Tutti i nitrati vengono a galla. I fontanili tra acque sotterranee e superficiali

Raffaella BalestriniCarlo DelconteIstituto di Ricerca sulle Acque – CNR (Brugherio)

1

SQUARING THE CYCLE

OBIETTIVI

Misurare le variazioni stagionali idrologiche e chimiche dei fontanili

Stima dei carichi di azoto e fosforo che confluiscono alle acque superficiali a scala di bacino

Valutare il ruolo dei fontanili nel riciclo dei nutrienti dalleacque sotterranee a quelle superficiali

Monitoraggio intensivo di fontanili selezionati

Valutare gli effetti combinati dell’irrigazione e della fertilizzazione sulla portata e sulla qualità delle acque dei

fontanili

Struttura

Testa

FONTANILI

Tini

Asta

Rivealberate o erbacee

Corpi idrici semi-naturali alimentati dall’acqua sotterraneaGroundwater-dependent ecosystems (Direttiva Quadro)

Zona di transizione tra Alta e Bassa Pianura

Differente permeabilità dei sedimenti alluvionaliAlta Pianura – Alta conducibilità idraulicaBassa Pianura – Bassa conducibilità idraulica

Affioramento delle acque sotterranee

Adda watershedTicino watershed

Fiume Po

AREA DI STUDIO

fontanili

Alta Pianura

Media Pianura

Bassa Pianura

Adda watershedTicino watershed

Ticino: 25 fontanili

Adda: 28 fontanili

AREA DI STUDIO: selezione dei fontanili

Distribuzione geografica Comportamento idrologico Uso del suolo Accessibilità

Dati raccolti

o Portate stagionali

o NO3, NH4, PO4, Cl, SO4

o O2, pH e conducibilità

o Morfologia delle ripe

o Vegetazione in alveo e sulle ripe

o Substrato

o Numero di tini

o Numero di teste

o Uso del suolo agricolo

o Archivio fotografico

Adda: 28 fontanili, 4 stagioni

Ticino: 25 fontanili, 3 stagioniRIS

ULT

ATI Q

L s-1pH Cond

µS cm-1N-NH4µg L-1

P-PO4µg L-1

NO3mg L-1

SO4mg L-1

Clmg L-1

N 109 108 108 109 109 109 109 109

Media 75.3 7.53 571 9.8 12.0 27.7 33.9 18.2

Q L s-1

pH CondµS cm-1

N-NH4µg L-1

P-PO4µg L-1

NO3mg L-1

SO4mg L-1

Clmg L-1

N 72 71 72 73 73 73 73 73

Media 38.9 7.63 430 5.0 8.0 16.7 27.5 10.5

Composizione chimica

Classes (NO3 mg L‐1) 

0 ‐1.99  oligotrofia

2 – 9.99 mesotrofiche

10 – 24.99 eutrofiche

25 – 39.99 eutrofiche 

40 - 50 eutrofiche 

>50 eutrofiche 

 Commissione Europea, 2011. Direttiva “Nitrati” (91/676/CEE). Stato e tendenze dell’ambiente acquatico e delle pratiche agricole. Guida alla stesura delle relazioni degli Stati membri

ISTAT DATA: 6th Agricultural Census 2010

Soana, Racchetti, Bartoli in preparation

RIS

ULT

ATI

Relazioni tra nutrienti e fattori ambientaliSurplus di N

• fontanili

N surplusKg ha-1 anno-1

SIARL: Sistema Informativo Agricolo della Regione Lombardia

Buffer circolare  (diametro= 500m)

Uso del suolo agricoloR

ISU

LTAT

I

R² = 0.459p <0.001

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 20 40 60 80 100

N-N

O3

mg

L-1

% mais

R² = 0.686P<0.001

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00

N-N

O3

mg

L-1% mais

ADDA TICINO

Relazioni tra nutrienti e fattori ambientali

Variazioni stagionali: portata e nitrati

a project funded by

AD

DA

TIC

INO

primavera estate autunno inverno-100

0

100

200

300

400

500

Port

ata

(L s

-1)

Mean Mean±SE Mean±SD

primavera estate autunno inverno0

2

4

6

8

10

12

14

N-N

O3 (

mg

l-1)

Mean Mean±SE Mean±SD

primavera estate inverno

0

50

100

150

200

250

Port

ata

(L s

-1)

Mean Mean±SE Mean±SD

primavera estate inverno0

2

4

6

8

N-N

O3 (

mg

l-1)

Mean Mean±SE Mean±SD

RIS

ULT

ATI

Stima dei carichi di azoto

250 fontanili

104 fontanili

TIC

INO

AD

DA

28% del carico

dell’Adda

29% del carico del

Ticino

Regime idrologico dei fontanili

a) TEMPORANEI con acqua dalla primavera inoltrata fino alla fine dell’estate

b) PERENNI CON MARCATE VARIAZIONI DI FLUSSO che aumenta dalla primavera fino all’estate e diminuisce in autunno e inverno CV%>60

c) PERENNI CON MODERATE VARIAZIONI DI FLUSSO che aumenta dalla primavera fino all’estate e diminuisce in autunno e inverno 30<(CV%)<60

d) PERENNI CON PICCOLE VARIAZIONI 10<(CV%)<30

ADDA

CV% = 0 ‐ 30

CV% = 30 ‐ 60CV% > 60

temporanei

FONTANILEPorzione superficiale dell’acquifero

FONTANILEPorzione superficiale dell’acquifero

TINOPorzione dell’acquifero a 5-10 m di profondità

TINOPorzione dell’acquifero a 5-10 m di profondità

CANALE IRRIGUOAcqua di origine fluvialeCANALE IRRIGUOAcqua di origine fluviale

[NO3-N] = 0.8 mg L-1

[NO3-N] = 4.6 mg L-1

[NO3-N] = 2.6 mg L-1

Influenza dell’irrigazione

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

0

200

400

600

800

1000

mg N‐NO

3L‐

1

Por

tata

L s

-1portataN-NO3 fontN-NO3 tino

0

20

40

60

80

100

0

200

400

600

800

1000

µg P

O4-

P L

-1

Por

tata

L s

-1

portata PO4 font PO4 tino

Influenza dell’irrigazione – fontanili con forti variazioni di portata

CV% > 60

Roggia MerlòRivolta d’Adda (CR)

Influenza dell’irrigazione – fontanili perenni con basse variazioni

8

10

12

14

16

18

20

0

20

40

60

80

100

120

140

N-N

O3

mg

L-1

Porta

ta L

s-1

portata N-NO3 font N-NO3 tino

0

2

4

6

8

10

0

50

100

150

200

N-N

O3

mg

L-1

Porta

ta L

s-1

portata N-NO3 font N-NO3 tino

CV% = 0 ‐ 30

Influenza del regime pluviometrico

0

50

100

150

200

250

Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

mm

mes

e-1

2016 2017 2018

2016 = 773 mm anno-1

2017 = 669 mm anno-1

2018 = 1056 mm anno-1

Inverno 2017: 60 mm

Influenza del regime pluviometrico

20 L s-1

300 L s-1

NO384 mg L-1

27 mg L-1

PO4237 µg L-1

57 µg L-1

800 m

00

05

10

15

20

25

-10 -5 0 5 10 15 20 25 30

18

O v

s SM

OW

15N vs AIR

Liquami, Effluenti da fosse

settiche

Sostanza organica del

suolo

NH4 - NO3Fertilizzanti

sintetici

NH4-NO3Mineralizzazione

di fertilizzanti

nitrificationdenitrification

Caratterizzazione isotopica

R² = 0.659p=0.002

0

10

20

30

40

50

60

70

5 6 7 8 9 10 11 12 13

N-N

O3

δ 15N

Influenza del regime pluviometrico

0

20

40

60

80

100

0

200

400

600

800

1000

µg P

O4-

P L

-1

Porta

ta L

s-1

portata

N-NO3 font

N-NO3 tino

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

0

200

400

600

800

1000

mg N‐NO

3L‐1

Porta

ta L

s-1

portataN-NO3 fontN-NO3 tino

irrigazione pioggia

RACCOMANDAZIONI

I fontanili sono tra i pochi ecosistemi semi-naturali ancora presenti nellaPianura Padana e in grado di fornire molteplici servizi ecosistemici. Ciònonostante vengono attualmente gestiti come semplici canali da sfruttare ascopo irriguo o come recettori di reflui civili.

La riqualificazione dei fontanili può incrementare i processi naturali chefavoriscono la ritenzione dei nutrienti con il risultato di attenuare i carichi di N e Pe migliorare le loro condizioni ecologiche, supportando così la biodiversità e leloro funzioni ricreative.

Una gestione sostenibile della vegetazione presente in alveo (macrofite) e sullesponde (fasce riparie), il cui ruolo nel favorire l’assimilazione dei nutrienti è statoampiamente dimostrato, è facilmente realizzabile e poco costosa (e.g. evitare larimozione totale delle macrofite).

Si propone una gestione delle acque di irrigazione volta a diminuire i volumiutilizzati durante la stagione vegetativa (e.g. micro-irrigazione), ma chegarantisca la presenza costante di acqua nei fontanili anche nella stagioneinvernale attraverso una parziale apertura dei canali irrigui.

Aree di studio

F.Le Fontanin (NO)

F.Le Rile (MI)

Roggia Mischia (MI)

F.Le 4 Ponti (MI)

Cavo Marocco (MI)

F.Le Fontanone (CR)Lago di Candia (TO)

Canale Bedollo (RE)

Grazie a tutti!

Roggia Le Morle (Spino d’Adda - BG)Foto di Balestrini Raffaella