Monitoraggio idrogeologico

Monitoraggio idrogeologico

Considerando una precipitazione media di circa 296 km³ sulla superficie italiana vediamo che: circa la metà evapotraspira, una buona parte ruscella e circa 40-50 km³ si infiltrano. Il deflusso totale verso il mare si attesta intorno ai 155 km³.

A livello globale, il consumo principale delle acque superficiali, ma anche di quelle sotterranee, deriva dall’agricoltura. In generale, le acque sotterranee, poiché più pregiate, vengono utilizzate maggiormente per il consumo umano.

Parlando di acque superficiali e sotterranee stiamo facendo una semplificazione. In realtà, le acque superficiali e quelle sotterranee sono una risorsa unica (c’è uno scambio continuo). Le acque sotterranee circolano in sistemi di fratture o all’interno della porosità interstiziale. L’acqua piovana attraversando all’interno del mezzo poroso interagisce con la roccia e quindi passa da essere priva di sali ad avere un’acqua sotterranea con la sua facies idrochimica (determinata dai sali disciolti).

Valore di fondo e inquinamento

Bisogna fare una distinzione fra valore di fondo e inquinamento. Il primo è determinato dall’interazione acqua-roccia che può, ad esempio, determinare un aumento della concentrazione di arsenico. L’inquinamento invece è responsabilità dell’uomo! Esso può derivare dall’attività agricola (nitrati, pesticidi…), industriale (discariche, punti vendita del carburante…), centri abitati (scarichi urbani, runoff urbano ovvero infiltrazione di composti legati al traffico urbano).

Utilizzo delle acque sotterranee

Le acque sotterranee in Europa sono largamente utilizzate per il consumo umano, soprattutto dove sono più abbondanti e di qualità adeguata. Malta utilizza in parte acque sotterranee e in parte si affida ad impianti di desalinizzazione (densità di popolazione elevata). In Italia le acque utilizzate per il consumo umano derivano per l’86% da acque sotterranee e la restante parte da acque di superficie (Sardegna, Umbria). In Italia lì dove le acque sono inquinate vanno trattate. In genere vengono trattate al punto di captazione.

Importanza del monitoraggio delle acque sotterranee

Il termine monitoraggio ha una connotazione temporale, si vuole osservare qualcosa che evolve nel tempo. In realtà, il monitoraggio è più una fotografia di un certo momento, spesso non ha una prosecuzione.

Obiettivi del monitoraggio chimico

• Descrivere la composizione chimica delle acque sotterranee (elementi maggiori e minori, inquinanti…)
• Identificare la presenza e la distribuzione spaziale degli inquinanti
• Identificare le tendenze delle concentrazioni di sostanze inquinanti e delle sostanze naturali nel tempo
• Misurare l'efficacia delle misure applicate per proteggere e preservare i sistemi acquiferi, per prevenire o limitare gli input di inquinanti e per invertire i trend di aumento della concentrazione degli inquinanti

Il monitoraggio prolungato nel tempo inoltre ci aiuta a vedere se ci sono delle tendenze, sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo. Ad esempio, variazione dei livelli piezometrici, variazione nella ricarica delle falde, variazione nello stato di inquinamento ecc., anche in relazione a cambiamenti climatici.

Il monitoraggio delle acque sotterranee è un elemento essenziale in qualsiasi sistema di informazione ambientale. Sulla base dei dati convalidati di monitoraggio delle acque sotterranee, vengono fornite informazioni su quali possono essere prese delle decisioni.

• Il monitoraggio costante fornisce i dati necessari per il sistema di informazione ambientale ed è fondamentalmente la base del processo decisionale relativo alla pianificazione territoriale e all'adattamento ai cambiamenti climatici.
• Il monitoraggio prolungato delle acque sotterranee permette di:
  • Controllare la sostenibilità a lungo termine di una falda acquifera come approvvigionamento idrico sicuro e stabile e adeguare di conseguenza le politiche appropriate.
  • Identificare i contaminanti, stimare la velocità e la direzione del flusso di contaminazione e ridurre le sorgenti di contaminazione.
  • Gestire i livelli di acque sotterranee e prevenire i danni dovuti a intrusione di acqua salata, siccità o alluvioni. La rete di monitoraggio delle acque sotterranee fornisce i dati su quali progettare ed eventualmente modificare il sistema di gestione dell'acqua.
  • Adattarsi ai cambiamenti climatici. La rete di monitoraggio delle acque sotterranee consentirà ai gestori idrici e ai Comuni/Protezione Civile di emettere tempestivamente avvisi di siccità o alluvioni e di adottare misure di mitigazione appropriate.

Prospettive attuali e future del monitoraggio

20° secolo: Basato prevalentemente su osservazioni in situ:

• Pozzi
• Sorgenti
• Cartografie tradizionali, sistemi GIS

21° secolo: Remote sensing → Per tenere sotto controllo a livello globale l’andamento quantitativo delle acque sotterranee. Attraverso:

• Gravimetria satellitare: Individuate variazioni gravimetriche di certe zone crostali vengono messe in relazione a variazioni di contenuto d’acqua
• Sensori aviotrasportati (Airborne Electro Magnetism) che misurano l’elettromagnetismo. Utili per studiare intrusioni saline.

Programmi di partecipazione pubblica «citizen science» → Coinvolgere la popolazione per il monitoraggio dell’area in riferimento principalmente alle acque superficiali. Si va a rendere la popolazione più consapevole ed informata anche per modificare alcune abitudini (non innaffiare il prato in estate…)

Direttiva quadro e acque sotterranee: obiettivi

Con la direttiva quadro si è cominciato a vedere il ciclo dell’acqua in termini di processo. Si è passati da un approccio in cui il controllo sull’acqua veniva fatto al punto di captazione ad uno in cui il controllo inizia dal bacino idrico o dell'acquifero ovvero da dove si formano le acque. Prima della direttiva quadro c’era una direttiva per le acque sotterranee del 1980.

Gli obiettivi principali della direttiva quadro sono:

1. Raggiungere un buono stato di tutti i corpi idrici, superficiali e sotterranei, attraverso la protezione di quelli che sono in buono stato e la bonifica di quelli che non lo sono. Si considera sia lo stato chimico che quantitativo delle acque sotterranee.
2. Prevenire e limitare l’arrivo di tutti gli inquinanti nelle acque superficiali e sotterranee e invertire i trend. Viene posta una particolare attenzione alle aree legate all’estrazione dell’acqua potabile.

La direttiva sulle acque è molto finalizzata alla protezione degli ecosistemi delle acque superficiali e degli ecosistemi terrestri sostenuti dalle acque superficiali (zone umide). Gli stati del sud Europa e anche l’Italia hanno partecipato in maniera marginale a questo. Questo perché non viene preso in considerazione il diverso assetto dei paesi.

Direttiva quadro e acque sotterranee: obiettivi specifici

• Dei tre principali obiettivi ambientali per le acque sotterranee stabiliti nella direttiva quadro acque e nella GWD, due sono nuovi: stato e tendenze. In precedenza non vi era alcun obbligo a livello europeo per classificare i corpi idrici sotterranei o identificare le tendenze degli inquinanti. Il terzo obiettivo - prevenire o limitare gli input di inquinanti - non è nuovo. Un requisito analogo era già in vigore attraverso la prima versione della direttiva sulle acque sotterranee (80/68 / CEE).
• Gli obiettivi per le acque sotterranee si completano a vicenda e forniscono le basi per un'efficace protezione e gestione delle acque sotterranee. Ad esempio, misure per “prevenire o limitare” mirano a proteggere le acque sotterranee dalle pressioni e dagli impatti attuali e futuri su scala locale, l'inversione di tendenza affronta gli impatti esistenti e la valutazione dello stato fornisce la base per stabilire gli obiettivi specifici richiesti per raggiungere tutti gli obiettivi.
• Raggiungere un buono stato significa che la qualità delle acque sotterranee deve soddisfare una serie di condizioni definite nella direttiva quadro acque e nella direttiva quadro acque sotterranee. I parametri che devono essere utilizzati in questa valutazione includono la conducibilità elettrica e le concentrazioni di inquinanti.
• Per valutare lo stato è necessario istituire un sistema che possa essere applicato a tutti i corpi idrici sotterranei. Questo sistema deve essere in grado di consentire la derivazione e l'applicazione di standard ambientali per le acque sotterranee per determinare lo stato di un corpo idrico sotterraneo, e quanta deviazione c'è dal buono stato se un corpo è in cattivo stato.

La direttiva quadro chiede che tutti i corpi raggiungano un buono stato, ovvero la qualità delle acque soddisfi alcune condizioni al fine di tutelare gli ecosistemi delle acque superficiali. Le acque sotterranee nella direttiva servono solo a sostenere le acque superficiali che a loro volta sostengono gli ecosistemi. Non interessa quindi che le acque sotterranee siano in buono stato di per sé, meno a che non vi sia un punto di captazione (uso umano).

Per capire se le acque sono in buono stato, a livello europeo, sono stati introdotti degli standard di qualità. Gli standard per nitrati e pesticidi sono uguali per tutti gli stati membri. Altri vengono definiti per ciascuno stato membro. Non ci si riusciva a mettere d’accordo. Attualmente si sta cercando di stabilire degli standard comuni per tricloroetilene e tetracloroetilene.

Procedura di valutazione delle acque sotterranee

Il modello concettuale è il pilastro fondamentale di tutto quello che si fa nel monitoraggio. Una volta definito il modello concettuale si può progettare il monitoraggio e metterlo in pratica. Andranno valutati gli elementi richiesti dalla normativa quadro sullo stato chimico e quantitativo: intrusione salina, impatto delle acque sotterranee sugli ecosistemi superficiali, ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee, protezione del legittimo uso delle acque sotterranee e bilancio idrico.

Valutazione e classificazione della qualità delle acque sotterranee

• Poiché i sistemi di acque sotterranee sono complessi e le condizioni naturali possono portare a concentrazioni elevate di sostanze che sono anche inquinanti, ad es. metalli, e ad aumentare altri parametri come la conducibilità, gli standard ambientali fungono da fattori scatenanti per ulteriori indagini.
• Questa ulteriore indagine determina le condizioni per un buono stato e se sono soddisfatte in ciascun corpo idrico sotterraneo. Poiché la classificazione delle acque sotterranee deve tenere conto delle caratteristiche uniche di ciascun corpo idrico sotterraneo oggetto di valutazione, gli standard ambientali possono differire tra i corpi idrici per gli stessi inquinanti.
• Gli standard, il modo in cui sono stati applicati e le azioni necessarie per raggiungere / mantenere un buono stato devono essere tutti pubblicati nei piani di gestione dei bacini idrografici, uno dei prodotti obbligatori per la direttiva quadro. Oltre a raggiungere un buono stato, i corpi idrici non devono deteriorarsi. Prevenire o limitare gli input di inquinanti sono i meccanismi attraverso i quali ciò può essere ottenuto. Se adeguatamente attuate, le misure che impediscono o limitano gli input di inquinanti garantiranno che non si verifichino deterioramenti futuri della qualità e quindi dello status e, a tempo debito, comporteranno l'inversione delle tendenze al rialzo.
• L'obiettivo di prevenzione o limitazione della direttiva quadro sulle acque estende il regime della precedente direttiva sulle acque sotterranee (Commissione europea, 1980) estendendo il campo di applicazione degli inquinanti a tutti quelli che potrebbero potenzialmente portare al mancato raggiungimento di uno o più obiettivi ambientali. Ha l’obiettivo di proteggere le acque sotterranee sia alla scala del corpo idrico sotterraneo che a quella locale, per evitare danni ai recettori dipendenti dalle acque sotterranee, ad es. acque superficiali e zone umide e per proteggere le acque sotterranee come risorsa idrica.

Stato chimico delle acque sotterranee e pressioni

Messaggi chiave

• Un totale del 74% dei corpi idrici sotterranei dell'UE (per area) è in buono stato chimico.
• Attraverso l'inquinamento da nitrati e pesticidi, l'agricoltura è la principale pressione che causa il mancato raggiungimento di un buono stato chimico nelle acque sotterranee. I nitrati colpiscono oltre il 18% dell'area dei corpi idrici sotterranei.
• In totale, 160 inquinanti (inclusi pesticidi) hanno causato il mancato raggiungimento di un buono stato chimico. La maggior parte è stata segnalata solo in alcuni Stati membri e solo 15 sono stati segnalati da cinque o più Stati membri.
• C'è stato solo un limitato miglioramento dello stato chimico delle acque sotterranee tra il primo e il secondo RBMP (piano di bacino) a causa della pressione sostenuta dall'agricoltura e dei lunghi tempi di recupero.

La valutazione delle risorse europee

• Negli anni ‘70 ci si è accorti che le acque sotterranee erano inquinate.
• Nel 1982, la Direzione Generale per l’Ambiente, la Protezione del Consumatore e la Sicurezza Nucleare della Comunità europea effettuò un’ampia valutazione delle risorse idriche sotterranee negli Stati Membri (all’epoca nove). Tale valutazione consistette in un’indagine generale (Risorse idriche sotterranee della Comunità europea: relazione di sintesi) ed in relazioni dei singoli Stati Membri. Detta valutazione riguardava principalmente la quantità delle acque sotterranee. Dal momento della sua pubblicazione, l’attenzione in Europa (e negli Stati Uniti) si è maggiormente rivolta alla qualità e non solo si è assistito ad un grande miglioramento dei programmi di monitoraggio della qualità delle acque sotterranee, ma molti schemi per la protezione delle stesse acque sono stati posti in essere.
• Il 90% delle risorse sotterranee provengono dal 50% del territorio italiano, quindi il monitoraggio sarà principalmente concentrato in quel 50% del territorio. Distinguiamo diversi complessi:
  • Vulcaniti
  • Calcari
  • Depositi alluvionali (depressioni alluvionali)

Quadro normativo: chi e perché chiede di monitorare la qualità dell’acqua

Perché si monitora la qualità delle acque? Perché ci si è accorti che le acque sotterranee, che si ritenevano protette, si sono rivelate inquinate. Si è notato ciò alla fine degli anni ‘60 - primi ‘70. Un paio di decenni dall’inizio della forte industrializzazione che c’è stata a partire dagli anni 50. Nascono quindi le prime normative negli anni 70 (sia in Italia che in Europa).

• Evoluzione della normativa in materia di tutela delle acque in Italia (dalla L. Merli (1976) al Dlgs 152/2006)
• Normativa europea e nazionale sullo stato delle acque sotterranee alla scala di corpo idrico
  • Direttiva Quadro Acque (2000/60/CE), Direttiva Acque Sotterranee (2006/118/CE) → Dlgs 152/2006 (parte terza, la difesa del suolo e la lotta alla desertificazione, la tutela delle acque dall'inquinamento e la gestione delle risorse idriche); Dlgs 30/2009 e s.m.i.; DECRETO MINISTERIALE MATTM 6 luglio 2016.
  • Direttiva nitrati (91/676/EEC ) → Dlgs 152/2006
• Normativa europea e nazionale in relazione al monitoraggio alla scala di SITO (attività industriali principalmente puntuali):
  • Controllo dell’impatto delle attività antropiche alla scala di sito (impianto industriale, siti da bonificare, etc) → Dlgs 152/2006 (parte seconda, procedure VIA, VAS, ICCP(AIA); parte quarta, titolo V, bonifica di siti contaminati)
  • Direttiva Discariche (1999/31/CE; modificata da 2018/850/UE) → Dlgs 36/2003

Monitoraggio delle acque per il consumo umano

• Direttiva Acque per il consumo umano (98/83/CE) → Dlgs 31/2001
• Dal 12/01/2021 è in vigore la nuova Direttiva UE/2020/2184 sulla qualità delle acque destinate al consumo umano «RISK BASED» che mette in relazione il monitoraggio al punto di utilizzo («al rubinetto») con il monitoraggio nel corpo idrico (INTEGRATO CON LA DQA) in base alle pressioni e ai rischi → WATER SAFETY PLANS.

Finalmente si mette in relazione il monitoraggio al punto di utilizzo o captazione con il monitoraggio nel corpo idrico a monte (sia superficiale che sotterraneo).

Per il consumo umano non mi interessa se l’acqua sia stata inquinata da attività antropica o se per motivi naturali non è adatta al consumo umano.

Ricapitolando

Il Dlgs 30/2009 è specifico per acque sotterranee. Il Dlgs è diviso in quattro parti. La parte seconda recepisce la direttiva IED e tratta le procedure la valutazione ambientale strategica, la valutazione di impatto ambientale e le modalità per l'erogazione dell’autorizzazione integrata ambientale. Tale autorizzazione deriva da importanti direttive europee. L’IPPC (integrated pollution prevention control) è stata abrogata/assorbita dalla successiva IED (industrial emission direct). Tali direttive sono state emesse per avere un’omogeneità a livello europeo sulla prevenzione e controllo delle emissioni industriali.

A noi interessa l’AIA che contiene il piano di monitoraggio e controllo per le discariche e gli impianti industriali. La parte terza recepisce quello che era noto come legge 183/1989 (prima legge italiana sulla difesa del suolo) e le richieste europee che stanno nella direttiva quadro sulle acque.