Applicazione del modello ISONITRATE nelle Regioni del Bacino del Po, della Pianura Veneta e del Friuli Venezia Giulia I fase Prof. B. De Bernardinis Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
L applicazione del modello ISONITRATE, oggetto della convenzione, prevede due fasi imprescindibili tra loro: - la prima relativa allo sviluppo di una metodologia capace di stimare il pericolo di impatto sull acquifero delle diverse sorgenti di nitrati di origine agricola e civile che insistono sul e nel suolo attraverso la realizzazione di una piattaforma di condivisione, accesso e interoperabilità di dati e informazioni e la definizione di un indice parametrico complesso su tali dati e informazioni - la seconda relativa alla realizzazione di una campagna di qualificazione e apporzionamento dell impatto delle sorgenti dei nitrati sull acquifero attraverso indagini isotopiche sperimentali; sarà applicato il modello sviluppato nell ambito del progetto ISONITRATE in punti di monitoraggio presenti in aree considerate ad elevato pericolo d impatto ed identificate con l impiego della metodologia sviluppata nella prima fase.
MODELLO CONCETTUALE Punteggio per il carico di azoto N kg/ha Cs 0< N kg/ha<10 0 10=<N kg/ha<30 0,5 30=<N kg/ha<60 1 60=<N kg/ha<90 1,5 90=<N kg/ha<120 2 120=<N kg/ha<170 2,5 170=<N kg/ha<220 3 220=<N kg/ha<280 3,5 280=<N kg/ha<340 4 340=<N kg/ha<500 4,5 N kg/ha>=500 5 Punteggio per le sorgenti Fertilizzanti organici (So, Sf) 1 Fertilizzanti minerali (Sm) 2 Scarichi civili (Sc) 3 Punteggio per il carico di azoto 0< N kg/ha<10 0 10=<N kg/ha<30 0,5 30=<N kg/ha<60 1 60=<N kg/ha<90 1,5 90=<N kg/ha<120 2 120=<N kg/ha<170 2,5 170=<N kg/ha<220 3 220=<N kg/ha<280 3,5 280=<N kg/ha<340 4 340=<N kg/ha<500 4,5 N kg/ha>=500 5 range di punteggio per i controlli: contenuto di azoto del suolo (0.90-1.10), precipitazione efficace (0.88-1.08), metodi di irrigazione (1.00-1.04), granulometria insaturo (0.70-1.00), soggiacenza (0.94-1.10)
PROGETTO NITRATI Acquisizione dei dati informativi relativi alle sorgenti Fanghi di depurazione Fertilizzanti organici Fertilizzanti minerali urbano urbano SAU Esempio di distribuzione del dato L informazione relativa alle tre sorgenti è disponibile a livello comunale. La distribuzione del carico ottenuto utilizzando le tabelle MAS e le % di colture non sono spazializzate, perciò il valore finale sarà attribuito alla superficie di SAU eleggibile (AGEA/SIN) del comune. 4
PROGETTO NITRATI Acquisizione dei dati informativi relativi alle sorgenti Esempio di distribuzione del dato Confine comunale SAU URBANO Superficie Agricola Utilizzata (AGEA/SIN) Superficie Aziende Zootecniche (AGEA/SIN) Il carico zootecnico viene distribuito solo sulla superficie agricola dell azienda zootecnica e delle relative aree adiacenti Il carico minerale viene distribuito sulla superficie agricola non interessata dall utilizzo di reflui zootecnici Criticità : o mancanza dell anagrafe delle aziende, soprattutto per le Regioni che hanno un numero considerevole di aziende in deroga o download dei dati relativi alle aziende (AGEA/SIN) non ancora completo
Metodologie per il calcolo dei carichi di azoto Metodologia 1: La quantità di azoto (kg di massa in un anno) è stata divisa per l intera superficie comunale a prescindere dall utilizzo specifico del territorio. Metodologia 2: La quantità di azoto (kg di massa in un anno) è stata suddivisa per le differenti coperture del suolo afferenti alla banca dati del Corine Land Cover 2006 Metodologia 3: La quantità di azoto civile (kg di massa in un anno) sono stati calcolati utilizzando i dati relativi alle sezioni di censimento (dati ISTAT 2001) ovvero utilizzando la superficie della sezione censoria stessa
METODOLOGIA 2 DESCRITTORI STATISTICI RIFERITI ALL INSIEME DEI DATI DI HI TOTALE N comuni 3899 valore min 0 valore max 10.97 media 2.11 mediana 1.54 DEFINIZIONE DI 5 CLASSI DI VALORI DI HI TOTALE HItot = 0 (minimo) 0 < HItot < 1 (basso), 1 < HItot < 2 (medio), 2 < HItot < 3 (alto), Piemonte Lombardia Emilia Romagna Veneto Friuli Venezia Giulia N comuni 1206 Val. min 0 Val. max 7,65 media 1,42 mediana 0,77 N comuni 1546 Val. min 0 Val. max 10,97 media 2,19 mediana 1,51 N comuni 581 Val. min 0,099 Val. max 3,94 media 1,71 mediana 1,58 N comuni 348 Val. min 0 Val. max 9,07 media 2,62 mediana 2,80 N comuni 218 Val. min 0 Val. max 4,65 media 1,62 mediana 1,64
METODOLOGIA 2 PERCENTUALE DI TERRITORIO ASSOCIATA A CIASCUNA CLASSE DI PERICOLO Percentuale (%) di territorio ricadente nelle differenti classi di pericolo Classi Emilia Friuli Venezia Piemonte Lombardia Veneto Romagna Giulia Minimo 24 4 0 4 5 Basso 35 44 32 27 50 Medio 10 13 30 14 12 Alto 9 11 28 18 21 Elevato 22 28 10 37 12 RIPARTIZIONE PERCENTUALE DEL TERRITORIO IN BASE AL CONTRIBUTO DELLE SORGENTI % superficie contributo delle Emilia Friuli Venezia sorgenti * intero territorio Piemonte Lombardia Veneto Romagna Giulia contributo misto 54 60 67 38 49 63 zootecnico prevalente 7 9 8 9 3 1 minerale prevalente 38 31 23 53 48 36 fanghi prevalente trascurabile assente ** assente assente assente assente civile prevalente 1 trascurabile *** 2 trascurabile assente assente * prevalente: sorgente singola ovvero una percentuale di contributo 75% dell'indice totale ** assente: non presente come sorgente singola *** trascurabile: presente con un contributo 0,5%
Regione contributo delle sorgenti * Piemonte Lombardia Emilia Romagna Veneto Friuli Venezia Giulia % superficie minimo basso medio alto elevato Superficie totale 24 35 10 9 22 contributo misto 5 4 4 7 zootecnico prevalente 18 trascurabile 1 trascurabile minerale prevalente 5 6 4 15 civile prevalente 7 assente trascurabile assente Superficie totale 4 44 13 11 28 contributo misto 15 7 8 21 zootecnico prevalente 7 trascurabile assente 2 minerale prevalente 12 5 3 5 fanghi prevalente assente assente assente assente civile prevalente 10 1 assente assente Superficie totale 0 32 30 28 10 contributo misto 11 15 14 2 zootecnico prevalente 2 3 trascurabile assente minerale prevalente 19 12 14 8 fanghi prevalente assente assente assente assente civile prevalente trascurabile assente assente assente Superficie totale 4 27 14 18 37 contributo misto 12 10 8 21 zootecnico prevalente 2 assente assente assente minerale prevalente 11 4 10 16 fanghi prevalente assente assente assente assente civile prevalente 2 assente assente assente Superficie totale 5 50 12 21 12 contributo misto 15 6 6 4 zootecnico prevalente 8 assente assente assente minerale prevalente 20 6 15 8 fanghi prevalente assente assente assente assente civile prevalente 7 assente assente assente
Contributo misto Contributo Piemonte Lombardia Emilia Romagna Veneto Friuli Venezia Giulia
Apporzionamento del contributo misto sull'area d'indagine - Metodologia 1 - minerale zootecnico fanghi civile 2% 1% - Metodologia 2 - minerale zootecnico fanghi civile 1% 12% 40% 57% 35% 52%
Granulometria insaturo Soggiacenza
NO 3 - (mg/l) medie quadriennali Esempio: Comune Castelfranco Veneto 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 NO3_0407 NO3_0811
METODOLOGIA 2 CONFRONTO CON LE AREE IMPATTATE DA NITRATI - La valutazione della capacità previsionale della metodologia adottata è possibile in questa fase solo attraverso il confronto tra le concentrazioni di nitrati nelle acque sotterranee e il valore di HI totale rappresentativo delle aree in cui sono localizzati i punti di monitoraggio. - Su questa base è stato associato a ogni superficie comunale il 90- esimo percentile dei valori di concentrazione di nitrati misurati nelle acque sotterranee nel quadriennio 2008-2011 e sono stati valutati i trend del numero di superamenti del 90-esimo percentile in funzione del valore della classe prevista tramite l HI totale.
METODOLOGIA 2 CARATTERISTICHE DI DISTRIBUZIONE DELLE AREE IMPATTATE DA NITRATI NELLE CLASSI DI PERICOLO N aree impattate ricadenti nelle classi di pericolo Classi Emilia Friuli Venezia Piemonte Lombardia Veneto Romagna Giulia Minimo 0 0 0 1 0 Basso 2 8 1 2 0 Medio 4 5 17 1 0 Alto 5 2 14 4 4 Elevato 31 18 4 8 2 Totale Aree 42 33 36 16 6
Regione Contributo delle sorgenti alle aree Pericolo impattate minimo basso medio alto elevato Aree impattate 0 2 4 5 31 contributo misto 1 3 3 DISTRIBUZIONE REGIONALE DELLE AREE IMPATTATE DA NITRATI NELLE CLASSI DI PERICOLO RELATIVE AI Piemonte zootecnico prevalente 1 2 minerale prevalente CONTRIBUTI DELLE SORGENTI 3 civile prevalente Aree impattate 0 8 5 2 18 contributo misto 2 3 2 12 Lombardia zootecnico prevalente 5 minerale prevalente 2 1 1 fanghi prevalente civile prevalente 4 1 Aree impattate 0 1 17 14 4 contributo misto 10 7 1 Emilia zootecnico prevalente 3 1 Romagna minerale prevalente 1 4 6 3 fanghi prevalente civile prevalente Aree impattate 1 2 1 4 8 contributo misto 2 1 2 7 Veneto zootecnico prevalente minerale prevalente 2 1 fanghi prevalente civile prevalente Friuli Venezia Giulia Aree impattate 0 0 0 4 2 contributo misto 1 1 zootecnico prevalente minerale prevalente 3 1 fanghi prevalente civile prevalente
Sintesi conclusiva (prima fase) - le elaborazioni dell indice SPEC condotte utilizzando le informazioni ottenute con le metodologie 1 e 2, complessivamente, non hanno mostrato scostamenti significativi se non nella distribuzione relativa dei contributi parziali ed in particolare quelli relativi alla sorgente civile che emergono all aumentare della scala di dettaglio - l applicazione della metodologia 3 ha evidenziato incongruenze e sovrastime dovute certamente alle scale di dettaglio differenti utilizzate per l elaborazione dei carichi di azoto
Sintesi conclusiva (prima fase) circa il 50% del territorio può essere descritto da un basso grado di pericolo e che la maggior parte del territorio, indipendentemente dal grado di pericolo ad esso associabile, è prevalentemente soggetto alla presenza di sorgenti multiple il quadro sinottico complessivo evidenzia come il contributo prevalente di natura zootecnica, così come soprattutto quello civile interessano non più del 10% delle superfici regionali, tranne nel Piemonte in cui il primo raggiunge il 19%, né interessano le aree esposte a pericolo alto ed elevato d impatto, se non per limitatissime percentuali delle superficie regionale in Piemonte ed in Lombardia. le valutazioni preliminari condotte ai fini di una validazione delle capacità predittive dell indice hanno evidenziato una più che sufficiente corrispondenza tra le classi a pericolo d impatto crescente e le aree impattate.
Applicazione degli studi isotopici Livello Europeo II fase Livello nazionale 1. Sacchi E., Pilla G., Gerbert-Gaillard L., Zuppi G.M., 2007, A regional survey on nitrate contamination of the Po valley alluvial aquifer (Northern Italy). Int. Symp. on Advances in Isotope Hydrology and its role in Sustainable Water Resources Management, IAEA, Vienna 21-25 May 2007, IAEA-CN-151/34, vol., 2, 471-478 2. M. Lasagna, D. A. De Luca, E. Sacchi, S. Bonetto, 2005, Studio dell origine dei nitrati nelle acque sotterranee piemontesi mediante gli isotopi dell azoto, Giornale di Geologia Applicata 2 137 143 doi: 10.1474/GGA.2005 02.0 20.0046 3. G. Pilla, E. Sacchi, L. Gerbert-Gaillard, G. M. Zuppi, G. F. Peloso, G. Ciancetti, 2005, Origine e distribuzione dei nitrati in falda nella Pianura Padana occidentale (Province di Novara, Alessandria e Pavia) 4. ARPA-Emilia-Romagna, data non presente, Impiego degli isotopi ambientali in ricerche di idrogeologia applicata: definizione dell origine delle acque sotterranee nella Regione Emilia Romagna e dei Nitrati negli acquiferi della pianura piacentina. 5. A. D Antonio, A. Mottola, L. Stellato, T. Di Meo, M. R. Ingenito, C. Lubritto, G. Onorati, 2009, Impiego di tecniche analitiche isotopiche per l individuazione delle fonti di inquinamento da nitrati nelle acque sotterranee in due aree della Campania, EngHydroEnv Geology 12, 71-76 - doi: 10.1474/EHEGeology.2009-12.0-06.0267 6...
Da letteratura Taratura del modello ISONITRATE Dati sperimentali Da ISONITRATE Kendall et al. (2007) + ISONITRATE
grazie per l attenzione!