PROGETTO DI RICERCA IN CAMPO AMBIENTALE BIENNIO

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1 Allegato A Istituto di Ricerca sulle Acque (IRSA) del Consiglio Nazionale delle Ricerche PROGETTO DI RICERCA IN CAMPO AMBIENTALE BIENNIO Le fasce riparie dei fontanili: un filtro naturale di nutrienti e fitofarmaci per la tutela delle acque della Lombardia 1

2 Presentazione sintetica del progetto di ricerca In Italia, come nel resto d Europa, la contaminazione da nitrati e fitofarmaci nelle acque superficiali e sotterranee è un fenomeno diffuso soprattutto nelle pianure alluvionali del Centro Nord dove l agricoltura rappresenta un importante fattore di pressione. Una strategia per la protezione degli ambienti acquatici dall inquinamento da sorgenti diffuse, consiste nel mantenere e aumentare la complessità naturale di specifiche zone del bacino idrografico, quali le fasce riparie. Da tempo è riconosciuto infatti il loro ruolo cruciale nell intercettare e attenuare i flussi di nutrienti e sostanze esogene dagli ecosistemi terrestri a quelli acquatici. Nonostante la ricca letteratura esistente sui processi biochimici attivi in questi ambienti, molti aspetti legati a questa problematica non sono ancora spiegati in modo esauriente come, ad esempio, il destino dei microinquinanti organici provenienti da flussi superficiali e/o sotterranei. In Italia, ad oggi, sono scarse le indagini sperimentali sulle aree riparie fluviali e non esistono risultati relativi al territorio lombardo da cui si possa trarre una valutazione dei benefici rappresentati dalla rinaturalizzazione delle sponde in termini di protezione delle acque. Con la realizzazione di questo progetto si intende verificare il ruolo delle fasce riparie nella riduzione dei carichi di nutrienti e fitofarmaci nel reticolo idrografico minore della Pianura Padana. Gli obiettivi specifici del progetto sono: la quantificazione dei principali processi biogeochimici attivi nel sistema suolo-acqua-pianta con particolare riferimento alla denitrificazione; lo sviluppo di un modello in grado di prevedere i flussi di azoto e pesticidi in diverse condizioni ambientali; la formulazione di un indice ambientale utile per prevedere la potenziale capacità tampone di tratti fluviali. Il progetto prevede: i) un attività sperimentale intensiva in alcune aree rappresentative allestite con piezometri per il monitoraggio della falda e il prelievo di campioni di acqua sotterranea per la determinazione analitica di composti azotati e fitofarmaci e ii) una campagna di monitoraggio estensiva per la verifica del modello e per la selezione di indicatori ambientali in grado di descrivere sinteticamente la funzionalità delle fasce riparie dei fontanili. Obiettivi del progetto di ricerca Con la realizzazione di questo progetto si intende verificare il ruolo delle fasce riparie nella riduzione dei carichi di nutrienti e fitofarmaci di origine agricola in corpi idrici rappresentativi dell'ecosistema padano. Tra i tipi fluviali presenti in Lombardia, il sistema di fontanili e risorgive sembra essere il più adatto allo scopo dell'indagine sia per la sua grande diffusione, sia per la sua stretta connessione con le aree agricole. Nella selezione delle aree di studio verrà data priorità al grado di vulnerabilità da nitrati e da fitofarmaci così come indicato nel Programma di Tutela delle Acque della Regione Lombardia (2006). Gli obiettivi specifici del progetto sono: - l identificazione e la quantificazione dei principali processi biologici, chimici e fisici attivi nel sistema suolo-acqua-pianta e il loro ruolo nella ritenzione e/o rilascio delle specie chimiche; - Il riconoscimento dei fattori ambientali (idrologici, geomorfologici, vegetazionali, pedologici) che controllano tali processi; - la misura dell efficienza di rimozione dei composti azotati e di alcuni fitofarmaci, selezionati in base al loro uso, attraverso la stima di bilanci di massa input-output; - l individuazione delle principali caratteristiche (ampiezza, morfologia, tipo di vegetazione) delle fasce riparie che consentono la massima efficienza di rimozione; 2

3 - lo sviluppo di un modello in grado di prevedere i flussi di azoto e pesticidi in diverse condizioni ambientali; - la selezione di indicatori ambientali utili per estrapolare a scala più ampia i risultati degli obiettivi sopra elencati. Descrizione del progetto di ricerca Introduzione In Italia, come nel resto d Europa, la contaminazione da nitrati e fitofarmaci nelle acque superficiali e sotterranee è un fenomeno molto diffuso in grado di compromettere l utilizzo delle riserve d acqua potabile, principalmente nelle pianure alluvionali del centro Nord del Paese. E ormai ampiamente dimostrato che l agricoltura costituisce la principale fonte antropica di azoto, come emerge anche dal Piano di stralcio per il controllo dell eutrofizzazione dell Autorità di bacino del fiume Po (2003), dove si riporta che le sorgenti diffuse relativamente ai comparti agricolo e zootecnico, contribuiscono per il 69% al carico effettivo totale di azoto gravante sul bacino del principale fiume italiano. Una recente indagine condotta dalla Provincia di Milano ha evidenziato un peggioramento soprattutto nelle aree più intensamente antropizzate e che presentano una vulnerabilità dell'acquifero elevata all'inquinante nitrato. L'analisi della situazione di contaminazione della falda milanese mostra una preoccupante tendenza all'aumento con una distribuzione areale della concentrazione dello ione nitrato che si attesta su valori medio-alti intorno ai 30 mg/l, giungendo in alcune zone a superare i 50 mg/l, limite massimo accettabile per le acque destinate al consumo umano. I fitofarmaci rappresentano, insieme ai nitrati, una delle cause principali di riduzione dell approvvigionamento idropotabile in Italia, come risulta da un recente censimento dei casi di inquinamento delle acque sotterranee destinate al consumo umano effettuato dall IRSA e dal Gruppo Nazionale per la Difesa delle Catastrofi Idrogeologiche (Gndci) del CNR. I fenomeni di contaminazione sono molto complessi e persistono a lungo anche dopo l abbandono dell uso dei composti medesimi. I rischi per la salute umana riguardano la contaminazione ambientale sia da parte dei composti parentali sia dai prodotti che si originano dalla loro degradazione che spesso possiedono tossicità più elevata dei composti medesimi. Una strategia alternativa per la protezione degli ambienti acquatici dall inquinamento da sorgenti diffuse, consiste nel mantenere e/o aumentare la complessità naturale di specifiche zone del bacino idrografico, quali le fasce riparie in quanto ritenute essenziali nel ridurre il flusso di nutrienti e sostanze esogene dal bacino verso il fiume. La preservazione di queste aree è inoltre fondamentale per il mantenimento della biodiversità considerando che esse forniscono gli habitat naturali per la vita di una varietà assai complessa di organismi sia invertebrati che vertebrati (Davis et al. 1996). Numerosi studi condotti in Europa e Stati Uniti (Lowrance et al., 1985; Hill, 1996; Haycock & Pinay, 1993; Haycock et al., 1993; Pinay & Burt, 2001), hanno dimostrato che le zone riparie possono consentire una sensibile riduzione del carico di azoto - fino al 60-90% - proveniente da fonti diffuse. I processi principali responsabili della ritenzione dell azoto nelle aree riparie fluviali sono l uptake da parte della componente vegetale e la denitrificazione batterica. Nel primo caso si ha una temporanea immobilizzazione dell azoto che ritornerà però al suolo con la morte delle piante e la decomposizione del detrito vegetale, mentre la riduzione batterica del nitrato ad azoto elementare conduce alla rimozione a lungo termine del composto dall ecosistema acquatico. Un numero di studi relativamente limitato ha esaminato l efficienza delle fasce riparie nel 3

4 trattenere i microinquinanti organici, utilizzati come erbicidi e insetticidi, provenienti da flussi superficiali e/o sotterranei. I primi lavori (Correl et al., 1978; Rhode et al., 1980; Asmussen et al., 1977) condotti in fasce vegetate in prossimità di bacini agricoli dimostrarono un effettiva rimozione di erbicidi quali atrazina, alachlor, trifluralin e 2,4 D. Più recentemente Schultz et al. (1994) ha confermato l efficacia di ambienti ripari ricostruiti nel trattenere l atrazina proveniente dal dilavamento di campi di mais, mentre Lin et al. (2002) ha stabilito, sulla base di un modello, un ampiezza minima di fascia riparia per la protezione delle acque superficiali e sotterranee dalla contaminazione da Fenarimol. Tra i meccanismi principalmente coinvolti nella circolazione dei pesticidi, la ritenzione dei sedimenti, ampiamente documentata nelle fasce riparie, potrebbe essere cruciale nel trattenere gli inquinanti trasportati attraverso il runoff superficiale (Harris & Forster, 1997). Nonostante la ricca letteratura prodotta recentemente sull efficienza delle fasce riparie nella protezione della qualità delle acque (Correl, 1997), molti aspetti legati a questa problematica non sono ancora spiegati in modo esauriente. L estrema variabilità degli ecotoni ripari, soprattutto in relazione ai processi biochimici e idrologici, rende difficiltose le previsioni sulla loro efficienza nel funzionare come fasce tampone. In Italia, ad oggi, sono scarse le indagini sperimentali sulle aree riparie fluviali e, a nostra conoscenza, non esistono, risultati relativi al territorio lombardo da cui si possa trarre una valutazione dei benefici rappresentati dalla rinaturalizzazione delle sponde dei corsi d acqua anche in termini di protezione delle acque. Se i numerosi studi condotti in molti Paesi dell Europa settentrionale costituiscono una preziosa base di partenza per l avvio di sperimentazioni analoghe sul territorio nazionale, essi non sono esattamente estrapolabili alla realtà italiana. I sistemi fluviali italiani non sono comparabili a quelli nord europei, soprattutto per quanto concerne gli aspetti climatici, le caratteristiche dei suoli, della vegetazione e gli aspetti idrologici. Diventa quindi necessario affrontare questo tipo di problematica anche in Italia, verificando il ruolo delle fasce riparie nei processi che modificano la struttura e le funzioni degli ecosistemi acquatici. Il controllo e la riduzione dell inquinamento derivante da fonti diffuse è tra i principali obiettivi della Comunità Europea che, soprattutto attraverso Direttiva sulle Acque 2000/60, sta cercando di migliorare la situazione attuando una strategia di tipo preventivo, tale da ridurre il rischio di contaminazione dell ambiente. La riduzione dei carichi inquinanti, soprattutto nutrienti, che pervengono ai corpi idrici superficiali da fonti diffuse risulta essere una delle priorità di intervento della Regione Lombardia, come indicato nel recente Piano di tutela ed uso delle acque (2006). Il soddisfacimento degli obiettivi di qualità previsti per ogni corpo idrico, oggetto della Direttiva Europea 2000/60 CEE, richiede interventi di riduzione degli apporti sia da ambienti urbani, con l incremento del collettamento e depurazione, sia da aree agricole, con azioni di controllo e di depurazione naturale. Obiettivi specifici in tal senso sono stati fatti propri dal Piano di Sviluppo Rurale regionale (PSR), in particolare con la Misura q.3.17 Gestione delle risorse idriche in agricoltura, e si ritrovano anche nell Accordo di Programma Quadro ( Tutela delle acque e gestione integrata delle risorse idriche ) sottoscritto, nel dicembre 2002, dalla Regione Lombardia e dai Ministeri dell Economia, dell Ambiente, delle Infrastrutture e delle Politiche Agricole. Approccio metodologico Il progetto si articola in quattro fasi principali: 1. Modellizzazione dei risultati ottenuti da un indagine sul ruolo delle fasce riparie nella circolazione dei nutrienti, condotta dall IRSA in un fontanile del Novarese (Balestrini et al., 2003). 4

5 2. Attività sperimentale finalizzata ad una esaustiva conoscenza dei processi idrologici e chimici, in siti campione (max 3) selezionati sulla base degli output del modello (punto 1.) e con caratteristiche rappresentative di tipologie di fontanili diffuse nella Pianura Lombarda. 3. Implementazione del modello per l aggiunta della componente fitofarmaci e messa a punto definitiva degli aspetti relativi ai flussi dell azoto. 4. Verifica del modello mediante una campagna di monitoraggio estensiva (fino a 20 siti) per la misura di indicatori ambientali, che emergeranno dal modello stesso, in grado di descrivere sinteticamente la funzionalità delle fasce riparie dei fontanili. Modellizzazione del comportamento di nitrati e pesticidi nelle fasce riparie Nell ambito del progetto verranno adattati alla situazione dei fontanili alcuni modelli già in uso che permettono di valutare il destino degli agrochimici (nitrati e pesticidi) nel suolo. In particolare si prevede di adattare il modello MACRO e il modello MODFLOW alle aree oggetto di studio. Il modello MACRO è un modello di tipo deterministico, monodimensionale che predice il movimento dell acqua e dei soluti reattivi attraverso la zona radicale in suoli strutturati e tiene in considerazione anche il movimento laterale nel sistema di drenaggio permettendo di ottenere un bilancio idrico completo. Per quanto riguarda il destino dei fitofarmaci il modello simula la degradazione mediante una cinetica di primo ordine e l adsorbimento mediante l isoterma di Freudlich. Il modello MODFLOWT, versione avanzata del classico modello idrologico MODFLOW, può simulare il flusso idrico in un acquifero confinato, non confinato o misto, e sottoposto a pressioni costanti o variabili, nelle 3 dimensioni (3D). Inoltre, calcola il flusso originatosi da eventi esterni, come precipitazione, evapotraspirazione, presenza di fiumi, canali, pozzi ed altro. Il modello accetta variazioni di conduttività idraulica e di trasmissività per ogni strato in cui l acquifero è diviso. Attività sperimentale intensiva L attività sperimentale intensiva che si intende svolgere in alcune aree selezionate (punto 2) si basa sull allestimento di una rete di piezometri all interno della fascia riparia, adatti a campionare l acqua sotterranea ed a monitorare il livello della falda. Il numero e la profondità dei piezometri deve essere tale da consentire la costruzione di carte isopiezometriche utili per comprendere l idrologia delle acque sotterranee (direzione di flusso, gradiente idraulico, etc). In tali aree occorre effettuare una dettagliata caratterizzazione del suolo (mediante sondaggi preferibilmente durante l installazione dei piezometri) e della vegetazione. La frequenza di campionamento deve consentire lo studio delle variazioni del regime idrologico, come pure gli effetti derivanti dalle pratiche agricole (diverse fasi di fertilizzazione). Il prelievo di campioni di acqua sotterranea da ogni piezometro e la successiva caratterizzazione chimica consentirà di seguire le trasformazioni qualitative e quantitative delle specie chimiche d interesse, durante il tragitto attraverso la fascia riparia dal campo agricolo al fontanile. Sui campioni acquosi verranno effettuate le determinazioni analitiche dei principali parametri fisico-chimici (temperatura, potenziale redox e ossigeno in situ, ph, conducibilità, alcalinità), dei principali anioni e cationi e dei nutrienti (azoto ammoniacale, azoto nitrico, azoto totale, fosforo totale e disciolto, carbonio organico disciolto). Tra i fitofarmaci verrà data la priorità agli erbicidi, che per i quantitativi usati in agricoltura nelle aree oggetto di studio, per le loro proprietà chimico-fisiche e per la loro persistenza hanno maggiore probabilità di essere soggetti a fenomeni di percolamento in falda e ruscellamento superficiale. 5

6 Di particolare interesse sarà la quantificazione della denitrificazione nel suolo e/o nei sedimenti che può essere effettuata mediante il metodo dell inibizione dell acetilene che consente di bloccare l ultimo passaggio del processo che porta alla produzione di N2 e quindi di misurare, per via gascromatografica, un prodotto intermedio: l N2O (Tiedje, 1989). Attività sperimentale estensiva Sulla base dei risultati delle attività relative alle fasi 1 e 2 verrà predisposta una campagna estensiva di prelievi che avrà come obiettivo principale, accanto alla verifica del modello, l inquadramento dei processi osservati nei siti intensivi a una scala più ampia. A tal fine verrà effettuata una campagna sperimentale in corrispondenza di un evento di fertilizzazione e di trattamento con fitofarmaci in un numero relativamente alto di siti (fino a 20) scelti in modo da rappresentare la variabilità ambientale caratteristica del sistema di fontanili e rogge in Lombardia. In questi siti verrà posizionato un numero minimo di piezometri e verranno misurati solo alcuni parametri ritenuti fondamentali per applicare il modello su scala più ampia. La scelta stessa dei siti così come il numero e la disposizione dei piezometri si baseranno sui requisiti richiesti dal modello in modo da garantirne la successiva applicazione. La scelta di siti rappresentativi per lo svolgimento della campagna sperimentale estensiva è fondamentale per le ricadute applicative del modello di circolazione dell azoto e dei fitofarmaci che sarà implementato nel corso del progetto. Con l obiettivo di garantire una completa rappresentatività dei siti selezionati sarà effettuata l applicazione di protocolli di valutazione delle fasce riparie dei fontanili in modo da coprire una vasta area del territorio lombardo. In particolare, saranno rilevate le caratteristiche della zona di transizione tra le aree agricole e i fontanili mediante l applicazione del Caravaggio - Core Assessment of River habitat VAlue and hydromorphological condition (Buffagni et al., 2005). Il metodo che deriva dal River Habitat Survey britannico (Raven et al., 1998), consente il rilevamento di diverse caratteristiche idromorfologiche e di habitat, relative sia al canale, che alle rive del fiume. Tali dati registrati in campo, saranno archiviate in un database messo a disposizione dell Ente finanziatore. Alcune caratteristiche ambientali integrative, definite sulla base degli esiti della campagna intensiva, saranno rilevate parallelamente al modulo CAravaggio, in modo da garantire la completezza di informazione necessaria per il processo di upscaling dei risultati dell applicazione del modello. Alla conclusione di tale campagna, si procederà all identificazione delle caratteristiche ambientali più utili per il trasferimento su larga scala dei risultati del progetto, con particolare riferimento alle implicazioni per la tutela della qualità ambientale dell ecosistema fontanile. Risultati e prodotti attesi L attuazione del progetto consentirà il raggiungimento dei seguenti risultati: - L acquisizione di una metodologia sperimentale per valutare l efficienza di rimozione di nutrienti e fitofarmaci ad opera delle fasce riparie nei fontanili. - La conoscenza dei principali meccanismi che regolano la funzionalità degli ecotoni ripari nel sistema dei fontanili. - La selezione e/o l implementazione di un modello previsionale in grado di descrivere le relazioni esistenti tra regime idrologico, vegetazione e dinamica dei nutrienti e fitofarmaci all interno di ecotoni ripari. - un metodo basato sulla formulazione di indici ambientali utile per prevedere la potenziale capacità tampone di tratti fluviali (alveo e fasce riparie) - La formulazione di criteri e linee guida per la corretta gestione e/o ri-naturalizzazione di aree umide fluviali. 6

7 La realizzazione di una ricerca sulle fasce riparie fluviali potrà costituire un modello di analisi ambientale replicabile a scale e situazioni differenti. I principali destinatari sono pertanto le Regioni, le Agenzie per l'ambiente a livello nazionale e regionale, le Autorità di Bacino, nonché la stessa Unione Europea. I prodotti del progetto costituiranno degli strumenti essenziali per chi opera nella gestione del territorio e delle risorse idriche in quanto potranno essere identificate, sul breve-medio periodo, le aree naturali maggiormente vulnerabili e quelle invece più efficaci nella protezione delle risorse idriche. Gli interventi per la tutela e la rinaturalizzazione potranno quindi essere supportati da criteri scientifici sviluppati per gli ambienti presenti sul territorio lombardo e quindi potranno orientarsi su zone specifiche e con differenti scale di priorità. Destinatari diretti saranno quindi, oltre alla Regione Lombardia, e in particolare la Direzione Agricoltura, anche i Consorzi di Bonifica ed Irrigazione, che gestiscono buona parte dei fontanili della pianura; tali enti avrebbero un beneficio a medio termine potendo disporre di precisi indirizzi di attuazione. Destinatari indiretti saranno gli agricoltori che potranno riconoscere e quantificare il valore intrinseco delle fasce vegetate, eventualmente presenti nelle loro proprietà, spendibile anche in termini di codici di buona pratica agricola. Le conoscenze scientifiche acquisite mediante questa ricerca applicata favoriranno l implementazione della Direttiva Europea sulle acque soprattutto per quanto riguarda la gestione dei bacini fluviali. Primo anno di attività Gli obiettivi principali che si intende raggiungere nel primo anno di progetto sono: - Modellizzazione dei risultati ottenuti da un indagine sul ruolo delle fasce riparie nella circolazione dei nutrienti, condotta dall IRSA in un fontanile del Novarese (Balestrini et al., 2003). - Un approfondita conoscenza dei processi idrologici e chimici attivi in ambienti ripari rappresentativi della Pianura Lombarda ottenuta dai dati raccolti durante l attività sperimentale intensiva in siti campione. Le principali attività che verranno svolte sono: 1. Selezione e successiva applicazione del modello più idoneo per studiare la circolazione dei composti azotati sulla base di dati messi a disposizione dall IRSA. La possibilità di utilizzare dati già esistenti ottenuti nello stesso tipo fluviale e con un disegno sperimentale comparabile a quello che verrà applicato nel seguente progetto, consente di anticipare un attività che altrimenti verrebbe necessariamente rinviata al termine delle attività sperimentale intensiva. 2. Raccolta di dati e letteratura riguardanti l idrologia, la pedologia, la vegetazione, le pratiche agricole, le prassi irrigue, l uso di fertilizzanti e fitofarmaci nella pianura Lombarda, per la scelta delle aree in cui svolgere l attività sperimentale. I contatti diretti previsti con il personale competente della D.G. Agricoltura ci consentirà di orientare la scelta laddove è più utile e urgente svolgere la ricerca. 7

8 3. Applicazione del metodo denominato Caravaggio nelle aree preselezionate durante l attività del punto 2 e successive ricognizioni nelle località ritenute più idonee durante il quale si misureranno alcuni parametri fondamentali (ad es. la profondità della falda, misura del contenuto di N nell acqua sotterranea mediante kit). Particolare attenzione verrà posta nel cercare di determinare la profondità del saturo al fine di comprendere, in via preliminare, l effettiva direzione del flusso sub-superficiale. 4. Per la comprensione dei processi biochimici e fisici associati alla rimozione di inquinanti e nutrienti nelle fasce riparie è indispensabile disporre di una dettagliata caratterizzazione pedologica, vegetazionale e idrologica delle aree di studio. La caratterizzazione del sito di sperimentazione prevede l esecuzione di un rilevamento dettagliato finalizzato all individuazione di unità omogenee di pedopaesaggio nell intorno del fontanile. In particolare si procederà all esecuzione di profili pedologici necessari alla definizione delle tipologie di suolo presenti e alla descrizione degli orizzonti di suolo nell insaturo e nel saturo. A carico degli orizzonti dei profili verranno eseguite le determinazioni analitiche fisiche standard e le determinazioni chimiche necessarie a classificare e caratterizzare il suolo. La caratterizzazione vegetazionale prevederà il censimento floristico delle aree e la caratterizzazione fitosociologica di una serie di parcelle distribuite lungo transetti perpendicolari all asta del fontanile con successiva classificazione ed ordinamento dei rilevi. La caratterizzazione idrologica dei siti verrà avviata simultaneamente all indagine pedologica e verranno indagati i parametri necessari alla definizione del bilancio idrologico del suolo e le principali grandezze idrauliche, in particolare si provvederà alla determinazione della conducibilità idraulica mediante permeametri o attraverso l esecuzione di test di svuotamento e/o riempimento (slug test). 5. Attività sperimentale intensiva Disegno sperimentale: area con fascia riparia > 5 m Transetto A Transetto B Piezometri a profondità 1 Transetto C Piezometri a profondità 2 Piezometri a profondità 3 Campionamento acqua superficiale 8

9 Disegno sperimentale : area con fascia riparia < 5 m Transetto A Transetto B Transetto C Numero aree: 3 Selezionate in base a morfologia, vegetazione e ampiezza fascia riparia Numero campagne: min 4 includendo: 1 evento di fertilizzazione in primavera 1 evento con piogge abbondanti in autunno e/o inverno 1 periodo asciutto (presumibilmente con falda bassa) con T alte, da scegliere tra luglio e agosto 1 periodo con T basse (e presumibilmente con falda bassa da scegliere tra novembre e gennaio. I risultati attesi al termine del primo anno di attività saranno: - Formulazione preliminare del modello di circolazione dell azoto nelle fasce riparie dei fontanili - Report relativo alle caratteristiche pedologiche, vegetazionali e idrologiche dei siti scelti per le indagini sperimentali intensive - Messa a punto di protocolli operativi di campionamento e analisi - Report preliminare relativo alle variazioni qualitative e quantitative dei nutrienti e dei fitofarmaci nelle acque sotterraneee e superficiali misurati nell ambito della campagna sperimentale intensiva. 9

10 Secondo anno di attività Gli obiettivi principali che si intende raggiungere nel secondo anno di progetto sono: - Individuazione dei principali processi biotici e abiotici che regolano la trasformazione dei nutrienti e fitofarmaci all interno della fascia riparia - Valutazione dell efficienza di rimozione dei composti azotati e dei fitofarmaci, selezionati in base al loro uso, attraverso la stima di bilanci di massa input-output. - Implementazione del modello per l aggiunta della componente fitofarmaci e messa a punto definitiva degli aspetti relativi ai flussi dell azoto. - Individuazione delle principali caratteristiche (ampiezza, morfologia, tipo di vegetazione) delle fasce riparie che consentono la massima efficienza di rimozione. - Verifica del modello mediante una campagna di monitoraggio estensiva. - Selezione di indicatori ambientali utili per valutare la potenzialità naturale di rimozione degli inquinanti delle fasce riparie. Le principali attività che verranno svolte sono: 1. Completamento della campagna sperimentale intensiva con l ultimo campionamento invernale. 2. Applicazione del modello sulla circolazione dell azoto e fitofarmaci ai dati ottenuti dalla campagna intensiva. 3. Applicazione del metodo denominato Caravaggio per la scelta delle aree per la campagna estensiva. 4. Caratterizzazione pedologica, vegetazionale e idrologica delle aree per la campagna estensiva. 5. Archiviazione dati CARAVAGGIO, realizzazione database del progetto e predisposizione di file di export dedicati 6. Analisi dei dati di idromorfologia e habitat raccolti in funzione degli obiettivi del progetto 7. Attività sperimentale estensiva Disegno sperimentale Transetto B Piezometri a profondità 2 Campionamento acqua superficiale 10

11 Numero aree: min 9, selezionate in base alla loro rappresentatività Numero campagne: 1-1 evento di fertilizzazione in primavera I risultati attesi al termine del econdo anno di attività saranno: - Report relativo alle caratteristiche pedologiche, vegetazionali e idrologiche dei siti scelti per la campagna sperimentale estensive - Report relativo all applicazione del Caravaggio in tutti i siti visitati (< 20 siti) per la selezione delle aree di studio (campagna intensiva e estensiva) - Report definitivo relativo alle variazioni qualitative e quantitative dei nutrienti e dei fitofarmaci nelle acque sotterraneee e superficiali misurati nell ambito della campagna sperimentale intensiva - Report relativo alle variazioni qualitative e quantitative dei nutrienti e dei fitofarmaci nelle acque sotterraneee e superficiali misurati nell ambito della campagna sperimentale estensiva. - Validazione conclusiva del modello in grado di predire la circolazione di nitrati e fitofarmaci nelle fasce riparie dei fontanili - Realizzazione database per l archiviazione dei dati derivanti dall applicazione del CARAVAGGIO - Report di sintesi relativo alla descrizione sommaria dei siti, l output schede CARAVAGGIO per ciascun sito, la descrizione delle caratteristiche idromorfologiche e di habitat maggiormente rilevanti per il progetto - Proposte per la realizzazione di un semplice indice per la stima della rimozione/trasporto di nutrienti nel reticolo idrografico minore dell area padana sulla base dei dati CARAVAGGIO e prime verifiche di applicabilità - Relazione finale in cui verranno sviluppati gli argomenti connessi agli obiettivi principali del progetto. 11

12 Raccolta dati per selezione area e principi attivi fitofarmaci 1 anno 2 anno set ott nov dic gen feb mar apr mag giu lug ago sett ott nov dic gen feb mar apr mag giu lug ago Raccolta e disamina dati per selezione di un modello e ricerca bibliografica Visite in loco e applicazione Caravaggio per selezione 3 aree intensive Applicazione di un modello sulla circolazione dell azoto utilizzando dati IRSA già esistenti Allestimento delle aree e installazione piezometrix campagna intensiva Caratterizzazione pedologica delle aree di studio Caratterizzazione idrologica delle aree di tudio Campagna di campionamento intensiva Analisi di laboratorio Applicazione del Caravaggio Caratterizzazione vegetazionale delle aree di studio Applicazione del modello sulla circolazione dell azoto e fitofarmaci sui dati campagna intensiva Visite in loco per selezione 20 aree estensive Allestimento delle aree e installazione piezometrix campagna estensiva Campagna di campionamento estensiva Verifica del modello Analisi finale dei dati e stesura report 12