A NETWORK FOR THE STUDY OF THE ENVIRONMENTAL QUALITY OF SOILS OF PIEDMONT (ITALY)

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1 A NETWORK FOR THE STUDY OF THE ENVIRONMENTAL QUALITY OF SOILS OF PIEDMONT (ITALY) Barberis Renzo, Niccoli Tommaso, Claudio Bonadio ARPA Piemonte - Torino Fabietti Gabriele, Biasioli Mattia e Ajmone-Marsan Franco Università degli Studi di Torino - Dipartimento di Valorizzazione e Protezione delle Risorse Agroforestali - Di.Va.P.R.A.

2 Un po di storia 1999 (fino al 2) ANPA (poi APAT, ora ISPRA) crea i Centri Tematici Nazionali (CTN) tra cui quello Suolo e Siti Contaminati (poi Territorio e Suolo) APAT RTI CTN_SSC 2/21 Elementi di progettazione della rete nazionale di monitoraggio del suolo a fini ambientali EEA (European Environmental Agency Proposal for a European Soil Monitoring and Assessment Framework ( ) 21 CE 6 programma d azione in campo ambientale (6EAP) CE-COM (22)179 Verso una strategia tematica per la protezione del suolo 23 Attivazione TWG europei 24 Lavori dei TWG APAT RTI CTN_SSC 1/22 Linee guida per un manuale di organizzazione e gestione della rete La Strategia tematica per la protezione del suolo COM(26)231 - La Proposta di Direttiva che istituisce un quadro per la protezione del suolo e modifica la direttiva 24/3/CE - COM(26)232. APAT CTN TES 24 Elementi di progettazione della rete nazionale di monitoraggio del suolo a fini ambientali Versione aggiornata sulla base delle indicazioni contenute nella strategia tematica del suolo dell unione europea.

3 La costruzione della rete regionale piemontese Seguendo l impostazione del CTN TES, l Arpa Piemonte sta progressivamente costruendo una rete regionale conoscitiva, partita da una scelta di siti rappresentativi e poi sviluppata su una rete a maglia fissa 18 x 18 km in progressiva estensione a 9 x 9 km, con aree specifiche studiate a 3 x 3 km Lo schema di sviluppo adottato è quello proposto dal CTN TES

4 La rete complessiva attualmente disponibile La rete, come si vede dalla figura, è costituita da una rete sistematica a maglia 18 x 18 km, in progressiva estensione a 9 x 9 km, da un insieme di siti rappresentativi che interessano principalmente i metalli pesanti e da approfondimenti locali che interessano principalmente l ambito urbano torinese. Orizzonte arato Ap Campione A 2 cm Campione B -1 cm Campione A 1-3 cm Campione B 3-6 cm Campione C

5 Le finalità della rete E una rete conoscitiva finalizzata a: individuare le aree maggiormente interessate a fenomeni di contaminazione del suolo da fonti diffuse (cioè attribuibili alla collettività indifferenziata) e predisporre, ove eventualmente necessari, i relativi piani di intervento, così come previsti dal D. Lgs. 12/6; avere a disposizione informazioni sufficienti per intervenire nei casi di così detta contaminazione di prossimità, cioè in casi in cui una contaminazione interessante un vasto territorio è comunque attribuibile ad una o più fonti puntuali di contaminazione; fornire al settore agricolo le necessarie informazioni per una piena attuazione del piano di sviluppo agricolo nel rispetto della PAC, sviluppando una crescente sinergia tra l opportunità di avere prodotti agricoli di sempre maggiore qualità e la necessità di proteggere l ambiente; integrare le informazioni derivanti dalla rete di monitoraggio nel SIRA, al fine di fornire ai decisori politici operanti ai diversi livelli territoriali tutte le informazioni disponibili sulla qualità dei suoli per un loro più sostenibile utilizzo.

6 La rete regionale a maglia fissa 18 x 18 km I metalli pesanti: confronto tra terreni agricoli e terreni naturali Boxplot di alcuni metalli pesanti degli orizzonti superficiali (A) in, per suoli agricoli e naturali.

7 La rete regionale a maglia fissa 18 x 18 km I contaminanti organici: confronto tra terreni agricoli e terreni naturali PCDDs/DF_agr PCDDs/DF_nat PCBs_agr PCBs_nat PCDD/DF PCB Per i contaminanti organici in generale le concentrazioni riscontrate nei terreni agricoli sono minori rispetto a quelle dei terreni naturali; questa differenza è probabilmente da attribuire alla maggiore quantità di sostanza organica che è in grado di complessare i contaminanti e di limitarne la mobilità. La maggiore concentrazione nei suoli naturali è inoltre attribuibile all accumulo in superficie di fogliame; le foglie sono infatti caratterizzate da una notevole capacità di intercettare i contaminanti organici che si legano stabilmente alla loro cuticola esterna e vengono ceduti al suolo con la degradazione.

8 La rete regionale a maglia fissa 18 x 18 km Variabilità verticale Fattore di arricchimento superficiale (Top Enrichment Factor TeF) 2, 2 1, TeF 1, AGR NAT Cd Cr Ni Pb Cu Zn E possibile valutare l eventuale presenza e l intensità di fenomeni di contaminazione diffusa attraverso il calcolo del fattore di arricchimento superficiale dei suoli (Top Enrichment Factor - TeF) espresso come rapporto tra le medie dell orizzonte superficiale A e di quello profondo B. In letteratura TeF > 1.3 vengono considerati come indici significativi di deposizione superficiali. Per tutti i contaminanti analizzati, ad eccezione del rame, sono stati riscontrati valori sempre più alti di TeF nei suoli naturali rispetto ai suoli agricoli. I coefficienti più bassi di questi ultimi sono attribuibili principalmente alla diluizione ed al rimescolamento dello strato superficiale con quello profondo causato dall aratura, e non ad una effettiva minore intensità di deposizione superficiale degli inquinanti. A supporto di quanto affermato sull origine litologica di cromo e nichel, suoli agricoli e naturali presentano un fattore di arricchimento superficiale pari ad 1.

9 L implementazione della rete a maglia fissa 9x9 km La progressiva estensione della rete sistematica ad una maglia 9 x 9km è ormai completa per le province di Torino ed Asti e per la parte Sud della provincia di Cuneo, ed è in fase di completamento in quella di Novara. La disponibilità di un maggior numero di dati, ha permesso all Arpa, con la collaborazione del DIVAPRA dell Università di Torino, di approfondire alcune ipotesi sulla determinazione dei valori di fondo di elementi organici e inorganici. Le definizioni di fondo naturale, fondo naturale-antropico e fondo antropico sono le seguenti: fondo naturale del suolo (Cr, Ni, As, Co, V, Sn): ottenuto tramite elaborazione delle concentrazioni degli orizzonti profondi B (2 cm al disotto del limite inferiore dell orizzonte Ap) per i suoli agricoli e C (3 6 cm) per i suoli naturali fondo naturale-antropico (Cu, Zn, Pb, Sb ): ottenuto tramite elaborazione delle concentrazioni degli orizzonti superficiali A (-1 cm per i suoli naturali e orizzonte arato Ap per i suoli agricoli) fondo antropico del suolo (diossine, PCB, benzoapirene): ottenuto tramite elaborazione delle concentrazioni degli orizzonti superficiali A (-1 cm per i suoli naturali e orizzonte arato Ap per i suoli agricoli

10 L implementazione della rete a maglia fissa 9x9 km Individuazione delle soglie di bakground: esempio per il cromo Cr Lognormal Cr Normal - 9% CI Frequency Percent Istogramma di frequenza Distribuzione cumulativa di frequenza (norm) Cr Lognormal - 9% CI 6 Cr Percent Distribuzione cumulativa di frequenza (log norm) Boxplot con indicazione valore di fondo

11 L implementazione della rete a maglia fissa 9x9 km Individuazione di aree omogenee: esempio per il cromo CP SL AT_CN Cr Normal I valori di fondo per il cromo sono correlati alla natura dello strato litologico (presenza di rocce serpentinitiche) Percent Cr C ro m o Cr_B_SL Cr_B_CP Cr_B_AT_CN ,1

12 L implementazione della rete a maglia fissa 9x9 km Determinazione del fondo naturale-antropico: l esempio del piombo Pb Lognormal Pb Normal - 9% CI Frequency Percent Istogramma di frequenza Distribuzione cumulativa di frequenza (norm) Pb Lognormal - 9% CI Pb Percent Distribuzione cumulativa di frequenza (log norm) Boxplot con indicazione valore di fondo

13 L implementazione della rete a maglia fissa 9x9 km Determinazione del fondo antropico per gli organici: l esempio diossine PCDD/DF Lognormal PCDD/DF Normal - 9% CI Frequency ng/kg I-TE ng/kg I-TE Percent Istogramma di frequenza Distribuzione cumulativa di frequenza (norm) PCDD/DF Lognormal - 9% CI PCDD/DF ng/kg I-TE 1. ng/kg I-TE Percent Distribuzione cumulativa di frequenza (log norm) Boxplot con indicazione valore di fondo

14 Gli approfondimenti sulle aree urbane Gli istogrammi evidenziano valori dei metalli di suoli agricoli e naturali nettamente inferiori rispetto a quelli dell ambiente urbano torinese, in particolare per quanto riguarda Pb, Cu e Zn, a conferma della prevalente origine antropica di questi metalli attribuibile al traffico veicolare e ad altre sorgenti inquinanti tipiche di zone fortemente industrializzate. Per quanto riguarda Cr e Ni, il divario tra concentrazioni medie dell ambiente urbano e di quello rurale e naturale è in parte attribuibile alla natura del suolo torinese. Non è comunque da escludere l apporto antropico di Cr e Ni in relazione all intensa attività industriale che caratterizza la città Concentrazioni medie (istogrammi) e le deviazioni standard (barre degli errori) di Cd, Cr, Ni, Pb, Cu e Zn degli orizzonti superficiali per i suoli urbani della città di Torino e per suoli superficiali (A) agricoli e naturali del territorio piemontese

15 Gli approfondimenti sulle aree urbane Per gli inquinanti organici, la cui presenza è tipicamente correlata a forme di inquinamento urbano/industriale, sono chiaramente visibili differenze di concentrazione con i suoli agricoli e naturali, che risultano particolarmente marcate per gli IPA e i PCB. I valori dei PCDD/DF urbani si discostano meno da quelli dei suoli agricoli e naturali. Questo comportamento è attribuibile all attitudine delle diossine a rimanere sospese nell atmosfera per lungo tempo, associate al particolato atmosferico o in forma gassosa, e di distribuirsi quindi in maniera diffusa su ampie porzioni di territorio. Istogrammi delle concentrazioni medie e la deviazione standard relativi a PCDD/DF (ng/kg I-TE), PCB (ng/g) e IPA (ng/g) per i suoli urbani, agricoli e naturali.

16 Gli approfondimenti sulle aree urbane I limiti di legge per le aree verdi pubbliche e private sono spesso superati in particolare per benzo[a]pirene e Indeno[1,2,3]pirene, la cui origine in ambiente urbano è principalmente attribuibile al traffico veicolare di mezzi catalitici e non catalitici; questi composti denotano generalmente una presenza maggiore nelle aiuole spartitraffico Boxplot relativi a PCB, PCDD e ai 7 IPA per i quali sono previsti limiti di concentrazione dal D.Lgs. 12/6

17 L evoluzione futura La creazione (entro il 29) di un servizio Web-Gis, inizialmente interno Arpa, poi disponibile sul SIRA, per la consultazione dei dati disponibili con possibilità di visualizzazione su fondi cartografici diversi (carte geologiche, carte pedologiche, discariche, siti contaminati, ) ; Il completamento (entro il 211) della rete a maglia fissa 9 x 9 km ed il mantenimento della rete stessa, con tempi di ritorno sui punti di campionamento di 8-1 anni, compatibilmente con le risorse finanziarie disponibili Il reperimento, la validazione ed il caricamento nel data base di dati ottenuti dall Arpa o da altri soggetti sui suoli piemontesi, con particolare riferimento alle indagini per valutare i fondi naturali/antropici effettuate nell ambito delle procedure di bonifica

18 Ringraziamenti Agli Organizzatori di Geoitalia, per l invito Ai partecipanti ai CTN SSC e TES per l impostazione del lavoro Ai colleghi dell Arpa Piemonte per il fondamentale contributo analitico All Università di Torino per la collaborazione scientifica A tutti coloro (European Soil Bureau, IPLA di Torino, Laboratorio Agrochimico della Regione Piemonte, ) che hanno sempre sostenuto questa attività Alla Regione Piemonte per i finanziamenti Grazie a tutti voi per l attenzione! Per chiarimenti, informazioni, integrazioni, r.barberis@arpa.piemonte.it