Riciclo dell’azoto nitrico ed emissione di gas serra nei fontanili

Abstract

Nel bacino del fiume Po le attività agricole hanno determinato flussi verticali di macro e micro-inquinanti, diretti dai campi verso le falde acquifere, in particolare di nitrato e di erbicidi. L'eccesso di ione nitrato nelle falde porta a problemi per la potabilità delle acque e, una volta che queste acque raggiungono la superficie, ad una potenziale eutrofizzazione dei reticoli idrografici principale e secondario. I processi che portano alla formazione e alla degradazione del nitrato nelle acque sotterranee producono metaboliti tra i quali l'N2O, gas con un elevato potenziale serra ed in grado di distruggere l'ozono stratosferico. In questo lavoro di tesi sono stati indagati i pattern di formazione e di dispersione di nitrato, protossido di azoto e di erbicidi nei fontanili, particolari ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee localizzati nella fascia di media pianura del nord Italia. Gli obiettivi secondari della tesi sono stati quelli di valutare il riciclo di nitrato verso il reticolo idrografico superficiale, di quantificare le emissioni di N2O dai fontanili, di inferire i processi che legano il nitrato all'N2O, di evidenziare trend temporali e spaziali delle caratteristiche chimico-fisiche delle acque dei fontanili e di tracciare il destino degli erbicidi dal campo coltivato verso il fontanile. Un numero di fontanili variabile, localizzati prevalentemente nell'area di media pianura compresa tra Adda e Mincio, è stato analizzato al fine determinare le caratteristiche chimico-fisiche dell'acquifero superficiale in corrispondenza della fuoriuscita dell'acqua dai tubi di drenaggio dei fontanili. Attraverso diversi metodi sono state determinate le concentrazioni delle forme inorganiche dell'azoto (NH4+, NO2-, NO3-), dei gas disciolti (N2O, CO2, CH4) e dei principali erbicidi utilizzati nell'area di studio. I risultati indicano un accumulo nell'acquifero superficiale di NO3-, con concentrazioni maggiori di 50 mg l-1, e di N2O, con concentrazioni di due ordini di grandezza maggiori rispetto all'equilibrio acqua-atmosfera. Non sono state evidenziate forti variazioni temporali nelle concentrazioni di questi due inquinanti, a significare carichi costanti durante tutto l'anno verso il reticolo idrografico superficiale e l'atmosfera. L'unico erbicida rinvenuto nelle acque dei fontanili è stato la terbutilazina (TBA) e il suo prodotto di degradazione desetil-terbutilazina, utilizzati per il diserbo del mais, coltura prevalente nell'area di studio. Analisi dei tempi di emivita della TBA indicano una distanza dalla fonte di inquinamento minore di 5 km e quindi un inquinamento circoscritto nello spazio. Questo lavoro di tesi ha permesso di mettere in evidenza l'importanza dell'acquifero superficiale come sink e source di macro e micro-inquinanti di origine agricola. In un contesto di miglioramento qualitativo delle acque superficiali, politiche volte ad un'ottimizzazione delle pratiche agricole potrebbero risultare inefficaci sul breve termine. Da qui la necessità di studi multidisciplinari per risolvere un problema molto complesso, quale quello dei movimenti degli inquinanti nelle acque di falda.