ESPERIENZE E PROSPETTIVE NEL MONITORAGGIO DELLE ACQUE SOTTERRANEE IN EMILIA-ROMAGNA. In un volume la sintesi di 40 anni di attività.

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1 ESPERIENZE E PROSPETTIVE NEL MONITORAGGIO DELLE ACQUE SOTTERRANEE IN EMILIA-ROMAGNA. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Marco Marcaccio (a), Vito Belladonna (b), Andrea Chahoud (a), Marco Farina (c), Roberto Mallegni (a), Addolorata Palumbo (d), Paolo Severi (d), Adriano Zavatti (c) (a) Arpa Emilia-Romagna, Direzione Tecnica (b) Agenzia Territoriale dell'emilia-romagna per i Servizi Idrici e Rifiuti (c) Gruppo Nazionale per la Difesa dalle Catastrofi Idrogeologiche (d) Regione Emilia-Romagna Monitoraggio e controllo dei microinquinanti prioritari nelle acque e tecniche di rimozione negli impianti di trattamento delle acque destinate al consumo umano e delle acque reflue. Rimini, 3 novembre 215

2 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Il volume, edito da Pitagora Editrice Bologna, raccoglie alcune delle numerose esperienze condotte in Emilia-Romagna dal 1976 al 21 nel monitoraggio e valutazione dello stato delle acque sotterranee, sia a scala regionale che locale. Il volume si compone di 1 capitoli, per un totale di 56 pagine, al quale hanno contribuito circa 5 autori.

3 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Il volume verrà presentato e distribuito il prossimo 22 gennaio 216

4 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Sistema di Monitoraggio e valutazione delle acque sotterranee svolto da Arpa in Emilia-Romagna Il sistema di monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna è articolato in 2 reti, che rilevano gli aspetti sia qualitativi che quantitativi, anche ad alta frequenza, per una valutazione complessiva del suo stato ambientale: rete regionale di monitoraggio dello stato ambientale delle acque sotterranee rete regionale di monitoraggio automatico della piezometria Ai fini della valutazione dello stato delle acque sotterranee vengono integrati i dati di monitoraggio chimico e quello quantitativo, tenendo conto anche delle misure automatiche di piezometria. Il sistema si avvale dell aggiornamento periodico dei carichi diffusi e puntuali di nutrienti e sostanze contaminanti, oltre che dei prelievi da acque sotterranee per i diversi usi, che permettono la realizzazione di scenari finalizzati all ottimizzazione della gestione della risorsa attraverso applicazioni di

5 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Monitoraggio regionale acque sotterranee (21-215) 74 stazioni 4 stazioni

6 Sistema di Monitoraggio e valutazione delle acque sotterranee Alcuni numeri in Emilia-Romagna 145 corpi idrici sotterranei 74 le stazioni attualmente monitorate, ma sono oltre 13 quelle complessivamente monitorate dal 1976; 622 le stazioni attualmente appartenenti alla rete quantitativa 4 le stazioni attualmente appartenenti alla rete automatica della piezometria; 593 le stazioni attualmente appartenenti alla rete qualitativa 115 metri è la profondità media dei pozzi dell intera rete di monitoraggio; 615 metri è la profondità del pozzo più profondo con 32 tratti filtranti (BO6-); Oltre 47. le misure di livello della falda (livello piezometrico) effettuate dal 1976; Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Oltre 18. i campionamenti di acque sotterranee sui quali sono state fatte determinazioni analitiche in laboratorio effettuati dal 1987; da un minimo di 27 ad oltre 125 parametri chimici, in funzione di 6 diversi protocolli analitici, determinati su ciascun campione di acqua sotterranea.

7 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Il monitoraggio delle acque sotterranee risponde ai seguenti obiettivi: classificare lo stato ambientale (chimico e quantitativo) dei corpi idrici sotterranei ai sensi del D.Lgs 3/29 (Direttive 2/6/CE e 26/118/CE); supportare la verifica degli obiettivi di qualità ambientale fissati dalla normativa; valutare gli effetti indotti dalle misure inserite negli strumenti di pianificazione (Piano di Gestione dei Distretti Idrografici, Piano di Tutela delle Acque); verificare lo stato quantitativo della risorsa, legato alle risorse disponibili e al loro grado di utilizzo, analizzando la compatibilità dei prelievi delle acque e la sostenibilità degli stessi sul lungo periodo; verificare lo stato di inquinamento delle acque, con particolare riferimento alla definizione dello stato chimico naturale, sulla base dei valori di fondo di sostanze inorganiche e metalli presenti naturalmente negli acquiferi; contribuire a caratterizzare le diverse porzioni degli acquiferi, fornendo le conoscenze necessarie per definire le potenzialità degli acquiferi e la loro disponibilità in termini quali-quantitativi; contribuire all aggiornamento del modello concettuale delle acque sotterranee e supportare l implementazione del modello numerico; contribuire all integrazione con le altre reti di monitoraggio: acque superficiali, subsidenza e reti di monitoraggio di acque sotterranee a scala provinciale.

8 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Principali novità del monitoraggio delle acque sotterranee a partire dal 21 (DGR 35/21) Nuova identificazione dei corpi idrici sotterranei Estensione della rete di monitoraggio agli acquiferi freatici di pianura e a quelli montani (totale 74 stazioni) Diversa programmazione del monitoraggio e riorganizzazione di profili analitici per lo stato chimico A regime il monitoraggio automatico della piezometria a supporto dello stato quantitativo Complesso Idrogeologico Subcomplesso Idrogeologico Tipo Acquifero Acquifero Numero Corpi Idrici DQ1 DQ1.1 Acquifero freatico di pianura 2 Conoidi Alluvionali Appenniniche - acquifero libero 29 Conoidi Alluvionali Appenniniche - acquiferi confinati superiori 31 Conoidi Alluvionali Appenniniche - acquiferi confinati inferiori 26 DQ Pianura Alluvionale Appenninica - acquiferi confinati superiori 1 DQ2 DQ2.1 Pianura Alluvionale Appenninica e Padana - acquiferi confinati superiori 1 Pianura Alluvionale Padana - acquiferi confinati superiori 1 Pianura Alluvionale Appenninica e Padana Costiera - acquiferi confinati 1 Pianura Alluvionale - acquiferi confinati inferiori 1 DET DET1 DET1.2 Conoidi montane e spiagge appenniniche (sabbie gialle) 2 AV AV2 AV2.1 Depositi delle vallate appenniniche 1 LOC1.1 Corpo idrico montano 2 LOC1 LOC LOC1.2 Corpo idrico montano 31 LOC3 LOC3.1 Corpo idrico montano 15 Totale montano nuovi Comuni Prov. RN

9 Corpi idrici superiori (n. 64) B Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Corpi idrici sotterranei di pianura dell Emilia-Romagna (DGR 35/21) A Sezione schematica A-B 91 corpi idrici sotterranei profondi di pianura, distinti in superiori e inferiori riattribuzione delle stazioni di monitoraggio, attivo dal 1976, ai nuovi corpi idrici sulla base della posizione dei filtri, al fine di recuperare il maggior numero possibile di serie storiche di dati A Corpi idrici inferiori (n. 27) B

10 Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Acque sotterranee per uso potabile e stato ambientale dei corpi idrici Acque di buona qualità X buono stato ambientale

11 Corpi idrici montani e depositi vallate appenniniche Conoidi montane e Sabbie gialle Conoidi alluvionali appenniniche Freatico di pianura Pianura Alluvionale Appenninica - confinato superiore Transizione Pianura App.-Padana - confinato superiore Pianura Alluvionale Padana - confinato superiore Pianura Alluvionale Costiera - confinato Pianura Alluvionale - confinato inferiore Totale acquiferi Emilia-Romagna Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Presenza di nitrati nelle diverse tipologie di corpi idrici sotterranei in Emilia-Romagna (21-212) Nitrati (21-212) (% stazioni sul totale per classe di concentrazione) % 2% 4% 6% 8% 1% <1mg/l 1-25mg/l 25-4mg/l 4-5mg/l 5-8mg/l >8mg/l

12 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Distribuzione di nitrati nei corpi idrici freatici di pianura (21-212) Distribuzione di nitrati nei corpi idrici montani, liberi e confinati superiori (21-212)

13 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Fitofarmaci ricercati nelle acque sotterranee dell Emilia-Romagna 2,4 D (Acido 2,4 diclorfenossiacetico) DDD(p,p) Metalaxil 3,4 dicloroanilina DDE(o,p) Metamitron Acetamiprid DDE(p,p) Metazaclor Acetoclor Diazinone Metidation Aclonifen Dicloran Metobromuron Alachlor Diclorvos Metolaclor Aldrin Dieldrin Metribuzin Atrazina Dimetenamide-P Molinate Atrazina Desetil Dimetoato Oxadiazon Atrazina Desisopropil (met) Diuron Paration etile Azinfos-metile Endosulfan Alfa Penconazolo Azoxistrobin Endosulfan Beta Pendimetalin Benfluralin Endrin Petoxamide Bensulfuronmetile Etofumesate Pirimetanil Bentazone Fenitrotion Pirimicarb Buprofezin Fosalone Procimidone Carbofuran Flufenacet Propaclor Ciprodinil Imidacloprid Propanil Clorantraniliprolo (DPX E-2Y45) Isodrin Propazina Clorfenvinfos Isoproturon Propiconazolo Cloridazon-iso Lenacil Propizamide Clorpirifos-etile Esaclorocicloesano Beta Simazina Clorpirifos-metile Lindano (HCH Gamma) Terbutilazina Clortoluron Linuron Terbutilazina Desetil DDT(o,p) Malation Terbutrina DDT(p,p) MCPA Tiobencarb DDD(o,p) Mecoprop Trifluralin

14 Corpi idrici montani e depositi vallate appenniniche Conoidi montane e Sabbie gialle Conoidi alluvionali appenniniche Freatico di pianura Pianura Alluvionale Appenninica - confinato superiore Transizione Pianura Appenninica-Padana - confinato Pianura Alluvionale Padana - confinato superiore Pianura Alluvionale Costiera - confinato Pianura Alluvionale - confinato inferiore Totale acquiferi Emilia-Romagna Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Presenza di fitofarmaci nelle diverse tipologie di corpi idrici sotterranei in Emilia-Romagna (21-212) Sommatoria fitofarmaci (21-212) (% stazioni sul totale per classe di concentrazione) % 2% 4% 6% 8% 1% <.1 µg/l.1-.1 µg/l µg/l µg/l >.5 µg/l

15 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Distribuzione di fitofarmaci nei corpi idrici freatici di pianura (21-212) Superamenti singoli principi attivi: 2,4D, Acetoclor, Azoxistrobin, Bentazone, Ciprodinil, Dieldrin, Etofumesate, Imidacloprid, Malation, MCPA, Metamitron, Metolaclor, Penconazolo, Terbutilazina, Terbutilazina Desetil, Terbutrina. Distribuzione di fitofarmaci nei corpi idrici montani, liberi e confinati superiori (21-212)

16 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Il monitoraggio chimico delle acque sotterranee permette di: individuare i corpi idrici sotterranei dove la qualità delle acque è scadente per usi pregiati; individuare le sostanze di origine antropica che causano lo scadimento della qualità; supportare la definizione delle misure più idonee per ridurre gli impatti, siano esse di prevenzione o di risanamento; aggiornare continuamente i profili analitici per verificare la presenza e le potenziali tendenze all aumento delle sostanze inquinanti e pericolose; aggiornare il modello concettuale delle acque sotterranee nel quale i corpi idrici freatici di pianura e le conoidi alluvionali appenniniche rappresentano quelli maggiormente vulnerabili alle pressioni antropiche; definire, con opportune metodologie, le sostanze che sono presenti negli acquiferi per cause naturali e non riconducibili alle pressioni antropiche.

17 Piemonte Valle d'aosta Lombardia Trentino Alto Adige Bolzano-Bozen Presenza di arsenico nei corpi idrici sotterranei e nelle acque potabili italiane Marcaccio & Bernabei (213) In Focus su acque e ambiente urbano - Ispra Percentuale di stazioni per classe di concentrazione di As nelle acque sotterranee delle Regioni italiane (28-29) Trento Veneto Emilia-Romagna Toscana Umbria Marche Lazio Campania TOTALE Arsenico (% stazioni sul totale per classe di concentrazione) % 2% 4% 6% 8% 1% <1 µg/l 1-5 µg/l 5-1 µg/l 1-2 µg/l 2-5 µg/l >5 µg/l Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Numero di Comuni interessati dalla presenza di As nelle acque potabili Lazio LT (9) RM (22) VT (6) Lombardia BS (2) PV (2) LC (2) MN (3) SO (2) VA (3) Toscana AR (2) GR (2) LI (11) PI (2) SI (1) Trentino Alto TN (4) Adige BZ (6) Umbria TR (3) Totale comuni 136

18 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Arsenico nei corpi idrici sotterranei dell Emilia- Romagna distribuzione areale valore mediano ; Corpi idrici confinati superiori Valore soglia D.Lgs. 3/9 pari a 1 mg/l Corpi idrici confinati inferiori

19 Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 L arsenico nei corpi idrici sotterranei dell Emilia-Romagna As (ppm) Depht (m) 5 1 As (ppm) As (ppm) As (ppm) Fe (ppm) Ni (ppm) As (ppm) As (ppm) 15 1 Mn (ppm) 11 5 Ca (ppm) As (ppm) Al (ppm) Depht (m) As (ppm) Cu (ppm) 45 6 Zn (ppm)

20 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Approccio sperimentale adottato per la valutazione dei valori di fondo naturale dell arsenico La sperimentazione ha come obiettivo la valutazione dei meccanismi di rilascio di As in acqua al variare del potenziale redox da un campione di terreno prelevato da carota di sedimento in corrispondenza degli acquiferi, dove si possono considerare ridotti/assenti gli effetti della contaminazione antropica. Ciò al fine di individuare le condizioni naturali che possono determinare il rilascio di As dai suoli campionati all acqua di falda. La metodologia è stata sviluppata in collaborazione con il Politecnico di Milano (Prof. A. Guadagnini)

21 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Approccio sperimentale adottato per la valutazione dei valori di fondo naturale dell arsenico Son dagg io Be nti vo gli o Profondità campione (m) Osservazioni 41.5 Top acquifero A Acquifero A1-1 Acquifero A1-1. Presenza resti vegetali Acquifero A1-1. Subito dopo 48.3 resti vegetali 52.3 Acquifero A Bottom acquifero A Top acquifero A Acquifero A1-2 Bottom acquifero A1-2. Base acquifero. Contatto netto tra acquifero e acquitardo di 74.5 colore rossastro - probabile arricchimento di ossidi di ferro Località Codice Sondaggio Profondità (m) Codice Monitoraggio Acque Sotterranee Prof. Filtri piezometro XUTM ED5 YUTM ED5 Bentivoglio Cassa Bentivoglio 8 BOF ; Minerbio S Malalbergo S

22 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Sperimentazione: Rilascio di As in diverse condizioni redox La sospensione acqua/suolo è portata in condizioni di assenza di ossigeno disciolto (+5 mv) mediante un insufflazione di argon, FASE 1: immissione di un agente chimico riducente (ascorbato di sodio) per ottenere delle condizioni riducenti (-5 mv o anche inferiori), FASE 2: immissione di un agente ossidante (H2O2) per ottenere delle condizioni ossidanti (+15 mv), FASE 3: immissione di ascorbato di sodio per ritornare a condizioni riducenti (-5 mv o anche inferiori). Durata (ore) Fase 1 (riducente) 24 Fase 2 (ossidante) 24 Fase 3 (riducente) 48 Durata totale test 96 Matrici sulle quali è stata effettuata la sperimentazione A. sabbia grossolana prelevata alla profondità di m (matrice solida A); B. sabbia grossolana campionata alla profondità di 73.5 m (matrice solida B); C. limo prelevato alla profondità di 74.5 m (matrice solida C); D. componente organica presente alla profondità di m costituita da scheletro vegetale non passante al setaccio di 2 mm (matrice solida D).

23 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Schema della strumentazione di laboratorio per effettuare la sperimentazione

24 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 ORP (mv) Matrice solida A Fe (µg/l) As (µg/l)î 1 t (ore) ORP Fe As Matrice solida (profondità) Elemento A D (mg/kg ss) (48.4 m) (48.4 m) Al As B Cd <.2.22 Cr Fe Pb K Mn Ni Cu Na Zn Ca Mg Fe (mg/l) ORP (mv) Matrice solida D As(µg/L) 3 t (ore) ORP Fe As

25 Analisi sequenziali selettive sulla matrice solida sabbiosa (A) As (µg/g) Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Per ottenere il partizionamento di arsenico e altri metalli nelle diverse fasi solide, tra le diverse metodologie disponibili di estrazione sequenziale selettiva, è stata utilizzata quella di Torres & Auleda (212), che permette di distinguere sette frazioni: Fe (µg/g) Mn (µg/g) Ca (µg/g) FI: solubile in acqua FII: carbonati FIII: idrossidi di Fe e Mn (amorfi) FIV: ossidi di Fe e Mn (cristallini) FV: sostanza organica FVI: solfuri FVII: fase residuale

26 in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Esempio di Cartografia dei valori di fondo naturale dell Arsenico La distribuzione areale dei valori di fondo naturale mostra significative variazioni locali che evidenziano incongruenze e difficoltà interpretative che potrebbero insorgere nell assegnare un valore unico di NBL all intero corpo idrico. Così facendo, infatti, si potrebbe attribuire un valore di fondo sovrastimato in aree in cui un dato elemento è presente in concentrazioni naturali molto basse. Al contrario, si potrebbe giungere a sottostime di NBL in zone in cui sono presenti elevate concentrazioni naturali. Ciò comporta erronee valutazioni in fase di classificazione dello stato chimico. Arsenico (g/l) 61-PACS

27 Le attività svolte per la definizione dei valori di fondo naturale di specie chimiche presenti nei corpi idrici sotterranei profondi di pianura dell Emilia-Romagna hanno permesso di : distinguere i corpi idrici sotterranei nei quali la qualità delle acque è scadente per usi pregiati per effetto della presenza di specie chimiche di origine naturale, pertanto lo stato chimico può essere definito buono ai sensi della Dir. 2/6/CE; focalizzare l attenzione e le possibili misure di risanamento ai soli corpi idrici aventi un impatto antropico significativo, evitando di intervenire nei corpi idrici dove la presenza di specie chimiche è di origine naturale (stato buono, misure non necessarie, evitare possibili procedure di infrazione); le attività svolte hanno riguardato i corpi idrici profondi di pianura, quelli più studiati e con più dati di monitoraggio disponibili per le specie chimiche ione ammonio, arsenico, boro, cloruri; Sono stati spiegati i meccanismi naturali che governano la mobilità dell arsenico tra la matrice acqua e suolo. Esperienze e prospettive nel monitoraggio delle acque sotterranee in Emilia-Romagna. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Ecomondo, Rimini, 3 novembre 215 Nei corpi idrici monitorati dal 21 (freatico di pianura e montani) il monitoraggio permetterà nei prossimi anni di giungere ad una definizione dei livelli naturali.

28 ESPERIENZE E PROSPETTIVE NEL MONITORAGGIO DELLE ACQUE SOTTERRANEE IN EMILIA-ROMAGNA. In un volume la sintesi di 4 anni di attività. Marco Marcaccio (a), Vito Belladonna (b), Andrea Chahoud (a), Marco Farina (c), Roberto Mallegni (a), Addolorata Palumbo (d), Paolo Severi (d), Adriano Zavatti (c) Grazie per l attenzione Monitoraggio e controllo dei microinquinanti prioritari nelle acque e tecniche di rimozione negli impianti di trattamento delle acque destinate al consumo umano e delle acque reflue. Rimini, 3 novembre 215