Lezione 2 - Qualità delle acque irrigue

Corso di Alta Formazione

in

Esperto in trattamenti delle acque reflue finalizzati al loro riutilizzo irriguo

PON 01_01480 INTERRA

Bari, 9 gennaio 2013

Qualità delle acque per uso irriguo

Qualità delle acque per uso irriguo

Dr. Antonio LonigroDipartimento di Scienze Agro-Ambientali e Territoriali

Università degli Studi di Bari

“L’acqua è un bene comune e come tale è di tutti”

La normativa sancisce che tutte le acque superficiali e sotterranee sono pubbliche e costituiscono una risorsa che va salvaguardata e utilizzata secondocriteri di solidarietà

Qualità delle acque per uso irriguo Introduzione

L’acqua può rappresentare per il territorio, per l’ambiente e per l’uomo due aspetti ben distinti e contrapposti:

• Un bene e, conseguentemente, un’opportunità per lavita e per le attività dell’uomo

• Un pericolo e, conseguentemente, un possibile dannoda evitare con la riduzione del rischio idrogeologico e con la bonifica delle aree sommerse


L’acqua è legata all’economia e alle diverse attività produttive

Acqua come mezzo di trasporto;

Acqua utilizzata per la ricreazione, il turismo, lo sport;

Acqua come habitat per le ittico-colture;

Acqua come mezzo di produzione di energia;

Acqua utilizzata in agricoltura, nell’industria

Acqua come prodotto da estrarre e commercializzare;

Acqua utilizzata per la salute (acque termali);


Ma proprio la sua estrema versatilità, hadeterminato nel tempo, un aumentoglobale dei consumi accompagnato da unprogressivo ed inarrestabile degrado,tanto da rendere sempre piùproblematico il reperimento di acqua dibuona qualità


L’acqua da sempre è considerata un benedi scarso valore, in quanto ritenutainesauribile e senza alcun costo reale.L’esempio è dato dalle aziende agricoleed industriali, grandi consumatrici diacqua, che non hanno mai fatto un usoaccorto e tecnicamente corretto di questoprezioso elemento. Solo nei Paesi aridi,dove l’acqua scarseggia, se ne apprezza ilvalore



Volumi di acqua disponibili su scala mondiale

Oceani 97,2 %Neve e ghiaccio 2,2 %Nel suolo a prof. < 800 m 0,3 %Nel suolo a prof. > 800 m 0,3 %Nel suolo (zona non satura) 0,005 %Laghi non salati 0,009 %Laghi salati 0,008 %Atmosfera 0,001 %Fiumi 0,0001 %

Destinazione dell’acqua dolce disponibile

Agricoltura 75 %

Industria 22 %

Potabile (civile) 3 %

In Italia gli apporti naturali ammontano a 300 miliardi dim3/anno, di cui un 55 % è teoricamente disponibile (circa 165miliardi di m3/anno), il restante 45 % scompare per perditenaturali.


BASILICATA PUGLIA CALABRIA

IrriguoIndustrialePotabile

68,718,512,8

44,825,929,3

62,015,023,0

TOTALE

3058257

444

3 3Mm %Mm % %Mm3

438253400977

813197301

1.311


Consumi idrici annui nei diversi settori

La qualità di un’acqua è data dalle sue proprietà chimiche, fisiche e microbiologiche

Se queste si discostano dalle condizioni ritenute normali si parla di “acqua inquinata”

Anche se, un’acqua ritenuta inquinata per un uso,per esempio, irriguo,

può risultare accettabile per l’uso industrialee viceversa


Pertanto, prima di esprimere un giudizio di idoneità,

è necessario valutare le singole caratteristiche di un’acqua

mettendole in relazione con il suo campo di utilizzazione


La qualità delle acque può variare in relazionealla provenienza. A tal proposito si possonodistinguere:

a) Acque superficialib) Acque sotterranee o di faldac) Acque reflue e non convenzionali


In AgricolturaLa buona qualità dell’acqua di irrigazione,assieme alle altre componenti agronomiche(terreno, cultivar, ecc.) rappresenta una elementofondamentale per ottenere il massimo della resadalle colture.Perciò, è importante verificare costantemente lecaratteristiche che la compongono, in quanto, inpresenza di valori anomali, si devono adottareaccorgimenti particolari o operare scelte volte adeliminare e ridurre i danni indotti dall’uso diun’acqua scadente.


Classificare un’acqua dal punto di vista fisico significa conoscere:

• Colore• Odore• Conducibilità elettrica• Sapore• Sostanze in sospensione• Temperatura

Qualità delle acque per uso irriguo Caratteristiche fisiche

Sostanze in sospensione - Solidi Sospesi Totali (SST)

Questo parametro può essere divisoin:

Materiali in sospensione e Materiali sedimentabili

La sua importanza è legata al danno che possono arrecare alle stazionidi pompaggio ed agli erogatori (gocciolatori, sprinkler, ecc.)

In base al tipo di materiale in sospensione ed alla quantità,si devono prevedere sistemi di filtrazione adeguati(filtri a rete, a dischi, a quarzite, idrocicloni, ecc.)

Qualità delle acque per uso irriguo Caratteristiche fisiche

Sistemi filtranti

Idrociclone(sabbia)

Filtro a dischi(Particelle inorganiche solide)

Filtro a rete(Particelle inorganiche solide)

Filtro a quarzite(alghe e mucillagini)

Classificare un’acqua dal punto di vista chimico significa conoscere:

• pH• Durezza• BOD5• COD• Ossigeno disciolto• Carbonio Organico Totale (TOC)• Salinità• Anioni (ammonio, cloruri, nitrati, solfati, ecc.) • Cationi (calcio, magnesio, potassio, sodio, ecc.)

Qualità delle acque per uso irriguo Caratteristiche chimiche

Classificare un’acqua dal punto di vista chimico significa conoscere:

• SAR• Cloro• Boro• Metalli pesanti• Pesticidi• Tensioattivi


Il valore del pH di un’acqua di buona qualità deve oscillare tra 6 e 8,5

Durezza: indica la quantità di cationi multivalenti contenuti inun’acqua, riconducibili generalmente agli ioni Ca++ e Mg++

La Durezza viene distinta in:

Durezza totale, data dalla somma di Ca+++ Mg++ ed espressa in mg/LDurezza calcica, come concentrazione dello ione Ca++ in mg/LDurezza magnesiaca, come concentrazione dello ione Mg++, data da(Ca+++ Mg++) - Ca++ in mg/L


BOD5 (Biochemical Oxygen Demand) in mgO2/L

Esprime la quantità di ossigeno necessaria per l’ossidazionebiochimica delle sostanze organiche contenute nell’acqua.Questa richiesta di ossigeno è dovuta generalmente a 3 classi disostanze:

Classe A: composti organici, i cui atomi di carbonio vengonoutilizzati dai microrganismi come alimento.

Classe B: composti ossidabili dell’azoto utilizzati come fonteenergetica da batteri specifici (Nitrosomonas, Nitrobacter)

Classe C: sostanze inorganiche, quali ferro (II), solfuri e solfiti chevengono facilmente ossidate dall’ossigeno presentenell’acqua.


COD (Chemical Oxygen Demand) in mgO2/L

Esprime la quantità di ossigeno necessaria per l’ossidazione chimica delle sostanze organiche ed inorganiche contenute nell’acqua.

Il COD è sempre maggiore del BOD

BOD > 0,5 inquinamento a carico delle Sostanze biodegradabiliCOD

BOD < 0,2 inquinamento a carico delle Sostanze non biodegradabiliCOD

La differenza tra COD e BOD indica la quantità di sostanze non degradabili naturalmente ad opera della flora batterica.


Ossigeno disciolto (mg/L)L'ossigeno disciolto è uno dei parametri più importanti performulare un giudizio sulla qualità del corpo idrico. I fattoriche influenzano la solubilità dell'ossigeno sono: la temperatura,la pressione atmosferica, la salinità, l'attività dei batteri, lafotosintesi clorofilliana, il regime più o meno turbolento delcorso d'acqua. L'acqua calda contiene meno ossigenodell'acqua fredda. A 25°C, infatti, la solubilità dell'ossigenodisciolto è 8,3 mg/L, mentre a 4°C, 13,1 mg/L. E' interessantetenere sotto controllo la variazione della quantità di ossigenoperché su questo parametro oltre la presenza di vegetali,materie organiche ossidabili, organismi e germi aerobici, puòinfluire l'eventuale presenza sulla superficie dell'acqua digrassi, idrocarburi e detergenti, che possono limitarne lasolubilità.


Carbonio Organico Totale (mg/L)

Il Carbonio può essere presente nelle acque sotto forma dicarbonati, bicarbonati o di biossido di carbonio libero (CarbonioInorganico, CI), oppure sotto forma di composti organici sospesi odisciolti (Carbonio organico, CO).La somma del carbonio inorganico e di quello organicorappresenta il Carbonio Totale (CT)

TOC (mg/L) = CT - CI


Salinità (g/L)L’acqua utilizzata per l’irrigazione contiene sempre una certaquantità di sali disciolti la cui concentrazione varia entro limitipiuttosto ampi in relazione alla loro provenienza. Le acqueprovenienti da corsi superficiali e da invasi, generalmentepresentano un basso contenuto in sali disciolti; invece le acqueprovenienti da falde più o meno profonde hanno un contenutosalino, spesso, più elevato. L’origine dei sali nelle acque puòessere riconducibile alla dissoluzione delle rocce e/o di sostanzesolubili presenti nel terreno oppure, specialmente lungo le fascecostiere, all’intrusione dell’acqua di mare che grazie a formazionigeologiche permeabili invade il sottosuolo in relazione allaconducibilità idrica del mezzo poroso ed al carico di acqua dolcestratificatosi su di essa


Valutazioni Eco-Ambientali in funzione dello Sviluppo Sostenibile dell’Agro-Ambiente 25

Mappa della salinità in Puglia


Area interessata dall’intrusione di acqua di mare

Uso dei pozzi limitato solo a quelli preesistenti

Divieto di realizzazione di nuovi pozzi

Utilizzo di acque reflue urbane depurate per

usi irrigui ed industriali

Area non contaminata dalla salinitàArea protetta con divieto assoluto di scarico in falda

delle acque reflue depurate

Delimitazione di zone di protezione per acque potabili


In generale, le acque a contenuto salino piuttostoelevato, vengono definite acque salmastre

La salinità può essere espressa come:

• concentrazione dei Sali Totali Disciolti (STD)

espressa in mg di sale per litro di acqua (mg/L)

• residuo salino fisso (%o)

• Conducibilità elettrica dell’acqua (C.E.)

Conducibilità elettrica (C.E.)Indica la concentrazione di sali disciolti nell’acqua e si esprime normalmente in:

mmhos/cm; μS/cm oppure dS/m

La conoscenza di questo parametro è importantissima in quanto indica il grado di pericolosità dell’inquinamento salino.

In base al valore di C.E., le acque si dividono in:

buone o dolci quando la C.E. < 0,75 dS/msalmastre con pericolosità crescenti con 0,75 < C.E. < 3,0 dS/msalmastre con pericolosità elevate > 3,0 dS/m


Il rapporto tra concentrazione di Sali (C) e conducibilità elettrica (C.E.) è dato approssimativamente da:

C = C.E. x 0,64

Un’acqua si definisce salmastra quando il contenuto dei suoi sali supera il valore di 2 %o o i 2 g/L


Effetti della salinità sulle piante

• Riduzione della disponibilità idrica• Riduzione della fotosintesi• Squilibri nutrizionali• Modificazioni morfologiche (spessore fogliare, numero e dimensione stomi, ecc.)

• Fisiopatie• Necrosi fogliare e clorosi• Crescita stentata• Accorciamento del ciclo vegetativo• Riduzione della produzione• Peggioramento qualitativo• Riduzione della germinabilità dei semi


Di regola, acque aventi C.E. > 3,0 dS/m nondovrebbero essere mai utilizzate in agricoltura,però in assenza di meglio, possono essere usatecon particolari accorgimenti:

1) Scegliendo le colture in funzione dellatolleranza alla salinità;

2) Prevenendo la progressiva salinizzazione e/osodicizzazione dei terreni;

3) Evitando i fenomeni di tossicità


Tolleranza delle colture alla salinitàColtura Produzione potenziale rispetto alla produzione massima

100% 75% 50% 0% Tolleranza alla salinitàBietola da zucchero 4,7 7,5 10,0 16,0 TFava 1,1 2,0 4,5 8,0 MSFagiolo 0,7 1,5 2,4 4,2 SFrumento tenero 4,0 6,3 8,7 13,0 MTFrumento duro 3,8 6,9 10,0 16,0 TMais 1,1 2,5 3,9 6,7 MS

Cavolo 1,2 2,9 4,6 8,1 MSPomodoro 1,7 3,4 5,0 8,4 MSPatata 1,1 2,5 3,9 6,7 MSPeperone 1,0 2,2 3,4 5,8 MSLattuga 0,9 2,1 3,4 6,0 MSCipolla 0,8 1,8 2,9 5,0 SZucchino 3,1 4,9 6,7 10,0 MT

Olivo 1,8 3,7 5,6 9,3 MTArancio e Limone 1,1 2,2 3,2 5,3 SPesco 1,1 1,9 2,7 4,3 SPero, Melo, Noce 1,0 2,2 3,2 5,3 SVite 1,0 2,7 4,5 7,9 MSMandorlo 1,0 1,9 2,8 4,5 SFragola 0,7 1,2 1,7 2,7 S

(da Ayers e Westcot, 1985)S = Sensibile; MS = Moderatamente Sensibile; MT = Moderatamente Tollerante; T = Tollerante


Prevenire o attenuare laprogressiva salinizzazione e/o sodicizzazione dei terreni

con accorgimenti mirati

Passando da terreni sabbiosi a quelli limoso-sabbiosi, limosi eargillosi il limite di tolleranza alla salinità ed alla sodicità di unadeterminata specie decresce a causa della riduzione di permeabilità,della crescente influenza negativa della progressiva sodicizzazionesulla permeabilità del terreno. Pertanto, là dove è possibile, èpreferibile irrigare terreni sciolti e con un buon drenaggio.

Avvicendare colture non irrigate a colture irrigue in modo daconsentire alle piogge di due o più annate consecutive di dilavare isali apportati con l’irrigazione


Tra i lavori preparatori principali del terreno, preferire ladiscissura profonda in alternativa all’aratura profonda, perevitare di portare in superficie gli strati profondi del terreno incui si sono accumulati i sali lisciviati dagli strati più superficiali.

Frazionare la concimazione in più epoche, specialmente quellaazotata e la concimazione localizzata per non aumentareeccessivamente la concentrazione salina della soluzionecircolante.

Là dove si dispone anche di piccole quantità di acqua dolce,avvicendare colture sensibili da irrigare con acqua dolce acolture resistenti da irrigare con acqua salmastra.Valutare la possibilità di miscelare i due tipi di acqua perabbassarne la C.E. oppure utilizzare acqua dolce nelle fasifenologiche più sensibili e acqua salmastra in quelle piùtolleranti.


Adottare metodi irrigui che non favoriscano accumulo di sali nelvolume di terreno in cui le radici della coltura sono più attive.Sono utilizzabili i metodi per sommersione, scorrimento easpersione che determinano un movimento verticale dei soluti; imetodi a goccia e per infiltrazione laterale da solchi, invece,permettono di dilavare i sali dal volume di terreno umettato dalsingolo gocciolatore e dal solco.

Tuttavia la sommersione e lo scorrimento oltre a non essereidonei per tutte le colture, necessitano di ingenti volumi di acquae non permettono di realizzare turni irrigui brevi con una buonaefficienza distributiva.

L’irrigazione a pioggia pur permettendo turni irrigui brevi conelevata efficienza di distribuzione, bagnando la vegetazione,favoriscono l’assorbimento fogliare dei sali (Na, Cl, B, ecc.)


e possono determinare fenomeni di tossicità. Il problema siattenua irrigando nelle ore meno soleggiate e con impiantisottochioma.

L’irrigazione a goccia e quella per infiltrazione laterale dasolchi, pur risultando soddisfacenti per la coltura irrigata conacque salmastre, favorendo l’accumulo dei soluti in superficietra le aree bagnate, possono danneggiare la coltura seguente senel frattempo le piogge non hanno provveduto al dilavamentodei sali accumulatisi

Un altro accorgimento utilizzato per poter irrigare con acquesalmastre consiste nel favorire la lisciviazione dei solutiapportati, somministrando volumi di adacquamento superiori aquelli necessari per portare lo strato di terreno interessatodall’apparato radicale alla capacità idrica di campo.


Per valutare il fabbisogno di lisciviazione (Leaching Requirement LR)ci si basa sulla seguente equazione (U.S.D.A., 1954):

LR = ECw/Ecdw = Ddw/Dw

dove:LR = Leaching Requirement espressa in frazione percentuale

del volume di adacquamentoECw = C.E. dell’acqua di irrigazione (dS/m)ECdw = C.E. dell’acqua di drenaggio dalla zona radicale (dS/m)Ddw = Quantità di acqua drenata espressa in altezza (mm)Dw = Quantità di acqua irrigua espressa in altezza (mm)


Studi più recenti (Rhoades, 1974) suggeriscono di calcolare il LR inmodo diverso a seconda del metodo irriguo utilizzato:

a) con metodi gravimetrici che non permettono turni irrigui brevi:LR = ECw/(5ECe-ECw)

b) con metodi irrigui che permettono turni irrigui brevi, comel’irrigazione a goccia e l’aspersione:

LR = ECw/2(max Ece)

dove: ECe e (max ECe) sono la conducibilità elettrica dell’estrattodi pasta satura del terreno in dS/m compatibile con lariduzione di produzione areica, rispetto a quella massima,del 10% e del 100%


Anioni e CationiLa determinazione degli ioni con carica negativa (anioni) e diquelli a carica positiva (cationi) in un campione di acqua serve perconoscere quali e quanti sali sono contenuti in quell’acqua e perstabilire la sua idoneità all’irrigazione.

I principali anioni analizzati in un’acqua sono:fluoruri, cloruri, nitrati, fosfati e solfati.

I principali cationi analizzati in un’acqua sono:ammonio, calcio, magnesio, potassio e sodio.

La determinazione dei suddetti cationi è indispensabile per ilcalcolo del SAR (Sodium Adsorption Ratio).


SAR (Sodium Adsorption Ratio)

S.A.R. = ___[Na] ___√ [Ca] + [Mg]

2

L’indice SAR esprime l’attività relativa degli ioni sodio nellereazioni di scambio con il terreno. Tale rapporto misura laconcentrazione relativa di Sodio rispetto a Calcio e Magnesio.Il SAR è definito dalla seguente equazione:


La concentrazione di Na, Ca e Mg è espressa in meq/L

SAR (Sodium Adsorption Ratio)

Pericolo SAR NoteNessuno < 3 Nessuna restrizione all'uso dell'acqua

Da 3 a 6 fare attenzione alle colture sensibiliDa debole a moderato 3 - 9 Da 6 a 8 utilizzare colture tolleranti

Analizzare il terreno ogni 2 anni per vedere se c'è un aumento del sodio

Acuto > 9 Danno severo. Non utilizzabile


Alte concentrazioni di carbonato (CO3=) e di bicarbonato (H CO3

-)presenti nelle acque aumentano il SAR in quanto gli ioni delcarbonato e del bicarbonato combinandosi con gli ioni Ca++ e Mg++

precipitano sotto forma di carbonato di calcio e carbonato dimagnesio. In questo modo, la concentrazione relativa di Ca++ e Mg++

diminuisce rispetto al Na+ e di conseguenza il SAR aumenta

Cloro (Cl2) residuo (mg/L)

Il cloro attivo residuo presente nelle acque di irrigazione, normalmente non determina

conseguenze per le colture se la sua concentrazione non eccede 1 mg/L, anche se alcune colture appaiono sensibili già a

concentrazioni di 0,1 mg/L

E’ sempre dannoso a concentrazioni maggiori di 5 mg/L (USEPA, 1992)


- Boro: rappresenta l’elemento che determina lemaggiori conseguenze negative per le colture(clorosi e danni all’apparato epigeo) già aconcentrazioni di 0, 75 mg/L, se supera il valoredi 3 mg/L è sempre fitotossico e diventa un fattorelimitante per le colture

- Metalli pesanti: molti metalli (Fe, Cu, Zn, Mnetc.) sono microelementi essenziali per ilmetabolismo vegetale, ma in elevateconcentrazioni possono esercitare effetti tossici.Elementi specifici (Cd, Ni, Hg, Zn, ecc.) sonotossici per le piante ed esistono valori limite per leacque di irrigazione


- Pesticidi: quantità di residui di fitofarmaci presenti in un’acqua. Questi si dividono in clorurati e fosfatici e si esprimono in mg/L.

Le attuali normative italiana e mondiali ne impongono un limite non superiore a

0,0001 mg/L


Un esempio a tutti noto è quello dell’atrazina, diserbanteselettivo per il mais vietato con Ordinanza Ministeriale nel1992

- Tensioattivi (mg/L): sono sostanze dotate di proprietà schiumogene,bagnanti, detergenti e solubilizzanti, la cui molecola presenta una parteidrofila e una parte lipofila, ed il potere di abbassare la “tensionesuperficiale” di un liquido, principalmente l’acqua.

Semplificando la rappresentazione possiamo immaginare il tensioattivocome un cerino, il gambo ha una struttura affine al grasso, mentre la testaè solubile in acqua.

La testa si rivolgerà sempre verso l'acqua, mentre la coda si attaccheràsempre allo sporco (che generalmente è di natura lipidica) veicolandolonella soluzione detergente

In generale, i tensioattivi si possono classificare come: anionici, cationici,anfoteri e neutri a seconda della natura del gruppo idrofilo.

ANIONICI

CATIONICI

ANFOTERI

NON IONICI

+ C +_

+ + A -+ _

= Porzione lipidica del tensioattivo = Porzione idrofila del tensioattivo C + e A- = Catione e Anione



Parametri e Limiti di accettabilità per acque irrigueParametri Unità di I classe II classe III classe IV classe

misurapH 6,0 - 8,5 5,0 - 6,0/8,5 - 9,0 4,0 - 5,0/9,0 - 10,0 < 4,0 > 10,0C.E. dS/m < 0,75 0,75 - 2,30 2,3 - 3,0 > 3,0SARSolidi sospesi totali mg/L < 10BOD5 mgO2/L < 20COD mgO2/L < 100Sodio mg/L < 50 50 - 180 180 - 210 > 210Cloruri mg/L < 100 100 -300 300 - 350 > 350Nitrati mg/L < 40 > 40Fosfati mg/L < 0,4 > 0,4Solfati mg/L < 100 100 - 300 300 - 2000 > 2000Boro mg/L < 0,3 0,3 - 2,0 2,0 - 4,0 > 4,0Cromo totale mg/L < 0,1 0,1 - 1,0 1,0 - 1,2 > 1,2Cromo esavalente mg/L < 0,003 0,003 - 0,03 0,03 - 0,05 > 0,05Cadmio mg/L < 0,003 0,003 - 0,03 0,03 - 0,05 > 0,05Rame mg/L < 0,2 0,2 - 5,0 5,0 - 6,0 > 6,0Mercurio mg/L < 0,003 0,003 - 0,03 0,03 - 0,05 > 0,09Nichel mg/L < 0,2 0,2 - 2,0 2,0 - 2,4 > 2,4Zinco mg/L < 2,0 2,0 - 10,0 10,0 - 12,0 >12,0Manganese mg/L < 2,0 2,0 - 10,0 10,0 - 12,0 >12,0Tensioattivi mg/L < 0,5 0,5 - 1,0 1,0 - 2,0 > 2,0Olii minerali mg/L < 5 5,0 - 10 10 - 20 > 20Cloro libero (Cl2) mg/L < 0,2Fitofarmaci clorurati mg/L < 0,015 0,015 - 0,03 0,03 - 0,05 > 0,05Fitofarmaci fosforati mg/L < 0,05 0,05 - 0,07 0,07 - 0,1 > 0,1

Qualità delle acque per uso irriguo Caratteristiche microbiologiche

Il livello di inquinamento microbiologico in un’acqua si

misura utilizzando gli indicatori di contaminazione fecale

rappresentati universalmente da:


Coliformi totali e fecali

Streptococchi fecali

Escherichia coli

Salmonella


Esistono tuttora, in campo scientifico notevoli discordanze sulla definizione degli

indicatori e sulle concentrazioni da adottare per la caratterizzazione del rischio

microbiologico


Non esiste un indicatore di inquinamento fecale ideale.

Tra i tanti però Escherichia coli è quello che soddisfa la maggior parte dei requisiti.

Altri importanti indicatori di inquinamento microbiologicosono rappresentati da alcuni protozoi parassiti quali

Giardia e Cryptosporidiummeglio conosciuti come agenti di malattie enteriche per

l’uomo e per gli animali


La presenza di contaminazionemicrobiologica nelle acque irriguenon comporta problemi per ilterreno nè fitotossicità per lepiante, ma desta preoccupazionesotto l’aspetto igienico-sanitario pergli operatori agricoli e per lasalubrità dei prodotti


Parametri Unità di I classe II classe III classemisura

Coliformi Totali ufc/100 ml < 5.000 5.000 - 12.000 > 12.000Coliformi Fecali ufc/100 ml < 1.000 1.000 - 12.000 > 12.000Streptococchi fecali ufc/100 ml < 1.000 1.000 - 2.000 > 2.000

ufc = unità formanti colonie

I classe = acque impiegabili senza limitazioni

II classe = acque da impiegare almeno 30 giorni prima del raccolto, evitando

il contatto con prodotti destinati al consumo crudo dall’uomo

III classe = acque che devono essere distribuite con metodi irrigui che evitano

il contatto con la vegetazione e comunque l’irrigazione va sospesa

almeno 30 giorni prima della raccolta


Microrganismi patogeni che possono essere presenti in acque superficiali

Batteri

Virus

Salmonella spp

Shigella spp

Escherichia coli

Vibrio cholerae

Yersinia enterocolitica

Tifo, Paratifo, gastroenterite e setticemia

Dissenteria emorragica

Gastroenteriti, dissenteria, ecc.

Colera

Gastroenteriti acute, artriti, setticemia, eritema nodoso, adeniti acute nei bambini

Microrganismi Sintomi e malattie causate

Adenovirus

Enterovirus

Epatite A virus

Epatite E virus

Rotavirus

Faringite, Congiuntivite, vomito, diarrea

Poliomielite, febbre, diarrea, Meningite, malattie respiratorie, miocarditiEpatite

Epatite

Vomito, diarrea


Microrganismi patogeni che possono essere presenti in acque superficiali

Protozoi

Elminti

Cryptosporidium parvum

Giardia intestinalis

Entamoeba histolytica

Balantidium coli

Sintomi gastrointestinali ed influenzali

Vomito, diarrea

Dissenteria amebica, infezioni

Diarrea, ulcera al colon

Microrganismi Sintomi e malattie causate

Dracunculus medinensis

Ascaris lumbricoides

Ancylostoma duodenale

Taenia saginata

Trichuris trichiura

Toxocara

Dracunculosi

Ascariasi

Anemia

Teniasi

Dolori addominali, diarrea

Febbre, dolori addominali

Qualità delle acque per uso irriguo Caratteristiche tossicologiche

Tossicità delle acque

Per “tossicità” si intende l’effetto negativodeterminato da una sostanza tossica o da una misceladi tossici, che si manifesta, per un dato sistemabiologico, mediante la compromissione di una o piùfunzioni (sopravvivenza, motilità, fotosintesi,crescita, ecc.) danneggiate in seguito all’esposizionead un tossico (Marchetti, 1999).

La valutazione di tossicità si effettuaintroducendo nel campione in esame, un datonumero di organismi e verificando se lerisposte differiscono da quelle di organismi dicontrollo immessi in un campione di acquaprivo di contaminanti (Bonfanti et al., 1997).

Saggi ed indici di eco-tossicitàUn saggio eco-tossicologico richiede che un organismo vivente sia esposto per un determinato tempo ad una sostanza in esame, valutando la risposta mostrata dall’organismo.

Le prove sperimentali possono essere basate sulla stima della tossicità:

Acuta: nel caso in cui effetti avversi si manifestino entro breve tempo dalcontatto con la sostanza da testare; prevedono la misura di unarisposta individuale (mortalità, germinazione, etc.)

Subacuta (subletale): quando gli effetti avversi si manifestano per un periodo< 10 % della vita dell’organismo. Una tossicità subacutamisura la risposta dell’intero organismo (crescita,patologia, comportamento, etc.)

Cronica: quando gli effetti avversi si manifestano dopo l’esposizione ad unasostanza per un periodo > 50 % della vita dell’organismo; taletossicità prende in considerazione la risposta di intere popolazioni.

Test di tossicità algale: prevede l’impiego dell’alga verdeunicellulare Selenastrum capricornutum. La risposta finale ad unaeventuale sostanza tossica presente nel campione testato simanifesta con una inibizione della proliferazione delle cellulealgali.

Test di fitotossicità: utilizzano semi di piante mono e dicotiledoni,quali: sorgo (Sorghum), crescione (Lepidum sativum), cetriolo(Cucumis sativus) e lattuga (Lactuca sativa). Il test viene condottoponendo i semi delle predette specie sulla matrice da analizzare(acquosa o solida). Si incuba al buio a 25°C per 72 ore. Alla fine sicontano i semi germinati e la lunghezza radicale. I risultati siesprimono come Indice di germinazione.

I più comuni test di tossicità sono:

Test di tossicità con Daphnia magna: viene utilizzato ilcrostaceo cladocero della specie Daphnia magna Straus, moltosensibile soprattutto all’inquinamento da metalli pesanti(piombo, cadmio, zinco, rame, etc.). I neonati di meno di 24 orevengono immessi nel campione da analizzare e dopo un periododi tempo prestabilito (24 o 48 ore) si osserva la percentuale diindividui sopravvissuti.

Test di tossicità con Vibrio fischeri: Con questo metodo vienevalutata la tossicità acuta di un campione acquoso, tal quale odiluito, mediante l’inibizione della bioluminescenzanaturalmente emessa da una popolazione monospecifica dicellule di batteri Gram-negativi appartenenti alla specie Vibriofischeri, dopo un tempo di contatto di 5, 15 e 30 minuti con ilcampione in esame.

Il risultato di tali determinazionidi laboratorio è in grado di svelarela tossicità a breve termine(acuta), a lungo termine (cronica),l’esistenza di fattori limitanti dellatossicità e con ulteriori sviluppi, èpossibile svelare la mutagenicitàdell’inquinante.

Come fonte alternativa alle acque superficiali e difalda, risaputamente limitate, per l’uso irriguo sipossono utilizzare le acque reflue urbane depurate.

Acque che, se opportunamente trattate,rappresentano una sorgente inesauribile di risorsaidrica; infatti dove c’è consumo di acqua, c’èproduzione di reflui, che se non riutilizzati,finiscono nei corpi idrici superficiali perdendosi einquinando l’ambiente

CARATTERISTICHE DEI REFLUI URBANI• I reflui urbani sono costituiti da una soluzione acquosa

debolmente alcalina, molto diluita, contenente sostanzeorganiche ed inorganiche, solidi sospesi grandi e piccoli edispersioni colloidali

• Sotto l’aspetto igienico-sanitario, i reflui possono contenerepatogeni per l’uomo e per gli animali (batteri, virus, elminti,funghi e protozoi).

• La composizione dei reflui urbani di origine domestica è all’incircala stessa nelle varie aree urbane, mentre le caratteristichemicrobiologiche risentono molto dello stato della zona considerata;i coliformi fecali sono distribuiti uniformemente, i patogeni,sono in numero più basso (Fucci, 1992).

Il riuso dei reflui urbani in agricoltura pone limiti di

ordine:• Igienico - sanitario

• Legislativo

• Agronomico

Fra questi:

l’aspetto igienico – sanitario

rappresenta senza dubbio la classe di maggior interesse specialmente nel caso in cui il riutilizzo

comporti un contatto diretto o indiretto delle acque con l’organismo umano

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Lezione 2 - Qualità delle acque irrigue