(Approccio preliminare al) Monitoraggio dei suoli in Veneto: rischio di erosione, contenuto di carbonio organico e di metalli pesanti

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1 (Approccio preliminare al) Monitoraggio dei suoli in Veneto: rischio di erosione, contenuto di carbonio organico e di metalli pesanti Adriano Garlato ARPAV Servizio Osservatorio Suolo e Rifiuti

2 Verso una rete di monitoraggio Approccio tipologico Necessità di una base per poter correttamente posizionare i punti di una rete di monitoraggio con controlli ravvicinati nel tempo (1-5 anni) Possibilità di estendere geograficamente i risultati del monitoraggio Dispersione nel tempo dei dati ( ) Uso di modelli per creazione di scenari futuri Approccio geostatistico evidenziare l esistenza di aree particolari escludendole/includendole nel monitoraggio

3 Dati di base - suolo Carta dei suoli 1: (in formato vettoriale) Banca dati dei suoli (Access) Osservazioni (25000 T e 3600 P) Unità Tipologiche di Suolo (UTS) Unità Cartografiche (UC)

4 Carbonio organico

5 Carbonio organico percentuale (%) in C organico ponderato sui primi 30 cm

6 Carbonio organico Metodologia di lavoro Taratura pedofunzioni per il calcolo della densità apparente determinazione CO per orizzonte (t/ha) determinazione del contenuto di carbonio organico nell humus contenuto di CO in ogni singola UTS (30 e 100 cm) raggruppamento delle UTS in gruppi funzionali (18) contenuto di CO in ogni unità cartografica della carta dei suoli geostatistica (analisi e modellizzazione dei variogrammi sperimentali e interpolazione tramite kriging ordinario su blocchi)

7 Carbonio organico Carbonio organico nelle unità cartografiche

8 Carbonio organico Approccio geostatistico C organico % (valori cumulati su 30 cm): valore medio di 100 simulazioni condizionali to to 1 1 to to 2 2 to to 3 3 to 4 4 to 5 5 to 6 6 to 7 7 to 8 8 to to to to to to to to to 35 0 to to 1 1 to to 2 2 to 3 3 to 4 4 to 5 5 to 6 6 to 7 7 to 8 C organico % (valori cumulati su 30 cm): deviazione standard (N = 100) Analisi e modellizzazione dei variogrammi sperimentali e interpolazione tramite kriging ordinario su blocchi con maglia regolare di 1 km x 1 km

9 Erosione

10 Erosione - fattore R erosività delle piogge Modello USLE: modello empirico (Wischmeier e Smith, 1965 e 1978) Perdità di suolo stimata (t/ha/anno)= R * K * LS * C

11 Erosione - fattore K erodibilità del suolo DBASE UTS PERMEABILITA STRUTTURA TESSITURA (limo, sabbia, sabbia molto fine) SOSTANZA ORGANICA

12 Erosione - fattore LS LUNGHEZZA VERSANTI PENDENZA

13 Erosione - fattore C ed erosione potenziale

14 Erosione - erosione attuale PROBLEMI: Scelta del modello Mancanza dati sperimentali Fattore P: pratiche di conservazione Uso del suolo (corine land cover)

15 Metalli pesanti

16 Metalli pesanti determinazione valori di fondo Determinazione dei valori di fondo in metalli totali naturale (derivante da fonti geologiche e processi pedogenetici: corrisponde alla concentrazione negli orizzonti profondi) o naturale-antropico (somma del precedente con gli apporti antropici: corrisponde alla concentrazione negli orizzonti superficiali) Metodologia di indagine: approccio tipologico, cioè scelta dei siti di rilevamento in funzione del tipo di suolo Determinazione dei valori di fondo: valori corrispondenti al 90 o, in termini meno cautelativi, al 95 percentile, come indicato in ISO 19258/2005,

17 Metalli pesanti - Approccio tipologico (bacini deposizionali)

18 Metalli pesanti Dataset I campioni analizzati nell intera area del bacino scolante sono stati complessivamente 797, di cui 450 superficiali e 347 profondi. La densità di campionamento finale è stata di 0,21 e 0,17 oss./km2 sull intero territorio, per gli orizzonti superficiali e profondi.

19 Metalli pesanti analisi statistica e geostatistica Per ciascun metallo e per le due profondità prima indicate sono state eseguite, per i diversi bacini deposizionali, le seguenti elaborazioni : analisi statistica descrittiva analisi di significatività delle medie per sistemi ed unità di paesaggio analisi di significatività delle medie per classi tessiturali; Valutazione dei coefficienti di correlazione tra il contenuto in metalli e le caratteristiche dei suoli (tessitura, sostanza organica, ph) e tra i singoli metalli; analisi e modellizzazione dei variogrammi sperimentali; interpolazione tramite kriging ordinario su blocchi.

20 Metalli pesanti Bacino del Brenta Piave Brenta Adige Profili rappresentativi analizzati: 212 Metalli determinati: contenuto pseudo-totale di As, Cd, Co, Cu Cr, Hg, Ni, Pb e Zn

21 Metalli pesanti analisi statistica (arsenico, orizzonti superficiali) As, mg/kg As, mg/kg A1 B1 B2 B3 B4 D3 P5 R1 Sistemi di paesaggio Mean ±SE ±1.96*SE Valori medi ed intervalli di confidenza in funzione dei sistemi di paesaggio Valore normale atteso Distribuzione cumulativa di frequenza As K-S d=.13481, p<.01 ; Lilliefors p<.01 Shapiro-Wilk W=.91268, p= No. of obs mg/kg AS_TOT As, mg/kg LimiteDM 471/99 20 mg/kg Median = %-75% = (14.25, 24.7) Non-Outlier Range = (2.6, 40.2) Outliers Extremes Istogramma delle frequenze Box-whisker plot.

22 Metalli pesanti arsenico, orizzonti superficiali As (mgkg-1) orizzonte superficiale: krigaggio ordinario su blocchi 500 x 500 m

23 Metalli pesanti Zinco, nichel, piombo, mercurio (orizzonti superficiali) Zinco Piombo Zinco Nichel Piombo Mercurio

24 Metalli pesanti Valori di fondo per il territorio regionale OSSERVAZIONI TOTALI: 1124 As, Cd, Co, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb e Zn: su tutti i campioni; Be, Sb, Se, Sn, V: su parte del dataset

25 Monitoraggio dei suoli in Veneto GRAZIE

26 Monitoraggio dei suoli in Veneto

27 Metalli pesanti - risultati per i principali bacini di pianura Bacino ADIGE BRENTA PIAVE orizzonte sup prof. sup prof. sup prof. n. camp Arsenico 25,9 18,1 20,2 23,8 10,1 8,4 Cadmio 0,7 0,4 0,6 0,5 0,4 0,1 Cromo 59,0 60,7 30,0 25,4 41,0 27,2 Rame 53,5 28,2 44,3 21,7 55,9 17,0 Mercurio 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 Nichel 54,1 60,0 24,7 28,0 40,4 28,8 Piombo 30,1 15,0 31,0 18,5 21,0 6,6 Zinco 87,3 67,8 100,0 73,7 80,6 44,2