Alterazioni nel regime idrogeologico nel fiume Po: analisi delle implicazioni nella composizione e nelle trasformazioni dei carichi di N E P.

Abstract

Il regime idrologico è il determinante principale della struttura e della funzionalità degli ecosistemi acquatici lotici (Ward & Stanford,1989; Richter et al. 1996; Bunn & Arthington, 2002; Freeman & Marcinek, 2006). Le alterazioni nel regime idrologico interessano su scala globale gli ecosistemi fluviali e sono riconosciute come impatti diretti o indiretti delle intense attività antropiche (Poff et al.). Il mio progetto di tesi è dedicato all’approfondimento dell’effetto di due forzanti idrologiche nel fiume Po: gli eventi di piena e le opere di bacinizzazione. Una prima parte del progetto riguarda l’analisi della distribuzione dei carichi dei nutrienti durante gli eventi di piena, attuata attraverso una campagna di monitoraggio intensiva effettuata dal 2003 al 2007 in stazione di chiusura di bacino (Pontelagoscuro, Fe). La frequenza di campionamento si è rilevata cruciale nel determinare i carichi transitanti e nell’evidenziare i rapporti tra portata e principali parametri idrochimici ed è stato pianificato per tutto il 2008 anche un monitoraggio bisettimanale nel tratto potamale del fiume Po (Viadana, Mn) per approfondire l’evoluzione dei carichi, appunto, con la portata. Questo si è reso necessario data la scarsa disponibilità di dati esistenti in materia: per il fiume Po, parametri come la Silice Reattiva Disciolta o la frazione particellata di Fosforo vengono scarsamente considerati nei monitoraggi pregressi, anche se risultano avere un ruolo importante nei processi di eutrofizzazione degli ecosistemi lotici e costieri (Turner et al., 2003; Owens & Walling, 2002; Ittekkot,2000). I risultati evidenziano un ruolo dominante degli eventi di piena nella distribuzione spaziale e temporale dei carichi di Fosforo. Gli intensi processi erosivi che si attuano durante i transitori idrologici di piena aumentano il carico particellato di Fosforo ed il contributo del trasporto durante questi eventi rappresenta in media il 33.6 ± 6.3 % del carico totale annuo di Fosforo che nel periodo di analisi (2003-2007) non supera mai il valore di 10000 t P/a. Il rilascio del carico in tempi brevi è associata al trasporto soprattutto della componente particellata sospesa nella massa d’acqua, che negli eventi di piena più consistenti è costituita per circa il 50% da materiale organico refrattario e per un ulteriore 30-35% dalle componenti inorganiche legate al calcio, che sono particolarmente insolubili. Una velocità così elevata del rilascio del carico si configura come una sorta di “flash loading”, in cui si riconoscono fenomeni di hysteresis (Bowes et al.,2005) nell’evoluzione delle concentrazioni di Fosforo Particellato rispetto alle portate. Una parte consistente del carico del fosforo potrebbe non avere effetti biologici importanti, almeno nel breve termine. Una prima evidenza della scarsa biodisponibilità del fosforo particellato si è avuta da alcuni esperimenti svolti con Ulva sp., un’alga verde a rapida crescita. Il carico di Azoto risulta invece essere significativamente correlato alla portata del fiume (r = 0.877) e non alle caratteristiche idrodinamiche del transitorio. Nella seconda parte del mio progetto di tesi mi sono occupata dello studio dei potenziali effetti della regolazione del deflusso operata dallo sbarramento di Isola Serafini (Pc) sulla formazione dei carichi a valle e sulla loro trasformazione da monte a valle dello sbarramento. Sono stati caratterizzati i comparti acquatici e bentonici di stazioni a monte, nel bacino e a valle dello sbarramento per poter tracciare l’evoluzione dei carichi e poterne confrontare i parametri metabolici. E’ stato verificato come l’azione di rigurgito esercitato dallo sbarramento rallenti la velocità di corrente ed abbatta (sino all’80%) il carico particellato nel bacino. L’abbattimento del carico particellato nel bacino implica un accumulo di nutrienti e di materiale organico nei sedimenti. Nei sedimenti del bacino il contenuto di sostanza organica del sedimento è correlato in modo positivo con il consumo di ossigeno del sedimento e qui (3.2 ±0.6 mol O2 m-2 h-1) il tasso di rspirazione è quasi doppio rispetto alla stazione di monte (1.8 ±0.3 mol O2 m-2 h-1). Analogamente nel bacino risultano maggiori i tassi di rigenerazione di NH4+, NO3-, NO2-, PO43-, SiO2 e si riscontrano differenze nei flussi e tassi di rigenerazione delle altre specie chimiche indagate. Nel bacino, la ridotta velocità di corrente permette lo sviluppo di comunità fitoplanctoniche e durante le fioriture estive si verifica ,solo nel bacino, un abbattimento della silice reattiva pari a circa il 20% rispetto alle concentrazioni entranti. Meno rilevante è l’abbattimento di azoto e fosforo inorganici.