LA RISORSA ACQUA Di tutta l acqua dolce presente sulla terra solo lo 0,77% si trova in fiumi, laghi, acquiferi e biomasse, ecc. L acqua potabile è lo 0,003% di tutta l acqua presente sulla terra! La vita sulla terra dipende dal ciclo dell acqua. I servizi offerti dalle acque dolci rientrano in tre categorie: Rifornimento di acqua potabile, per irrigazione, uso domestico, industriale ecc. Rifornimento di beni quali pesci, mitili ecc. Rifornimento di beni non materiali: trasporto, ricreazione ecc.
I processi fondamentali del ciclo dell acqua
RICHIESTA DI ACQUA Ogni anno sulle terre emerse arrivano circa 111000 Km 3 di acqua con le precipitazioni: questi rappresentano l unico nuovo apporto di acqua per questi sistemi. La richiesta idrica da parte dell uomo è aumentata enormemente e procede di pari passo con lo sviluppo demografico e industriale. Il prelievo dell acqua attualmente è di oltre 5000 km 3 l anno!
RIFORNIMENTO DI ACQUA DOLCE Al contrario dei combustibili fossili, l acqua dolce è una risorsa NON SOSTITUIBILE! L unica soluzione immaginabile è la DESALINIZZAZIONE. Questo è un processo altamente dispendioso, attualmente praticato in piccola misura (solo lo 0,1%). Se dovessimo ricavare da questo processo tutta l acqua che usiamo ci costerebbe circa $3000 miliardi, il 12% del prodotto lordo mondiale! Tuttavia, la desalinizzazione rimane l unica alternativa
RIFORNIMENTO DI ALTRI BENI I sistemi di acque dolci forniscono importanti beni diversi dall acqua quali: pesci, avifauna, mitili. Questi sono beni quantificabili economicamente, sia per l uso alimentare che sportivo, ed il loro valore può essere calcolato dal prezzo ricavato con la vendita del pesce, ecc. E importante però considerare anche tutto il giro economico a valle, come ad esempio i posti di lavoro, la commercializzazione di tutti i prodotti da pesca, ecc. In totale per gli USA è stato stimato che i bacini di acqua dolce muovono un giro economico di $100 miliardi.
Rifornimento di beni non materiali In genere questi beni li diamo per garantiti, al punto tale che vengono spesso ignorati nella quantificazione dei danni ai bacini d acqua dolce. Possiamo considerare tali: La capacità dell acqua di diluire gli inquinanti e autodepurarsi La possibilità di utilizzare i corsi d acqua per il trasporto L offerta ricreativa per sport acquatici e per il semplice fatto di essere ambienti piacevoli L offerta di habitat per moltissime specie
AUTODEPURAZIONE dell ACQUA La comunità biotica dell acqua è in grado di depurare l acqua
ACQUA: una RISORSA PREZIOSA! L ACQUA è una RISORSA RINNOVABILE vitale per l uomo e per le sue attività. Tuttavia, l acqua è una delle risorse della terra peggio gestite. Viene comunemente sprecata ed inquinata, pochi sforzi vengono compiuti per renderla disponibile e consentire un adeguato rinnovo. La SICCITA causa nel mondo più danni è sofferenze di qualsiasi altro problema ambientale
I cambiamenti globali ridurranno la disponibilità idrica in molte regioni aride e semi-aride Un terzo della popolazione mondiale è attualmente soggetta a scarsezza di risorse idriche, e se ne prevede un raddoppio nel prossimo secolo
L USO DELL ACQUA NEL MONDO Le dimensioni dell uso dell acqua vengono valutate come: Acqua prelevata da una sorgente superficiale o sotterranea e portarla al luogo di utilizzo. Acqua consumata è quella frazione di acqua consumata che non ritorna alle zone di prelievo e che quindi non può essere riutilizzata. In media si consuma il 60% delle acque prelevate. DESTINAZIONE D USO DELL ACQUA NEL MONDO: 69% Irrigazione 23 % Produzione di energia; usi industriali; rimozione dei rifiuti 8% Scopi domestici
INONDAZIONI In molti sistemi le piene sono dei fenomeni naturali occasionali che portano anche dei benefici: Il sedimento trasportato forma terreni coltivabili ricoperti di limo, ricco di nutrienti. Alimentano le acque sotterranee Riempiono le paludi Oggi le inondazioni rappresentano piuttosto delle calamità. Infatti la rimozione della vegetazione, il pascolo intensivo, l urbanizzazione del territorio, gli incendi boschivi ne hanno aumentato il numero e la gravità
EFFICIENZA DI UTILIZZO Ridurre gli sprechi In media il 65-70% dell acqua utilizzata dall umanità viene persa per evaporazione o per perdite alle tubature. La causa primaria dello spreco di acqua è il suo basso costo! Ridurre le perdite nell irrigazione. Esistono sistemi che consentono un uso efficiente delle acque di irrigazione ma sono utilizzati solo nell 1% del territorio irrigato nel mondo! Ridurre gli sprechi nell industria. I processi industriali possono usare acqua riciclata o essere revisionati per risparmiarla, come avviene in Giappone ed Israele. Ridurre gli sprechi domestici. Un uso oculato dell acqua domestica, può ridurre fortemente i consumi. Anche il riciclaggio dell acqua condominiale è applicato con buoni risultati a questo scopo, esempi si trovano a Tokio.
Sistemi di irrigazione A flusso di gravità ha una efficienza molto bassa, intorno al 50-60%, l acqua proviene di solito da un acquedotto o da un fiume vicino. A spruzzo centrale ha una buona efficienza, intorno al 70-80%, usa in genere acqua pompata dal sottosuolo e spruzzata da una asta mobile sulla coltura. Le maggiori perdite si hanno per evaporazione diretta in atmosfera. Irrigazione a gocciolamento ha l efficienza più elevata, intorno al 80-90%, usa tubazioni sotterranee o poste in superficie, che arrivano a distribuire l acqua in diretta prossimità delle radici delle piante
INQUINAMENTO DELL ACQUA La definizione di inquinamento dell acqua viene data in base alle sue possibilità di impiego per i vari usi. I CRITERI DI QUALITA definiscono la condizione qualitativa richiesta per un dato uso dell acqua. Essi si conseguono imponendo limiti di accettabilità o di emissione, che costituiscono oggetto di normativa. Essi si deducono da test sperimentali, come, nel caso della vita acquatica, quelli ecotossicologici, e quindi sono suscettibili di revisione sulla base di nuovi dati sperimentali I CRITERI GUIDA sono invece indicazioni stabilite a livello amministrativo e definiscono delle politiche di gestione, risanamento ecc. che si intendono applicare. I LIMITI DI ACCETTABILITA o di EMISSIONE posso essere assoluti o relativi in base alla capacità recettive dell ambiente idrico o della natura dei contaminanti. La legge 319/76 adotta entrambi i criteri
LIMITI UNITARI Per calcolare i limiti unitari che compaiono nella legge 319/76, si è adottata la seguente relazione: L= Limite (es. mg/l; ml/l) L=SrDV Sr= Soglia di rischio (stabilita sulla base di dati sperimentali) D = Diluizione dell emissario (si fissa una diluizione di 1:1) V= Fattore di variazione del limite, funzione delle caratteristiche del contaminante Per valutare V i contaminanti si distinguono in: Facilmente degradabili a pericolosità ridotta Ad azione tossica, ma non accumulabili (es. Al, Fe, Mn) Molto tossici ed accumulabili (es. Cd. Hg, Se)
BOD - Biochemical O 2 Demand Misura la frazione di ossigeno disciolto (in mg/l) utilizzata dalla popolazione microbica edafica per stabilizzare, a condizioni standard di temperatura e tempo (BOD 5-20 C, 5 giorni), il materiale organico biodegradabile presente nel campione d acqua. COD - Chemical O 2 Demand Misura l ossigeno consumato per ossidazione chimica da un campione d acqua inquinato dalla presenza di sostanze organiche ed inorganiche, a specifiche condizioni di temperatura e tempo, da parte di un energico ossidante (bicromato di potassio) in soluzione fortemente acida. Nelle acque correnti di buona qualità il BOD 5 < 3 mg L -1
FATTORI CAUSALI DI INQUINAMENTO DELL ACQUA Emissioni di tipo urbano: Residui metabolici, di attività domestiche, dilavamento di strutture urbane Scarichi industriali. Inquinamento da attività agricole (Produzione di vegetali, zootecnia)
Cause di inquinamento della falda
FATTORI DI INQUINAMENTO DELL ACQUA Agenti patogeni. Un indicatore della qualità delle acque è il numero di batteri coliformi presenti in un campione di 100 ml d acqua. Per l acqua potabile si deve avere assenza di coliformi, per quella di balneazione l EPA indica 200, mentre la legislazione italiana ne consente fino a 100 fecali (2000 totali) Rifiuti biodegradabili. Un indicatore della qualità dell acqua è il BOD. Sostanze chimiche idrosolubili inorganiche. Possono rendere l acqua non potabile, abbassano la produzione dei raccolti, danneggiano gli impianti industriali Nutrienti inorganici. Nitrati, fosfati e solfati che determinano problemi di eutrofizzazione culturale Sostanze chimiche organiche. Petrolio, gasolio, pesticidi, detergenti, solventi, etc. Sono altamente nocivi per la vita acquatica e per l uomo Sedimenti e particolato. Particelle insolubili sospese, derivante dai processi di erosione del suolo. Determinano riduzione della fotosintesi, trasportano sostanze tossiche immettendole nelle reti trofiche Isotopi radioattivi idrosolubili Riscaldamento dell acqua. Introduzione di specie estranee
Inquinamento da petrolio negli oceani
EFFETTI DELL INQUINAMENTO DELL ACQUA Effetti deossigenanti. Effetti eutrofizzanti Effetti fisici meccanici Effetti da radiazioni Effetti patogeni. Effetti da tossici Tossica è una sostanza di natura chimica che interagendo con altre molecole di organismi viventi provoca un effetto nocivo diretto o mediato dai suoi metaboliti
Eutrofizzazione culturale Principali cause antropogeniche: Erosione del suolo Fertilizzazione Allevamenti intensivi Scarichi urbani - detersivi / liquami Scarichi industriali Interventi di mitigazione: Installazione di depuratori Rimozione delle biomasse Ossigenazione delle acque Riduzione dell apporto di nutrienti
Eutrofizzazione culturale Apporto di nutrienti (P e N) Incremento della biomassa algale ( prevalentemente cianobatteri) Riduzione della profondità della zona fotica Soprasaturazione di O 2 (300%) limitata CO 2 nell epilimnio Sedimentazione della necromassa nell ipolimnio Aumento della decomposizione Incremento di CO 2 e riduzione di O 2 Fondali anossici,, liberazione di H 2 S Morte della componente animale, Modifiche della biodiversità