LA QUALITA DEI CORSI D ACQUA. a cura di F. Barbarossa

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1 LA QUALITA DEI CORSI D ACQUA a cura di F. Barbarossa

2 il progetto Finalità: Interrogarsi sul rapporto uomo/ambiente Sensibilizzarsi sulla necessità di preservare gli ecosistemi (insieme di organismi viventi che interagiscono tra loro e con l ambiente che li circonda) Obbiettivi: Conoscere gli ecosistemi di acque correnti Conoscere e saper utilizzare il protocollo I.B.E e I.F.F Conoscere le caratteristiche dei principali macroinvertebrati (loro funzione e come indicatori biologici di qualità ambientale) Saper volgere un attività di monitoraggio sul campo per individuare la qualità ecologica di un corso d acqua

3 IL TORRENTE RAVELLA IBE IFF ESERCITAZIONI Esposizione e pendenza Calcolo IBE SCHEDE Ossigeno e acqua IBE su campo

4 L acqua è un patrimonio da tutelare e trasmettere alle generazioni future nelle migliori condizioni qualitative e di disponibilità possibili. Ogni territorio offre un laboratorio all aperto..per il monitoraggio della qualità ambientale.

5 Esempio di schema del processo di classificazione dei corpi idrici Livello di inquinamento da macrodescrittori Noi ci dedichiamo a questo. Stato ecologico dei corsi d acqua Soprattutto metalli pesanti Stato ambientale dei corsi d acqua

6 Figura 4 - Essenza del processo autodepurante. I rifiuti organici provenienti dal territorio (A: foglie e frammenti vegetali; B: escrementi e spoglie animali; C: scarichi antropici), raggiunto il fiume vengono assunti dagli organismi acquatici (D:macroinvertebrati; E: pesci; ecc) e trasformati in biomassa vivente che, in parte, viene restituita al territorio sotto forma di insetti alati (F), uccelli (G) e altri.

7 Il potere autodepurante Il potere autodepurante dei corsi d acqua è la capacità di demolire la sostanza organica (sia di origine naturale che antropica) che raggiunge i corsi stessi. Tale potere è reso possibile da due depuratori naturali

8 Il potere autodepurante Un sistema depurante è costituito dai macroinvertebrati che accelerano e regolano il processo depurativo. Utilizzano tutte le risorse alimentari disponibili e supportano un altro sistema depurativo rappresentato da batteri e alghe che mineralizzano le sostanze e le rendono disponibili al riciclaggio da parte di vegetali quali micro-alghe e idrofite (PIANTE ACQUATICHE)

9 Il potere autodepurante Tale multiforme comunità di organismi microscopici, che nel loro insieme formano quella sottile pellicola biologica scivolosa al tatto (periphyton) che riveste i ciottoli fluviali, è il primo sistema depurante dei corsi d acqua

10 Indicatori della qualità dei corsi d acqua 1 I macroinvertebrati che popolano il fondo dell alveo fluviale 2 La funzionalità fluviale, cioè: strutture delle fasce riparie struttura e morfologia delle rive struttura e morfologia dell alveo caratteristiche biologiche

11 I corsi d acqua sono sistemi ecologici Esiste un rapporto stretto tra macroinvertebrati bentonici e stato di salute del corso d acqua che si può esprimere con un Indice Biotico. In un ecosistema acquatico naturale, in equilibrio ecologico, la comunità di macroinvertebrati bentonici è ampia e ben diversificata Plecotteri Efemerotteri Tricotteri Gammaridi Asellidi Oligocheti Altri. Alterazioni dell ecosistema modificano quantità e composizione della comunità di macroinvertebrati Irudinei Ditteri Coleotteri

12 Il calcolo dell Indice Biotico Il numero totale delle U.S. rilevate determina l ingresso verticale in tabella GRUPPI FAUNISTICI PRESENTI (primo ingresso) Plecotteri (escludere Leuctra) NUMERO TOTALE UNITA' SISTEMATICHE + di 1 U.S. 1 sola U.S. (secondo ingresso) Efemerotteri (escludere Baetidae, Caenidae) + di 1 U.S. 1 sola U.S Tricotteri (inclusi Leuctra, Baetidae e Caenidae) + di 1 U.S. 1 sola U.S L U.S. più sensibile tra quelle rilevate determina l ingresso orizzontale in tabella Gammaridi e/o Atiidi e/o Palemonidi Asellidi o Nifargidi Oligocheti o Chironomidi tutte le U.S. sopra assenti tutte le U.S. sopra assenti tutte le U.S. sopra assenti Altri organismi tutte le U.S. sopra assenti

13 Il calcolo dell Indice Biotico Il valore dell Indice individuato viene convertito in classe di qualità e relativo giudizio IBE in pratica FINE Torna INDICE

14 I.F.F. Indice di Funzionalità Fluviale

15 1) ombra = acque fresche e ossigenate 2, 3, 4, 5, 7, 10) habitat insetti (deposizione, emergenza, cibo) 6, 9, 3) uccelli 11) pesci, macroinvertebrati. 12) foglie = cibo per detritivori 8) radici = consolidamento

16 Esempio di schema del processo di classificazione secondo l Indice I.F.F. L ambito di applicazione dell I.F.F. comprende gli ambienti d acqua corrente montani e di pianura (di ogni ordine e grandezza, ma con acque fluenti). Non si applica agli ambienti di transizione e di foce dove il cuneo salino e l azione delle correnti di marea condiziona tutti i processi ecosistemici. Non si applica agli ambienti di acque ferme.

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18 La Funzionalità Fluviale Lo stato di salute di un corso d acqua può essere valutato tenendo conto di un ampio ventaglio di elementi ecosistemici La valutazione dell IFF prevede la compilazione di una scheda con: 14 domande Condizioni vegetazione rive e territorio circostante tipologie strutturali che influenzano l ambiente fluviale (uso del territorio l ampiezza della zona riparia naturale) Per ognuna, 4 risposte possibili Ampiezza dell alveo bagnato struttura fisica e morfologica delle rive (informazioni sulle caratteristiche idrauliche) Struttura dell alveo per la diversità biologica e la capacità di autodepurazione Ogni risposta un punteggio da 1 a 30 Il punteggio totale è convertito in livello di funzionalità e relativo giudizio Caratteristiche biologiche: comunità macrobentonica e macrofitica

19 La Funzionalità Fluviale Tabella di conversione del punteggio IFF in classi di qualità e relativo giudizio VALORE DI I.F.F. LIVELLO DI FUNZIONALITÀ GIUDIZIO DI FUNZIONALITÀ COLORE I ottimo blu I-II ottimo-buono blu-verde II buono verde II-III buono-mediocre verde-giallo III mediocre giallo III-IV mediocre-scadente giallo-arancio IV scadente arancio IV-V scadente-pessimo arancio-rosso V pessimo rosso la scheda in pratica

20 Fine presentazione IBE su campo

21 L ossigeno SCHEDA 1.S.5 argomenti correlati: l ossigeno e l acqua L OSSIGENO E L ACQUA Ossigeno e anidride carbonica sono tra loro legati nel ciclo della respirazione degli esseri viventi, animali e vegetali; sono legati inoltre nel ciclo fotosintetico. La quantità di ossigeno presente nell acqua è la sua concentrazione e si misura in milligrammi/litro (mg/l). La Temperatura La concentrazione di saturazione dell ossigeno nell acqua dipende dalla Temperatura. Ecco alcuni esempi (vedi tabella):

22 La Le Superficie alghe verdi SCHEDA 1.S.5 argomenti correlati: l ossigeno e l acqua L OSSIGENO E L ACQUA L ossigeno Se nell acqua sono presenti organismi vegetali, alghe o varie piante con vasi conduttori, che durante la fotosintesi liberano una quantità di ossigeno molto più grande di quella che usano per respirare, l acqua, L estensione durante le ore della di luce, Superficie si arricchisce di contatto di ossigeno; tra il di liquido notte, quando e il non gas, c èinfluenza la fotosintesi, la respirano concentrazione e l acqua dell ossigeno Anche si impoverisce la Pressione nell acqua, di ossigeno. atmosferica proprio Facilmente, perché influenza durante gli scambi le ore la di concentrazione diossigeno luce (il dì ) l acqua dell ossigeno ecede ariaossigeno avvengono nell acqua. all aria, attraverso mentreladi superficie. Si notte deve, succede però, Maggiore il contrario. fare èriferimento la superficiealla di pressione contatto, maggiore parziale Un eccesso dell ossigeno, saranno di nutrienti gli scambi. (che possono è un quinto giungere dial quella fiume In atmosferica come un torrente inquinanti) (l ossigeno di montagna, induce compone unachecrescita 1/5 spruzza dell aria) abnorme e saltelladi in Potrai vegetazione milletrovare cascatelle, cheacque formano l acqua più ossigenate uno ha una strato superficie insuperficiale pianura, di contatto dove compatto. la pressione più estesadell'ossigeno di un tranquillo, è maggiore, anche seche largo, in fiume montagna di pianura. Quelle chedove stanno è minore. sotto non ricevono più abbastanza Non è, infatti, una contraddizione che le trote, che luce per fare la fotosintesi e lentamente muoiono. tutti sanno avere bisogno di acque molto Entrano quindi in azione i batteri decompositori che, a ossigenate, vivono nei torrenti di montagna. loro volta, consumano latro ossigeno, se l ossigeno è molto scarso muoiono gli organismi animali, prima quelli più sensibili e poi gli ltri, ed essi attivano la decomposizione. Quando l ossigeno finisce compaiono i batteri anaerobi che producono ammoniaca e metano..

23 Indice di Funzionalità Fluviale Domanda 5 Condizioni idriche dell alveo sponda dx a) Larghezza dell alveo di morbida inferiore al triplo dell alveo bagnato b) Alveo di morbida maggiore del triplo dell'alveo bagnato con fluttuazioni di portata a ritorno stagionale c) Alveo di morbida maggiore del triplo dell'alveo bagnato con fluttuazioni di portata a ritorno frequente d) Alveo bagnato inesistente o quasi o presenza di impermeabilizzazioni della sezione trasversale sx

24 ESERCITAZIONE 1.E.1 - pendenza ed esposizione di un versante DETERMINARE LA PENDENZA E L ESPOSIZIONE DI UN VERSANTE La pendenza di un versante rappresenta la misura del cambiamento del valore della quota sulla distanza, espressa in gradi o in percentuale. Ad esempio una crescita di 2 metri di quota su una distanza di 100 m descrive una pendenza del 2% con un angolo di 1' 15". La pendenza è un fattore geomorfologico della massima importanza nella dinamica ecologica. Alla pendenza si associano differenze nella pedogenesi, nel ruscellamento delle acque, nella copertura vegetale, ecc. L esposizione misura la direzione del massimo grado di pendenza. E espressa in gradi positivi da 0 a 360, misurati in senso orario a partire da nord. Dall esposizione dipende l insolazione e quindi il mesoclima. Scopo dell esercitazione: calcolare sulla carta topografica il valore dell inclinazione della superficie topografica e conoscerne l esposizione. Materiali: carte topografiche, riga e goniometro squadra, Metodo: individuare sulla carta il punto in esame e considerare le due isoipse ad esso più prossime che lo includono. Tracciare una retta passante per il punto e perpendicolare alle due isoipse. Tale retta costituisce la direzione di massima pendenza; il valore della pendenza, e espresso in percentuale, sarà dato da P = 100 dove P = pendenza; e = equidistanza (dislivello tra le due isoipse); L = distanza orizzontale (calcolata lungo la massima pendenza). L esposizione del versante si ottiene considerando il quadrante geografico entro il quale insiste la retta di massima pendenza. L

25 ESERCITAZIONE 1.E.1 - pendenza ed esposizione di un versante DETERMINARE LA PENDENZA E L ESPOSIZIONE DI UN VERSANTE Le carte topografiche sono attraversate da line che prendono il nome di curve di livello o isoipse. Si chiamano così perché uniscono punti che si trovano alla stessa altezza sul livello del mare (allo stesso "livello" appunto). Pertanto se ti muovi lungo una di esse, la quota non si modifica, mentre se ti sposti da una curva di livello all'altra, cambi quota. Noterai che su alcune curve sono indicati dei numeri, ad esempio: Vedoviamo l esempio che segue Questi numeri indicano le quote delle curve di livello corrispondenti. Se su un'isoipsa compare il numero 125 significa che tutti i punti che vi stanno sopra si trovano a quell'altezza (in metri). Così una carta topografica fornisce un'altra importante informazione sul territorio: la presenza di rilievi o avvallamenti.

26 ESERCITAZIONE 1.E.1 - pendenza ed esposizione di un versante DETERMINARE LA PENDENZA E L ESPOSIZIONE DI UN VERSANTE Esempio Il punto segnato in rosso è posizionato sul versante del quale si vuole determinare la pendenza. Si traccia la retta passante per il punto e perpendicolare alle isoipse che lo comprendono. Si ottiene la direzione di massima pendenza (segmento blu). L = 150 m direzione di massima pendenza Misurando in scala il tratto L (distanza orizzontale) e determinando e (differenza tra le due isoipse) si procede al calcolo della pendenza P. e 25m P = 100 = 100 = 17% L 150m L esposizione del versante sarà determinata misurando l ampiezza dell angolo compreso tra la direzione NORD e la direzione di massima pendenza, in senso orario. L e = 150m 125m = 25m equidistanza

27 SCHEDA 6.S.1 IBE sul campo Riferimento pag. 124 Materiali e strumenti da campo per l applicazione dell IBE Compilazione della scheda di campagna Scelta del transetto Raccolta dei macroinvertebrati Osservazioni e notizie sul corso d acqua (es. vegetazione acquatica, presenza di odori e schiume, ecc.), che possono risultare d ausilio per l interpretazione dei risultati. struttura Struttura del del retino retino immanicato immanicato per la per la raccolta dei macroinvertebrati Campionamento lungo il corso d acqua in senso trasversale, cioè da sponda a sponda, in un area rappresentativa della zona di quel corso d acqua.

28 SCHEDA 6.S.1 IBE sul campo Materiali e strumenti da campo per l applicazione dell IBE A campionamento lungo il transetto trasversale (ideale) B campionamento di porzione del transetto, risalendo verso la sponda C campionamento lungo la riva Separazione e studio del campione Torna INDICE 1

29 ESERCITAZIONE 6.E.1 - calcolo del valore dell IBE Gli studenti del Liceo Leonardo Cocito di Alba (CN), hanno effettuato alcuni rilevamenti in sezioni del torrente THURAS nell'alta Valle di Susa. I risultati ottenuti sono riportati di seguito Rilevamento 1. periodo 18/12/99Sezione a 2055 m s.l.m., in prossimità del ponte Ciatagnera 1 Nella Parte A si contano le Unità Sistematiche (U.S.) di macroinvertebrati raccolti e si riporta il risultato nella Parte B della tabella.

30 ESERCITAZIONE 6.E.1 - calcolo del valore dell IBE Guardando la tabella I.B.E si sceglie la riga (ingresso orizzontale) che corrisponde al primo gruppo di macroinvertebrati presente nel rilevamento: nel nostro esempio Plecotteri (riga grigia). Di questa riga si utilizza la parte alta corrispondente all indicazione più di 1 U.S.. Le U.S. individuate sono infatti 16. Sempre utilizzando la tabella I.B.E si sceglie la colonna (secondo ingresso) corrispondente all intervallo che contiene il totale delle U.S. rilevate: nel nostro esempio la colonna con l intervallo L incrocio della riga con la colonna (nell esempio è evidenziato in grigio scuro) individua un riquadro corrispondente al valore 10. Tabella per il calcolo del valore I.B.E

31 ESERCITAZIONE 6.E.1 - calcolo del valore dell IBE 4.. questo valore è il valore I.B.E espresso in funzione dalle variabili del rilevamento e va trascritto nella tabella, Parte B, Valore I.B.E. Si utilizzerà, quindi, la tabella di conversione Compila la tabella riassuntiva e procedi con il calcolo dell indice IBE nei successivi rilevamenti

32 SCHEDA 7.S.2 scheda IFF (modificata F. Barbarossa) sponda dx sx a. Coperto da foreste e boschi b. Coperto da boschi e prati c. Prati, pascoli e/o pochi arativi d. Coltivi stabili e/o scarsi insediamenti urbani 5 5 e. Aree urbanizzate e/o industrializzate 1 1 1) Stato del territorio circostante (esterno alla fascia perifluviale) sponda dx sx a. Con bosco e/o alberi (salici, ontani, pioppi) b. Con alberi e/o arbusti (saliceti arbustivi e/o canneto) c. Con arbusti e erbe d. Con erbe 5 5 e. Nuda 1 1 2) Stato della fascia perifluviale (adiacente all alveo di morbida, oltre la riva)

33 SCHEDA 7.S.2 scheda IFF modificata sponda dx sx a. Fascia di vegetazione perifluviale di 30m b. Fascia di vegetazione perifluviale tra 5 e 15m c. Fascia di vegetazione perifluviale tra 15 e 30m d. Fascia di vegetazione perifluviale tra 1 e 5m 5 5 e. Fascia di vegetazione perifluviale assente 1 1 3) Ampiezza della fascia di vegetazione perifluviale (arborea e arbustiva) sponda dx sx a. Vegetazione di alberi e/o arbusti continua e senza interruzioni b. Vegetazione di alberi e/o arbusti con interruzioni brevi e/o saltuarie c. Vegetazione di alberi e/o arbusti con interruzioni ampie e/o frequenti d. Vegetazione erbacea continua (senza alberi e arbusti) 5 5 e. Suolo nudo o vegetazione rada 1 1 sponda dx sx a. Riva con massi e/o alberi b. Riva con coperture arbustive c. Riva con arbusti, copertura erbacea e/o canneto d. Riva con copertura erbacea 5 5 e. Riva priva di vegetazione 1 1 4) Continuità della vegetazione nella fascia perifluviale 5) Stato delle rive (fasce di confine tra alveo di morbida e fascia perifluviale)

34 sponda dx sx a. Completamente naturale 30 b. Con lievi interventi artificiali, ben localizzati 25 c. Con una sponda artificiale 15 d. Con entrambe le sponde artificiali 5 e. Completamente artificiale (sponde e alveo) 1 sponda dx sx 30 a. Acqua abbondante, l alveo di morbida è prevalentemente ciottoloso e ghiaioso, poco esteso e inferiore al triplo dell alveo bagnato b. Acqua ben presente, l alveo di morbida è inferiore al triplo dell alveo bagnato ma parzialmente invaso da vegetazione rasa c. Acqua presente, l alveo di morbida è inferiore al triplo dell alveo bagnato e invaso da erbe fitte d. Poca acqua, alveo di morbida maggiore del triplo dell alveo bagnato e prevalentemente spoglio e. Piccoli rivoli, alveo di morbida maggior del triplo dell alveo bagnato, vegetazione pioniera abbondante ) Sezione trasversale dell alveo 7) Stato dell acqua nell alveo sponda dx sx 30 a. Massi e sassi stabili di forme ben diverse, tronchi stabili e/o vegetazione abbondante b. Massi e ciottoli in parte movibili, rami e/o vegetazione abbonante c. Ciottoli e ghiaia, scarso sedimento e/o vegetazione scarsa 15 d. Ghiaia, sabbia e sedimento limoso 5 e. Sabbia e limo o fondo cementato ) Stato del fondo dell alveo (capacità di ospitare organismi e trattenere cibo)

35 sponda dx sx a. Componenti ben distinte e ricorrenti b. Alcune componenti predominanti, ben distinte e ricorrenti c. Alcune componenti predominanti, con irregolare distribuzione d. Predominanza di una sola componente sulle altre 5 5 e. Percorso uniforme e/o raddrizzato 1 1 sponda dx sx 10a) vegetazione dell alveo a. Periphyton non visibile ma rilevabile al tatto 30 b. Periphyton visibile ma poco sviluppato 25 c. Periphyton abbastanza sviluppato 15 d. Periphyton feltroso ben sviluppato 5 e. Periphyton spesso e filamentoso 1 sponda dx sx 10b) Comunità macrobentoniche a. Molti organismi presenti, soprattutto Plecotteri e 30 diversi tipi di Efemerotteri b. Molti organismi presenti, con una buona varietà di 25 Efemerotteri e Tricotteri vari c. Prevalenza di presenza di Efemerotteri molto simili tra 15 loro (Baetidi), con Tricotteri senza fodero e chironomidi d. Bassa diversità, numerosi Chironomidi rossi, con altri 5 organismi tolleranti (Tubificidi, vermi...) e. organismi assenti o molto rari, comunque molto 1 tolleranti l inquinamento o a respirazione aerea 9) Alveo con raschi, pozzi e/o meandri 10) componenti biologiche del letto bagnato Torna INDICE

36 Canzo torrente Ravella

37 Torrente Ravella a Canzo Prima tappa

38 Il torrente Ravella

39 La marmitta del gigante

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45 FINE Torna INDICE

46 LIM Livello Inquinamento da Macrodescrittori. Tiene conto della concentrazione nelle acque dei principali parametri, denominati macrodescrittori, per la caratterizzazione dello stato di inquinamento: nutrienti, sostanze organiche biodegradabili, ossigeno disciolto, inquinamento microbiologico torna

47 ALCUNI MACROINVERTEBRATI

48 ORDINE PLECOTTERI

49 ORDINE PLECOTTERI Plecottero adulto, genere Leuctra Larva di Leuctra

50 ORDINE PLECOTTERI Plecottero adulto, genere PERLA Larva di PERLA

51 ORDINE PLECOTTERI Plecottero adulto, genere ISOPERLA Larva di Isoperla

52 Plecotteri 2 unghie per zampa 2 cerci mai branchie addominali

53 PLECOTTERI Famiglia: Perlidae Genere: Dinocras Dinocras

54 Isoperla PLECOTTERI Famiglia: Perlodidae Genere: Isoperla

55 ORDINE EFEMEROTTERI

56 ORDINE EFEMEROTTERI Efemerottero adulto Ali trasparenti e incolori, lunghi cerci

57 ORDINE EFEMEROTTERI Neanidi (primi stadi larvali) di Plecotteri (1 e 2) e di Efemerotteri (3) In questo stadio le larve di Efemerottero sono prive di tracheobranchie e di paracerco ed assomigliano molto alle neanidi di Plecottero. Fa differenza la zampa munita di una sola unghia.