Scientifico-Tecnologico Sperimentale I.T.I.S. “L.Nobili” Liceo Scientifico-Tecnologico Sperimentale Classe Quinta L Anno Scolastico 1998-1999 AREA DI PROGETTO Monitoraggio Ambientale del Rio Acqua Chiara In collaborazione con l’Azienda Regionale Prevenzione e Ambiente

Discipline interessate: Progetto interdisciplinare di osservazioni, prelievi, misure ed analisi rivolte alla valutazione della qualità ambientale di un corso d’acqua. Discipline interessate: Fisica Misura della Portata, comportamento idraulico del corso d’acqua. Scienze della Terra Geomorfologia del territorio e dinamica dei bacini idraulici torrentizi. Scienze Naturali Caratteristiche ambientali, zoologiche e botaniche del corso d’acqua. Microbiologia Prelievo dei campioni e individuazione della carica batterica. Chimica Prelievo dei campioni e misura dei parametri qualitativi fondamentali.

Articolazione del Progetto Presso laboratori I.T.I.S. Chimica BOD BOD5 COD Biologia Coli Totali Coli Fecali Osservazioni sugli invertebrati prelevati rilevo botanico Scienze della Terra Valutazione delle schede di rilevamento ambientale Fisica Elaborazione calcolo della portata Discussione sulla precisione del metodo utilizzato. Informatica Elaborazione testi e grafica. Fine Aprile Prima uscita in campagna Ricognizione dell’area Ricognizione del percorso Misura della portata Prelevamento dei campioni per gli esami microbiologici Seconda uscita in campagna Compilazione delle schede di valutazione ambientale Osservazione e prelievo di macro - invertebrati. Prelevamento dei campioni per gli esami chimici Presso laboratori A.R.P.A. (in due gruppi operativi) Determinazione: Ammoniaca Nitrati Fosfati Ossigeno disciolto.

Premessa Nel 1979 il Gruppo di Lavoro "Inquinamento acque e suolo" del (P.M.P) Presidio Multizonale di Prevenzione, (ora ARPA) ha affrontato un'indagine conoscitiva sullo stato dell'inquinamento del bacino del Crostolo basata su prelievi ed analisi sul corso principale del bacino e sul rilievo cartografico degli insediamenti potenzialmente idro - inquinanti insistenti sul territorio interessato, con particolare riferimento alle attività industriali, agli allevamenti zootecnici, ai caseifici, ai mattatoi ed alla popolazione residente. L'attenzione di questo nostro lavoro è rivolta all’approfondimento metodologico della verifica periodica che occorre effettuare per mantenere aggiornato, a distanza di anni, il monitoraggio del carico inquinante potenziale che insiste sul sottobacino dell'Acqua Chiara. La valutazione del carico inquinante, come risulta da precedenti studi, era stata fatta attraverso metodi indiretti. Essi sono: Stima della popolazione residente, Stima della popolazione equiv. industriale, Stima della popolazione equiv. animale, Stima della popolazione totale. Il calcolo della popolazione equivalente si basa sul presupposto che esista una analogia tra gli scarichi industriali e zoo - agricoli e quelli domestici per quanto riguarda il loro effetto sui processi di auto - depurazione dei corsi d'acqua che li ricevono. Per mezzo di opportuni coefficienti, diversi per ogni tipo di attività, si può calcolare l'apporto inquinante di ciascun scarico, trasformandolo in un certo numero di abitanti. I coefficienti impiegati derivano da un attento confronto tra quelli proposti dal Consiglio Nazionale delle Ricerche e quelli usati in Francia e da studi effettuati dal Laboratorio di Igiene e Profilassi di Reggio Emilia. Per abitante equivalente (A.E.) deve intendersi l'inquinamento prodotto da una persona in un giorno che è quantizzabile in 54 g. di BOD per giorno (Southgate). Localizzazione e stima degli abitanti equivalenti Il sottcbacino del Rio Acqua Chiara comprende i sub - bacini del Rio Lavezza e del Rio Arianna che, unendosi, danno origine al Rio Acqua Chiara, affluente del Torrente Rodano che sfocia infine nel Torrente Crostolo (affluente di destra del Po). Il bacino insiste sui territori dei comuni di Albinea e Reggio Emilia.

Rio Acqua Chiara L'attività industriale è limitata ad una lavorazione di vi no e ad una industria metalmeccanica; gli allevamenti suinicoli ammontano a 6.360 A.E. La popolazione residente ammonta a circa 150 abitanti. Carico inquinante potenziale totale alla confluenza col Torrente Rodano: Attività industriali 2.981 A.E. Allevamenti (suini, polli ) 11.810 A.E. Mattatoi 80 A.E. Caseifici (trasform. latte) 110 A.E. Popolazione residente (1.200 Centro Albinea ) 2.263 A.E. Totale A.E. 17.244 Per quanto attiene agli scarichi degli allevamento zootecnici occorre sottolineare che per dimensioni aziendali nessun allevamento è dotato di impianto di depurazione biologico tradizionale in quanto le aziende hanno optato per lo spandimento agronomico delle deiezioni prodotte dagli animali. I1 rapporto di spandimento si basa sulla disponibilità di un ettaro di suolo agricolo ogni 40 q. di peso vivo di bestiame allevato. Rio Arianna Gravitano su questo Rio complessivamente 2.550 A.E., di cui 1.224 A.E. da due industrie alimentari, 463 A.E. da popolazione residente (Botteghe ) e 450 A.E. da allevamenti suinicoli. I1 centro abitato di Botteghe è munito di collettore fognario che attualmente scarica nel Rio Arianna senza nessun trattamento; è previsto l'allacciamento al sistema fognario di Reggio Emilia. Le due industrie alimentari sono dotate di impianto di depurazione. I mattatoi sono di consistenza limitata. Le industrie metalmeccaniche non dovrebbero influire significativamente se non con fughe accidentali di oli lubrificanti ed oli emulsionati (l'Azienda Servizi Città è in grado di indirizzare gli utenti ad un eventuale trattamento chimico o al recupero. Rio Lavezza Gravitano su questo rio 6.747 A.E. di cui 5.000 da allevamenti suini e polli; 600 A.E. da una ceramica munita di impianto di depurazione; 552 A.E. da una industria alimentare con impianto di depurazione. I due caseifici esistenti hanno adottato la depurazione anaerobica con tre vasche interrate in serie, tipo Imhoff. L'abitato della frazione Bellarosa (450 abitanti ) è munito di impianto di depurazione biologico a fanghi attivi. L'abitato di Albinea centro gravitava con circa 600 abitanti sul Rio Lavezza ora convogliati nel collettcre che adduce alla fognatura di Reggio Emilia. Altri 600 abitanti del centro di Albinea che gravitavano sul Rio Arianna sono convogliati alla rete fognaria di Reggio Emilia.

In teoria, quindi, nessun tipo di rifiuto da allevamento dovrebbe finire nei corsi d'acqua. In pratica però, per una serie di difficoltà (cicli agro colturali, clima, capacità di stoccaggio, assenza di una normativa specifica fino al febbraio 1983), è uso corrente riversare nei fossi quelle quote di liquame che non trovano come destinazione finale il suolo. Stazioni di prelievo Come si evidenzia dalla planimetria allegata, sono state individuate una stazione sul Rio Arianna a valle del “laghetto di Monterampino” (A), una sul Rio Lavezza (C), immediatamente a monte della confluenza con il rio Arianna, e, infine, una terza stazione lungo il Rio Acqua Chiara (B), immediatamente a valle dei citati confluenti. Gruppi di lavoro Sono stati formati cinque gruppi di lavoro, formati ciascuno da 4 studenti che hanno collaborato con il personale ARPA alle operazioni di campagna e alle attività di laboratorio Attività prelievo dei campioni per 1'analisi chimica e batteriologica e relative misure fisiche in loco; analisi dei campioni, in parte effettuate presso i laboratori dell’ITIS ed in parte presso i laboratori dell’ARPA. Esame in loco di macro - invertebrati di acque correnti; discussione dei dati rilevati. Osservazioni geologiche e botaniche relative ai tratti percorsi. Esame generale della qualità ambientale con il metodo RCEs – IAR Parametri rilevati Portata idraulica dei corsi d’acqua nelle tre stazioni esaminate Temperatura aria in °C (termometro a fionda sens. 1/10°C) Temperatura acqua in °C (termometro a bicchiere sens. 1/10°C ) Ossigeno disciolto (secondo Winkler, fissato in loco e titolato in laboratorio ) condizioni atmosferiche caratteri fisici: colore, odore, trasparenza.

Misura della portata Q = Av Viene stimata in tre punti, nell’alveo dei due “confluenti” La Vezza e Arianna e, a valle della confluenza, nel del Rio Acqua Chiara. Si sono misurate le sezioni di scorrimento dei corsi d’acqua e si è poi ricavata la velocità della corrente, cronometrando il percorso di un galleggiante su distanze note, tra due sezioni rilevate.

Laboratorio di Chimica dell’I.T.I.S. “L.Nobili” (RE) BOD BOD5 COD

METODOLOGIA PER LA DETERMINAZIONE DEI FOSFATI Laboratori dell’A.R.P.A. Azienda Regionale Prevenzione e Ambiente Determinazione: Ammoniaca, Nitrati Fosfati. Ossigeno disciolto METODOLOGIA PER LA DETERMINAZIONE DEI FOSFATI NEI CAMPIONI RACCOLTI. Il fosforo si presenta nelle acque naturali e di scarico legato in un vario numero di composti, come ad esempio : ortofosfati, pirofosfati, polifosfati e in una serie di composti organici. Per realizzare l’analisi che andrà a determinare la presenza totale dei suddetti elementi nel campione dovremo trasformarli in ortofosfati tramite reazioni di ossido riduzione utilizzando l’acido ascorbico come riducente e il blu di molibdeno come agente indicatore della presenza di fosforo. Il procedimento che andremo a esemplificare sarà in grado di rilevare il fosforo contenuto in tutti i tipi di acque naturali in un intervallo di concentrazione che va da 0,03 a 0,3 mg/l. Nel caso in cui il campione, dopo aver subito il processo che seguirà, non presenti il viraggio di colore si potrà concludere che la concentrazione è inferiore al limite indicato; al contrario il superamento della concentrazione massima comporterà un viraggio verso un blu “impenetrabile” non analizzabile con le apparecchiature descritte in seguito. Metodologia Come prima cosa bisognerà effettuare una filtrazione dei campioni su membrana da 0,45 m esente da fosfati, inoltre non dovremo eseguire alcuna diluizione dal momento che non ci aspettiamo di trovare concentrazioni di fosforo particolarmente elevate. Utilizzando delle pipette tarate trasferiamo 100 ml di ogni campione in matracci e quivi abbiamo aggiunto 10 ml di reagente misto agitando il tutto. Per ottenere 500 ml di reagente misto bisogna mescolare: 100 ml di soluzione di molibdato d’ammonio; 250 ml di acido solforico; 100 ml di acido ascorbico; 50 ml di tartrato di antimonio e potassio.

non abbiamo quindi proceduto tramite analisi spettrofotometrica Dopo l’aggiunta in circa 10 minuti avverrà all’interno delle soluzioni la reazione che porterà alla colorazione dei campioni: nell’ambiente acido creato dall’H2S04 agli ioni ortofosfato reagiranno col molibdato d’ammonio ed il tartrato di ossido di antimonio e potassio formando un eteropoliacido che viene ridotto dall’acido ascorbico a blu di molibdeno che darà alla soluzione una colorazione azzurra più o meno intensa a seconda della concentrazione più o meno elevata del fosforo. Abbiamo anche preparato altre due ulteriori soluzioni denominate “bianco” e “standard” rispettivamente costituite da acqua distillata e da una soluzione a concentrazione nota di fosforo. Lo scopo della preparazione di questi due elementi valutativi è quello di fornire un riferimento al momento della determinazione dell’assorbanza tramite spettrofotometria e per controllare il corretto funzionamento dello strumento. A questo punto avremmo dovuto procedere secondo il metodo precedentemente descritto ma, i nostri campioni, hanno presentato una colorazione troppo debole rispetto alla precisione dei nostri apparecchi, portandoci a concludere che il contenuto fosforico delle nostre acque era inferiore a 0,03 mg/l; non abbiamo quindi proceduto tramite analisi spettrofotometrica

Valutazione della Qualità Ambientale Suddivisi in gruppi di lavoro si percorre materialmente il greto dei tre corsi d’acqua nei tratti situati in prossimità della confluenza, osservando le caratteristiche della vegetazione riparia, la situazione generale dell’ambiente nei pressi delle sponde, le emergenze ambientali e i segnali di eventuale degrado presenti nell’alveo o nelle immediate adiacenze di questo. Sulla base delle osservazioni effettuate si procede poi alla compilazione di schede descrittive rispondendo a quesiti chiusi a scelta multipla ove ciascuna risposta comporterà attribuzione di punteggi oggettivi che, sommati, daranno luogo a due indici dai quali si dedurranno il punteggio e il giudizio sulla qualità ambientale dei tratti esaminati.

Il percorso dei torrenti risulta chiaramenete scavato da un processo naturale in terreni di conoide pedecollinare in cui si alternano strati di argilla, sabbia e ghiaia. Lungo le sponde è cresciunta in modo spontaneo una fitta copertura vegetale sia arbustiva che arborea, ove, oltre a Salici, Pioppi e Robinie, sono presenti: Olmi, Querce, Aceri, Noci e Gelsi Ghiaia Argilla Purtroppo però emergono tra i rovi evidenti indizi di discariche abusive.

SINTESI DEI RISULTATI RCE semplificato (Riparian, Channel, Environment) - Naturalità alveo, vegetazione riparia, ampiezza zona riparia, integrità, stabilità della vegetazione, territorio circostante. IAR (Impatto Ambientale Ripario)- Distanza colture, sviluppo colture, tipologie agrarie, attività antropiche di impatto ripariale, insediamenti, viabilità, attività antropiche nel territorio, tipologia degli insediamenti. Classi di qualità Da 140 a 98 OTTIMA Da 97 a 51 BUONA Da 50 a 04 DISCRETA Da 03 a -3 SUFFICIENTE Da -4 a -50 SCARSA Da -51 a -97 SCADENTE Da -98 a -144 PESSIMA Rio Arianna, dal manufatto del Laghetto di Monterampino alla confluenza con il Rio Lavezza nel Rio Acqua Chiara. (RCE) Punti 75 (IAR) Punti 72 RCE - IAR = 3 SUFFICIENTE Rio Lavezza tratto a monte della confluenza con Rio Arianna nel Rio Acqua Chiara. (RCE) Punti 90 (IAR) Punti 68 RCE - IAR = 22 DISCRETO Rio Acqua Chiara dal Ponte della Bellarosa alla confluenza con Rio Arianna e Rio Lavezza: (RCE) Punti 80 (IAR) Punti 76 RCE - IAR = 4 APPENA DISCRETO

Analisi Microbiologiche Ricerca dei Coliformi totali Ricerca dei Coliformi fecali Ricerca degli Strptococchi fecali Osservazioni Biologiche Ricerca di macroinvertebrati Osservazioni sulla biocenosi Laboratorio di Biologia e Microbiologia I.T.I.S. ”L.Nobili”

Laboratorio di Biologia e Microbiologia ITIS mappaggio biologico Le condizioni di portata al momento dell’esame dei macro-invertebrati non hanno consentito la raccolta di un campionamento significativo: Ci si è pertanto limitati alla osservazione di alcune specie, rinvenute in acque ferme, approfondendone le caratteristiche biologiche con ulteriori osservazioni al microscopio in laboratorio. Osservazioni in laboratorio Girini in varie fasi di sviluppo. Sanguisuga; Ditisco; larve di varietà diversa di Chiromonidi; Copepodi; Gammaridi; Gasteropodi (Limnea); protozoi (Vorticella). L’insieme della biocenosi è stato osservato in vivo seguendone lo sviluppo per alcune settimane nei campioni di acque, fanghi e reperti vegetali conservati in piccole vasche in laboratorio. Di notevole interesse, la capacità di motilità con modificazione corporea della sanguisuga. Si sono documentate con macrofotografie alcune osservazioni come la morfologia degli arti di un Ditisco (coleottero acquatico), le caratteristiche delle larve e dell’adulto di un chiromonide. E’ poi stato possibile notare, con osservazioni dirette, le interazione tra sviluppo algale e batterico con le attività di Protozoi, Crostacei e altri macro-invertebrati. Si è assistito allo sfarfallamento degli adulti dalle larve di Chironomidi. E’ stata osservata la progressiva crescita delle zampe posteriori nei girini. Coliformi: Prova presuntiva in brodo al Lauril solfato e incubazione per 48 ore in termostato a 37°C. Prova di conferma per coliformi totali: i tubi con sviluppo di gas vengono irsemenzati in brodo lattosato con bile e verde brillante e incubati in termostato a 37°C per per 24‑48 ore. Si considerano positivi i tubi con sviluppo di gas. Prova di conferma per coliformi fecali: i tubi con sviluppo di gas vengono insemenzati in brodo lattosato con bile e verde brillante e incubati in bagncmaria a 44°C per 24 ore. Si considerano pcsitivi i tubi con sviluppo di gas. Streptococchi fecali: Prova presuntiva: semina in brodo glucosato all'azide sodica. Vengono considerati positivi i tubi torbidi dopo incubazione per 48 ore in termostato a 37°C. Prova di conferma: i tubi positivi vengono insemenzati in brodo all 'azide sodica e al violetto di etile incubando per 48 ore in termostato a 37°C. Vengono considerati positivi i tubi che presentano sul fondo un deposito color porpora.

Presenza di macro invertebrati Dotate di un pigmento respiratorio simile all’emoglobina, le larve del Chironmomide riescono a vivere in sedimenti poveri di ossigeno costituendo l’elemento faunistico dominante sui fondali fangosi di stagni e corsi d’acqua con deboli correnti. Alcune specie sono in grado di sopravvivere anche in presenza di notevoli scarichi inquinanti; si circondano di un astuccio tubolare di seta e detriti. La forma adulta è molto simile alla zanzara ma non è ematofaga. Larva di Chironomide Adulto di Chironomide ARTROPODI - INSETTI - DITTERI

Presenza di macro invertebrati ARTROPODI INSETTI COLEOTTERI Ditiscidi

Presenza di macro invertebrati ANELLIDI CLITELLATI HIRUDINEI (Sanguisughe) Quando si nutrono aumentano notevolmente il loro volume e possono sopportare lunghi periodi di digiuno. Conducono vita predatoria su piccoli microrganismi o succhiano dall’esterno il sangue di organismi di dimensioni maggiori. Possono anche insediarsi tra le branchie dei pesci o all’interno delle cavità nasali di uccelli acquatici. Si trovano immerse nel fango o aderenti alla superficie della vegetazione sommersa.

Presenza di macro invertebrati MOLLUSCHI GASTEROPODI Polmonati Physa spp. (fontinalis - acuta) Molto comune in acque stagnanti e lente, si ciba di alghe e piante acquatiche . Può vivere anche in acque poco ossigenate in quanto respira ossigeno atmosferico tramite un polmone, situato nella cavità del mantello, attraverso un apposito condotto che può essere aperto o chiuso: il polmone si riempie di aria soltanto quando l’animale è in superficie.

Presenza di macro invertebrati ARTROPODI Crostacei Isopodi Asellus aquaticus Molto comuni in acque stagnanti o con deboli correnti. Non nuotano ma si muovono sul fondo ricercando una alimentazione costituita da detriti organici. Presenza di macro invertebrati

Presenza di macro invertebrati NEMATODI Normalmente microscopici, possono talora raggiungere i 2-3mm,sono vermi sottili, cilindrici, non segmentati, dall’estremità posteriore appuntita. Sono obiquitari e comprendono un gran numero di specie a vita libera in tutti gli ambienti umidi o acquatici, e un numero ancora maggiore di specie parassite di piante, animali e uomo. Sono quindi sempre presenti in un numero elevatissimo di esemplari nei sedimenti di fondo ricchi di detriti organici.

Osservazioni Botaniche Vegetazione spontanea arboreo-arbustiva osservata lungo gli alvei in prossimità dei punti di monitoraggio. Sambuco, Sanguinella, Rovo, Robinia, Olmo, Acero, Quercia, Noce, Pioppo, Gelso.