Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere. Ricerche sull'evoluzione del Lago Maggiore Aspetti limnologici

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1 ISSN: Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere Ricerche sull'evoluzione del Lago Maggiore Aspetti limnologici Campagna 1997 e Relazione finale per il quinquennio Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto Italiano di Idrobiologia Verbania Pallanza

2 I dati riportati nel presente volume possono essere utilizzati purché se ne citi la fonte come segue: Istituto Italiano di Idrobiologia - C.N.R Ricerche sull'evoluzione del Lago Maggiore. Aspetti limnologici. Campagna Relazione finale per il quinquennio. Commissione Internazionale per la protezione delle acque italosvizzere (Ed.): 83 pp.

3 ISSN: Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere Ricerche sull'evoluzione del Lago Maggiore Aspetti limnologici Campagna 1997 e Relazione finale per il quinquennio Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto Italiano di Idrobiologia Verbania Pallanza

4 RIASSUNTO Vengono qui riportati i risultati ottenuti dalle ricerche sul Lago Maggiore realizzate dal C.N.R. Istituto Italiano di Idrobiologia per conto della Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere. Trattandosi dell ultimo anno del quarto ciclo quinquennale, vengono altresì illustrate le tendenze e le evidenze emerse nel quinquennio, confrontate con quanto osservato negli ultimi 5 anni. I risultati ottenuti evidenziano che se da una parte la tendenza all oligotrofizzazione delle acque lacustri, già osservata nel precedente quinquennio, è stata confermata, dall altra sono emersi elementi contrastanti le aspettative basate sui modelli classici di oligotrofizzazione. Appare chiaro che con il raggiungimento di stati trofici più bassi, il fosforo non rappresenta più il solo e più importante elemento di controllo della funzionalità dell ecosistema lacustre, ma altri fattori climatici e biologici assumono un ruolo di rilievo. SUMMARY This volume reports the results obtained from the detailed research carried out on Lago Maggiore by the C.N.R. Istituto Italiano di Idrobiologia on behalf of the Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere during the period The achieved results are compared with those of the long term series and discussed in view of describing the recent trends in the evolution of this important fresh water ecosystem. It appears evident that as the phosphorus concentration is reducing the oligotrophic values the role of this element in controlling ecosystem functioning is reduced and in some cases contrasted by other environmental factors as climatic variables and biotic interactions.

5 INDICE 1. INTRODUZIONE (R. de Bernardi) 1.1. Prefazione Inquadramento geografico Modalità di campionamento e metodi di analisi Unità di misura INDAGINI SUL BACINO IMBRIFERO Caratteristiche idrologiche (V. Libera e A. Carollo) Pluviometria del bacino imbrifero Deflussi Meteorologia dell areale lacustre (W. Ambrosetti, L. Barbanti e A. Rolla) Radiazione solare Temperatura atmosferica Evaporazione Intensità e direzione del vento Apporti chimici dai tributari Caratteristiche chimiche e chimico fisiche (A. Calderoni, A. Pranzo e G. Tartari) Carichi chimici Carbonio organico totale (TOC) (R. Bertoni, C. Callieri e M. Contesini) 3. INDAGINI SULL AMBIENTE PELAGICO Limnologia fisica (W. Ambrosetti, L. Barbanti e A. Rolla) Livelli del lago Trasparenza delle acque lacustri Temperatura delle acque lacustri Acque superficiali Acque profonde Ossigenazione delle acque lacustri Bilancio termico Profondità di mescolamento Chimica lacustre (A. Calderoni, A. Pranzo e G. Tartari) Chimismo di base Composti dell azoto Composti del fosforo Ossigeno disciolto Silicati reattivi... 47

6 3.3. Popolamenti planctonici Indagini sul fitoplancton (G. Morabito e P. Panzani) Struttura dei popolamenti Variazioni della biomassa Indagini sullo zooplancton (M. Manca, M. Beltrami, P. Comoli, N. Cavicchioni e R. de Bernardi) 3.4. Carbonio organico e popolamenti batterici eterotrofi (R. Bertoni, C. Callieri e M. Contesini) Carbonio organico totale (TOC) OSSERVAZIONI CONCLUSIVE SUL TREND EVOLUTIVO DEL LAGO MAGGIORE ANALIZZATO ATTRAVERSO ALCUNI PARAMETRI SIGNIFICATIVI Inquadramento generale Lineamenti idrologici (V. Libera e A. Carollo) 4.3. Osservazioni sull'idrodinamica del lago (W. Ambrosetti e L. Barbanti) Contenuto calorico Ossigenazione Profondità di mescolamento Chimismo delle acque ed evoluzione trofica... 6 (R.. Bertoni, A. Calderoni, R. de Bernardi e R. Mosello) Bilancio del TOC Considerazioni generali sull'evoluzione a lungo termine di popolamenti planctonici Fitoplancton (D. Ruggiu) Zooplancton... 7 (M. Manca e R. de Bernardi) 4.6. Effetti dell'evoluzione trofica del lago sul carbonio organico e sulle variabili ad esso associabili (R. Bertoni e C. Callieri) 5. CONCLUSIONI (R. de Bernardi) BIBLIOGRAFIA ELENCO DEGLI AUTORI E DEI COLLABORATORI APPENDICE Repertorio bibliografico delle pubblicazioni sul Lago Maggiore... 82

7 1. INTRODUZIONE 1.1. Prefazione Questo volume riporta i risultati delle indagini limnologiche dettagliate che l Istituto Italiano di Idrobiologia ha condotto sull ecosistema del Lago Maggiore per conto della Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere durante il In esso vengono altresì valutate le tendenze recenti del lago nel quinquennio , confrontandolo con quello dei periodi precedenti. Il quinquennio passato ha posto in luce una serie di elementi non trascurabili nell economia della funzionalità lacustre e delle sue tendenze evolutive recenti. Da una parte, infatti, è risultato evidente come il potenziamento degli impianti di depurazione delle acque reflue abbia contribuito fortemente alla riduzione degli apporti di inquinanti al lago, raggiungendo quasi i valori obiettivo per il fosforo. Questo ha comportato certamente un miglioramento generale dell ecosistema, anche se sono emerse evidenze dell influenza di altri fattori di controllo. Dai risultati esposti emerge, infatti, come nel quinquennio la funzionalità lacustre sia legata, in maniera ancora da chiarire, a tutta una serie di concause che hanno determinato una elevata instabilità dei processi biologici, facendo emergere elementi contrastanti la tendenza all oligotrofizzazione ancora di difficile interpretazione univoca. Fattori climatici, fattori di interazione biotica si sono, infatti, sovrapposti, in qualche caso contrastandoli, agli effetti della riduzione dei carichi di fosforo creando in alcune situazioni fenomeni di complesse relazioni causa-effetto. Da rilevare al proposito come durante il 1993 si sia verificata da Settembre a Ottobre la più imponente piena del lago dopo quella record del E evidente, però, che maggiore è la diminuzione del ruolo del fosforo quale elemento di controllo e maggiore diventa il peso degli altri fattori ambientali. Fra questi, senza dubbio di rilievo è stato nel quinquennio il ritrovamento di DDT nell ecosistema, per il quale si sono attivate per conto della Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere accurate e approfondite indagini. La conseguenza di questo ritrovamento e il rinvenimento di concentrazioni nei pesci superiori ai limiti di legge italiani ha comportato sin dal Luglio 1996 il blocco della pesca su alcune tra le specie ittiche a maggior ruolo ambientale. Le conseguenze di tale blocco della pesca non sono ad oggi valutabili, ma certamente hanno contribuito a determinare una variazione degli equilibri dinamici che regolano il rapporto tra le varie comunità biologiche. I risultati che si otterranno dalle indagini saranno oggetto di un Rapporto particolareggiato. Da quanto si deduce dall esame del Rapporto appare evidente l importanza e l utilità del mantenimento di studi a lungo termine per raccogliere quelle informazioni scientifiche che rappresentano un elemento indispensabile per una corretta politica di gestione ambientale e di pianificazione delle opere di risanamento.

8 1.2. Inquadramento geografico SUDDIVISIONI AMMINISTRATIVE DEL BACINO IMBRIFERO Province (I): Novara e V.C.O. (Piemonte); Varese e Como (Lombardia) Cantoni (CH): Grigioni, Ticino e Vallese COORDINATE GEOGRAFICHE DEL CENTRO DEL LAGO Latitudine: 45 57' N Longitudine: 3 47' W (da Monte Mario) CARATTERISTICHE MORFOMETRICHE DELLA CONCA LACUSTRE Quota media del lago 194 m s.l.m. Prof. criptodepressione 176 m Lunghezza del thalweg 66 km Volume 37,52 km 3 Larghezza massima 1 km Profondità media 176,5 m Area 1) 212,5 km 2 Sviluppo del volume 1,44 Larghezza media 3,9 km Perimetro 17 km Profondità massima 37 m Indice di sinuosità 3,7 Tempo teorico di rinnovo delle acque: circa 4 anni CARATTERISTICHE MORFOMETRICHE DEL BACINO IMBRIFERO Altitudine massima m s.l.m. Larghezza media (dal lago) 37,6 km Altitudine media 1.27 m s.l.m. Indice di compattezza 1,58 Area (lago incluso) 2) km 2 Rapporto fra aree del bacino imbrifero e del lago 31,1 1) 169,9 km 2 in territorio italiano e 42,6 km 2 in territorio svizzero. 2) 3.229,5 km 2 in territorio italiano e 3.369,5 km 2 in territorio svizzero. 2

9 1.3. Modalità di campionamento e metodi di analisi Nel corso della campagna di indagini limnologiche condotta nel 1997 sul Lago Maggiore, le metodologie utilizzate per la raccolta ed il trattamento dei campioni, nonché le metodiche analitiche specifiche seguite per la loro valutazione sia in termini qualitativi che quantitativi, sono state le stesse utilizzate in occasione delle precedenti campagne. Fig Lago Maggiore, Ubicazione delle stazioni di campionamento. 3

10 1.4. Unità di misura PARAMETRI FISICI SIMBOLO UNITA' DI MISURA Temperatura atmosferica T a [ C] Precipitazioni P [mm] Evaporazione E [mm] Percorso del vento W [km] Direzione del vento - 1/16 rosa dei venti Portata Q [m 3 s -1 ] Altezza idrometrica H [m s.l.m.] Trasparenza - [m] Temperatura dell'acqua del lago Tw [ C] Radiazione solare globale Qs [cal cm -2 ] Radiazione solare riflessa Qr [cal cm -2] Radiazione ad onda lunga Qb [cal cm -2 ] Calore di evaporazione Qe [cal cm -2] Calore di conduzione Qh [cal cm -2 ] Calore accumulato dal lago Qt [cal cm -2] Flussi di calore - [cal cm -2 d -1 ] PARAMETRI CHIMICI Ossigeno disciolto O 2 [mg O 2 l -1 ] Fosforo totale TP [µg P l -1 ] Fosforo reattivo RP [µg P l -1 ] Azoto ammoniacale N-NH 4 [µg N l -1 ] Azoto nitrico N-NO 3 [µg N l -1 ] Azoto inorganico N in. [µg N l -1 ] Azoto organico N org. [µg N l -1 ] Azoto totale TN [µg N l -1 ] Apporti areali - [mg m -3 a -1 ] Carichi - [t a -1 ] [g d -1 ] Conducibilità elettrica specifica χ [µs cm -1 ] (a 2 C) Concentrazione idrogenionica ph [u] Alcalinità totale TA [meq l -1 ] Silicati reattivi SiO 2 [mg Si l -1 ] PARAMETRI BIOLOGICI Clorofilla chl-a [µg l -1 ] Feofitina - [mg m -3 ] Biomassa fitoplancton - [mm 3 m -3 ] Biomassa zooplancton - [cm 3 m -3 ] Densità zooplancton - [ind m -3 ] Concentrazione metalli - [mg kg -1 ] Particellato totale (Seston) - [mg l -1 ] Carbonio organico particellato POC [µg l -1 ] Carbonio organico totale TOC [µg l -1 ] Popolamento batterico eterotrofo CMD [cell 1 6 ml -1 ] 4

11 2. INDAGINI SUL BACINO IMBRIFERO 2.1. Caratteristiche idrologiche Pluviometria del bacino imbrifero Nell'anno 1997 hanno operato nel Bacino Idrografico del Lago Maggiore 82 stazioni ed i dati mensili ed annui delle stesse sono raccolti nella tabella Il totale annuo per l'intero bacino é pari a 1417 mm, un valore inferiore sia alla media del periodo di 174 mm, sia a quella dell'intervallo di 179 mm. Sull'intero areale il regime delle precipitazioni (Fig a) evidenzia una serie di valori modesti in primavera ed in buona parte dell'autunno. Il valore più elevato si colloca a Giugno con 41 mm (pari al 29% del totale annuo) che costituisce il maggior valore nella serie storica anche se nel 1957 veniva raggiunto il valore di 49 mm. Il minimo annuale si manifesta a Marzo con 7 mm, mentre il più modesto totale mensile medio riferito al più lungo periodo di osservazioni, , si verifica a Gennaio e per l'intervallo si manifesta a Febbraio. La distribuzione geografica dei totali annui (Fig b) permette di riscontrare un massimo assoluto a Robiei con 222 mm, mentre il minimo si è manifestato alla stazione del Lago di Agaro con 646 mm. Zone di cospicua entità pluviometrica (superiore a 18 mm) si riscontrano nell'alta Valle Maggia, nel territorio compreso tra i bacini del T.S. Bernardino e del Melezzo orientale e nella porzione nordoccidentale del Bacino idrografico del Lago di Lugano. Le aree di limitata piovosità interessano la porzione nordoccidentale del Bacino del F. Toce (ove si possono riscontrare totali annui inferiori ai 1 mm) e nella parte meridionale della regione in studio. 45 mm GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig a. Lago Maggiore Regime delle precipitazioni dell'intero bacino. 5

12 Tab Lago Maggiore Totali pluviometrici mensili e annuali nel bacino imbrifero (mm). m Stazione Bacino s.l.m. GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC ANNO AIROLO Ticino immissario PIOTTA Ticino immissario FAIDO Ticino immissario COMPROVASCO Ticino imm.-brenno BIASCA Ticino immissario S. BERNARDINO (Tunnel) Ticino imm.-moesa MESOCCO Ticino imm.-moesa BRAGGIO Ticino imm.-moesa GRONO Ticino imm.-moesa BELLINZONA Ticino immissario MAGADINO (Aeroporto) Lago Maggiore VIRA GAMBAROGNO Lago Maggiore CIMETTA Lago Maggiore LOCARNO MONTI Lago Maggiore BRISSAGO Lago Maggiore MALVAGLIA Ticino imm.-brenno LODRINO Ticino immissario GNOSCA Ticino immissario GIUBIASCO Ticino immissario LUZZONE DIGA Ticino imm.-brenno ACQUACALDA Ticino imm.-brenno PASSO MUAZ Ticino imm.-brenno * 1555 OLIVONE Ticino imm.-brenno COPERA Lago Maggiore VERBANO CENTRALE Lago Maggiore PIANO DEI CAMOSCI Toce * 2 * 1 * * L. TOGGIA Toce L. SABBIONE Toce L. MORASCO Toce L. VANNINO Toce PONTE FORMAZZA Toce * CRODO (Ist. Agrario) Toce CREVOLADOSSOLA Toce DOMODOSSOLA (Nosere) Toce CALICE Toce * 17 * PALLANZENO Toce CODELAGO Toce-Devero DEVERO (Reg. Piem.) Toce-Devero L. D'AGARO Toce-Devero * SIMPLON DORF Toce-Diveria S. DOMENICO Toce-Diveria AGRASINA Toce-Isorno L. LARECCHIO Toce-Isorno PONTETTO Toce-Isorno * 18 * DRUOGNO Toce-Isorno Lago PAIONE Superiore Toce-Bogna PIZZANCO Toce-Bogna L. ALPE CAVALLI Toce-Ovesca L. CAMPOSECCO Toce-Ovesca L. CINGINO Toce-Ovesca L. CAMPLICCIOLI Toce-Ovesca ROVESCA Toce-Ovesca MACUGNAGA -(P.sso Moro) Toce-Anza MACUGNAGA (Fornarelli ) Toce-Anza * * 11 * 1245 CEPPO MORELLI (Battigio) Toce-Anza 54 1 * * 1 * 133 SAMBUGHETTO Toce-Strona ORTA - Sacro Monte Toce-L. d'orta MOTTARONE (Baita CAI) Toce-L. d'orta ROBIEI Maggia CEVIO Maggia BOSCO GURIN Maggia MOSOGNO Maggia CORTINO CAVAGNOLI Maggia CAVERGNO CENTRALE Maggia PIANO DI PECCIA Maggia SAMBUCO DIGA Maggia FUSIO Maggia MAGGIA Maggia PALAGNEDRA Maggia continua 6

13 Tab continuazione CAMEDO Maggia SONOGNO Verzasca FRASCO Verzasca AROSIO Tresa ISONE Tresa LUGANO Tresa CRANA TORRICELLA Tresa PONTE TRESA Tresa STABIO Tresa SOMAZZO Tresa MENDRISIO Tresa GERMIGNAGA Tresa 23 8 * 1 * 2 * 9 * 15 * CURSOLO O. (M.te Pratini) Cannobino LUNECCO Cannobino MOTTAC S. Bernardino * * 16 * 178 IN LA PIANA S. Bernardino * 1788 CICOGNA S. Bernardino MIAZZINA S. Bernardino PIANCAVALLO S. Giovanni * 53 * MERGOZZO L. di Mergozzo * CANDOGLIA Toce PALLANZA Lago Maggiore CAMPO DEI FIORI Bardello VARESE (Ist. Geofisico) Bardello SOMERARO Lago Maggiore MOTTARONE VETTA Erno * * 1482 MIORINA Ticino emissario Medie di bacino Medie di bacino Medie di bacino ( - ) dati mancanti ( * ) dati ricostruiti in analogia con le stazioni vicine Fig b. Lago Maggiore Carta delle isoiete annue (mm). 7

14 Deflussi Nella tabella 2.1.2a, unitamente alle regioni amministrative di appartenenza sono esposte le caratteristiche morfometriche dei bacini dei corsi d'acqua presi in considerazione sia per quanto attiene ai principali immissari che all'emissario del Lago Maggiore. Tab a. Lago Maggiore Bacini idrografici dei principali immissari e dell'emissario: regioni di appartenenza, aree (Km 2 ) e caratteristiche altimetriche (m). Corso d'acqua Regione Area Quota Area Altitudine Altitudine Amministrativa sez. misura sez. misura totale massima mediana Ticino immissario Canton Ticino Maggia Ticino-Piemonte Cannobino Piemonte S. Giovanni Piemonte S. Bernardino Piemonte Toce Piemonte Niguglia Piemonte Erno Piemonte Vevera Piemonte Bardello Lombardia Boesio Lombardia Margorabbia Lombardia Tresa Ticino-Lomb Ticino emissario Lomb.-Piemonte La situazione idrologica globale della regione è evidenziabile attraverso la portata media annua del Ticino Emissario (Tab b) che nel 1997 è stata pari a 227,58 m 3 s -1 e cioè il 78% di quella media pluriennale del periodo (29 m 3 s -1 ) ed il 79 % in riferimento all'intervallo pluriennale (286,65 m 3 s -1 ). Per quanto attiene al regime dell'emissario (Fig ) solo da Giugno ad Agosto il deflusso é superiore alla media annua, raggiungendo il massimo a Luglio con 67,74 m 3 s -1. La punta annua della portata viene raggiunta con un mese di ritardo rispetto a quella delle precipitazioni, probabilmente per effetto di immagazzinamento del Lago Maggiore. Diversamente da quanto messo in evidenza dai valori medi dei periodi di confronto il minimo annuo del 1997 si colloca ad Ottobre con 123,3 m 3 s -1, costituendo quasi la metà della portata media annua ed il deflusso dopo Settembre presenta una successione di valori mensili modesti, inferiori ai 2 m 3 s -1, che si protrae fino a Maggio. Gli immissari presentano una portata media annua che è inferiore a quella del periodo di confronto raggiungendo al minimo una percentuale di 7 col S. Bernardino rispetto a quella dell'intervallo pluriennale. I valori mensili più elevati, in accordo con quanto constatato per le precipitazioni, si manifestano prevalentemente a Giugno, mentre i minimi si verificano con maggior frequenza ad Ottobre. Quale esemplificazione dei regimi dei deflussi degli immissari sono stati rappresentate le successioni dei dati mensili del Ticino Immissario e del Toce (Fig a). Occorre segnalare che per questi due corsi d'acqua il massimo annuale persiste a Giugno a prescindere da qualsiasi lunghezza del periodo di osservazioni. Tale situazione potrebbe essere legata al "controllo" sui deflussi esercitata dalla fusione del manto nevoso che 8

15 per le elevate altitudini di questi areali conserva ancora in questo mese una funzione rilevante nella formazione delle portate. Tab b. Portate medie mensili e annue del 1997 e dei periodi pluriennali di confronto. Corso d'acqua Periodo GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC ANNO TICINO IMM CANNOBINO 1997* S. GIOVANNI 1997* S. BERNARDINO 1997* TOCE 1997* NIGUGLIA 1997* ERNO 1997* VEVERA 1997* BARDELLO BOESIO 1997* MARGORABBIA 1997* TRESA TICINO EMISS

16 Q * m 3 s -1 Ticino immissario GEN MAR MAG LUG SET NOV Q m 3 s -1 Toce GEN MAR MAG LUG SET NOV Q m 3 s Ticino emissario GEN MAR MAG LUG SET NOV Fig Lago Maggiore Regime delle portate. 1

17 2.2. Meteorologia dell'areale lacustre Il quadro sintetico attinente alle caratteristiche meteorologiche rilevate durante il 1997 alla stazione di Pallanza (C.N.R.- Istituto Italiano di Idrobiologia) che qui viene presentato, ha lo scopo di fornire dati di base per l interpretazione dei fenomeni fisici, chimici e biologici che interessano l ecosistema lacustre. A tal fine saranno presentati quei parametri, quali radiazione solare incidente, temperatura atmosferica, evaporazione e direzione ed intensità del vento, che più direttamente intervengono nel controllo dell idrodinamica lacustre e che maggiormente concorrono a definire le quantità energetiche in grado di attivare i processi di stratificazione e destratificazione termica, di mescolamento verticale tardo-invernale e di circolazione innescate dagli apporti advettivi. Gli eventi meteorologici che maggiormente hanno caratterizzato il 1997 nell areale del lago Maggiore possono essere sintetizzati come segue: incremento considerevole della temperatura media atmosferica, che è risultata la più elevata degli ultimi 46 anni, e della radiazione solare incidente, che a sua volta ha sfiorato i valori massimi del periodo 5-6, confermando così il persistere, come ormai accade da alcuni anni, di una fase decisamente calda Radiazione solare La quantità di radiazione solare totale registrata nel 1997 è risultata di cal cm -2, di molto superiore a quella media del periodo ( cal cm -2 ) e va a costituire il quarto massimo assoluto della serie; sono 35 anni che non si registravano valori così elevati, infatti bisogna risalire al periodo per ritrovare quantità superiori a quelli dell ultimo anno. A livello stagionale l incremento maggiore si è verificato in primavera con cal cm -2, nuovo massimo assoluto della serie di confronto che supera le cal cm -2 del 1961; vicino ai valori massimi anche il valore registrato in autunno (2.838 cal cm -2 ) di sole 397 cal cm -2 inferiore a quello del Al di sotto della media invece, anche se di sole 1 cal cm -2, i valori registrati nelle altre due stagioni. Per quanto attiene alla regimazione mensile (Fig ) occorre rilevare che l energia radiante si è mantenuta sotto la media in Gennaio, Giugno e nel bimestre Novembre-Dicembre: particolarmente basso il valore del mese estivo ( cal cm -2 ) che supera nella lunga serie di Pallanza soltanto il valore del 1991 ( cal cm -2 ). Assumono invece un carattere di eccezionalità i valori registrati negli altri mesi dell anno, e tra questi sono da segnalare il nuovo massimo assoluto di Aprile ( cal cm -2, precedente cal cm -2 nel 1965), Marzo, Agosto e Ottobre che sfiorano i rispettivi massimi assoluti. Da rilevare infine che il giorno con radiazione minima è risultato il 6 Novembre con 2,5 cal cm -2, mentre la massima si è avuta il 23 Giugno con 747,2 cal cm -2, ambedue questi valori sono comunque lontani dai rispettivi estremi Temperatura atmosferica Eccezionale l incremento termico del 1997, con la media annua che ha raggiunto 13,48 C a fronte di un valore pluriennale di 12,23 C: si è trattato della più alta temperatura media annua mai registrata dal 1951, dall inizio cioè dell'attività dell'osservatorio 11

18 di Pallanza, superiore, sia pure di soli quattro centesimi di grado, al massimo precedente misurato nel 1994 con 13,44 C. cal cm G F M A M G L A S O N D Fig Lago Maggiore Confronto fra i regimi mensili della radiazione solare a Pallanza nel 1997 e nel periodo L aumento di temperatura ha interessato tutte le stagioni; in particolare, in inverno con 4,28 C, in primavera con 13,97 C ed in autunno con 13,82 C si sono sfiorati i massimi assoluti del periodo di confronto verificatisi rispettivamente nel 1955 (4,95 C), 1953 (14,36 C) e 1954 (14,14 C); in estate l incremento termico si è mantenuto invece di soli.1 C al di sopra della media pluriennale (21,13 C), quindi quasi nella perfetta normalità. A livello mensile figura vi è da segnalare che solo in Giugno e Luglio si sono registrati valori al di sotto della media pluriennale, mentre negli altri mesi la temperatura ha superato, in qualche caso di gran lunga i valori medi, raggiungendo il massimo assoluto in Marzo con 11,72 C (precedente 11,71 C nel 1994) e avvicinando di molto in Febbraio (11,72 C) ed in Aprile (13,4 C) i massimi assoluti dei rispettivi mesi. Va infine rilevato che il valore massimo giornaliero è stato registrato il 9 Agosto (31,9 C), mentre quello minimo ( 1,9 C) il 13 Gennaio con un escursione massima assoluta annua di 33,8 C, molto lontana però dal valore del 1991 (41,2 C). C Media ( ) Media (1997) Media max ( ) Media min ( ) Media massime (1997) Media minime (1997) G F M A M G L A S O N D Fig Lago Maggiore Confronto tra i regimi mensili della temperatura media dell aria a Pallanza nel 1997 e nel periodo

19 Evaporazione Per quanto concerne la quantità di acqua evaporata nel 1997 (183,3 mm), essa risulta leggermente ridotta rispetto alla media pluriennale (1115,2 mm) e su tale riduzione hanno inciso in senso negativo la stagione invernale (-24%) e quella estiva (-2%), mentre quella primaverile con +23% ha in parte ristabilito l equilibrio tanto da porla fra i valori più elevati della serie di confronto. La figura consente il confronto tra i regimi evaporimetrici mensili del 1997 e quelli medi delle serie storiche pregresse: al di sopra della media sono da segnalare i valori di Marzo (+33,3 mm) e Aprile (+37,7 mm) che costituiscono rispettivamente il 6 ed il 4 valore più alto mai registrato a Pallanza in questi mesi; tra quelli al di sotto della media troviamo in Giugno con 94,1 mm il nuovo minimo assoluto del periodo (il precedente risaliva ai 11,4 mm del 1972) e quello di Novembre che con 21,3 mm risulta superiore soltanto a quello registrato nello stesso mese del 1994 (16,1 mm). Quanto all evaporazione giornaliera si deve rilevare che in 2 giorni dell anno non è stata superata la soglia limite strumentale del parametro per cui essi sono da considerare ad evaporazione nulla; il giorno ad evaporazione massima è risultato invece il 7 Luglio con 1,7 mm mm G F M A M G L A S O N D Fig Lago Maggiore Confronto fra i regimi dell evaporazione a Pallanza nel 1997 e nel periodo Intensità e direzione del vento Prima del commento della regimazione del vento a Pallanza va precisato che lo strumento registratore che aveva operato sino al 1996, del tipo autogeneratore ad elica (VT 14), quindi assai poco sensibile ai venti di debole intensità, è stato sostituito nel 1997 con un anemometro a coppe di Robinson con trasduttore di velocità a stato solido ad alta frequenza per cui un confronto con la situazione pregressa, soprattutto per quanto riguarda l intensità e la direzione del vento, può solo essere indicativo. Il percorso totale del vento durante il 1997 è stato di km con la seguente distribuzione, 32% in primavera, 3% in estate, 25% in autunno e 13% in inverno. Il mese più ventoso (Fig a) è risultato Maggio con 4.91 km percorsi seguito da Aprile (normalmente il più elevato) con 4.82 km; viceversa i valori più bassi si sono registrati, come solitamente accade, in Gennaio (2.7 km) e Febbraio (3.5 km). Da rilevare che il giorno più ventoso è risultato il 12 Novembre con 393 km mentre la raffica massima si è registrata il 27 Marzo con 84 km h

20 Quanto alle direzioni di provenienza la figura 2.2.4b indica che il vento prevalente è stato da NNE seguito da quello da W e ESE mentre in passato era da NW e SSE. Questo perché il regime anemometrico di Pallanza è solitamente dominato da brezze di debole intensità che non venivano registrate dall anemometro autogeneratore, mentre lo sono da quello attualmente operante. 6 km G F M A M G L A S O N D Fig a. Lago Maggiore Regimi della quantità di vento filato a Pallanza nel 1997 e nel periodo WNW W NW NNW N NNE NE ENE E > 3.1 km g km g km g km g km g km g -1 WSW ESE -3. km g '96 SW SE SSW SSE S Fig b. Lago Maggiore. Rosa dei venti a Pallanza per il 1997 e per il periodo

21 2.3. Apporti chimici dai tributari Caratteristiche chimiche e chimico fisiche I valori medi annuali di alcune tra le principali variabili chimiche e chimico-fisiche misurate nel 1997 su campioni raccolti mensilmente sui tributari e sull emissario sono riportati in tabella 2.3.1a. Le variabili che dipendono in larga misura dalle caratteristiche litologiche del bacino versante (ph, alcalinità totale e conducibilità) non hanno mostrato marcate differenze rispetto ai valori misurati nel corso negli anni precedenti. Tab a.Valori medi annuali delle principali variabili chimiche e chimico-fisiche sui tributari e sull emissario del Lago Maggiore campionati mensilmente nel ph T.A. Cond. N-NH 4 N-NO 3 N org TN TP RSi meq l -1 µs cm -1 mg N l -1 mg N l -1 mg N l -1 mg N l -1 µg P l -1 mg Si l -1 Tributari lombardi Boesio (BOE) 8,3 5,43 645,77 2,45 1,37 4, ,9 Bardello (BAR) 8,4 2,91 47,27 1,96,97 3, ,3 Tresa (a) (TRE) 8,18 1,82 29,14 1,1,63 1,79 47,8 Giona (GIO) 7,56,34 79,1 1,14,14 1, ,1 Tributari piemontesi Vevera (VEV) 7,85 1,76 223,1 2,9,49 3, ,4 Strona (STR) 7,56,42 111,13 1,74,39 2,25 1 3,6 Toce Ossola (TOC) 7,52,8 174,5,55,21, ,5 San Giovanni (SGI) 7,39,23 56,2 1,17,16 1, ,7 Erno (ERN) 7,43,34 16,1 1,63,18 1,82 2 4,7 San Bernardino (SBE) 7,53,32 65,3 1,16,19 1,38 5 3,1 Cannobino (CAN) 7,34,22 43,1,67,13,82 7 3,6 Tributari svizzeri Maggia (MAG) 7,79,47 72,1,83,18 1,1 7 3,3 Ticino immissario (TIM) 7,86 1,5 259,2,78,15,95 9 2,6 Verzasca (VER) 7,9,29 49,1,68,11,81 5 2,6 Emissario Ticino emissario (TEM) 8,25,78 139,1,65,25, , (a) - Comprensivo delle acque emissarie del Lago di Lugano e del T. Margorabbia I ph medi annuali dei singoli tributari sono risultati compresi tra un minimo di 7,14 (Verzasca) e un massimo di 8,18 (Tresa). I più bassi, inferiori a 7,6 unità, hanno riguardato i bacini impostati prevalentemente in rocce ignee (Verzasca, Cannobino, San Giovanni, San Bernardino, Strona, Erno e Giona), per i quali si sono riscontrati tenori medi di alcalinità totale minori di,5 meq l -1. I valori di ph più alti, con medie annuali superiori a 7,8 e con alcalinità superiore a 1,7 meq l -1, si sono misurati sui tributari che drenano areali in gran parte costituiti da rocce sedimentarie (Vevera, Bardello e Tresa). Anche il T. Boesio rientra in questa categoria, ma l elevate concentrazioni di alcalinità delle sue acque (media annuale 5,43 meq l -1 ) e di conducibilità (645 µs cm -1 ) sono da mettere in relazione con la presenza di scarichi industriali ad alto tenore di bicarbonati. I ph intermedi hanno riguardato i bacini di maggior complessità e varietà geochimica, vale a dire il Ticino Immissario e il Toce, sui quali sono stati rispettivamente misurati valori medi annuali di 7,52 e 7,86 unità, nonchè concentrazioni medie di alcalinità totale pari a,8 e 1,5 meq l

22 L analisi dei singoli campionamenti mensili non mette in evidenza situazioni di ph anomali eventualmente dovuti a episodi di inquinamento, ma riconferma l effetto dei processi lacustri di sintesi algale sul ph delle acque emissarie del Lago Maggiore (Ticino emissario) e del Lago di Lugano (Tresa). Nel primo caso, a fronte di minimi invernali compresi tra 7,5 e 7,7 unità, si sono riscontrati ph estivi decisamente basici (9,36 in Agosto e 9,11 in Settembre), dovuti a fioriture pressochè ininterrotte di cianoficee (Aphanothece clathrata) nelle acque epilimniche lacustri. Nel secondo, si è evidenziato un andamento stagionale meno marcato, con massimi primaverili ed estivi compresi tra 8,4 e 8,6, nonché minimi invernali intorno a 7,9 unità. Anche i valori di conducibilità e delle concentrazioni di alcalinità misurati mensilmente nel corso del 1997 rientrano negli ambiti di variazione solitamente osservati su ciascun tributario. I tenori riscontrati sono sempre in relazione con le caratteristiche litologiche dei rispettivi bacini, ma la loro variabilità dipende soprattutto dal regime idrologico. Infatti, se si tiene conto delle misure effettuate nel ventennio , si riscontra una chiara relazione inversa tra concentrazione e deflussi, come è possibile constatare esaminando, ad esempio, l andamento dei valori di conducibilità e di alcalinità totale con le portate sui principali tributari del lago, vale a dire il Ticino immissario (Fig a) e il Toce (Fig b). µs cm -1 meq l ,5 3 [χ] = 726 [Q] -,37 [TA] = 2,1 [Q] -,25 R 2 =,592 3, Conducibilità [χ] R 2 =,759 2,5 2, 1,5 1, Alcalinità totale [TA] 5, Portate [Q] m 3 s -1, Fig a. Correlazione e relativi parametri statistici tra portata [Q] ed i valori di conducibilità [χ] a 2 C ed allinità totale [TA] sul Fiume Ticino immissario nel periodo Per quanto riguarda lo stato di alterazione dei tributari, si può far riferimento alle concentrazioni medie annuali di fosforo totale, azoto organico ed azoto ammoniacale (Tab a e Fig c), in quanto queste variabili sono indicative dell eventuale presenza di scarichi di origine prevalentemente civile. Nel corso del 1997, la situazione di gran lunga peggiore si è verificata per il Boesio, che ha mostrato tenori medi annuali di fosforo totale di 342 µg P l -1, nonché elevati valori di azoto organico ed ammoniacale, pari rispettivamente a 1,37 e,77 mg N l -1. Tra i tributari più alterati, si ritrovano Bardello e Strona, che presentano concentrazioni medie di fosforo (175 e 1 µg P l -1 ), azoto ammoniacale (,27 e,13 mg N l -1 ) e 16

23 azoto organico (,97 e,39 mg N l -1 ) indubbiamente indicative di un notevole grado di compromissione ambientale. µs cm -1 4 meq l -1 4, Conducibilità [χ] [χ] = 1616 [Q] -,49 R 2 =,825 [TA] = 5,32 [Q] -,42 R 2 =,77 3, 2, 1, Alcalinità totale [TA] Portate [Q] m 3 s -1, Fig b. Correlazione e relativi parametri statistici tra portata [Q] ed i valori di conducibilità [χ] a 2 C ed alcalinità totale [TA] sul Fiume Toce nel periodo mg N l -1 µg P l -1 1,5 4 1,2,9 Azoto organico Azoto ammoniacale Fosforo totale 32 24,6 16,3 8, BOE BAR STR VEV TRE GIO TOC ERN SGI TIM MAG CAN SBE VER Fig c. Concentrazioni medie annuali di fosforo totale e di azoto ammoniacale ed organico misurate nel 1997 sui principali tributari del Lago Maggiore. Anche le condizioni di Vevera e Tresa non possono essere ritenute accettabili, perché i valori medi annuali riscontrati (rispettivamente 51 e 47 µg P l -1 di fosforo totale;,1 e,14 mg N l -1 di azoto ammoniacale;,49 e,63 mg N l -1 di azoto organico) si mantengono su livelli elevati, pur essendo notevolmente più bassi, almeno per il fosforo, di quelli misurati nel Bardello e Strona. Per gli altri corsi d acqua, le concentrazioni medie annuali di azoto organico risultano dello stesso ordine di quelle lacustri, essendo comprese tra,11 e,21 mg N l - 17

24 1. Così pure i tenori medi di azoto ammoniacale sono assai limitati (,1-,2 mg N l -1 ) e prossimi alle condizioni di naturalità, ad eccezione dei valori riscontrati per Toce (,5 mg N l -1 ) e S. Bernardino (,3 mg N l -1 ) che indicano una modesta contaminazione. Per quanto riguarda il fosforo, le acque tributarie di Verzasca, S. Bernardino, Cannobino, Maggia, Ticino immissario e S. Giovanni mostrano valori medi annuali inferiori a 15 µg P l -1, mentre i tenori medi di Erno, Toce e Giona, pari rispettivamente a 2, 24 e 32 µg P l -1, segnalano la presenza nei bacini drenanti di scarichi ancora non sufficientemente depurati. L esame dell andamento storico delle concentrazioni medie annuali di fosforo nell ultimo ventennio mette in luce le pessime condizioni del Boesio, per il quale non si è accertata alcuna tendenza al miglioramento (Fig d). Gli altri quattro tributari più compromessi hanno invece evidenziato una diminuzione delle concentrazioni di fosforo, che è stata particolarmente rilevante dalla metà degli anni 8 per Vevera e Bardello (Fig d). Il calo ha riguardato anche Tresa e Strona (Fig e), ma quest ultimo ha presentato nel 1997 valori medi annuali del tutto anomali rispetto al decennio precedente, quando si erano mantenuti tra 2 e 38 µg P l -1. Il forte incremento di fosforo è probabilmente da imputare a rotture della canalizzazione di raccolta e adduzione delle acque reflue urbane all impianto di depurazione di Omegna del Consorzio Acque Cusio. I guasti si sono verificati nei mesi di Febbraio, Aprile e Luglio del 1997 in due tratti della condotta fognaria posata nell alveo del T. Niguglia, emissario del Lago d Orta che confluisce nello Strona. Il conseguente trasporto all impianto di notevoli volumi di acque bianche, filtrati attraverso le fessure, ha infatti reso necessaria la parziale interruzione dei trattamenti depurativi, soprattutto in tempo di pioggia, mediante l attivazione dello scarico di emergenza nel T. Strona, per evitare di sottoporre l intero sistema ad un carico idraulico incompatibile con i dimensionamenti delle vasche e, allo stesso tempo, rischioso per il pericolo di asportazione completa dei fanghi (Lacqua, comunicazione personale). µg P l Bardello Vevera Boesio '78 '79 '8 '81 '82 '83 '84 '85 '86 '87 '88 '89 '9 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 18

25 Fig d. Concentrazioni medie annuali di fosforo totale misurate sul Fiume Bardello e sui Torrenti Vevera e Boesio nel ventennio µg P l Tresa Strona '78 '79 '8 '81 '82 '83 '84 '85 '86 '87 '88 '89 '9 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 Fig e. Concentrazioni medie annuali di fosforo totale misurate sul Fiume Tresa e sul T. Strona nel ventennio Per quanto riguarda il confronto con la situazione riscontrata nell ultimo decennio, l analisi delle concentrazioni areali, calcolate come valori medi ponderati dal rapporto tra le concentrazioni annuali misurate sui singoli tributari e l area dei rispettivi bacini imbriferi, evidenzia che i nutrienti algali nelle acque tributarie lombarde, comprendenti attraverso il Fiume Tresa anche la porzione svizzera del bacino del Lago di Lugano, si sono mantenute su livelli nettamente più alti di quelli riscontrati nei tributari piemontesi e ticinesi. Ciò è particolarmente evidente per le variabili più direttamente connesse ad inquinamenti di origine prevalentemente urbana, quali fosforo totale (Fig f), azoto organico (Fig g) ed azoto ammoniacale (Fig h). µg P l '88 '89 '9 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 LOMBARDIA PIEMONTE CANTONE TICINO Fig f. Lago Maggiore. Concentrazioni medie areali annuali nel decennio di fosforo totale nelle acque tributarie campionate in Lombardia (compresi gli apporti derivanti dal Lago di Lugano 19

26 attraverso il F. Tresa), Piemonte e Cantone Ticino. mg N l -1,8,6,4,2, '88 '89 '9 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 LOMBARDIA PIEMONTE CANTONE TICINO Fig g. Lago Maggiore. Concentrazioni medie areali annuali nel decennio di azoto organico nelle acque tributarie campionate in Lombardia (compresi gli apporti derivanti dal Lago di Lugano attraverso il F. Tresa), Piemonte e Cantone Ticino. mg N l -1,3,2,1, '88 '89 '9 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 LOMBARDIA PIEMONTE CANTONE TICINO Fig h. Lago Maggiore. Concentrazioni medie areali annuali nel decennio di azoto ammoniacale nelle acque tributarie campionate in Lombardia (compresi gli apporti derivanti dal Lago di Lugano attraverso il F. Tresa), Piemonte e Cantone Ticino. Le loro concentrazioni più basse si riscontrano nei tre tributari ticinesi, che possono essere considerati vicini alle condizioni di naturalità. Anche le acque derivanti dalla sponda piemontese risultano mediamente accettabili per i contenuti di fosforo e di azoto organico, ma i tenori di ammonio riscontrati nell ultimo triennio, ancora attestati su,5-,6 mg N l -1, limitano il giudizio sull effettivo avanzamento del recupero di queste acque. In merito alle tendenze evolutive di queste variabili, l azoto organico non ha mostrato riduzioni particolarmente accentuate nell intero periodo di osservazione. Infatti, dal 1978 al 1997, le sue concentrazioni medie dei quattro quinquenni considerati 2

27 (Fig i) riscontrate nei tributari ticinesi sono praticamente rimaste invariate su valori più che accettabili (da,16 a,2 mg N l -1 ). Un leggero decremento si è verificato per le acque piemontesi (da,36 a,21 mg N l -1 ) e per quelle derivanti dall intero bacino (da,31 a,25 mg N l -1 ), mentre i tributari lombardi sono rimasti attestati sui contenuti medi decisamente alti del primo quinquennio (,58 mg N l -1 ). mg N l -1 1,,8,58,6,75,66,58 Lombardia Piemonte Cantone Ticino Bacino totale,4,2,36,31,32,28,29,24,2,17,19,25,21,16, Fig i. Lago Maggiore. Concentrazioni medie areali quinquennali nel ventennio di azoto organico nelle acque tributarie campionate in Lombardia (compresi gli apporti derivanti dal Lago di Lugano attraverso il F. Tresa), Piemonte, Cantone Ticino e nell intero bacino. Anche l evoluzione delle concentrazioni di azoto ammoniacale (Fig l) evidenzia le buone condizioni delle acque ticinesi e lo stato di alterazione di quelle lombarde: le prime hanno sempre presentato valori inferiori a,4 mg N l -1, che si sono ulteriormente ridotti fino raggiungere nell ultimo quinquennio tenori pressochè trascurabili (,1 mg N l -1 ); le seconde non hanno mostrato alcuna tendenza al miglioramento, perchè i contenuti medi misurati nei quattro quinquenni sono rimasti compresi tra,14 e,21 mg N l -1. Diversa è la situazione delle acque tributarie piemontesi, per le quali si è accertata una consistente diminuzione dovuta al progressivo esaurimento della riserva di ammonio presente nel Lago d Orta, che iniziò nel 1982, a seguito di adeguati interventi depurativi sugli scarichi industriali, e si completò nel 1992, per effetto della forte accelerazione dei processi di nitrificazione operata dal liming. Come diretta conseguenza dell azzeramento del carico derivante dal Lago d Orta, le concentrazioni di azoto ammoniacale misurate nel periodo (,38 mg N l -1 ) sono gradualmente calate, fino a raggiungere nell ultimo quinquennio contenuti di,5 mg N l -1. Nel ventennio considerato, le variazioni più significative e importanti riguardano il fosforo, che è il responsabile del controllo della produzione algale nel Lago Maggiore. Tenendo conto dei possibili effetti trofici sul lago, è indubbio che le acque tributarie siano progressivamente migliorate con la sola eccezione del T. Boesio, per il quale si è già documentato il grave e continuo stato di alterazione. L analisi dell andamento delle concentrazioni medie areali biennali (Fig m), mette infatti in evidenza che i contenuti di questo elemento sono gradualmente diminuiti sia negli areali lombardi e piemontesi, con un calo di circa il 5% tra il primo e l ultimo biennio, che in Cantone Ticino, dove per lo stesso periodo si è registrato un decremento 21