Diachronic analysis of farmers' strategies within a protected area of Central Italy. L opzione della fitodepurazione

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1 Diachronic analysis of farmers' strategies within a protected area of Central Italy L opzione della fitodepurazione

2 Come si è arrivati a questa proposta? il percorso è iniziato parecchi anni fa nel 2007 il Parco Migliarino-San Rossore- Massaciuccoli finanziava, con fondi regionali, il progetto «Ricerca e sperimentazione di sistemi colturali alternativi nell area critica del lago di Massaciuccoli» lo scopo era quello di affrontare la questione «lago» verificando le possibili interazioni con il comparto agricolo sia in termini quantitativi (bonifica / irrigazione) che qualitativi (erosione / apporto di nutrienti)

3 UNIPI, SSSUP, IGG-CNR Gruppo di lavoro multidisciplinare parternariato: AdB Serchio, ex-cdb VM, ex-arsia, province Pisa e Lucca, ARPAT-FI, agricoltori, ecc. modelli agricoli, consumi irrigui, sorgenti inquinanti, modelli di diffusione, carichi di nutrienti apportati al lago, individuazione dei possibili rimedi

4 Il recapito al lago di acque torbide e ricche di nutrienti: innesco dei fenomeni di eutrofizzazione: consumo dell O 2 disciolto e possibile sviluppo di alghe tossiche scarsa trasparenza che impedisce lo sviluppo delle macrofite (intorbidamento) riduzione del volume di invaso (interrimento) Forte riduzione della biodiversità e scadimento delle potenzialità d uso del lago I problemi

5 Il fattore critico: la concentrazione di fosforo (P) nelle acque (fattore limitante) sorgenti P prodotto (%) P lago (%) depuratori 2 20 agricoltura mineralizzazione totale

6 La mineralizzazione delle torbe = eutrofizzazione volatili O 2 NO x CH 4 CO 2 NO 3 - H x PO 4 - sostanza organica solubili un fenomeno generalmente trascurabile (SO = 2%), ma non nelle torbe (SO > 40%)

7 La mineralizzazione delle torbe = subsidenza sostanza organica subsidenza

8 Difficoltà di assicurare un franco di coltivazione sufficiente per le normali operazioni colturali

9 ulteriore abbassamento delle idrovore: intervento costoso e non risolutivo

10 Possibili interventi su: Sorgenti (preventivi) collettamento scarichi depuratori mineralizzazione (lavorazioni soft, accorciare i tempi lavorazionesemina, colture poliennali, ecc.) erosione: cover crops, semina su sodo, ecc.) ulteriore riduzione delle concimazioni (ove possibile) Trasporto (pre-curativi) introduzioni di buffer-strips lungo la rete scolante gestione «dolce» del sistema dei canali di bonifica costituzione di aree di fitodepurazione a livello aziendale o comprensoriale Concentrazioni (curativi) grande derivazione dal fiume Serchio impiego massiccio di defluccolanti nel lago

11 Perché la fitodepurazione? Depurazione di acque inquinate sfruttando il sistema suolovegetazione Rimozione di: N, P, solidi sospesi, ma anche C org disciolto, metalli pesanti, patogeni, ecc. Attraverso processi: fisici chimici biologici

12 Soluzioni a diversa intensità 1. fitodepurazione estensiva impiego irriguo, drenaggio controllato (vegetation filters) 2. fitodepurazione diffusa aree umide (constructed wetland), fasce tampone (buffer strips) 3. fitodepurazione localizzata letti vegetati (reed beds) a flusso sottosuperficiale attraverso un mezzo poroso + superficie + artificiale

13 vegetation filters

14 prati umidi

15 buffer strips

16 wetlands

17 Sulla base di questi elementi la fitodepurazione può costituire una soluzione per i problemi del lago ma come dimensionarla? ma quanto può risultare efficace?

18 Il dimensionamento Volumi trattabili: Mm 3 /ha anno a seconda della tipologia di fitodepurazione utilizzata Per trattare 14 Mm 3 /ha occorrerebbero: da 56 a 175 ha di area fitodepurante Per trattare 8 Mm 3 /ha occorrerebbero: da 32 a 100 ha di area fitodepurante

19 L efficacia Livelli di abbattimento: N tot : -70% e P tot : -50% Questo significa che fitodepurando tutta l acqua sollevata dall idrovora di Vecchiano ( 14 Mm 3 /anno) i carichi di nutrienti recapitati al lago passerebbero: da 140 t a 42 t/anno di N tot (-70%) da 3.8 a 1.9 t/anno di P tot (-50%) Trattando il solo deflusso di base ( 8 Mm 3 /anno) da 140 a 84 t/anno di N tot (-40%) da 3.8 a 2.7 t/anno di P tot (-30%)

20 Benefici attesi Miglioramento della qualità acque e della biodiversità Riduzione della subsidenza e delle emissioni di GHG e nutrienti (sulle superfici interessate) Superamento del problema di assicurare un franco di coltivazione nelle aree più depresse Sviluppo di nuove produzioni per gli agricoltori (colture poliennali: rizomatose erbacce e/o legnose cedue) a patto di creare una filiera di utilizzo (combustione, biogas, biomateriali, ecc.)

21 lago area di San Niccolò

22 mare bosco lago dispositivo pilota colture San Niccolò: un primo dispositivo pilota sviluppato su una superficie di 15 ha

23 Le soluzioni fitodepurative prese in considerazione 1. aree umide costruite (constructed wetland) si prevedono interventi antropici mirati ad accrescere l efficienza depurativa del dispositivo (tragitto sinuoso, L / l) 2. aree coltivate (paludiculture) allevamento di specie ad interesse economico 3. aree umide naturali (natural wetland) si minimizza l entità dell intervento umano I letti vegetati non sono stati presi in considerazione in quanto dispositivi troppo artificiali e non idonei al contesto

24 1. Vegetazione naturale, percorso forzato 2. Zona coltivata con canali di alimentazione 3. Zona allagata e arginata Vasca di alimentazione (deposito)

25 maggio 2012: inizio dei lavori

26 luglio 2012: lavori in corso

27 26 luglio 2013: l'inaugurazione

28 il percorso dell acqua

29 stramazzi per la misura delle portate

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31 dicembre 2013: inizio monitoraggio acque

32 sistema 1 Typha e Phragmites

33 sistema 2 pioppo: 2.0 x 0.7 m

34 sistema 2 salice: 2.0 x 0.7 m

35 sistema 2 canna comune: 1.0 x 0.5 m

36 sistema 2 miscanto: 1.0 x 0.5 m

37 sistema 2 cannuccia: 1.0 x 0.5 m circa

38 sistema 2 prato di Festuca e Paspalum

39 sistema 3 vegetazione naturale

40 1. Verifica del funzionamento del dispositivo = punti di campionamento stima delle portate in continuo monitoraggio: ph, conducibilità, solidi sospesi, forme P e N, carico organico, anioni, cationi frequenza analisi: 14 gg

41 2. Valutazione degli effetti sui comparti ambientali CO 2 e CH 4 Fisiche: compattamento Chimiche: contenuto in nutrienti Biologiche: composizione e funzionalitàità Florula su salice = piezometri Chenopodiaceae Amaranthaceae Brassicaceae Polygonaceae Portulacaceae Solanaceae Poaceae Convolvulaceae

42 3. Analisi delle performances delle specie coltivate - adattabilità all ambiente - livelli produttivi raggiunti - assorbimento in nutrienti - qualità delle biomasse - esportabilità del modello

43 Risultati Buone performance produttive delle colture inserite nel sistema 2 (30 t/ha y Aru, 20 t/ha y Mis, 10 t/ha y Phr e Pio, 8 t/ha y Sal) Valutazione della qualità delle produzioni al fine di avviare possibili filiere di utilizzo Buon abbattimento dei nutrienti nella vasca di raccolta (-10% N tot e -35% P tot ) e nei sistemi 1 e 3 (-30% N tot e -40% P tot ) Notevoli effetti sulla biodiversità sia floricola che faunistica (uccelli, ecc.) La non coltivazione non è in grado di ridurre significativamente la mineralizzazione della sostanza organica (paludicoltura)

44 Problemi Cinghiali, nutrie e gambero killer Disponibilità di acqua (nel periodo estivo) Gestione delle canalizzazioni (sviluppo della flora e delle colture) Scarso abbattimento dei nutrienti nel sistema 2 (bassi tempi di residenza dell acqua, spessore di terreno insaturo) Ricerca di specie adatte a prolungate condizioni di saturazione del terreno

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47 Prospettive Allargamento dell area di fitodepurazione fino ad una superficie di circa 45 ha così da poter trattare il deflusso di base dell intero sottobacino di Vecchiano Avanzamento dei lavori Individuazione dell area (conclusa) Progettazione idraulica e agronomica (in corso) Valutazione di incidenza (in corso)

48 Il gruppo di lavoro Consorzio 1 di Bonifica - Toscana Nord (Viareggio) Leonardo Giannecchini Alfonso Baiocchetti Antonio Di Fonzo Damiano Cataldi Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali (UNIPI) Nicola Silvestri Marco Mazzoncini Andrea Bertacchi Fabio Taccini Istituto di Scienze della Vita (SSSUP-PI) Enrico Bonari Vittoria Giannini Tiziana Sabbatini Rudy Rossetto Chiara Pistocchi Valentina Cantini Elisa Pellegrino Valentina Ciccolini Simona Bosco

49 Grazie per l attenzione

50 Azioni e strategie per l agricoltura nel comprensorio della Bonifica del lago di Massaciuccoli

51 What to do? Resilience Adaptation Mitigation Top - down Bottom - up Social learning