Gli ambienti lacustri italiani: Corso di formazione QUALITÀ DELL’AMBIENTE MARINO-COSTIERO E LACUSTRE E RISCHIO SANITARIO Istituto Superiore di Sanità Gli ambienti lacustri italiani: stato attuale e prospettive di applicazione della Direttiva Quadro [Direttiva 60/2000/EU] 15 giugno 2004 Gianni Tartari IRSA-CNR

EVOLUZIONE DELLA NORMATIVA Riferimento normativo Approccio della tutela ed obiettivi L. REG. 48/74 Limiti agli scarichi delle acque di rifiuto 1974 Tutela dall’inquinamento; limiti agli scarichi 1976 L. 319/76 (Legge Merli) Contenimento dei fenomeni di eutrofizzazione: riduzione del contenuto di P nei detergenti fino all’1% 1986 L. 7/86 1988 Limiti allo scarico ed al corpo idrico recettore; classificazione in funzione degli obiettivi di qualità ambientale D. Lgs. 152/99 1999 D. Lgs. 258/00 2000 Protezione della qualità ecologica WFD 2000/60/EC 2006 Programmi di monitoraggio operativi Raggiungimento dello stato “buono” della qualità delle acque 2015

Direttiva Quadro (WFD) PRINCIPALI OBIETTIVI Agevolare utilizzo sostenibile risorse idriche Ridurre immissioni inquinanti ed eliminare da scarichi sostanze pericolose Impedire ulteriore deterioramento corpi idrici

Direttiva Quadro (WFD) TEMPI Entro 6 anni rendere operativi i programmi di monitoraggio Entro 15 anni raggiungere lo stato di qualità “buono” Entro 2020 eliminare le sostanze prioritarie pericolose dagli scarichi

WFD: Indicatori di qualità Elementi qualità idromorfologica (Regime idrologico, continuità del fiume, condizioni morfologiche) Elementi qualità fisico-chimica (Condizioni generali macrodescrittori, inquinanti sintetici specifici, inquinanti non sintetici specifici) Elementi qualità biologica (Fitoplancton, macrofite e fitobentos, macroinvertebrati bentonici, fauna ittica)

WFD: processo di individuazione della classe di qualità (good ecological status, GES) Classificare sulla base della deviazione dalle condizioni di riferimento Gli elementi di qualità biologica raggiungono le condizioni di riferimento? Gli elementi di qualità biologica deviano leggermente dalle condizioni di riferimento? Le condizioni idro-morfologiche raggiungono High Status? Le condizioni chimico-fisiche raggiungono High Status? Le condizioni chimico-fisiche (a) assicurano il funzionamento dell’ecosistema (b) raggiungono gli EQS per alcuni inquinanti? High status Good status Moderate status Poor status Bad status La deviazione è moderata? La deviazione è sostanziale? SI NO

MEP: maximum ecological potential WFD: processo di individuazione della classe di qualità (good ecological potential, GEP) MEP: maximum ecological potential

Examples of how indicative parameters may be combined to estimate the condition of the Biological elements

Directive’s ecological classification approach One-out, all-out classification scheme

DataBase LIMNO: Contenuti

DataBase LIMNO: Ambienti Progetto LIMNO: Superficie > 0,2 km2 368 laghi D. Lgs 152/99 & 258/00 WFD 2000/60/EC CRITERI di SELEZIONE LAGHI NATURALI: superficie > 0,5 km2; quota < 1000 m s.l.m. e superficie > 0,3 km2 SERBATOI: superficie > 1 km2; volume di invaso > 5 Mm3 CRITERIO di SELEZIONE Laghi naturali, artificiali e fortemente modificati, aventi superficie > 0,5 km2. 190 laghi 241 laghi

Distribuzione dei corpi lacustri italiani > 0,5 km2 Naturale Serbatoio La maggior parte delle risorse idriche è localizzata nell’Italia Settentrionale

Evoluzione della qualità delle acque lacustri: fattori chimici Variabili Chimico-fisiche Trofia Macrocostituenti Alcalinità totale Fosforo Totale Cloruri Conducibilità elettrica Trasparenza Solfati Temperatura Azoto ammoniacale Azoto nitrico Query di estrazione dei dati dal DataBase LIMNO Azoto totale inorganico Ossigeno alla saturazione Fattori di pressione PRESSIONE ANTROPICA ELABORAZIONI

Valutazione della consistenza dei dati attraverso variabili chimiche 52 Laghi Cloruri Lombardia Indici di trasporto a lunga distanza e di pressione antropica

Italia Settentrionale Valutazione della consistenza dei dati attraverso relazioni tra variabili fisiche e biologiche 10 9 8 2 R = 0,64 N = 69 7 6 Trasparenza (m) 5 4 3 Italia Settentrionale 2 1 50 100 150 200 250 Chl a (µg/l)

Influenza dei fattori di pressione antropica: fosforo totale (1990-2000) e densità di popolazione (1991). 27 laghi lombardi

Distribuzione geografica dei fattori di pressione: il caso del TP 1999/2000 TP Appare bene evidente che la localizzazione dei laghi maggiormente soggetti a pressione antropica coincide ovviamente con le aree più urbanizzate, salvo qualche caso di laghi d’alta quota.

GRANDI LAGHI SUBALPINI Fosforo totale

Cambiamenti nel tempo coerenti tra corpi idrici P-PO4 TP Variazione del carico di fosforo (103 t/a) del Po tra il 1968 ed il 1997 Andamento sincrono della concentrazione di TP a lungo termine (1970-2000) nei piccoli laghi subalpini italiani.

QUALITA’ DELLE ACQUE all’INIZIO e alla FINE del DEGLI ANNI ‘90 Nei laghi di bassa quota il contenuto di fosforo totale mostra una tendenza a spostarsi verso condizioni di mesotrofia con riduzione degli ambienti eutrofi ed ipereutrofi Tendenza dei laghi di bassa quota alla MESOTROFIZZAZIONE

Deposizioni atmosferiche e popolazione Laghi meso-eutrofi del triangolo lariano TIN (1990-2000) Pressioni: Deposizioni atmosferiche e popolazione Anche per il TIN esiste una tendenza relazionale con la densità di popolazione, ma nei laghi l’azoto è determinato principalmente dalle deposizoni atmosferiche ed inoltre dalle dimensioni del bacino (PROVARE), salvogli ambienti fortemente eutrofi.

Distribuzione geografica dei fattori di pressione: il caso del TIN 1999/2000 TIN L’azoto è inoltre più elevato ad occidente, dove si hanno i carichi atmosferici più elevati ma anche i bacini idrografici meno solubili e meno permeabili.

GRANDI LAGHI SUBALPINI Azoto totale inorganico

Distribuzione geografica della capacità tampone Alcalinità

PICCOLI LAGHI D’ALTA QUOTA Acidificazione 23 sono i laghi risultati sensibili all’acidificazione secondo la classificazione di Turner et al., 1986

Influenza della geochimica del bacino imbrifero Le caratteristiche geochimiche del bacino imbrifero si riflettono sul chimismo di base delle acque Il caso dei laghi dell’Italia Centrale Laghi su substrato prevalentemente calcareo Laghi vulcanici Laghi su altri substrati (graniti, arenarie,...)

Influenza dei fattori climatici La temperatura delle acque è influenzata dall’esposizione del versante Il contenuto di TIN tende a diminuire con la latitudine secondo un gradiente decrescente di precipitazioni

Variazione trentennale della temperatura ipolimnetica dei laghi subalpini

WFD: tipi di ambienti e condizioni di riferimento Per ciascun tipo di corpo idrico debbono essere individuate le condizioni di riferimento idromorfologiche, chimico-fisiche e biologiche Necessità di avere ambienti non sottoposti ad antropizzazione Ove tali ambienti non siano disponibili (cosa frequente in Italia) è possibile ricorrere a modelli di riferimento che richiedono una consistente serie di dati (cosa non frequente in Italia)

Direttiva Europea sulle Acque (WFD 2000/60/EC) Obiettivo: raggiungimento di uno stato ecologico “buono” delle acque europee entro il 2015 Ecoregione di appartenenza Descrittori obbligatori : quota superficie profondità media composizione prevalente del substrato geologico SISTEMA A SISTEMA B Descrittori obbligatori : latitudine quota profondità superficie composizione prevalente del substrato geologico Descrittori opzionali : conducibilità origine del lago profondità media DEFINIZIONE DEI TIPI LACUSTRI analisi dei fattori di pressione antropica analisi delle caratteristiche idrologiche e chimico-fisiche INDIVIDUAZIONE PRELIMINARE DEI POTENZIALI AMBIENTI DI RIFERIMENTO monitoraggio della qualità chimico-fisica e delle comunità biologiche DEFINIZIONE DELLE CONDIZIONI DI RIFERIMENTO DELLO STATO ECOLOGICO

DEFINIZIONE DEI TIPI LACUSTRI 1. I parametri morfometrici Ecoregione di appartenenza Descrittori obbligatori : quota superficie profondità media composizione prevalente del substrato geologico SISTEMA A Tra i descrittori obbligatori : latitudine quota superficie profondità massima composizione prevalente del substrato geologico Tra i descrittori opzionali : conducibilità profondità media Altri descrittori : origine del lago SISTEMA B 1. I parametri morfometrici DataBase LIMNO - Morfometria: RACCOLTA di 5000 DATI MORFOMETRICI per 368 AMBIENTI LACUSTRI (Mm3) CONTROLLI DI QUALITA’ DEI DATI ARCHIVIATI, ATTRAVERSO IL CONFRONTO TRA LE DIVERSE FONTI SCELTA DEI VALORI DI RIFERIMENTO 190 LAGHI AVENTI SUPERFICIE > 0,5 km2

DEFINIZIONE DEI TIPI LACUSTRI 2. Il substrato geologico SISTEMA A SISTEMA B 2. Il substrato geologico GIS LIMNO e DataBase LIMNO - Qualità: determinazione del substrato geologico prevalente di 190 bacini idrografici 156 bacini (82%): ATTRIBUZIONE ATTENDIBILE DEL SUBSTRATO GEOLOGICO 114 (pari a 3/4): confermati da TAlk & Cond; 6: non confermati da TAlk & Cond (ORIGINE VULCANICA); 36: attribuiti solo dalla carta geologica. 34 bacini (18%): ATTRIBUZIONE INCERTA DEL SUBSTRATO GEOLOGICO 24: attribuiti con TAlk & Cond; 10: individuati da fonti bibliografiche. CARTA GEOLOGICA D’ITALIA scala 1:1.000.000 (Roma, 1961) CARTA GEOLOGICA D’ITALIA scala 1:1.000.000 (Roma, 1961) CALCAREI CALCAREI (Sicilia) VULCANICI SILICEI INTERSEZIONE TRA I BACINI IDROGRAFICI E LA CARTA GEOLOGICA CONFRONTO CON I VALORI DI ALCALINITÀ E CONDUCIBILITÀ 250 0,8

Geologia dei bacini idrografici 0 100 km LAGHI SU SUBSTRATO PREVALENTEMENTE CALCAREO LAGHI SU SUBSTRATO PREVALENTEMENTE SILICEO LAGHI DI ORIGINE VULCANICA 69% 28% 3%

SISTEMA A Morphometric features of the 190 main Italian lakes and categories of System A (00/60/EC; Annex II, § 1.2.2.).

Vengono identificati 33 tipi, di cui 12 costituiti da un solo lago SISTEMA A Vengono identificati 33 tipi, di cui 12 costituiti da un solo lago La procedura indicata dal Sistema A non è applicabile ai corpi lacustri italiani

SISTEMA B Boundary limits of optional descriptors used to classify the lakes types B. Ca = calcareous; Si = siliceous

SISTEMA B: procedura di assegnazione dei tipi Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 4 Tipo 5 Tipo 6 Tipo 7 Tipo 8 Tipo 9 Tipo 10 Tipo 11 Tipo 12 Tipo 13 Identificati 13 tipi lacustri Tipo 1: bassa quota, poco profondi, calcarei Tipo 2: bassa quota, profondi, calcarei Tipo 3: grandi laghi subalpini Tipo 4: bassa quota, silicei Tipo 5: alta quota, calcarei Tipo 6: alta quota, silicei NORD Tipo 7: bassa quota, poco profondi, calcarei Tipo 8: bassa quota, profondi, calcarei Tipo 9: bassa quota, silicei Tipo 10: alta quota, calcarei Tipo 11: alta quota, silicei Tipo 12: vulcanici Tipo 13: salmastri CENTRO-SUD e ISOLE

ANALISI DEI FATTORI DI PRESSIONE ANTROPICA per 50 laghi naturali (S > 0,5 km2) POPOLAZIONE INDUSTRIA ZOOTECNIA (dati ISTAT 1990-1991) ripartizione per bacino idrografico densità di popolazione equivalente PRESSIONE ANTROPICA EQUIVALENTE Reticolato amministrativo Uso del suolo (CORINE Land Cover)

Individuazione degli ambienti di riferimento MOLVENO Tipo 5 TOVEL CAVAZZO Tipo 1 MERGOZZO Tipo 4 MEZZOLA Confronto tra TP e densità di popolazione equivalente: decennio ’80-’89 decennio ’90-’99 Valori limite per l’individuazione dei potenziali ambienti di riferimento: TP = 10mg/l densità di popolazione equivalente = 200 ab/km2

Individuazione degli ambienti di riferimento Ampliamento degli ambienti potenziali

WFD: intercalibrazione e monitoraggio Definizione di un network per l’intercalibrazione (scelta tipi e siti), criteri per la validazione e lo scambio di dati, analisi ed espressione dei risultati. Definizione di un network per il monitoraggio finalizzato alla classificazione dei corpi idrici, alla stima di modifiche a lungo periodo delle condizioni naturali, alla valutazione di rischi dovuti ad eventi accidentali, alla individuazione della efficacia degli interventi.

La WFD e l’pproccio seguito da D. L La WFD e l’pproccio seguito da D. L.vo 152/99 per la classificazione dei laghi basato su classi di qualità statiche, non in relazione a definite condizioni di riferimento variabili rispetto alle diverse tipologie di corpo idrico basato in maniera solo parziale su caratteristiche biologiche, che rappresentano invece l’elemento caratterizzante la WFD

1 2 3 4 5 Classificazione Stato chimico Stato ecologico > 5 < 5 Definizione limiti in funzione di obiettivi di qualità ambientale (D. Lgs. 152/99 & 258/00) Classificazione Stato chimico Stato ecologico Trasparenza e clorofilla PUNTEGGIO PARAMETRO 1 2 3 4 5 Trasparenza (m) (valore minimo) > 5 < 5 < 2 < 1,5 < 1 Clorofilla a (µg/l) (valore massimo) < 3 < 6 < 10 < 25 > 25

Individuazione del livello per l’ossigeno   VALORE MINIMO IPOLIMNICO MASSIMA STRATIFICAZIONE VALORE A 0 m MASSIMA CIRCOLAZIONE > 80 ≤ 80 ≤ 60 ≤ 40 ≤ 20 1 2 3 4 5 mgO2/l

Individuazione del livello per il fosforo totale   VALORE A 0 m MASSIMA CIRCOLAZIONE < 10 ≤ 25 ≤ 50 ≤ 100 > 100 VALORE MASSIMO RISCONTRATO 1 2 3 4 5 mgP/l

Somma dei singoli punteggi Attribuzione della classe dello stato ecologico attraverso la normalizzazione dei livelli ottenuti per i singoli parametri Somma dei singoli punteggi Classe 4 1 5-8 2 9-12 3 13-16 17-20 5

Conclusioni La WFD è un nuovo strumento che richiede solide basi scientifiche per essere applicato Attualmente appare fragile il sistema nazionale nei confronti delle necessità di ricerca e degli strumenti da mettere in campo in termini di competenze, personale e mezzi WFD costituisce opportunità per finalizzare l’attività della comunità scientifica alla soluzione di problemi di vitale importanza per il Paese e per realizzare un moderno settore industriale-gestionale-amministrativo in grado di orientare attività di ricerca e sviluppo verso la gestione e protezione del patrimonio idrico nazionale

Grazie per l’attenzione! Grazie per l’attenzione! Si ringrazia per la collaborazione: Romano Pagnotta Chiara Monguzzi Elisa Buraschi Lago di Pusiano – Isola dei Cipressi http://digilander.libero.it/carpfishingnovara/italia/pusiano.htm Lago di Pusiano – Isola dei Cipressi http://digilander.libero.it/carpfishingnovara/italia/pusiano.htm

Garda, Maggiore, Mezzola, Montorfano Confronto dei risultati ottenuti con l’applicazione della modifica proposta da IRSA rispetto a quanto previsto dal D.Lgs 152/99 Classe D. Lgs 152 Classe IRSA Laghi 5 2 Orta, Tovel 3 Albano, Guardialfiera, Idro, Iseo, Ledro, Mergozzo, Moro, Nemi, Ogliastro 4 Alserio, Annone E., Caldonazzo, Garcia, Levico, Poma, Pozzillo, Pusiano, Terlago, Viverone Avigliano, Varese Candia, Como, Endine Garda, Maggiore, Mezzola, Montorfano

CRITERI CLASSIFICATORI Metodo proposto da IRSA Confronto dei risultati ottenuti con l’applicazione della modifica proposta da IRSA rispetto a quanto previsto dal D.Lgs 152/99 CRITERI CLASSIFICATORI Numero di Laghi CLASSE   1 2 3 4 5 D.Lgs 152/99 & 258/99 32 25 Metodo proposto da IRSA 30 16 10

CST: Classificazione dello Stato Trofico Charlson TSI disco di Secchi (SD): TSI (SD) = 60-14,41ln(SD) concentrazione estiva della clorofilla (Chl): TSI (Chl) = 9,81ln(Chl)+3,06 concentrazione estiva del fosforo (TP): TSI = 14,42ln(TP)+4,15