Convegno Internazionale Le carte di vulnerabilità degli acquiferi: strumenti a supporto della pianificazione Venezia, 20 giugno 2006

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1 Convegno Internazionale Le carte di vulnerabilità degli acquiferi: strumenti a supporto della pianificazione Venezia, 20 giugno 2006 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DEL MOLISE Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l Ambiente e il Territorio Pesche (IS)

2 sperimentale dell attendibilità del metodo DAC (Celico, 1996) per la valutazione della vulnerabilità all inquinamento di acquiferi carbonatici fratturati e carsificati Mediante 1. Individuazione di un area campione rappresentativa di un territorio vasto 2. Caratterizzazione idrogeologica dell area campione 3. Analisi sperimentale di fenomeni di inquinamento nell area campione 4. Simulazione del trasporto di contaminanti in laboratorio 5. Confronto tra la carta di vulnerabilità all inquinamento ed i risultati della sperimentazione

3 è un metodo parametrico a punteggi e pesi, derivato dalla struttura del DRASTIC (Aller et al., 1987), che contempla due approcci da applicare in parallelo: (a)un approccio che consente di valutare la vulnerabilità all inquinamento dell acquifero indotta dell infiltrazione diretta e diffusa delle precipitazioni; (b)un approccio che consente di valutare la vulnerabilità all inquinamento indotta dall infiltrazione più o meno concentrata di acque di deflusso superficiale, in inghiottitoi o depressioni carsiche, e dal successivo deflusso in sistemi carsici interamente o parzialmente svilupparti nell acquifero insaturo

4 1. Esecuzione di un rilievo geologico-strutturale di dettaglio 2. Perforazione di 7 sondaggi geognostici 3. Esecuzione di indagini geofisiche 4. Esecuzione di 1 prova di emungimento su stazione 5. Esecuzione di 8 prove Lugeon 6. Monitoraggio orario dei principali parametri meteorologici 7. Monitoraggio orario dei livelli di falda in 7 piezometri 8. Monitoraggio settimanale delle portate di 7 sorgenti 9. Monitoraggio settimanale dei principali parametri idrochimici delle precipitazioni e delle acque sorgive.monitoraggio mensile di alcuni parametri isotopici delle precipitazioni e delle acque sorgive

5 Modalità di ricarica Petrella et al., Terra Nova, in review La ricarica ed il trasporto dei contaminanti avviene prevalentemente in modo diffuso, attraverso un suolo di origine piroclastica e poi attraverso le rocce carbonatiche L epicarso, benché esistente, non genera la formazione di falde sospese

6 Modalità di ricarica Petrella et al., Terra Nova, in review Il regime della falda è molto variabile, in virtù dei brevi tempi di percolazione nel mezzo non saturo // /12/ /02/ /04/ /06/ /08/ // /12/ /02/ /04/ /06/ /08/ // /12/2005 Groundwater level (m a.s.l.)

7 Modalità di deflusso Celico et al., Terra Nova, 2006 Le faglie svolgono un azione parzialmente tamponante sulla circolazione idrica sotterranea

8 Modalità di deflusso Celico et al., Terra Nova, 2006 Nell insieme, l acquifero appare come un sistema a serbatoi in serie I sotto-bacini delimitati dai sistemi di faglie parzialmente tamponanti sono perfettamente interconnessi ed interdipendenti

9 In campo Monitoraggio della qualità microbiologica delle acque: Inizio della ricerca: Gennaio 2001 Cadenza di analisi: Settimanale / Giornaliera Sorgenti monitorate: 7 Corsi d acqua monitorati: 1 Indicatori utilizzati: Tecnica utilizzata: Coliformi fecali Enterococchi fecali Membrane filtranti

10 In laboratorio Esecuzione di prove di trasporto in colonne di suolo: Campioni utilizzati: Suolo affiorante, con manto erboso Strumentazione utilizzata: Celle permeametriche e pompa peristaltica Ceppi utilizzati: Enterococcus faecalis ATCC Escherichia coli ATCC Cellule microbiche inoculate: 1 9 1

11 L effetto della diluizione in falda Celico et al., Water International, Il sistema carsico è interamente collocato nel mezzo insaturo 2. Le acque di deflusso superficiale si infiltrano nell inghiottitoio e defluiscono rapidamente verso il recapito 3. La concentrazione di contaminante all emergenza è identico a quella in ingresso nel sistema carsico

12 L effetto della diluizione in falda Celico et al., Water International, Il sistema carsico è parzialmente collocato nel mezzo saturo 2. Le acque di deflusso superficiale si infiltrano nell inghiottitoio e defluiscono verso il recapito, miscelandosi con le acque di falda 3. La concentrazione di contaminante all emergenza è significativamente più bassa di quella in ingresso nel sistema carsico

13 L effetto della filtrazione attraverso il suolo di copertura Celico et al., Applied and Environmental Microbiology, 2004 Infiltration event N/No ,00E+00 1,00E-01 1,00E-02 1,00E-03 1,00E-04 1,00E-05 1,00E-06 1,00E-07 Il 50% dell infiltrazione media annua è in grado di trasportare verso la falda e le sorgenti: 1. meno del % degli enterococci fecali introdotti nell ambiente 2. meno del 1% dei coliformi fecali introdotti nell ambiente La filtrazione attraverso il suolo abbatte significativamente la carica microbica in ingresso

14 Celico et al., Water International, 2006 Caso Modalità di trasporto Grado di vulnerabilità Concentrazione media di enterococchi fecali [ufc/0ml] A1 Infiltrazione concentrata di acque superficiali in un inghiottitoio (sistema carsico interamente collocato nel mezzo insaturo) Estremamente elevato 271 A2 Infiltrazione concentrata di acque superficiali in un inghiottitoio (sistema carsico parzialmente collocato nel mezzo saturo) Molto elevato 48 B1 Infiltrazione concentrata di acque superficiali attraverso il suolo (sistema carsico interamente collocato nel mezzo insaturo) Molto elevato 29 B2 Infiltrazione concentrata di acque superficiali attraverso il suolo (sistema carsico parzialmente collocato nel mezzo saturo) Elevato 5 C Infiltrazione diffusa delle precipitazioni Medio-Basso 0

15 1. La coesistenza di fenomeni di infiltrazione diretta e diffusa delle precipitazioni e di infiltrazione più o meno concentrata di acque di deflusso superficiale fa sì che un medesimo sistema acquifero possa essere vulnerato da due componenti di trasporto dei contaminanti 2. contempla soluzioni metodologiche mirate alla valutazione di ciascuna delle due componenti della vulnerabilità all inquinamento 3. L attività di ricerca pluriennale condotta in un area campione dell Appennino meridionale ha consentito di verificare sperimentalmente la validità dell approccio metodologico proposto 4. Il medesimo approccio è utilizzabile anche per valutare la vulnerabilità rispetto ad altri tipi di contaminanti, anche se, ad oggi, i dettagli metodologici sono stati tarati sull inquinamento microbiologico

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17 Celico et al., Water International, 2006 Infiltrazione concentrata Infiltrazione diffusa A1 A2 B1 B2 C Cm Pesi Soggiacenza Ricarica Acquifero saturo Suolo Topografia Acquifero insaturo Conducibilità idraulica Punteggio finale Grado di vulnerabilità Estrema mente elevato Molto elevato Molto elevato Elev ato Medi o Basso

18 Point 2 A1, A2, B1, B2 Point 1 C Cm N Study area Kilometers