato, rappresenta uno degli aspetti basilari del rischio d inquinamento. Anzitutto, v è da dire che, per quanto riguarda le metodologie adoperate, si preferisce orientarsi verso sistemi di valutazione cosiddetti a tutto territorio, con chiari intenti, quindi, di protezione globale delle risorse e non dei singoli punti di captazione (target). Questo può anche essere desunto dallo stesso concetto di vulnerabilità, come per esempio espresso dalla definizione offerta da CIVITA (1987), tra le più accettate: La suscettibilità specifica dei sistemi acquiferi, nelle loro diverse parti componenti e nelle diverse situazioni geometriche ed idrodinamiche, ad ingerire e diffondere, anche mitigandone gli effetti, un inquinante fluido idroveicolato tale da produrre impatto sulla qualità delle acque sotterranee. L argomento viene poi completato dal concetto di vulnerabilità integrata, la quale sottintende l interazione tra la vulnerabilità intrinseca di un sistema idrogeologico (come espressa sopra) ed i centri di pericolo effettivamente connessi al sistema stesso, senza peraltro quantificare e classificare il pericolo medesimo ai fini di una sua specifica rappresentazione cartografica. Per la valutazione della vulnerabilità intrinseca, solitamente, ci si riferisce spesso a protocolli a punteggi e pesi, come il SINTACS (CIVITA & DE MAIO, 1997b), ampiamente applicato in Sicilia (CIMINO et al., 2000), il quale - allo stesso modo degli altri fattori di rischio come la qualità o il pericolo territoriale - utilizzano un incrocio di matrici ed un Sistema Informativo Territoriale con l obiettivo precipuo di territorializzare, come si suol dire, il rischio d inquinamento (FOSTER, 1987; FOSTER & HIRATA, 1988; CORNIELLO & DUCCI, 2000). Rischio che, come evidenziato in questo studio, deriva peraltro anche dalla presenza contemporanea di diversi centri di pericolo presenti nell area indagata. A tal proposito, data la relativa difficoltà di parametrizzare i processi che determinano la pericolosità, per il rischio d inquinamento viene qui 8

9 piuttosto considerato il pericolo territoriale, che è associato alla distribuzione nel territorio delle attività umane, mentre - ricordiamo - la vulnerabilità è legata alla capacità intrinseca del sistema idrogeologico naturale di difendere la falda. Generalmente, alle valutazioni di rischio d inquinamento degli acquiferi si cerca di assegnare una forte valenza idrogeologica. In particolare, la valutazione è sintetizzata e schematizzata secondo il percorso rappresentato dallo schema sinottico di Fig. 6. SORGENTE PATH TARGET Centri di pericol o CDP * IPC = PT Percorso:Non saturo + Saturo Scenario Idrogeologico LE A ; VCP Soggetto a Rischi Q f +VSE = VA SAR PT + VCP= EP SAR S + LE A = V SAR RC =VA SAR +EP SAR + V SAR VSE = Valore Socio Economico della Riserva Idrica Q f = Qualità di base della Riserva Idrica VA SAR = Valore del Soggetto a Rischio EP SAR = Esposizione al Pericolo del Soggetto a Rischio V SAR = Vulnerabilità del Soggetto a Rischio LE A = Livello Esposizione locale dell Acquifero Legato essenzialmente alla velocità orizzontale VCP = Vettore locale della cadente Piezometrica Fig. 6. Schema sinottico mostrante il percorso (path) degli inquinanti verso il target attraverso il mezzo acquifero (non saturo + saturo) (CIVITA et al., 1999, op. citata). Lo schema mostra sinteticamente come, a partire dai centri di pericolo CDP, che rappresentano l origine del fenomeno, l inquinante si muova lungo un certo percorso, detto pathway, che è caratterizzato dal cosiddetto scenario passivo, cioè da condizioni idrogeologiche ben specifiche (ricarica, caratteristiche dell insaturo e del saturo, cadente piezometrica), fino a pervenire al cosiddetto target, che è l obiettivo sottoposto ad inquinamento e che è rappresentato da punti d acqua destinati al consumo umano (nel nostro caso, le sorgenti) (CIVITA et al., 1999, op. citata). Nei fatti, il pericolo territoriale è uno dei parametri di transito per definire, attraverso una procedura d'incrocio con il vettore del gradiente idraulico della falda, l Esposizione dei soggetti a rischio (Fig. 6). L obiettivo è la definizione del rischio di contaminazione RC del target rappresentato dalle fonti di approvvigionamento idrico di una zona, attraverso l esposizione, il valore e la vulnerabilità dei soggetti a rischio. In particolare, con il Valore dei soggetti a rischio si esprime la somma della Qualità di Base e del Valore Socio-Economico della Riserva Idrica, mentre la Vulnerabilità dei soggetti a rischio rappresenta l incrocio della vulnerabilità intrinseca all inquinamento con il livello di esposizione locale (CIMINO & ANDOLINA, 2002a e 2002b; CIMINO, 2008). L inquinante non arriva alla porzione satura dell acquifero solo se la protezione del suolo e/o dell effetto autodepurante, esercitato dal non saturo sono rilevanti. Nelle condizioni in cui l inquinante arrivi al saturo, esso contaminerà con molta probabilità un punto, chiamato come s è 9

10 visto sopra target, che costituisce il soggetto a rischio (SAR) unitamente all acquifero propriamente detto. REDAZIONE DELLA CARTOGRAFIA DI PERICOLO TERRITORIALE PER L'AREA CARSICA DI PRIZZI Nell area di Prizzi, dove gli affioramento carsici rappresentano la sede più cospicua degli acquiferi del comprensorio, le caratteristiche di vulnerabilità intrinseca sono piuttosto elevate, ma nel complesso le risorse idriche conseguenti risultano poco contaminate, alimentando come visto sopra - cospicue sorgenti. Per la cartografia di pericolo territoriale, i centri di pericolo CDP, con riferimento al paragrafo precedente, sono stati dapprima censiti e, successivamente, sottoposti ad archiviazione e georeferenzazione. A tal scopo, ci si è avvalsi della collaborazione di enti quali la Camera di Commercio, per le aziende agricole largamente diffuse nel territorio, la Municipalità di Prizzi attraverso il piano PARF (Piani di Attuazione Rete Fognaria), le Pagine Gialle Telecom con le quali si sono censite le attività commerciali presenti nell area ed, infine, di sopralluoghi per le piccole attività non dichiarate. In questa fase di censimento, si sono classificati, per l area esaminata estesa circa 100 Km 2, più di centri di pericolo. Una complessa fase del lavoro è stata la classificazione dei CDP, dapprima raggruppandoli, sulla base della loro estensione e geometria, in puntuali, lineari ed areali (CIVITA et al., 1999, op. citata). I CDP puntuali sono definiti da singoli punti di possibile contaminazione, quale un distributore di carburante; i CDP lineari, che possono essere considerati centri puntuali allineati secondo una determinata direzione, sono le strade a grande traffico, le reti fognarie, ecc. Infine, i CDP areali sono rappresentati da discariche, aree agricole a coltivazione intensiva, cimiteri, ecc., per cui è possibile ipotizzare la presenza di più centri unitari puntuali (Fig. 7, BARBARIA, ). Per la realizzazione della carta del pericolo territoriale nell area carsica di Prizzi, inserita nel contesto geologico del range dei Monti Sicani (Sicilia Occidentale), i centri di pericolo sono stati inserimenti in un Sistema Informativo Geografico. Inoltre, sulla base della loro distribuzione e densità, è stata opportunamente fissata a 100 m la dimensione dell Elemento Finito Quadrato (EFQ) relativo alla maglia di discretizzazione. In particolare, per i centri di pericolo lineari si è scelto di posizionare un CDP puntuale ogni 100 m. Nella tipologia di CDP lineari sono compresi, con riferimento all area esaminata, la Strada Statale 118 (Corleonese Agrigentina), la Strada Statale 188 (Centro-Occidentale Sicula), un canale di scolo delle acque che si diparte dal paese di Prizzi e, naturalmente, la rete fognaria. Per i CDP areali, infine, si è considerata una griglia a maglie quadrate, convenzionalmente di 100 m di lato, ai cui nodi sono stati collocati altrettanti centri di pericolo puntuali fino a coprirne l estensione: ogni CDP così creato dista così 100 m da quelli adiacenti. La scelta di quest intervallo è guidata dall effettiva distribuzione e dalla densità dei centri di pericolo nell area studiata, consentendo di raggiungere il maggior dettaglio cartografico, compatibilmente con la loro reale presenza nel territorio. L ulteriore procedura ha previsto l assegnazione a ciascun CDP di un indice di pericolo di contaminazione (IPC), dipendente dalla loro tipologia, secondo i criteri generali illustrati in Tab. 1. Tali criteri, già altrove applicati (CIVITA et al., 1999, op. citata), sono stati anche riproposti in occasione delle prime mappe di pericolo territoriale d inquinamento PT realizzate in Sicilia (CIMINO & ANDOLINA, 2002a e 2002 b, op. citate; CIMINO & LUPO, 2004). Dalla tabella si può notare come l inquinamento delle acque sotterranee sia essenzialmente riferito ad attività antropiche, oppure è ad esse connesso in modo diretto o indiretto. Le fonti d inquinamento delle acque sotterranee sono, infatti, legate ad una vasta serie di attività industriali, agricole, commerciali e domestiche. Secondo la classificazione presentata, come si vede, la metodologia assegna un determinato ICP a ciascun CDP, con un valore progressivamente crescente da due a nove. Il pericolo territoriale viene calcolato moltiplicando l IPC di ciascuna classe 10

11 (magnitudo) per il numero dei corrispondenti CDP che cadono all interno dell EFQ, secondo la seguente espressione: PT = n CDP IPC ottenendo così, cella per cella, il pericolo di contaminazione territoriale vero e proprio, il quale concorre alla creazione della relativa mappa PT (Fig. 8).. In questo modo, si mette in risalto l aspetto moltiplicativo del rischio, poiché un aumento in progressione aritmetica dei centri di pericolo fa aumentare in progressione geometrica la probabilità d impatto sul territorio. Fig. 7. Ubicazione dei Centri di Pericolo CDP nel territorio comunale di Prizzi, distinti per Indice di Pericolo di Contaminazione IPC 11

12 INDICE DI PERICOLO DI CONTAMINAZIONE (ICP) 9 8 CENTRI DI PERICOLO CDP Radioisotopi - Inchiostri - Lacche e vernici - Chimica organica Gomma e plastica - Resine e coloranti Farmaceutiche - serbatoi di liquidi infiammabili - serbatoi di oli infiammabili - Serbatoi di oli minerali - Distributori di carburante - Aree industriali dimesse e siti inquinanti da bonificare - Lavorazione di oli e grassi vegetali tramite solventi - Stoccaggio presidi sanitari - Saponi e glicerina - Lavanderie - Ceramiche Trasporto ed eventuale sversamento di sostanze tossiche e inquinanti Pellami e calzature - Batterie e accumulatori - Lavorazione metalli e galvanotecnica - Metalmeccanici - Immagazzinamento in serbatoi ed eventuale sversamento di sostanze tossiche e inquinanti - Tecnologia galvanica - Lavorazione di prodotti in cuoio. Cimiteri - Siderurgia - Lavaggio veicoli - Carrozzeria Rottamazioni veicoli - Discariche RSU non controllate Inceneritori - Smaltimento e trattamento di rifiuti 7 industriali e speciali. Tessili - Mobilifici - Ospedali e case di cura - Produzione di pellicole Ferrovie - Cantiere - Tipoligrafie - Discariche RSU controllate -Depuratori - Aree orticole 6 specializzate e vivaistiche ornamentali con elevato uso di sostanze chimiche - Collettori fognari. Produzione di generi alimentari - Zuccherifici Profumi-Coltivazioni con llimitato uso di sostanze chimiche - Coltivazioni con limitato spargimento di concimi 5 organici naturali. 4 Allevamenti di maiali - Lavorazione di oli e grassi vegetali ed animali - Allevamenti intensivi di ovini, caprini ed equini -Piscicoltura. Autostrade e superstrade con traffico pesante - Coltivazione con spargimento di concime di bestiame - Allevamenti intensivi di bestiame con più di 3 50 capi. 2 Autorimesse di grosse dimensioni - Fattorie generiche - Bestiame selvaggio o brado - Allevamenti e coltivazioni senza alcun tipo di trattamenti (segale). Tab. 1. Tipologia dei CdP (centri di pericolo) con relativo IPC (Indice di Pericolo di Contaminazione) (CIVITA et al., 1999, modif; CIMINO et al., 2004). La carta del pericolo territoriale (Fig. 9), quindi, è, come si vede, il risultato della composizione di tutti i pixel di 100 m di lato in cui è stata suddivisa l intera area oggetto di studio: questi pixel non rappresentano altro che gli EFQ di cui sopra. La carta della distribuzione dei CDP, assieme a quella del pericolo territoriale PT, assume l importante funzione di strumento di prevenzione. Dalla loro osservazione si nota immediatamente che nel territorio cadono, per la maggior parte, centri di pericolo con un basso indice di pericolo di contaminazione, corrispondenti alle aree ad utilizzazione agricola non intensiva, mentre si può constatare che la maggior parte dei CDP aventi un più elevato IPC ricadono all interno del paese di Prizzi, dove per l appunto si riscontra un valore più elevato di PT. Tuttavia, essendo Prizzi un piccolo agglomerato urbano, è stato censito all interno del paese un numero non molto elevato di CDP, ma con valori alti di IPC. 12

13 Fig. 8. Schema rappresentativo della metodologia di calcolo del Pericolo Territoriale PT. Fig. 9. Carta del Pericolo Territoriale PT dell area comunale di Prizzi. Nel riquadro il settore più urbanizzato del centro montano. 13

14 Tra i centri di pericolo più rappresentativi nell area, ubicati al di fuori del centro abitato, annoveriamo il Foro Boario (Fig. 10), localizzato in Contrada Zarchia. Si tratta di una struttura prevista per accogliere l esposizione di numerosi capi di bestiame. Altro singolare centro di pericolo è rappresentato dalla Fungaia (Fig. 11), localizzata nella frazione di Filaga, una coltivazione intensiva di funghi all interno di una galleria anticamente progettata per una linea ferroviaria non in esercizio. Nell area sono anche presenti alcune discariche controllate e depositi per la raccolta differenziata di RSU, ubicati nel settore occidentale (Figg. 12 e 13). Per lo specifico caso del territorio di Prizzi, è stata utilizzata una tabella della tipologia dei CDP, con i relativi valori di IPC, differente da quella mostrata in Tab. 1, modificata in funzione della reale presenza delle varie attività in questo comprensorio (Tab. 2). Fig. 10. Foro Boario. Fig. 11. Fungaia. 14

15 ICP Centri di pericolo CDP 9 Farmacie - Distributori di carburanti 8 Metalmeccanici - Lavorazione metalli ed alluminio Cimitero - Discariche RSU non controllate - Stoccaggio di materiali edili, calcestruzzi e 7 laterizi Mattatoio - Falegnamerie - Guardia medica - Discariche RSU controlate - Depuratori - 6 Vivai - Collettori F.- Cave - Fungaia 5 Caseificio Allevamenti intensivi di bovini, ovini, caprini ed equini con più di 50 capi - Foro Boario - 4 Oleifici Strade con traffico pesante - Allevamenti intensivi di bestiame con meno di 50 capi - 3 Coltivazioni eterogenee 2 Fattorie generiche - Seminativi Tab. 2. Tipologia dei CdP, con relativo IPC, per l area di Prizzi. Fig. 12. Discarica controllata. Una siffatta mappa del pericolo territoriale deve essere considerata come dinamica, suscettibile, quindi, di modifiche ed integrazioni. Questo può avvenire, ad esempio, per l apertura o la chiusura di attività commerciali e industriali che possono produrre potenziali sostanze inquinanti, oppure per la costruzione di nuovi stabilimenti industriali o insediamenti agricoli intensivi. Anche l archiviazione costituisce, così, un processo in continua evoluzione, che può subire variazioni in funzione dei predetti, possibili mutamenti territoriali nella distribuzione e nella tipologia delle differenti attività antropiche. I circa CDP censiti e inventariati, corrispondenti agli altrettanti elementi finiti quadrati (EFQ) in cui il territorio è stato diviso, formano alfine un ricco catalogo in evoluzione, di cui si mostra uno stralcio, aggiornato al dicembre 2005 (Tab. 3). 15

16 Fig. 13. Deposito per la raccolta differenziata. UBICAZIONE TIPO DI ATTIVITA' ORIGINE DATO UTM X UTM Y IPC Via Libertà Distrib. carb. Camera di commercio Via Blanda Falegnameria Camera di commercio Contr. Catena Meccanico Camera di commercio Contr. Catena Mattatoio Sopralluogo Contr. Undici Ponti Stocc. mat. ed. Camera di commercio Contr. Catena Oleificio Camera di commercio Contr. Raia Fattoria generica Sopralluogo Contr. Molara Seminativo Camera di commercio Contr. Finocchiaro Coltivaz. Agricole eterogenee Sopralluogo Filaga Fungaia Sopralluogo Contr. Gaggiolamara Caseificio Camera di commercio Tab. 3. Stralcio del database realizzato per l area di Prizzi, contenente oltre 8000 CDP. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE I prodotti finali dello studio condotto nel presente lavoro sono costituiti da un archiviazione delle informazioni territoriali sui centri di pericolo d inquinamento (database) e dagli elaborati cartografici (IPC e PT) realizzati in ambiente GIS. Questi possono senz altro proporsi come strumenti applicativi ai fini della previsione e prevenzione delle emergenze idrogeologiche legate all inquinamento oltre che, naturalmente, al sovrasfruttamento delle R.I.S., anche se riferiti ad un area montana ancora poco contaminata. E da notare come la distribuzione dei centri di pericolo appaia più fitta in corrispondenza del centro abitato di Prizzi, come da Fig. 14. I valori di PT raggiungono e superano in numerosi pixel ricadenti nell area urbana i 20 punti, a testimonianza dell intensità delle attività antropiche potenzialmente pericolose (vedasi database dei Cdp) anche in 16

17 centri urbani montani. Ciò giustifica l attenzione alla distribuzione del Pericolo territoriale in tutta l area di questo villaggio montano, per suggerire, in linea precauzionale, gli interventi di localizzazione di attività potenzialmente pericolose in funzione della permeabilità dei litotipi presenti nel territorio, nonché stabilire delle vere e proprie aree di salvaguardia a protezione degli acquiferi carsici e delle loro emergenze sorgentizie. 0<PT<5 5=PT<10 10=PT<15 15=PT<20 20=PT=25 Fig. 14. Particolare della distribuzione del pericolo territoriale PT nel centro abitato di Prizzi (vedi riquadro in Fig. 8). Nel territorio di Prizzi, in effetti, il reticolo di fratture e le fenomenologie carsiche, legati alle rocce carbonatiche nel territorio in esame, costituiscono agevoli vie di infiltrazione di possibili inquinanti idroveicolati, esponendo le falde sottostanti all attacco da parte di possibili centri di pericolo. Le falde acquifere possono, per esempio, essere a rischio d inquinamento per l utilizzo di sostanze antiparassitarie, di diserbanti e di concimi chimici di vario genere utilizzati nell agricoltura. In considerazione dell importanza degli acquiferi carsici come quelli qui trattati e della loro vulnerabilità, appare quindi evidente come sia quanto mai opportuno prevedere comunque un espansione delle attività antropiche e, quindi, dei CDP in un territorio ancora poco contaminato. Le autorità competenti, già sensibili nei confronti di questo problema, dovranno integrare qualsiasi politica di gestione delle R.I.S. con cartografie computerizzate ed aggiornabili, quali quelle proposte nel corso di questo studio. BIBLIOGRAFIA ANDOLINA F., CIMINO A., Un esempio di valutazione della vulnerabilità degli acquiferi all inquinamento: il territorio comunale di Sciara (Palermo), Geologi di Sicilia, 9, 4: 4-13 BARBARIA R., Il pericolo d'inquinamento delle acque sotterranee nel territorio di Prizzi (Palermo), Tesi sperimentale di laurea, Università di Palermo A. A BROQUET P., Carte géologique des Madonies et des Sicani orientaux, Scala 1: BROQUET P., CAIRE A., MASCLE G., Structure et évolution de la Sicile occidentale (Madonie et Sicani). B.S.G.F., 7, 8:

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