Componenti: Domenico De Luca, Manuela Lasagna, Paolo Clemente, Elisa Franchino, Giovanna Dino

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1 Ambito della ricerca: Contaminazione delle acque sotterranee Tema della ricerca: Identificazione delle condizioni di stress delle risorse idriche sotterranee connesse a contaminazioni diffuse, in particolar modo da nitrati Componenti: Domenico De Luca, Manuela Lasagna, Paolo Clemente, Elisa Franchino, Giovanna Dino Descrizione della ricerca: La contaminazione diffusa ad opera dei nitrati è uno dei principali responsabili dello stato di deterioramento delle acque sotterranee in molte aree mondiali. Concentrazioni di nitrati superiori ai limiti di legge possono avere conseguenze pericolose per la salute umana e dannose per l ambiente. La ricerca in primo luogo ha come fine l approfondimento della distribuzione areale e verticale (mediante l utilizzo di tecniche di campionamento multilivello, sia di tipo attivo sia passivo) dei nitrati negli acquiferi. Per individuare l origine della contaminazione da nitrati viene eseguite una caratterizzazione isotopica. L utilizzo congiunto degli isotopi dell ossigeno e dell azoto nella molecola del nitrato è in grado di distinguere i nitrati provenienti da concimi di sintesi industriale, quelli sintetizzati dai processi microbici di mineralizzazione (e nitrificazione) della materia organica dei suoli, quelli provenienti da reflui zootecnici, fosse settiche e reticoli fognari perdenti. La ricerca, inoltre, analizza i fattori condizionanti lo stato di contaminazione da nitrati delle acque sotterranee. A parità di apporti di azotati dal suolo, infatti, gli acquiferi possono risultare impattati in modo differente in funzione delle caratteristiche fisiche e/o dei processi chimici che avvengono nell acquifero stesso. Sono presi in considerazioni i principali parametri idrogeologici dell acquifero (spessore, gradiente idraulico, conducibilità idraulica, portata unitaria). Sono anche stati analizzati i fenomeni di denitrificazione e diluizione come possibili processi di attenuazione della contaminazione negli acquiferi. Viene infine considerato il ruolo dei corsi d acqua nella attenuazione della contaminazione da nitrati. I corsi d acqua possono creare i presupposti sia per un aumento che, più spesso, per una attenuazione dei nitrati nelle acque sotterranee. Nel secondo caso, ciò può dipendere dalla presenza di particolari ambienti nei pressi dei corsi d acqua (zone ripariali e zone iporeiche) e dalle relazioni di alimentazione o drenaggio tra fiumi e acque sotterranee.

2 La principale finalità del progetto è approfondire la conoscenza della contaminazione da nitrati, con lo scopo di coadiuvare gli Enti pubblici nel predisporre misure di gestione alternative per eliminare o almeno attenuare gli impatti. Laboratori DST utilizzati: HYDROGEOLAB (Laboratorio di caratterizzazione e modellizzazione idrogeologica) Prodotti della ricerca: De Luca D.A., Lasagna M. (2005). Aquifer role in reducing nitrate contamination by means of the dilution process. Proceedings of the 6th International Conference "Sharing a common vision of our water resources", Menton, France, 7-10 September 2005, Paper EWRA066c, 17 pp. Debernardi L., De Luca D. A., Lasagna M. (2005). Il processo di denitrificazione naturale nelle acque sotterranee in Piemonte. Proceedings of Aquifer vulnerability and Risk, 2nd International Workshop and 4th National Congress on the Protection and Management of Groundwater - Reggia di Colorno (PR), Italy, September 2005, Paper ID 176, 27 pp. Lasagna M., De Luca D.A. (2005). Esecuzione di profili idrochimici e della distribuzione verticale dei nitrati nell acquifero superficiale della pianura piemontese mediante tecniche di campionamento attivo e passivo delle acque sotterranee. Proceedings of Aquifer vulnerability and Risk, 2 nd International Workshop and 4th National Congress on the Protection and Management of Groundwater - Reggia di Colorno (PR), Italy, September 2005, Paper ID 103, 26 pp. Lasagna M., De Luca D. A., Sacchi E., Bonetto S. (2006). Studio dell origine dei nitrati nelle acque sotterranee piemontesi mediante gli isotopi dell azoto. Giornale di geologia applicata 2 (2005), pp Lasagna M. & De Luca D.A. (2006). Groundwater multi-level sampling methods in a single piezometer: comparisons and applications to nitrate contamination. Proceedings of International Congress Integrated Water Resources Management and Challenges of the Sustainable Development Marrakech, Morocco, May 2006, 7 pp. Lasagna M. (2006). I nitrati nelle acque sotterranee della pianura piemontese: distribuzione, origine, attenuazione e condizionamenti idrogeologici. Ph.D. Thesis, 350 pp. Debernardi L., De Luca D.A., Lasagna M. (2008). Correlation between nitrate concentration in groundwater and parameter affecting aquifer intrinsic vulnerability. Env. Geol. 55: ISSN: Lasagna M., De Luca D.A. (2008). Contaminazione da nitrati nelle acque sotterranee della pianura torinese-cuneese: quadro generale e ruolo dei corsi d acqua. Giornale di Geologia Applicata 8 (2008), pp ISSN: Lasagna M., Debernardi L., De Luca D. A. (2009). Proposta di una metodologia per la valutazione della vulnerabilità specifica di un acquifero ai nitrati in funzione delle caratteristiche idrodinamiche. EngHydroEnv Geology 2009, 12, Lasagna M., De Luca D. A., Debernardi L., Clemente P. (2013). Effect of the dilution process on the attenuation of contaminants in aquifers. Environ Earth Sci (2013). In press. DOI /s

3 Figura 1: Il ciclo dell azoto semplificato: apporti e perdite di azoto nel sistema suoloacque sotterranee (Lasagna, 2006).

4 Figura 2: carta della distribuzione areale dei nitrati nell acquifero superficiale della pianura torinese-cuneese (febbraio - aprile 2004) (Lasagna & De Luca, 2008).

5 Figura 3: Variazione dei nitrati con la profondità nel piezometro di Racconigi (CN). Nella figura sono rappresentate le concentrazioni dei nitrati in corrispondenza al tratto filtrato del piezometro (12-24 m). Il prelievo dei campioni è stato realizzato con diversi metodi di campionamento in tre differenti campagne piezometriche (Lasagna & De Luca, 2005). Figura 4: La portata unitaria dell acquifero (qu) è direttamente proporzionale alla capacità di attenuazione per diluizione di un inquinante (Ci = concentrazione di nitrati nelle acque di infiltrazione efficace; b = spessore dell acquifero). A parità di Azoto lisciviato (NL), maggiore è la qu, maggiore è la quantità d acqua in grado di diluire il contaminante e, quindi, di mantenere concentrazioni basse di contaminante in falda) (Lasagna et alii, 2009).

6 Figura 5. Mappe della capacità di attenuazione per diluizione dell acquifero superficiale, valutato come qu (Area A: Provincia di Cuneo; Area A: Provincia di Alessandria) (Lasagna et aii, 2013). Referente gruppo: Manuela Lasagna

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