Biomonitoraggio delle acque interne

Biomonitoraggio delle acque interne

Biomonitoraggio dei corsi d'acqua per la classificazione dello stato ecologico

Le componenti monitorate ai fini di classificare lo stato ecologico delle acque interne sono: diatomee, macrofite acquatiche, macrobenthos, fauna ittica, idromorfologia e funzionalità fluviale. La premessa fondamentale che sta alla base della Direttiva 2000/60/CE è la seguente: “l’acqua non è un prodotto commerciale al pari degli altri, bensì un patrimonio che va protetto, difeso e trattato come tale”. I principi ispiratori sono:

• Il principio di precauzione e azione preventiva;
• Il principio della correzione, anzitutto alla fonte, dei danni causati all’ambiente;
• Il principio “chi inquina paga”.

La Direttiva 2000/60/CE viene recepita (nei principi) in Italia con il D.Lgs. 152/2006 e successive modifiche e integrazioni (più una serie di decreti attuativi). La Water Framework Directive (WFD 2000/60/CE) stabilisce gli obiettivi di qualità per i corpi idrici e indica gli elementi di qualità per la classificazione delle acque, adottando un approccio ecologico per la protezione delle acque e integrando monitoraggio chimico e biologico. A livello europeo è stata stabilita una strategia comune di implementazione (Common Implementation Strategy) della WFD, che prevede diversi gruppi di lavoro.

Obiettivi ambientali della WFD

• Impedire il deterioramento dello stato di tutti i corpi idrici;
• Raggiungere il buono stato delle acque superficiali entro 15 anni dall'entrata in vigore della Direttiva, ossia entro fine 2015 (salvo possibili proroghe ed eventuali deroghe);
• Ridurre progressivamente l'inquinamento causato dalle sostanze pericolose prioritarie e arrestare o eliminare gradualmente le emissioni, gli scarichi e le perdite di tali sostanze;
• Raggiungere un buono stato delle acque sotterranee mediante protezione, miglioramento e ripristino dei corpi idrici sotterranei;
• Assicurare un equilibrio tra l'estrazione e il ravvenamento delle acque sotterranee.

Per raggiungere tali obiettivi occorre mettere in atto dei Piani di Gestione, che prevedono una serie di misure e hanno una durata di sei anni. Quando un corpo idrico è interessato da più di un obiettivo, si applica il più rigoroso. Inoltre, è necessario prestare particolare attenzione alle aree protette.

Decreti attuativi e di modifica del D.Lgs. 152/2006

• DM 16 giugno 2008 n. 131, pubblicato sulla Gazz. Uff. n. 187 dell’11/8/2008 regolamento recante i criteri tecnici per la caratterizzazione dei corpi idrici (tipizzazione, individuazione dei corpi idrici, analisi delle pressioni);
• DM 14 aprile 2009 n. 56, pubblicato sulla Gazz. Uff. n. 124 del 30/5/2009 regolamento recante i criteri tecnici per il monitoraggio dei corpi idrici e l’identificazione delle condizioni di riferimento (...);
• DM 17 giugno 2009 pubblicato sulla Gazz.Uff. n. 203 del 2 settembre 2009 individuazione delle informazioni territoriali e modalità per la raccolta, lo scambio e l’utilizzazione dei dati necessari alla predisposizione dei rapporti conoscitivi sullo stato di attuazione degli obblighi comunitari e nazionali in materia di acque;
• DM 156/2013 regolamento recante i criteri tecnici per l’identificazione dei corpi idrici artificiali e fortemente modificati per le acque fluviali e lacustri;
• DM 8 novembre 2010 n. 260 pubblicato sulla Gazz. Uff. n. 31 del 7/2/2010 regolamento recante i criteri tecnici per la classificazione dello stato dei corpi idrici superficiali e per la modifica delle norme tecniche del decreto legislativo 3 aprile 2006 n. 152;
• D.Lgs. 13 ottobre 2015 n. 172. attuazione della Direttiva 2013/39/UE, che modifica le direttive 2000/60/CE per quanto riguarda le sostanze prioritarie nel settore della politica delle acque.

Rispetto alla legislazione previgente in materia di monitoraggio delle acque (D.Lgs. 152/1999), la Direttiva 2000/60 e il D.Lgs. 152/2006 pongono l’obbligo di tenere conto dei tipi di corpi idrici, istituiscono un maggior numero di indicatori biologici da considerare (non più solo i macroinvertebrati) e prendono in considerazione anche aspetti idromorfologici e idrologici.

Classificazione dello stato ecologico e chimico (D.M. 260/2010)

Per la determinazione dello stato ecologico dei corsi d’acqua vengono monitorati gli Elementi di Qualità Biologica (EQB) e altri elementi a sostegno, i quali possono essere:

• Parametri chimico-fisici Livello di Inquinamento da Macrodescrittori (LIMeco), nutrienti (NO₃, NH₄, P totale) e ossigeno disciolto;
• Inquinanti specifici non compresi nell’elenco di priorità.

Gli EQB monitorati nel quadriennio 2010-2013 nei corsi d’acqua del Veneto sono stati i macroinvertebrati, le diatomee e le macrofite. Non è stata invece monitorata la fauna ittica. Allo stato attuale permangono delle criticità legate alle metriche sviluppate a livello nazionale per i diversi EQB.

Elementi di qualità per la classificazione dello stato ecologico

• Macroinvertebrati bentonici
• Diatomee
• Macrofite
• Fauna ittica
• Fitoplancton (laghi)

Elementi a sostegno dello stato ecologico: NO₃, NH₄, P totale e O₂ per i fiumi (macrodescrittori – LIMeco); P totale, trasparenza e O₂ per i laghi.

La normativa prevede tre tipi di biomonitoraggio:

• Monitoraggio di sorveglianza: fondamentale per valutare e classificare lo stato complessivo delle acque superficiali di ciascun bacino, serve anche per valutare le variazioni a lungo termine di origine naturale e antropica e tenere sotto controllo i siti di riferimento. Si effettua almeno una volta ogni sei anni (periodo di validità di un Piano di Gestione) e prevede il monitoraggio di tutti gli EQB (ad eccezione del fitoplancton lacustre, che deve essere monitorato con frequenza sessennale dopo aver avviato una prima campagna di tre anni con la raccolta di almeno 18 campioni) e di specifici parametri chimici e idromorfologici. Fa parte di questo tipo di monitoraggio anche la Rete Nucleo, che però prevede un ciclo di monitoraggio annuale per gli elementi chimici e triennale per le componenti biologiche su siti di riferimento e stazioni di foce. Anche in questo caso vanno monitorati tutti gli EQB (ad eccezione del fitoplancton lacustre, che viene monitorato con frequenza annuale di 6 campioni/anno).
• Monitoraggio operativo: si effettua per i corpi idrici a rischio di non raggiungere gli obiettivi e prevede il monitoraggio triennale degli EQB (ad eccezione del fitoplancton lacustre, che va monitorato con frequenza annuale di 6 campioni/anno), il monitoraggio annuale dei parametri chimici (frequenza annuale) e il monitoraggio dei parametri idromorfologici (una volta nell’arco di un Piano di Gestione) più sensibili alle pressioni insistenti sui corpi idrici, desunte dall’Analisi delle Pressioni.
• Monitoraggio di indagine: si effettua nel caso in cui non si riesca a risalire alle cause di un mancato raggiungimento degli obiettivi di qualità o nel caso di inquinamento accidentale per monitorarne l’entità.

Frequenze di campionamento minime degli EQB nell’anno di monitoraggio:

• Macrobenthos 3 campagne/anno;
• Macrofite 2 campagne/anno;
• Diatomee 2 campagne/anno;
• Fauna ittica 1 campagna/anno.

Elementi di Qualità Biologica (EQB)

L’analisi delle differenti comunità biologiche prevede le seguenti fasi, che avvengono con modalità differenti attraverso metodiche standardizzate:

1. Campionamento (il manuale di riferimento è “Metodi biologici per le acque superficiali interne” n.111/2014);
2. Valutazione della consistenza della comunità attraverso differenti metodologie (conteggio, valutazione delle superfici di ricoprimento);
3. Analisi della composizione della comunità tramite l’identificazione tassonomica dei gruppi (famiglie, generi, specie) che la compongono;
4. Elaborazione dei dati per l’applicazione di indici sintetici, specifici per ogni tipologia di comunità richiesti dalla normativa vigente. Tali indici tengono conto della consistenza della comunità e della sua composizione specifica, valutando il grado di sensibilità dei differenti gruppi sistematici ai diversi fattori di disturbo. Il giudizio complessivo viene dedotto in base alla comunità che ha dato risultati peggiori, che quindi viene ritenuta la più sensibile a determinati fattori di alterazione.

Per gli elementi biologici la classificazione si effettua sulla base del valore del Rapporto di Qualità Ecologica (RQE), dato dal rapporto tra il valore del parametro biologico osservato e il valore dello stesso parametro corrispondente alle condizioni di riferimento per il tipo di corpo idrico in osservazione. La qualità, espressa in cinque classi, può variare da elevata a cattiva.

Nel DM 260/2010 le varie tipologie fluviali sono state accorpate in gruppi (macrotipi) a cui fanno riferimento le tabelle che riportano i limiti di classe per la classificazione. Per quanto riguarda i macroinvertebrati bentonici e le diatomee, i tipi fluviali (Allegato 3 al D.Lgs. 152/2006) sono aggregati in 8 macrotipi; per quanto riguarda le diatomee, invece, in 12 macrotipi. Nelle tabelle seguenti sono riportati tutti i macrotipi italiani e quelli di interesse per il Veneto (in azzurro e verde):

Macrotipi fluviali italiani e rapporto tra tipi fluviali per macroinvertebrati e diatomee (D.Lgs. 152/2006)

Macrotipi fluviali italiani per le macrofite

Le idroecoregioni sono definite dall’Allegato 2 alla parte III del D.Lgs. 152/2006. Nel Veneto sono presenti le idroecoregioni Alpi Centro Orientali (3), Prealpi/Dolomiti (2) e Pianura Padana (6).

Macroinvertebrati bentonici

I macroinvertebrati bentonici (o macrobenthos) rappresentano la comunità animale che vive sul fondo dei corsi d’acqua e comprende organismi invertebrati di dimensioni superiori al mm di lunghezza. La maggior parte degli organismi che si possono trovare nei nostri corsi d’acqua è costituita da insetti appartenenti a diversi ordini (Plecotteri, Efemerotteri, Tricotteri, Odonati, Ditteri…), che trascorrono la vita larvale nell’ambiente acquatico. Altri gruppi zoologici presenti sono crostacei (gamberi, gammaridi) e anellidi (vermi, sanguisughe). I macroinvertebrati bentonici sono considerati buoni indicatori dello stato di qualità delle acque per numerosi motivi. Sono stati precedentemente alla base del metodo IBE, e sono ora alla base del metodo MacrOper (indice STAR-ICMi).

Caratteristiche che rendono i macroinvertebrati dei buoni indicatori

• I diversi gruppi presentano differenti sensibilità all’inquinamento;
• Numerose specie sono sensibili all’inquinamento e reagiscono prontamente (ad esempio, la diminuzione dell’ossigeno in acqua determina la scomparsa delle specie più sensibili a vantaggio di quelle più resistenti);
• Esiste una conoscenza approfondita dell’ecologia di numerose specie;
• Vivono sul fondo dei corsi d’acqua senza grandi migrazioni, di conseguenza rispondono bene alle variazioni della qualità dell’acqua del luogo in cui vivono e indicano con immediatezza le eventuali alterazioni dell’ambiente;
• Presentano una fase larvale di durata spesso superiore ad un anno, quindi sono presenti stabilmente nel corso d’acqua e ciò permette di rilevare impatti protratti nel tempo;
• Sono facilmente campionabili e più facilmente riconoscibili e classificabili rispetto ad altri gruppi faunistici.

In Italia, il precedente metodo di riferimento per la classificazione dei macroinvertebrati (fino all’abrogazione del D.Lgs. 152/1999) era l’Indice Biotico Esteso (IBE), a cura del biologo Ghetti. Tale metodo si basava sulla diversa sensibilità agli inquinanti di alcuni gruppi faunistici e sulla ricchezza in taxa della comunità complessiva. Non prevedeva però una valutazione numerica dell’abbondanza di ogni singolo taxon rilevato. Lo stato ecologico veniva valutato confrontando il risultato dell’IBE con quello dei macrodescrittori (LIM), ed era dato dal risultato peggiore tra i due.

La Direttiva 2000/60/CE ha introdotto una definizione dello stato di qualità dei corsi d’acqua basata su composizione e abbondanza delle comunità biologiche, tra cui il macrobenthos. Con il D.Lgs. 152/2006 è stato quindi introdotto nella normativa italiana un metodo che soddisfi le richieste della Direttiva europea: il decreto attuativo n. 260/2010, recante i criteri tecnici per la classificazione dei corpi idrici superficiali, prevede l’utilizzo del sistema di classificazione MacrOper, basato sul calcolo dell’indice multimetrico STAR-ICMi, in relazione alla comunità macrobentonica. I manuali di riferimento sono: "Metodi biologici per le acque superficiali interne" (n. 111/2014, riferito al campionamento) e "Linee guida per la valutazione della componente macrobentonica fluviale ai sensi del DM 260/2010" (manuale ISPRA n. 107/2014).

Campionamento del macrobenthos

Il campionamento del macrobenthos è diverso per i fiumi guadabili e non guadabili.

Fiumi guadabili

Per i fiumi guadabili il riferimento è "Metodi biologici per le acque superficiali interne" (manuale n. 111/2014, ex "Protocollo di campionamento dei macroinvertebrati bentonici dei corsi d’acqua guadabili" a cura di ISPRA, MATTM, ARPA e ISS). Lo strumento utilizzato per il campionamento è un retino immanicato o un retino Surber. Ogni campione prelevato è costituito da un minimo di 10 repliche e un massimo di 20 repliche (per il monitoraggio di sorveglianza), distribuite proporzionalmente tra i microhabitat e le tipologie di flusso, con una superficie totale di campionamento di 1 m². I mesohabitat sono dati dall’alternanza tra raschi e pozze (riffle e pool). Nei casi in cui non sia possibile riconoscere tale alternanza, si effettua un campionamento generico.

Fiumi non guadabili

Per i fiumi non guadabili, la tecnica di campionamento prevede l’utilizzo dei Substrati Artificiali (SA) a lamelle, secondo il notiziario dei metodi analitici IRSA CNR n. 1/2007 "Macroinvertebrati acquatici e Direttiva 2000/60/CE (WFD)".

Tipi di monitoraggio e unità campionarie:

• Monitoraggio operativo: corpi idrici a rischio di non raggiungere il giudizio buono della Direttiva Acque (10 repliche).
• Monitoraggio di sorveglianza: corpi idrici non a rischio, siti di riferimento (20 repliche, esempio: 10 in riffle + 10 in pool, o 10 in generico (1) + 10 in generico (2)).

Tipi di flusso:

• FF Caduta libera
• CH Flusso veloce
• BW Onde interrotte
• UW Onde continue
• CF Flusso caotico
• RP Increspato
• UP Risalita verso l’alto (upwelling)
• SM Liscio
• NP Non percepibile
• NO Non osservato