La Risorsa Acqua

LA RISORSA ACQUA
Di tutta l’acqua dolce presente sulla terra solo lo 0,77% si
trova in fiumi, laghi, acquiferi e biomasse, ecc.
L’acqua potabile è lo 0,003% di tutta l’acqua presente
sulla terra!
La vita sulla terra dipende dal ciclo dell’acqua.
I “servizi” offerti dalle acque dolci rientrano in tre
categorie:
☺ Rifornimento di acqua potabile, per irrigazione, uso
domestico, industriale ecc.
☺ Rifornimento di beni quali pesci, mitili ecc.
☺ Rifornimento di beni non materiali: trasporto, ricreazione
ecc.
I processi fondamentali del ciclo dell’acqua
RICHIESTA DI ACQUA
Ogni anno sulle terre emerse arrivano circa 111000 Km3 di
acqua con le precipitazioni: questi rappresentano l’unico
nuovo apporto di acqua per questi sistemi.
La richiesta idrica da parte
dell’uomo è aumentata
enormemente e procede di pari
passo con lo sviluppo
demografico e industriale.
Il prelievo dell’acqua
attualmente è di oltre 5000 km3
l’anno!
RIFORNIMENTO DI ACQUA DOLCE
Al contrario dei combustibili fossili,
l’acqua dolce è una risorsa NON SOSTITUIBILE!
L’unica soluzione immaginabile è la DESALINIZZAZIONE.
Questo è un processo altamente dispendioso, attualmente
praticato in piccola misura (solo lo 0,1%).
Se dovessimo ricavare da questo processo tutta l’acqua
che usiamo ci costerebbe circa $3000 miliardi, il 12%
del prodotto lordo mondiale!
Tuttavia, la desalinizzazione rimane l’unica alternativa
RIFORNIMENTO DI ALTRI BENI
I sistemi di acque dolci forniscono importanti beni diversi
dall’acqua quali: pesci, avifauna, mitili.
Questi sono beni quantificabili economicamente, sia per
l’uso alimentare che sportivo, ed il loro valore può
essere calcolato dal prezzo ricavato con la vendita del
pesce, ecc. E’ importante però considerare anche tutto
il giro economico a valle, come ad esempio i posti di
lavoro, la commercializzazione di tutti i prodotti da
pesca, ecc.
In totale per gli USA è stato stimato che i bacini di acqua
dolce muovono un giro economico di $100 miliardi.
Rifornimento di beni non “materiali”
In genere questi beni li diamo per garantiti, al punto tale
che vengono spesso ignorati nella quantificazione dei
danni ai bacini d’acqua dolce.
Possiamo considerare tali:
☺ La capacità dell’acqua di diluire gli inquinanti e
autodepurarsi
☺ La possibilità di utilizzare i corsi d’acqua per il
trasporto
☺ L’offerta ricreativa per sport acquatici e per il
‘semplice’ fatto di essere ambienti piacevoli
☺ L’offerta di habitat per moltissime specie
AUTODEPURAZIONE dell’ACQUA
La comunità biotica dell’acqua è in grado di
depurare l’acqua
ACQUA: una RISORSA PREZIOSA!
L’ACQUA è una RISORSA RINNOVABILE
vitale per l’uomo e per le sue attività.
Tuttavia,
l’acqua è una delle risorse della terra peggio gestite.
Viene comunemente sprecata ed inquinata,
pochi sforzi vengono compiuti per renderla disponibile e
consentire un adeguato rinnovo.
La SICCITA’ causa nel mondo più danni è sofferenze
di qualsiasi altro problema ambientale
I cambiamenti
globali
ridurranno la
disponibilità
idrica in molte
regioni aride e
semi-aride
Un terzo della popolazione mondiale è
attualmente soggetta a scarsezza di risorse
idriche, e se ne prevede un raddoppio nel
prossimo secolo
L’USO DELL’ACQUA NEL MONDO
Le dimensioni dell’uso dell’acqua vengono valutate come:
Acqua prelevata da una sorgente superficiale o sotterranea e portarla al
luogo di utilizzo.
Acqua consumata è quella frazione di acqua consumata che non ritorna
alle zone di prelievo e che quindi non può essere riutilizzata. In media si
consuma il 60% delle acque prelevate.
DESTINAZIONE D’USO DELL’ACQUA NEL MONDO:
69% Irrigazione
23 % Produzione di energia; usi industriali; rimozione dei rifiuti
8% Scopi domestici
INONDAZIONI
In molti sistemi le piene sono dei fenomeni naturali occasionali che
portano anche dei benefici:
☺ Il sedimento trasportato forma terreni coltivabili ricoperti di limo,
ricco di nutrienti.
☺ Alimentano le acque sotterranee
☺ Riempiono le paludi
Oggi le inondazioni rappresentano piuttosto delle calamità. Infatti la
rimozione della vegetazione, il pascolo intensivo, l’urbanizzazione del
territorio, gli incendi boschivi ne hanno aumentato il numero e la gravità
EFFICIENZA DI UTILIZZO
Ridurre gli sprechi In media il 65-70% dell’acqua utilizzata
dall’umanità viene persa per evaporazione o per perdite alle tubature.
La causa primaria dello spreco di acqua è il suo basso costo!
Ridurre le perdite nell’irrigazione. Esistono sistemi che consentono un
uso efficiente delle acque di irrigazione ma sono utilizzati solo nell’1%
del territorio irrigato nel mondo!
Ridurre gli sprechi nell’industria. I processi industriali possono usare
acqua riciclata o essere revisionati per risparmiarla, come avviene in
Giappone ed Israele.
Ridurre gli sprechi domestici. Un uso oculato dell’acqua domestica, può
ridurre fortemente i consumi. Anche il riciclaggio dell’acqua
condominiale è applicato con buoni risultati a questo scopo, esempi si
trovano a Tokio.
Sistemi di irrigazione
A flusso di gravità ha una efficienza molto bassa, intorno al 50-60%,
l’acqua proviene di solito da un acquedotto o da un fiume vicino.
A spruzzo centrale ha una buona efficienza, intorno al 70-80%, usa in
genere acqua pompata dal sottosuolo e spruzzata da una asta mobile
sulla coltura. Le maggiori perdite si hanno per evaporazione diretta in
atmosfera.
Irrigazione a gocciolamento ha
l’efficienza più elevata, intorno al
80-90%, usa tubazioni sotterranee o
poste in superficie, che arrivano a
distribuire l’acqua in diretta
prossimità delle radici delle piante
INQUINAMENTO DELL’ACQUA
La definizione di inquinamento dell’acqua viene data in base alle sue
possibilità di impiego per i vari usi.
I CRITERI DI QUALITA’ definiscono la condizione qualitativa
richiesta per un dato uso dell’acqua. Essi si conseguono imponendo limiti
di accettabilità o di emissione, che costituiscono oggetto di normativa.
Essi si deducono da test sperimentali, come, nel caso della vita
acquatica, quelli ecotossicologici, e quindi sono suscettibili di revisione
sulla base di nuovi dati sperimentali
I CRITERI GUIDA sono invece indicazioni stabilite a livello
amministrativo e definiscono delle politiche di gestione, risanamento
ecc. che si intendono applicare.
I LIMITI DI ACCETTABILITA’ o di EMISSIONE posso essere
‘assoluti’ o ‘relativi’ in base alla capacità recettive dell’ambiente idrico o
della natura dei contaminanti. La legge 319/76 adotta entrambi i criteri
LIMITI UNITARI
Per calcolare i limiti unitari che compaiono nella legge 319/76, si è
adottata la seguente relazione:
L=SrDV
L= Limite (es. mg/L; mL/L)
Sr= Soglia di rischio (stabilita sulla base di dati sperimentali)
D = Diluizione dell’emissario (si fissa una diluizione di 1:1)
V= Fattore di variazione del limite, funzione delle caratteristiche del
contaminante
Per valutare V i contaminanti si distinguono in:
Facilmente degradabili a pericolosità ridotta
Ad azione tossica, ma non accumulabili (es. Al, Fe, Mn)
Molto tossici ed accumulabili (es. Cd. Hg, Se)
BOD - Biochemical O2 Demand
COD - Chemical O2 Demand
Misura la frazione di ossigeno
disciolto (in mg/L) utilizzata dalla
popolazione microbica edafica
per stabilizzare, a condizioni
standard di temperatura e tempo
(BOD5 -20°C, 5 giorni), il
materiale organico
biodegradabile presente nel
campione d’acqua.
Misura l’ossigeno consumato per
ossidazione chimica da un
campione d’acqua inquinato dalla
presenza di sostanze organiche
ed inorganiche, a specifiche
condizioni di temperatura e
tempo, da parte di un energico
ossidante (bicromato di potassio)
in soluzione fortemente acida.
Nelle acque correnti di buona
qualità il BOD5 < 3 mg L-1
FATTORI CAUSALI DI INQUINAMENTO DELL’ACQUA
Emissioni di tipo urbano: Residui metabolici, di attività domestiche,
dilavamento di strutture urbane
Scarichi industriali.
Inquinamento da attività agricole (Produzione di vegetali, zootecnia)
Cause di inquinamento della falda
FATTORI DI INQUINAMENTO DELL’ACQUA
Agenti patogeni. Un indicatore della qualità delle acque è il numero di batteri
coliformi presenti in un campione di 100 mL d’acqua. Per l’acqua potabile si deve avere
assenza di coliformi, per quella di balneazione l’EPA indica 200, mentre la legislazione italiana
ne consente fino a 100 fecali (2000 totali)
Rifiuti biodegradabili. Un indicatore della qualità dell’acqua è il BOD.
Sostanze chimiche idrosolubili inorganiche. Possono rendere l’acqua non
potabile, abbassano la produzione dei raccolti, danneggiano gli impianti industriali
Nutrienti inorganici. Nitrati, fosfati e solfati che determinano problemi di
eutrofizzazione culturale
Sostanze chimiche organiche. Petrolio, gasolio, pesticidi, detergenti, solventi,
etc. Sono altamente nocivi per la vita acquatica e per l’uomo
Sedimenti e particolato. Particelle insolubili sospese, derivante dai processi di
erosione del suolo. Determinano riduzione della fotosintesi, trasportano sostanze
tossiche immettendole nelle reti trofiche
Isotopi radioattivi idrosolubili
Riscaldamento dell’acqua.
Introduzione di specie estranee
Inquinamento da petrolio
negli oceani
EFFETTI DELL’INQUINAMENTO DELL’ACQUA
Effetti deossigenanti.
Effetti eutrofizzanti
Effetti fisici meccanici
Effetti da radiazioni
Effetti patogeni.
Effetti da tossici
Tossica è una sostanza di natura chimica che interagendo
con altre molecole di organismi viventi provoca un effetto
nocivo diretto o mediato dai suoi metaboliti
Eutrofizzazione culturale
Principali cause antropogeniche:
Interventi di mitigazione:
Erosione del suolo
Installazione di depuratori
Fertilizzazione
Rimozione delle biomasse
Allevamenti intensivi
Ossigenazione delle acque
Scarichi urbani - detersivi / liquami
Scarichi industriali
Riduzione dell’apporto di nutrienti
Eutrofizzazione culturale
Apporto di nutrienti (P e N)
Incremento della biomassa algale
( prevalentemente cianobatteri)
Riduzione della profondità della zona fotica
Soprasaturazione di O2 (300%)
limitata CO2 nell’epilimnio
Sedimentazione della necromassa nell’ipolimnio
Aumento della decomposizione
Incremento di CO2 e riduzione di O2
Fondali anossici, liberazione di H2S
Morte della componente animale, Modifiche della biodiversità