PUNTI CHIAVE PER LO STUDIO DI UN FIUME CORSO PO FSE LICEO SCIENTIFICO VITRUVIO

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1 PUNTI CHIAVE PER LO STUDIO DI UN FIUME 1

2 1. I corsi di acqua rappresentano la fase terrestre del ciclo dell acqua 2

3 2. Le acque correnti fluiscono ininterrottamen te verso il basso lungo direzioni di minima resistenza

4 Tipo di bacino 3. Le acque correnti sono soluzioni a composizione variabile in base a: drenato Distanza dalla sorgente Carico di inquinanti veicolato Capacità di auto depurazione 4

5 4. Il corso d acqua è costituito da una successione di ecosistemi nella direzione della corrente, popolati da animali e vegetali che instaurano relazioni tra loro e con i fattori chimici e fisici presenti 5

6 GLI INQUINAMENTI Biologico Chimico L inquinamento biologico si misura secondo la concentrazione di colibacilli per cc L inquinamento chimico è più pericoloso perché persistente e indelebile 6

7 LE CAUSE Naturali Antropiche 7

8 OGNI FORMA DI STRESS AMBIENTALE, SUPERIORE ALLA CAPACITA AUTOREGOLATIVA DEL CORSO D ACQUA, DETERMINA UN GRAVE DANNO ALLE COMUNITA ANIMALI E VEGETALI CHE LO POPOLANO, COMPROMETTENDO LA LORO CAPACITA AUTODEPURATIVA 8

9 CRITERI PER LA VALUTAZIONE DELL INQUINAMENTO DIRETTI INDIRETTI Idrogeologici Chimico-fisici Censimento della popolazione residente Censimento equivalente Fluttuante Totale Biologici Microbiologici Inventario degli scarichi 9

10 Scelta delle stazioni di campionamento Bisogna tener conto: Dell esistenza di scarichi con apporti inquinanti Della possibilità di evidenziare fenomeni di autodepurazione a valle delle immissioni Della facilità e sicurezza di accesso alle sponde Della morfologia dell alveo Dell opportunità di verificare relazioni tra inquinanti chimici e biologici 10

11 Parametri più significativi 1. Valutare i carichi metabolici e cloacali più tipici (CF, CT e SF, azoto ammoniacale, nitriti, nitrati, tensioattivi, COD, OD, etc.) 2. Individuare gli apporti naturali dovuti al dilavamento del bacino (solfati, fosfati, solidi in sospensione, etc.) 3. Studiare i rapporti CF/SF) 11

12 Costruirsi una scheda di rilevament o 12

13 ODORE L odore è uno di quei parametri che non possono essere determinati attraverso l uso di strumentazione elettronica. Ci si deve quindi affidare all odorazione delle singole persone. La Royal Commission of sewage disposal fornisce la seguente classificazione: ODORI CAUSE PUTRIDO H2S PESCE Ammine VERMI Sostanze fosforate TERRA Humus 13

14 OSSIGENO DISCIOLTO CURVA A SACCO G.Bianucci E.Ribaltone Bianucci

15 fattori che influenzano la quantità di ossigeno disciolto: la temperatura la luce la salinità (le acque meno salate sono più ricche di ossigeno ) l attività dei batteri, che consumano ossigeno per decomporre la materia organica la turbolenza dell acqua La quantità di ossigeno disciolto influenza la vita degli organismi marini o, quanto meno, modifica la loro distribuzione. 15

16 CAUSE DELLA DIMINUZIONE DI O.D. Eutrofizzazione Processi redox 16

17 Valori di ossigeno 100% > 9,1 mg/l Valore medio = 6 8 mg/l Se: L OD < 75% c è inquinamento L OD < 60% la vita acquatica risulta compromessa L OD < 3 % non c è vita o quasi 17

18 Conduttivita Acque dolci μs/cm Acque potabili in vendita μs/cm Acqua distillata circa 1 μs/cm 1 μs/cm = 1 μohm/cm 18

19 DUREZZA DELLE ACQUE Per durezza di una acqua si intende la concentrazione totale di ioni Ca2+ e Mg2+ presenti. In genere essa è espressa in termini di mg/l (ppm) di CaCO3. Altre metriche di misura tuttavia sono presenti: mg/100 ml di CaCO3 (gradi francesi, F), gradi tedeschi ( d), inglesi (o e) o americani ( USA). 1 f = 10 mg/l di CaCO3 19

20 La determinazione complessometrica utilizza Tipo di f d e USA meq/l ppm di gradi CaCO3 francesi 1 0,56 0,7 0,58 0,2 10 tedeschi 1,79 1 1,25 1,05 0,36 17,85 inglesi 1,43 0,8 1 0,84 0,29 14,3 statunitensi 1,71 0,96 1,2 1 0,34 17,1 20

21 Per la determinazione della durezza è stato usato il metodo complessometrico. Il metodo impiega una soluzione di EDTA (acido etilendiamminotetracetico) che si aggiunge a una determinata quantità d'acqua in esame finché tutti gli ioni Ca2+ e Mg2+ presenti, non siano stati fissati dal sale; un indicatore (il nero eriocromo), previamente aggiunto, evidenzia il momento in cui tutti gli ioni sono stati catturati dall EDTA, con una variazione di colore Dalla quantità di soluzione EDTA consumata si risale ai gradi di durezza. Reattivi: soluzione di EDTA 0,01 N; colorante nero eriocromo T; idrossido di sodio (NaOH) concentrat0 (4 N). 21

22 Gli indici biotici e la tecnica del dragaggio Le analisi chimiche e batteriologiche sono importanti ed insostituibili, rapide da eseguirsi e di facile interpretazione, ma hanno lo svantaggio di dare un immagine solo contingente della situazione. Le acque lotiche infatti, intercettano lungo il loro corso, durante l intera giornata e durante l arco dell anno, situazioni geologiche, vegetazionali, agricole sociali ed industriali tra le più varie e variabili. 22

23 A conferma della complementarietà dei due metodi, si deve considerare che: i dati biologici evidenziano un effetto d insieme degli eventuali agenti inquinanti i dati chimici consentono di risalire alle cause dell inquinamento. 23

24 Nello studio biologico delle acque lotiche, particolare attenzione va data ai macroinvertebrati bentonici che, da adulti o in abito larvale o immaginale, hanno raramente dimensioni inferiori ad un millimetro. Questi vivono solitamente sui substrati disponibili nei corsi d acqua (sedimenti del fondo, sassi, piante acquatiche, ecc.) e quindi testimoniano gli effetti della qualità delle 24

25 I macroinvertebrati quindi sono di grande utilità perché: numerose specie di questi sono sensibili all inquinamento hanno i loro cicli vitali nell acqua sono facilmente campionabili, riconoscibili e classificabili i pesci dipendono in larga misura da essi per la loro alimentazione esiste un ampia bibliografia sugli indici biologici 25

26 Nella struttura trofica dell habitat delle acque correnti, i macroinvertebrati occupano tutti i livelli dei consumatori: sono infatti predatori, consumatori di vegetali, detritivori (tagliuzzatori, filtratori, raccoglitori) ed inoltre sono a loro volta l alimento preferito dai pesci. 26

27 Se un ecosistema è continuamente stressato in misura superiore alle capacità omeostatiche degli organismi, la struttura trofica che ne risulta è profondamente alterata, con una vistosa riduzione della ricchezza di specie ed un aumento -DOMINANZA- numerico degli individui delle specie più tolleranti; mentre sarà complessa e ben strutturata se l ambiente è conservato bene. 27

28 La struttura della biocenosi della fauna del benthos è quindi la risposta biologica a tutte le vicende che si susseguono nel tempo in un certo fiume. 28

29 I macroinvertebrati bentonici delle acque dolci possono essere ritenuti importanti oltre che per la loro posizione nella catena alimentare, anche per risalire con molta precisione al grado di inquinamento dell ambiente. 29

30 Tale grado di inquinamento può esser stabilito con varie metodologie basate sulla sensibilità allo stress ambientale dei vari TAXA (in ordine: plecotteri, efemerotteri, tricotteri, gammarus, asellus e tubificidi). Il metodo è l E.B.I. (Extended Biotic Index). 30

31 Il metodo prevede: una conoscenza preliminare dell ambiente in esame l adozione di precise tecniche di campionamento e di separazione degli organismi dei criteri per la definizione del valore di indice e della classe di qualità delle modalità per la rappresentazione dei dati. 31

32 Il dragaggio viene effettuato tramite uno specifico strumento (retino immanicato). Esso è costituito da un manico che termina in un telaio su cui è attaccato il retino di cattura. Il telaio ha una forma rettangolare (larghezza cm 20-25, altezza cm1922). Il retino di nylon ha 21 maglie per centimetro lineare e la sua 32 lunghezza varia da 60 a 90 cm.

33 Poiché non è necessario identificare gli organismi a livello di specie, basta risalire al genere o alla famiglia facendo riferimento 33

34 Entrata verticale Entrata orizzontale Tabella per il calcolo dell indice biotico 34

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36 BATTERI Le deiezioni umane ed animali possono riversare nelle acque microrganismi patogeni come le Salmonelle (più frequenti), Escherichia, Leptospira, Vibrio, cui si aggiungono Enterovirus e cisti di Entameba Histolitica, uova di Elminti, il bacillo tubercolare e quello del carbonchio. Le salmonelle vengono eliminate dai malati e dai portatori, 36 dagli animali da allevamento ma

37 Non esistendo tecniche che consentono la ricerca di patogeni, si ricorre alla ricerca qualitativa e quantitativa dei Coliformi Totali e Fecali che costituiscono un buon indice di contaminazione fecale. Dato che la resistenza dei patogeni nell ambiente idrico è, al massimo, pari ma mai superiore a quella degli indicatori, l assenza di questi ultimi (o la loro presenza al di sotto di certi limiti), è segnale attendibile dell assenza di patogeni; al contrario, una forte presenza di batteri indice segnala non la certezza ma, sicuramente, la possibilità di presenza di 37 patogeni.

38 Il termine coliforme comprende organismi batterici bastoncellari asporigeni sia aerobi che anaerobi che si sviluppano fermentando il lattosio con produzione di gas. I Coliformi Totali comprendono sia Coliformi Fecali (sviluppano a C), di cui Escherichia Coli è il rappresentante più significativo, che altri coliformi di origine non fecale (3637 C) con Habitat variabile (suolo, vegetazione, acque) e talora incerto. 38

39 Un altro indicatore è rappresentato dagli Streptococchi Fecali, di tipica derivazione fecale, di solito meno abbondanti CF nei liquami domestici. Il rapporto CF/SF di solito non supera il valore di 4. Nei liquami animali tale rapporto in genere non supera il valore di 0,7.Tali batteri possono essere determinati con il metodo delle membrane filtranti che permette, grazie alla filtrazione, di annullare l azione sfavorevole di sostanze tossiche presenti nell acqua che potrebbero 39 interferire con la crescita batterica; la

40 I Coliformi Totali vengono incubati in termostato a 36 + o - 1 C per 24 ore, i Coliformi Fecali a ,2 C per 24 ore gli Streptococchi Fecali a 36 + o 1 C per 48 ore. 40

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43 CLORURI La procedura analitica si basa sulla determinazione degli ioni cloruro mediante titolazione con soluzioni di nitrato di argento (AgNO3) 0,1 M in soluzione neutra o leggermente alcalina utilizzando cromato di potassio (K2CrO4) come indicatore. In tali condizioni lo ione cloruro precipita quantitativamente come cloruro di argento (AgCl) di colore bianco azzurrognolo e, successivamente, si ha formazione di cromato di argento (Ag2CrO4) di colore 43 rosso (indicatore).