PROGRAMMA EUROPEO INTERREG III B – MEDITERRANEO OCCIDENTALE
ASSE 4: Valorizzazione del patrimonio e prevenzione del rischio
MISURA 4.4: Gestione delle risorse idriche e lotta contro la siccità e la
desertificazione
PROGETTO AQUANET
CODICE: 2002-01-4.4-F-011
Analisi degli effetti dell’inquinamento diffuso sulle
acque destinate all’uso potabile: definizione di piani
di prevenzione
PROGETTO LOCALE NITRATI
RAPPORTO FINALE
Piacenza, novembre 2004
1
Presentazione
Quello dei nitrati è un problema d’estrema attualità per Piacenza e la sua provincia, ma la
scarsità della risorsa acqua, l’adeguamento della qualità in relazione ai differenti utilizzi unita
alla protezione dell’ambiente naturale, sono problemi comuni a tutta l’area del mediterraneo
occidentale.
E’ nell’esigenza di dare un contributo alla comprensione di queste tematiche che si inserisce
l’adesione da parte della Provincia di Piacenza al Progetto europeo Aquanet, nell’ambito del
programma Interreg III B, con un progetto locale che approfondisce un tema molto sentito nel
nostro territorio: la presenza dei “NITRATI” nelle acque superficiali, ma soprattutto in quelle ad
uso potabile. Coprotagonisti il Servizio Ambiente della Provincia e la Sezione provinciale
dell’ARPA di Piacenza.
Aquanet è stato varato ufficialmente, dopo un lavoro preparatorio cominciato nel 2001, nel
gennaio del 2002.
In precedenza vi erano state iniziative di carattere tecnico e divulgativo. erano già stati
condotti studi sia da parte della Provincia di Piacenza che dall’ARPA: l’elaborazione della Carta
della Vulnerabilità degli acquiferi, la pubblicazioni “Nitrati-acqua e suolo da salvaguardare” Atti
del convegno GEOFLUID del 5 ottobre 2000, “Fertilizzanti azotati e nitrati – Come-QuandoDove-Perché”, opuscolo informativo sulla corretta fertilizzazione dei suoli, del febbraio 2002 ed
il Convegno “Nitrati e risorsa idrica a Piacenza”, organizzato in collaborazione con le
associazioni Coldiretti, Unione Agricoltori, CIA nel marzo dello stesso anno.
Se il contenitore europeo Aquanet punta, in generale, ad un’analisi dell’inquinamento diffuso
sulle acque destinate all’uso potabile ed alla definizione di piani di prevenzione, il progetto
locale si concentra sul particolare aspetto dei nitrati, con l’obiettivo di costruire azioni
sinergiche per arrivare ad una diminuzione del livello di questo inquinante sia nelle acque
superficiali che sotterranee, in particolare in quelle destinate all’uso potabile. La diffusione di
questo Report e il sito internet dedicato (www.aquanetpc.it) rappresentano quindi una prima
azione che, partendo dall’informazione e dalla sensibilizzazione dei soggetti interessati, passi
attraverso azioni di controllo e di promozione di interventi, in tutti i settori ma soprattutto in
agricoltura, per la promozione di un diverso tipo di coltivazioni meno idro-esigenti e azotoesigenti.
2
Team Progetto AQUANET
Agenzia
Regionale
Prevenzione
Ambiente dell’Emilia Romagna
TESA Piacenza spa:
¾ Dott. Guido Ramonda
¾ Fausto Manzini
Sezione di Piacenza:
¾ Dott.ssa Elisabetta Russo
¾ Dott. Adriano Fava
¾ Dott. Antonio Nassisi
¾ Dott. Geol. Andrea Dadomo
Università
Piacenza:
Cattolica
del
Sacro
Cuore
Istituto di Chimica Agraria e Ambientale –
CNR-GNDCI, U. O. 4.15
¾ Prof. Marco Trevisan
¾ Dott.ssa Laura Padovani
¾ Dott. Ettore Capri
Servizio IdroMeteorologico:
¾ Dott. Franco Zinoni
¾ Dott. Vittorio Marletto
¾ Tomaso Tonelli
Ingegneria Ambientale:
¾ Ing. Andrea Chahoud
¾ Dott.ssa Rosanna Bissoli
¾ Dott.ssa Gisella Ferroni
¾ Dott.ssa Monica Carati
Azienda Unità Sanitaria Locale di Piacenza:
e:
¾ Dott. Geol. Giovanni Martinelli
¾ Dott. Geol. Marco Farina
Unione Provinciale Agricoltori;
Confederazione Italiana Agricoltori,
di Piacenza
Amministrazione
Piacenza:
Provinciale
di
Dipartimento di Sanità pubblica
¾ U. O. Igiene degli alimenti
Federazione Provinciale Coltivatori Diretti;
di
Azienda
Sperimentale
“Vittorio
Gariga di Podenzano (Piacenza)
Tadini”
Servizio Ambiente:
¾ Dott.ssa Adalgisa Torselli
¾ Giovanni Compiani
¾ Dott.ssa Raffaella Montanari
¾ Andrea Silvotti
¾ Dott.ssa Laura Piro
Servizio Programmazione Territoriale
e Urbanistica:
¾ Arch. Gian Battista Volpe
¾ Dott. Paolo Lega
¾ Ing. Gianni Gazzola
Servizio Agricoltura
¾ Dott. Fabrizio Bernini
¾ Dott.ssa Paola Anaclerio
¾ Dott. Albino Libè
Si ringraziano inoltre per i loro specifici contributi:
Dott. Luca Piacenza,
Dott. Geol. Gianfranco Bruzzi,
Prof. Pierluigi Viaroli,
Prof. Antonio Longinelli,
Prof. Ulisse Ferrari,
Prof. Vincenzo Tabaglio.
3
Indice
Presentazione
Pag. 2
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
PROGRAMMA EUROPEO INTERREG III B – MEDITERRANEO OCCIDENTALE
Cos’è Aquanet ………………………………………………………………………………………………………….
Cos’è Interreg III ……………………………………………………………………………………………………..
I contenuti di Aquanet ……………………………………………………………………………………………
Gli obiettivi generali del progetto ……………………………………………………………………………
Gli obiettivi del progetto Aquanet ……………………………………………………………………………
Il budget e i tempi del progetto Aquanet ……………………………………………………………….
Il progetto locale ………………………………………………………………………………………………………
Il progetto nitrati ………………………………………………………………………………………………………
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6
6
6
6
7
7
7
8
2
2.1
2.2
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.4
2.4.1
2.4.2
2.5
2.5.1
2.5.2
2.6
2.6.1
2.6.2
2.6.3
2.6.4
2.7
2.7.1
2.7.2
2.8
2.8.1
2.8.2
CARATTERIZZAZIONE AREA DI STUDIO ………………………………………………………….
Inquadramento territoriale ………………………………………………………………………………………
I suoli della provincia di Piacenza ……………………………………………………………………………
Geologia/Geomorfologia ………………………………………………………………………………………….
Assetto geologico-strutturale del territorio piacentino ……………………………………………
La pianura …………………………………………………………………………………………………………………
La bassa collina ………………………………………………………………………………………………………..
L’alta collina ………………………………………………………………………………………………………………
La montagna …………………………………………………………………………………………………………….
Climatologia ……………………………………………………………………………………………………………..
Temperatura …………………………………………………………………………………………………………….
Precipitazioni …………………………………………………………………………………………………………….
Idrografia ………………………………………………………………………………………………………………….
Reticolo idrografico superficiale ……………………………………………………………………………….
Acquifero sotterraneo ………………………………………………………………………………………………
Vulnerabilità intrinseca dell’acquifero ……………………………………………………………………..
Vulnerabilità e tutela delle zone ad alta vulnerabilità …………………………………………….
Prime valutazioni sul grado di vulnerabilità …………………………………………..………………
Dinamica insediativa e vulnerabilità ………………………………………………………………………
Conclusioni ……………………………………………………………………………………………………………….
Uso reale del suolo …………………………………………………………………………………………………..
Telerilevamento ……………………………………………………………………………………………………….
Risultati …………………………………………………………………………………………………………………….
Attività agricole e zootecniche ………………………………………………………………………………..
Smaltimento di fanghi in agricoltura ……………………………………………………………………….
Spandimento liquami zootecnici ……………………………………………………………………………..
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59
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
RETE DI MONITORAGGIO …………………………………………………………………………………..
Introduzione …………………………………………………………………………………………………………….
Normativa nazionale e comunitaria ………………………………………………………………………..
L’archivio-dati regionale ………………………………………………………………………………………….
Costituzione della rete di monitoraggio per il progetto AQUANET …………………………
Archivio dei pozzi ……………………………………………………………………………………………………..
La rete e il modello concettuale dell’acquifero sotterraneo ……………………………………
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61
61
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65
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4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
STATO DELL’INQUINAMENTO …………………………………………………………………………….
Introduzione …………………………………………………………………………………………………………….
Monitoraggio ante 2001 …………………………………………………………………………………………..
Monitoraggio post 2001 …………………………………………………………………………………………..
Cenni di Geostatistica ………………………………………………………………………………………………
Trattamento dei dati e rappresentazione cartografica ……………………………………………
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76
76
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80
4
5
5.1
5.2
5.3
IDROLOGIA ISOTOPICA ………………………………………………………………………………………
Cenni sui fondamenti teorici ……………………………………………………………………………………
Definizione dell’origine delle acque sotterranee nella Regione Emilia Romagna ….
Definizione dell’origine dei Nitrati negli acquiferi della pianura piacentina ……………
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90
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6
MODELLI PREVISIONALI …………………………………………………………………………………….
CRITERIA ………………………………………………………………………………………………………………..
Premessa ………………………………………………………………………………………………………………….
Dati utilizzati per lo studio ……………………………………………………………………………………….
Caratteristiche del modello CRITERIA e basi dati …………………………………………………..
Analisi dei risultati ……………………………………………………………………………………………………
Appendice ………………………………………………………………………………………………………….
Caratteristiche idrologiche del suolo ……………………………………………………………….
Apporti idrici al sistema …………………………………………………………………………………..
L’infiltrazione ……………………………………………………………………………………………………
L’evapotraspirazione potenziale ………………………………………………………………………
L’evaporazione …………………………………………………………………………………………………
La traspirazione …………………………………………………………………………………………………
Il drenaggio ………………………………………………………………………………………………………
La coltura …………………………………………………………………………………………………………
Bilancio idrico giornaliero …………………………………………………………………………………
Il ciclo dell’azoto ………………………………………………………………………………………………
La sostanza organica …………………………………………………………………………………………
Fertilizzazioni ……………………………………………………………………………………………………
IPNOA ……………………………………………………………………………………………………….……………
Premessa …………………………………………………………………………………………………………………
Pericolo potenziale di contaminazione da nitrati di origine agricola ………………………
IPNOA: Indici di Pericolosità da Nitrati di Origine Agricola …………………………………….
Fattori di pericolo …………………………………………………………………………………………………….
Fattori di controllo …………………………………………………………………………………………………...
La formula degli IPNOA ……………………………………………………………………………………………
La vulnerabilità intrinseca delle acque sotterranee ………………………………………………..
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137
Convalida dell’approccio ………………………………………………………………………………………….
Pag. 138
PIANO D’AZIONE …………………………………………………………………………………………………
Il Forum di Agenda 21 della provincia ……………………………………………………………………
Conclusioni ………………………………………………………………………………………………………………
Pag. 140
Pag. 140
Pag. 143
Bibliografia ………………………………………………………………………………………………………………
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6.1
6.2
6.3
6.4
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6.6
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6.13
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6.15
6.16
6.17
6.18
7
7.1
7.2
Rischio potenziale di contaminazione delle acque sotterranee da nitrati di origine agricola
Convalida del metodo ………………………………………………………………………………………………
La cartografia di base e la creazione dei temi …………………………………………………………
Calcolo degli IPNOA ………………………………………………………………………………………………….
Il pericolo potenziale di contaminazione da nitrati di origine agricola nella provincia di Piacenza
Il rischio potenziale di contaminazione della acque sotterranee da nitrati di origine agricola
nella provincia di Piacenza …………………………………………………………………………………………….. Pag. 137
5
Capitolo 1
PROGRAMMA EUROPEO INTERREG IIIB-MEDITERRANEO OCCIDENTALE
1.1
Cos’è AQUANET?
Aquanet è un progetto transnazionale proposto al FORUM di Roma il 4 e 5 luglio 2001 dal
Département de Hérault (Montpellier-Francia), che si inserisce nel programma d’iniziativa
comunitaria INTERREG III B MEDOC.
1.2
Cos’è interreg III?
Uno slogan ne sintetizza in modo efficace lo scopo: “Le frontiere non sono un ostacolo allo
sviluppo equilibrato e all’integrazione del territorio”. Interreg III è un’iniziativa comunitaria
(GUCE serie C del 23 maggio 2000, n. 143) riguardante la cooperazione transeuropea volta ad
incentivare uno sviluppo armonioso ed equilibrato del territorio.
Nell’ambito di INTERREG III la normativa stabilisce che può essere concesso un sostegno
comunitario a favore di misure e di regioni che rispettino gli orientamenti stabiliti dalla
Commissione Europea dal 28 aprile 2000/C 143/8 che in particolare riguardano:
ƒ
ƒ
ƒ
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ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
lo sviluppo sostenibile come principio base;
il coinvolgimento della popolazione per la realizzazione degli obiettivi;
la cooperazione dovrà avvenire integrando l’azione delle autorità pubbliche ai vari livelli
territoriali con altri soggetti economici (Università, istituzioni private, ecc.);
la cooperazione deve avere una forte componente transnazionale, soprattutto nel
definire comuni strategie di sviluppo del territorio;
la soluzione dei problemi deve passare attraverso un approccio integrato che
comprenda in sé differenti punti di vista e tutti gli strumenti tecnici;
incoraggiamento all’uso di nuove tecnologie;
tangibilità dei risultati;
tutte le fasi attuative del programma devono essere pubblicizzate.
Al bando dell’Autorità europea di gestione hanno concorso per essere finanziati vari progetti sia
italiani che di altri paesi europei. Il bando a cui era interessato AQUANET era relativo ad
INTERREG III B MEDOC (Mediterraneo Occidentale), Asse 4: valorizzazione del patrimonio e
prevenzione del rischio; Misura 4.4: gestione delle risorse idriche e lotta contro la siccità e la
desertificazione.
1.3
I contenuti di Aquanet
Il progetto europeo partiva dalla premessa che la maggior parte dei territori del Mediterraneo
Occidentale hanno alcune problematiche comuni: la scarsità delle risorse idriche, l’esigenza di
un adeguamento della qualità delle acque in rapporto ai differenti utilizzi, la protezione
dell’ambiente naturale. Aquanet, in questo senso, può essere paragonato ad un “grande
contenitore” entro il quale i vari partner a livello europeo hanno introdotto i loro progetti locali,
che hanno riguardato diversi aspetti delle problematiche relative alla qualità ed alla tutela delle
acque.
1.4
Gli obiettivi generali del progetto
La “mission” assegnata è stata l’analisi degli effetti dell’inquinamento diffuso sulle acque
destinate all’uso potabile e la definizione di piani di prevenzione. Tutto ciò attraverso: il
monitoraggio della qualità delle acque sotterranee e superficiali destinate al consumo umano;
la definizione di ambiti geografici pertinenti – Bacini idrografici; la proposta di piani di
6
prvenzione e di protezione coerenti con il Programma Operativo 2000-2006 INTERREG III
MEDOC.
1.5
Gli obiettivi del progetto Aquanet
Gli obiettivi generali del progetto dovevano essere raggiunti attraverso:
1) Studi
Natura dell’inquinamento
Origine dell’inquinamento e definizione dell’ambito di studio
ƒ
Messa in opera degli strumenti di conoscenza (Misure, gestione di dati GIS)
ƒ
Comprensione del fenomeno e ricerca delle cause
ƒ
Misure di prevenzione e protezione
2) Partner
ƒ
ƒ
ƒ
Sviluppo del partenariato a livello transnazionale e a livello locale
3) Formazione e informazione dei partner responsabili
Conoscenza delle diverse culture, lingue e tecniche ambientali
Conoscenza delle leggi e dei regolamenti nazionali
ƒ
Approfondimento della normativa comunitaria
4) Gestione amministrativa, tecnica e finanziaria.
ƒ
ƒ
1.6 Il budget e i tempi del progetto Aquanet
Il bando ha permesso di accedere a finanziamenti europei che sono stati ripartiti tra i diversi
partner partecipanti al progetto, la cui durata era prevista in 3 anni.
1.7
Il progetto locale
Piacenza e il suo territorio (ma in generale tutta l’Emilia Romagna) ha da diversi anni dovuto
affrontare il problema dei nitrati nelle acque destinate all’uso potabile. Questo ha indotto la
Provincia, l’ARPA, TESA (ente gestore, n.d.r.) ad indagare, a monitorare ed a registrare dati
che fossero utili per comprendere meglio il fenomeno e poter elaborare strategie di intervento
a tutela della salute dei cittadini. Il progetto è partito quindi da una situazione già in evoluzione
che traeva origine da una premessa circa gli effetti che questo particolare tipo di inquinante
può avere sulla salute.
Nitrati – Gli effetti sulla salute umana
Sulla base del tenore in nitrati, l’acqua può infatti apportare fino al 50% della quantità assunta
giornalmente con la dieta: la fonte preponderante è costituita dalle verdure. Una stima
approssimativa sull’apporto giornaliero di nitrati legato all’alimentazione, ci dice che si può
ragionevolmente pensare che esso vari in un soggetto adulto tra 100 e 300 mg NO3/giorno.
Lo ione nitrico non è di per sé tossico per i mammiferi e per l’organismo umano in particolare,
ma le preoccupazioni di ordine sanitario riguardano la possibilità per i nitrati di essere ridotti a
nitriti nella cavità orale e nel tratto gastrointestinale. il tasso di conversione da nitrati a nitriti è
particolarmente elevato nei neonati fino a sei mesi di vita, nelle donne in gravidanza, negli
adulti con deficienza di un enzima, metaemoglobina-reduttasi, o con acloridria, per cui questi
soggetti sono particolarmente esposti alla possibilità dello sviluppo di una risposta acuta
all’azione tossica dei nitrati. Un ulteriore potenziale effetto sulla salute è la possibile reazione a
livello gastrico dei nitriti con ammine e/o ammidi endogeni o di origine alimentare, con
formazione rispettivamente di nitrosammine e nitrosammidi, ritenuti cancerogeni. Benché non
7
sia stata dimostrata una relazione causa-effetto tra assunzione di nitrati e rischio di cancro è
opportuno, secondo l’O. M. S. ridurre, per quanto possibile, l’apporto di nitrati, nitriti,
nitrosammine con l’alimentazione.
Nitrati - Gli effetti sulla salute animale
Nell’alimentazione animale vengono utilizzate colture erbacee che, per supplire alla mancata
rotazione tradizionale, vengono trattate con la liquamazione. Per alcuni foraggi, tipo loiessa,
mais da trinciato e dattile questa pratica é diventata routine, con l’effetto di aumentare il
tenore di nitrati nella razione animale oltre la soglia tossica. La conseguenza é l’avvelenamento
degli animali (soprattutto bovine lattifere), fenomeno noto già dagli anni ’70 e studiato
particolarmente nei Paesi del Nord Europa. Come per l’uomo, la tossicità é legata ai nitriti: nei
ruminanti però la flora batterica del rumine agisce rapidamente sui nitrati trasformandoli in
nitriti,
provocando
avvelenamenti
di
tipo
acuto;
fisiologicamente
i
nitriti
vengono
successivamente degradati ad ammoniaca. In Italia la foraggicoltura é basata sulla coltivazione
della medica, che non accumula quantità sensibili di nitrato; inoltre il fenomeno avviene
soprattutto a bassa temperatura atmosferica ed in fase vegetativa. Nella Pianura Padana, il
pericolo di intossicazione acuta si verifica in autunno per alcune essenze foraggere molto
concimate, utilizzate come foraggi in fase giovanile, nel caso che i nitrati superino lo 0.350.40% sull’intera razione.
I livelli di concentrazione, i riferimenti normativi
La concentrazione massima ammissibile (CMA) è di 50 mg/l ed il valore guida (VG)di 25 mg/l.
La normativa europea, italiana e regionale di riferimento è quella che riguarda l’applicazione
del DLvo 152/99 e succ. mod. (DLvo 258/2000) che recepisce la Direttiva nitrati 91/76/CEE e
la Direttiva 91/271/CEE e fornisce, al Titolo III e nell’Allegato 7/A, indicazioni precise sui
programmi di controllo da effettuare sulle zone vulnerabili ai nitrati, adempiendo anche alle
richieste della Direttiva Quadro 2000/60/CE; l’applicazione prevista dal DM 19/04/1999
(Approvazione del Codice di Buona Pratica Agricola); gli adempimenti del DLvo 31/2001
(Attuazione della Direttiva 98/83/CE relativa alla qualità della acque destinate al consumo
umano); l’aggiornamento del Piano Territoriale di Coordinamento Provinciale (PTCP) di cui alla
L.R. n.20/2000, in riferimento alla determinazione degli obiettivi di qualità da conseguire per i
singoli corpi idrici ed alla individuazione delle azioni e degli interventi necessari per il
raggiungimento degli stessi, nell’ambito del Piano di Tutela delle Acque, piano stralcio del Piano
di Bacino ai sensi della L. 183/1989.
1.8
Il progetto nitrati
Il progetto locale nitrati è il progetto che la Provincia di Piacenza ha inserito nel contenitore
Aquanet in modo da approfondire gli aspetti legati a questo specifico inquinante. Questo
impegnativo lavoro che deriva principalmente da una collaborazione della Provincia con
l’Agenzia regionale per le Protezione e l’Ambiente di Piacenza e che ha visto la collaborazione
di altri partner locali è stato valicato ad un convegno tenutosi il 22 e 23 gennaio 2002 a
Montpellier a cui hanno partecipato i vari partner del progetto Aquanet sia italiani che europei.
8
I nostri partner nazionali, transnazionali e locali
Partner nazionali e transnazionali: Département del l’Hérault (Montpellier-Francia) –
capofila del progetto; Provincia di Genova, Regione Lombardia, Deputacion de Sevilla
(Spagna), Département es Bouches du Rhône (Marsiglia-Francia), Provincia di La Spezia,
Consell Insular de Menorca (Spagna).
Partner associati: Centro Comune di ricerca della Commissione europea di Ispra, Casa delle
Scienze delle Acque di Montpellier.
Partner rientranti nei Paesi terzi: Istituto delle Regioni Aride (IRA) Médenine-Tunisia.
Partner locali: Agenzia Regionale Prevenzione Ambiente, Università Cattolica del sacro CuoreDipartimento Scienze Agrarie e Ambientali, TESA spa, Azienda Unità Sanitaria Locale, Azienda
Agricola Sperimentale Vittorio Tadini, Associazioni agricole.
Le azioni condotte nel progetto
Le azioni condotte nel progetto hanno riguardato:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
l’elaborazione dei dati delle precedenti serie storiche di campionamenti delle acque già
effettuati negli anni 1994-2001 e loro aggiornamento;
la definizione di una rete di punti di campionamento georeferenziato nell’area di studio;
l’applicazione dei modelli matematici di previsione e diffusione degli inquinanti e
confronto con le proiezioni ottenute con dati di campo per l’affinatura dei modelli stessi;
il controllo della concentrazione di nitrati come NO3 nelle acque sotterranee e
superficiali destinate alla potabilizzazione;
analisi specifiche su campioni per definire le fonti di provenienza (tecniche isotopiche);
stima del carico inquinante azotato di origine organica e inorganica;
sensibilizzazione del mondo agricolo sul problema del corretto utilizzo dei fertilizzanti
azotati.
Conoscenza del territorio ed individuazione della fonti di inquinamento
La presenza di nitrati nelle acque sotterranee è attribuibile alle seguenti cause ambientali:
ƒ
apporti atmosferici: quantità significative di Azoto nitrico (processi di combustione) e
ammoniacale (volatilizzazione di composti ammoniacali) che possono ricadere sul suolo
tramite le precipitazioni (apporti modesti, stimati il 5% circa del totale);
ƒ
scarichi di acque reflue urbane e industriali che possono provocare fenomeni
d’inquinamento anche intenso, ma circoscritti;
ƒ
apporti di origine agro-zootecnica: l’impiego di fertilizzanti azotati e lo spandimento sul
suolo di liquami e fanghi, sono ritenute la fonte principale di inquinamento nitrico delle
acque di falda sia dal punto di vista quantitativo che per quanto riguarda la diffusione
del fenomeno.
La rete e la campagna di monitoraggio
Analisi completa dei nitrati in:
acque sotterranee, sorgenti, altre fonti (piezometri di discariche, altre reti monitoraggio), pozzi
di approvvigionamento potabile degli acquedotti comunali, punti di prelievo della rete regionale
di controllo acque sotterranee, acque superficiali destinate alla potabilizzazione (Acquedotto
Val d’Arda-Diga di Mignano).
La serie storica di dati, già rilevati e catalogati in una banca-dati organizzata, riguarda 11 anni
di attività; si è trattato di condurre un ulteriore aggiornamento con due campagne avendo
come primi obiettivi l’individuazione delle zone più sofferenti e l’individuazione di zone
preferenziali per l’approvvigionamento idrico a bassa presenza di nitrati. Inoltre, attraverso
l’utilizzo di software dedicati per la georeferenziazione, la creazione di linee o aree di
isoconcentrazione, arrivare ad una definizione cartografica delle zone.
9
Ricerca dell’azoto da fonti agricole
Una parte importante del progetto è stata dedicata alla ricerca delle fonti di provenienza
dell’Azoto sviluppata attraverso l’utilizzo dei catasti della L.R. n. 50 e verifica della quantità
dell’azoto applicato.
L’azoto è stato calcolato attraverso un modello matematico realizzato e perfezionato
dall’Università Cattolica del Sacro cuore di Piacenza, Istituto di Chimica Agraria e Ambientale,
U. O. 4.15 CNR-GNDCI. Si tratta di un modello territoriale che mette in correlazione
l’applicazione dell’azoto con tipologia e uso del suolo; condizioni meteo-climatiche; presenza di
insediamenti, attività agricole e zootecniche; dati relativi alla qualità delle acque superficiali e
sotterranee (Nitrati).
Il risultato è leggibile in una mappa della distribuzione nel territorio del pericolo di
inquinamento da nitrati (indice probabilistico).
L’incrocio degli indici di pericolo con i dati rilevati nelle campagne di analisi è stato senza
dubbio un primo indicatore della bontà delle correlazioni.
Inoltre con il modello CRITERIA si è studiato l’effetto delle tecniche agronomiche sul rilascio dei
nutrienti (azoto) in falda.
Fonti inorganiche e organiche
La verifica della provenienza dell’azoto è stata ottenuta mediante l’utilizzo di tecniche
isotopiche. Era importante stabilire se l’azoto provenisse da concimi di sintesi o da fonti
organiche come liquami o fanghi in funzione dei relativi utilizzi quantitativi. Questo è stato
possibile attraverso tecniche specifiche, verificando la differenza tra i due isotopi dell’azoto (14
e 15).
Stima del carico inquinante di origine organica e inorganica
La stima del carico inquinante si è avvalsa della seguente documentazione:
ƒ
catasto spandimento liquami (LR n. 50/95)
ƒ
dati relativi alle aziende (mappali, n. capi, tipologia, superficie, quantità reflui)
ƒ
dati meteo-climatici
ƒ
dati catasto fanghi (DLvo 99/92)
ƒ
dati scarichi aree problematiche
ƒ
dati carta della vulnerabilità intrinseca dell’acquifero
ƒ
studi sull’impatto ambientale da prodotti chimici utilizzati nelle pratiche agricole (annata
1998)
Risultati attesi e indicatori
I risultati attesi sono relativi ad un miglioramento generale della situazione qualitativa delle
acque superficiali e sotterranee nelle zone vulnerabili in relazione alla diminuzione della
concentrazione dei nitrati.
Indicatori per verificare l’efficacia del progetto
Gli indicatori sono stati individuati tra gli elementi di informazione e sensibilizzazione del
mondo agricolo, come ad esempio la risposta di partecipazione alle riunioni o il numero di
opuscoli e report distribuiti.
Ma gli unici indicatori efficaci per misurare la distanza o la vicinanza all’obiettivo, sono senza
dubbio i risultati provenienti dal controllo analitico nelle campagne di monitoraggio, pur
consapevoli che l’evoluzione ella situazione potrà essere verificata solo nel lungo periodo.
Il budget locale
La quota spettante alla Provincia di Piacenza del budget complessivo è stata di € 180.000.
10
Capitolo 2
CARATTERIZZAZIONE AREA DI STUDIO
2.1 Inquadramento territoriale
L'area di studio è costituita dalla provincia di Piacenza.
Il territorio si estende per circa 2590 kmq, occupando la parte occidentale dell'Emilia
Romagna: i suoi confini provinciali, tranne il tratto orientale, coincidono con quello della
regione. Dal punto di vista geografico essa è delimitata a nord dal fiume Po, oltre il quale si
estende la pianura lombarda, ad ovest dal settore montano e collinare della provincia di Pavia,
a sud dal settore montano della provincia di Genova e ad est dalla provincia di Parma.
Piacenza si presenta come un capoluogo di provincia con una buona collocazione geografica, in
particolare rispetto alle principali vie di comunicazione, vera e propria "area cerniera" tra il
sistema metropolitano milanese del terziario avanzato e il sistema ad industrializzazione
diffusa dell'Emilia. Demograficamente invece, si ha un forte decremento e un invecchiamento
della popolazione con una contrazione della forza lavoro. Risulta inoltre rilevante l'abbandono
delle zone montane, ed il loro conseguente degrado, a favore delle zone di pianura dove si ha
un continuo incremento dell'urbanizzazione ed industrializzazione (figura 2.1.1).
Figura 2.1.1: Collocazione geografica dell’area di studio.
Economicamente Piacenza è molto sviluppata nel settore agricolo e agro-industriale con piccole
e medie imprese, mentre mancano distretti industriali di una certa grandezza.
11
Dal punto di vista ambientale il territorio piacentino emerge nel contesto padano come una
delle aree provinciali nel suo insieme meno contaminate. La fascia fluviale del Po e quella del
sistema collinare, così come gli ambiti vallivi, accolgono associazioni vegetazionali e faunistiche
relativamente ben conservate con condizioni di una certa naturalità degli alvei fluviali e dei
torrenti. Permangono alcuni punti critici nelle alterazioni di parti importanti di ambienti fluviali,
negli smaltimenti abusivi di rifiuti, nel prelievo di specie vegetali protette, pur nel quadro di
una dinamica in miglioramento.
Per quanto riguarda la morfologia del paesaggio, sono presenti ambienti di pianura, bassa e
alta collina, di montagna: partendo da nord, in prossimità del fiume Po, si ha una situazione di
massima depressione altimetrica. Progredendo verso sud si incontrano le cime dell'antico
spartiacque appenninico, che in questo settore sfiorano i 1800 m di altitudine slm. Il reticolo
idrografico
che
caratterizza
l'intero
territorio
ha
una
disposizione
con
andamento
perpendicolare alla linea del crinale, lungo solchi vallivi paralleli a direzione "antiappenninica"
sud-ovest/nord-est. Il torrente Nure e il fiume Trebbia costituiscono i bacini più importanti
(figura 2.1.2).
*Elaborazione DEM (Digital Elevation Model) a cura del Servizio Programmazione Territoriale e Urbanistica - Provincia di Piacenza.
Figura 2.1.2: Caratteristiche geomorfologiche dell’area di studio.
Fonte: Arpa
12
2.2 I suoli della provincia di Piacenza
La scienza del suolo riveste molteplici campi d’interesse: negli studi interdisciplinari che hanno
come protagonista principale il suolo, nella sicurezza di produrre cibo nei prossimi anni e per le
future generazioni, nella biodegradazione e sistemazione di siti contaminati, nelle ricerche di
ecologia, nelle ricerche sull’inquinamento delle acque sotterranee, nella stima del fabbisogno
colturale e nell’introduzione di nutrienti e biocidi nell’ecosistema, nella pianificazione urbana e
rurale, nell’utilizzo dei dati per la costruzione di carte tematiche sulla fertilità (tessitura,
reazione del terreno, sostanza organica, azoto, fosforo e potassio), sulla presenza di sostanze
nocive (metalli pesanti, fitofarmaci o molecole organiche di sintesi) e per la produzione di
modelli di simulazione per l’analisi e lo studio dell’utilizzo del terreno.
In questi ultimi anni si sta assistendo ad un veloce ed allarmante depauperamento delle risorse
idriche, dovuto ad un aumento della temperatura media tra 0,5 e 0,7 °C ed una tendenza alla
riduzione delle piogge al Sud e nel settore Nord Occidentale, unito a pratiche agricole
dissipatrici con spreco d’acqua, ad un’urbanizzazione costiera ed incendi, che rendono il suolo
italiano sempre più arido e degradato. Per queste ragioni, tutte le nazioni più progredite hanno
sviluppato e reso operativo un servizio autonomo di consulenza ed assistenza per verificare le
attitudini dei suoli alla pratica agricola, per esaltarne le "capacità produttive", per preservarli e
conservarli per le future generazioni. Al pari delle altre due risorse principali (aria ed acqua) il
suolo deve essere considerato risorsa primaria e per tale motivo deve essere studiato in modo
esauriente e non frammentario. Vi sono infatti molte attività associate all'introduzione
nell'ecosistema di sostanze estranee, originate dalla chimica di sintesi; tra esse, l'agricoltura
può essere ritenuta responsabile poiché apporta diversi materiali estranei al sistema “suolo”
per aumentare la resa produttiva delle colture, ma anche il proliferare di discariche abusive o il
mancato smaltimento di materiale pericoloso in siti idonei possono provocare inquinamento.
L'utilizzo dei pesticidi chimici risulta potenzialmente l’attività più rischiosa nel lungo periodo.
Ma è possibile che l'uso indiscriminato dei fertilizzanti chimici, nutrienti per le colture, possano
arrecare un problema maggiore, causando ed incrementando il loro contenuto nelle acque di
superficie ed in quelle di prima falda od anche di falda profonda.
Essenziale in questi casi è il contributo che la scienza del suolo fornisce allo studio e alla
pianificazione di aree densamente popolate, come possono essere le aree della pianura
padana.
La sicurezza di produrre “cibo” è la principale preoccupazione dei singoli governi di ciascuna
Nazione, salvaguardando però la qualità dell’ambiente, l’utilizzo del terreno e la protezione
delle risorse naturali; lo sviluppo di un efficace controllo ambientale può produrre benefici,
migliorando la comprensione delle interazioni esistenti tra suolo, aria, acqua e biodiversità,
indispensabili per la vita sul nostro pianeta.
Il territorio della provincia di Piacenza si contraddistingue per la sua vocazione agricola,
particolarmente estesa nella zona di pianura. La produzione di vegetali a prevalente utilizzo
alimentare comporta lo sfruttamento dei suoli agricoli, con conseguente impoverimento degli
stessi in elementi della fertilità, che vengono normalmente reintegrati attraverso la
fertilizzazione. Attualmente la gestione dei terreni agricoli non si limita alla restituzione di ciò
che le colture asportano, ma si estende alla misura delle capacità produttive del terreno
agrario, per esaltarle fino a soddisfare le esigenze di carattere fisiologico, chimico-agrario ed
economico.
Dal punto di vista fisiologico, per avere uno sviluppo ottimale ed una resa colturale buona, in
funzione delle variazioni climatiche, le piante devono disporre di una serie di elementi nutritivi
indispensabili per il loro metabolismo, nello stato più facilmente disponibile. L’esperienza e la
conoscenza delle prove sperimentali confermano che, quando l’azoto, il fosforo, il potassio, lo
zolfo, il calcio, il magnesio ed il ferro o altri microelementi mancano nel terreno, o sono
presenti in quantità limitate, lo sviluppo vegetale e la resa colturale sono irrimediabilmente
compromessi con grave danno tecnico ed economico.
Le piante inoltre presentano bisogni alimentari diversi: le piante da granella, come cereali e
leguminose da seme, richiedono quantità elevate d'azoto e di fosforo, mentre le foraggere, la
patata, la vite e la bietola, assorbono alte quantità di potassio e di calcio; altre, come la soia e
la patata, vegetano ottimamente su terreni dove l’erba medica cresce stentatamente: ciò
dipende dalla resistenza che le diverse piante possiedono alla reazione del terreno.
13
Nella logica della <<statica agraria>>, praticata in passato ed intesa come restituzione al
terreno della sola quantità d'elementi nutritivi asportati dalle colture, si trascura il fattore
chimico-agrario che, in questi ultimi anni, ha acquisito un ruolo ed un’importanza più rilevante.
Il terreno agrario, visto solo come supporto inerte della vegetazione o come serbatoio degli
elementi nutritivi, deve lasciare il posto ad una nuova concezione, che vede il suolo
estremamente attivo, interattivo con l’ambiente circostante e interessato da vari processi fisici,
chimici e biologici.
Tale accresciuto interesse per il terreno si è espresso in due direzioni: lo sviluppo della
ricognizione pedologica ha incoraggiato un poderoso sviluppo degli studi sul terreno in situ, e
l’introduzione dei moderni metodi di analisi statistica ha conferito un significato preciso agli
esperimenti in campo.
Lo studio delle caratteristiche nutritive dei suoli, in considerazione del rapporto pianta-suolo,
riveste una funzione molto importante nella conduzione d'aziende agricole, specialmente se
esse coltivano prevalentemente sulla propria superficie colture come il pomodoro e la vite,
importanti dal punto di vista economico.
Per una gestione agricola razionale è necessario conoscere il suolo attraverso l'analisi del
terreno ed eventualmente, per casi specifici, attraverso l'analisi fogliare. L'impostazione di una
corretta fertilizzazione, non può prescindere dalla conoscenza dei contenuti d'elementi nutritivi
nel terreno, e dello stato nutrizionale in cui si trova la coltura.
Queste informazioni evitano eccessi nella distribuzione dei concimi, squilibri nutrizionali dovuti
a carenze non evidenziate o casualmente praticate con la distribuzione di concimi non idonei,
tipo la distribuzione d'abbondanti quantità d'azoto, fosforo e potassio su terreni già ricchi di
questi elementi.
La conoscenza delle caratteristiche chimico-fisiche del suolo, destinato ad una buona
conduzione agronomica, permette di:
a) integrare con concimi la presenza d'elementi nutritivi che risultano carenti; equilibrare
alcune concentrazioni d'elementi, presenti in dosi sufficienti per la coltura, ma che
necessitano d'ulteriori aggiunte, per modificare il proprio contenuto rispetto alla presenza di
un altro elemento nutritivo con concentrazioni più elevate (interdipendenza magnesiopotassio);
b) effettuare eventuali correzioni in caso di terreni anomali (acidi o salsi);
c) scegliere i portainnesti che più s'adattano alle particolari condizioni del terreno ed alla
varietà che si vuole impiantare;
d) prevedere come il terreno si comporterà dal punto di vista idrico e nutrizionale,
conoscere quali elementi si renderanno meno disponibili a causa d'immobilizzazioni o perdite
per dilavamento;
e) avere un orientamento sull'irrigazione, sulle lavorazioni e sulla scelta delle più idonee
tecniche d'inerbimento;
f) prevedere il comportamento dei fertilizzanti e quindi scegliere i più efficaci;
g) stabilire le modalità di somministrazione dei concimi per evitare perdite indesiderate di
sostanze nutritive e per renderli disponibili nei momenti più opportuni;
h) considerare il letame o altri reflui zootecnici come concimi e non solo ammendanti;
calcolare quindi l’apporto nutritivo che tali sostanze generano nel suolo e, di conseguenza
diminuire le quantità di concimi minerali distribuiti.
Di contro, la sola analisi del terreno non fornisce informazioni sufficienti per la scelta varietale
da impiantare. Il risultato produttivo di ciascuna coltura è frutto di complesse interazioni tra
varietà, terreno, clima, orografia e tecniche colturali.
Disporre quindi di numerose informazioni sulle caratteristiche chimico-fisiche del terreno, serve
a classificare il territorio con l’ausilio delle moderne tecniche statistiche, ed evidenziare aree
simili per ciascun elemento; in questo senso sono strumenti indispensabili per gestire
razionalmente il territorio ed ottenere anche una buona quantità e qualità del prodotto.
Recenti studi sull’origine della variabilità spaziale di alcuni parametri chimici del suolo hanno
promosso l’uso di procedure (Kriging) di valutazione quantitativa della distribuzione di ciascuna
caratteristica nel terreno basato sui database esistenti, con relativa costruzione di mappe
tematiche. Lo studio delle caratteristiche nutritive dei suoli in considerazione del rapporto
pianta – suolo riveste una funzione molto importante nella conduzione di aziende agricole,
14
specialmente per colture ad alto reddito come il pomodoro e la vite, praticate nel territorio
oggetto di studio.
Carte tematiche di distribuzione dei principali elementi della fertilità
Le carte di distribuzione areale degli elementi della fertilità servono ad avere una visione
globale dello stato nutrizionale dei suoli in funzione delle variazioni litologiche ed
antropologiche, avvenute da quando sono stati messi a coltivazione.
Il prelievo dei campioni di suolo utilizzati per l’elaborazione geostatistica di seguito illustrata è
stato eseguito con due diverse tecniche di campionamento, l’una casuale, l’altra a griglia fissa,
qui di seguito descritte:
a) nel primo caso il campionamento è casuale, “random”, con prelievo all’interno delle
aziende servite dal servizio regionale di assistenza tecnica alle concimazioni; da
appezzamenti omogenei per caratteristiche dei suoli (colore, coltura precedente,
pendenza, tessitura e superficie – max=5 Ha) si prelevano un minimo di dieci carote
per campione “composito”, in seguito analizzato. La profondità di prelievo è quella di
aratura, < 40 cm;
b) nel secondo caso il prelievo è puntiforme ed “a griglia fissa”: si preleva un’unica carota
ogni due chilometri, posizionandosi al centro di un ipotetico quadrato di due chilometri
di lato. Questo sistema è utilizzato per ottenere una prima ricognizione della diversità
litologica dei suoli.
Complessivamente sono stati analizzati nel decennio 1981-1991 n. 4561 campioni di terreno. I
dati sono stati elaborati con un programma geostatistico della Gamma Design Software,
denominato Gs+ e le analisi sono state eseguite utilizzando i metodi previsti dalla normativa
nazionale.
I risultati ottenuti e la loro discussione sono trattati separatamente in:
•
Carta pedologica;
•
Carta della distribuzione della tessitura;
•
Carta della distribuzione del pH;
•
Carta della distribuzione della sostanza organica;
•
Carta della distribuzione del fosforo assimilabile;
•
Carta della distribuzione del potassio assimilabile;
•
Carta della distribuzione del nickel.
Carta pedologica
La Pedologia descrive principalmente i caratteri morfologici e pedogenetici del suolo,
utilizzando in prevalenza tecniche di tipo descrittivo, ed è la più adatta ad una descrizione
sistematica, sia nel senso della classificazione che della conoscenza territoriale: essa infatti
serve a classificare i suoli in base ai principali processi evolutivi ed al contesto geografico.
I suoli della provincia di Piacenza sono stati raggruppati in sei tipologie diverse fra le 7
esistenti nella regione (fonte: Regione Emilia-Romagna, Servizio Geologico, Sismico e dei
Suoli):
•
•
•
•
Tipo 2: suoli in aree morfologicamente depresse della pianura alluvionale, con
fenomeni più o meno accentuati di contrazione e rigonfiamento delle argille (Eutric,
Gypsic, Calcic Vertisols; Haplic Calcisols) ed utilizzati prevalentemente a
cerealicoltura e bieticoltura;
Tipo 3: suoli in aree morfologicamente rilevate della pianura alluvionale, ad
alterazione biochimica con riorganizzazione interna dei carbonati (Calcaric, Chromic
Cambisols; Haplic Calcisols), utilizzati prevalentemente a seminativi e colture
specializzate (frutteti, vigneti, orti) e ad alta densità di urbanizzazione;
Tipo 4: suoli del margine appenninico, antichi, con tracce di alterazione geochimica
e ricchi in sesquiossidi, completamente decarbonatati o con accumulo di carbonati
negli orizzonti profondi (Haplic, Ferric Luvisols; Vertic Cambisols) utilizzati a
seminativi, a prati poliennali, a vigneti.
Tipo 5: suoli del basso Appennino, ad alterazione biochimica con riorganizzazione
interna dei carbonati (Haplic Calcisols; Calcaric Cambisols), a cui sono subordinati
15
•
•
suoli poco evoluti per ruscellamento concentrato e discontinuo (Calcaric Regosols),
ed utilizzati a seminativi, frutteti e vigneti;
Tipo 6: suoli del medio Appennino, ad alterazione biochimica con decarbonatazione
da incipiente a completa (Calcaric, Eutric Cambisols), a cui sono subordinati suoli
poco evoluti d'erosione (Calcaric Regosols), ed utilizzati a seminativi e a prati
poliennali o interessati da boschi misti a prevalenza di cerro, roverella, castagno;
Tipo 7: suoli dell'alto Appennino, ad alterazione biochimica con diverso grado di
acidificazione (Dystric, Eutric Cambisols; Umbric, Eutric Leptosols), interessati da
boschi a dominanza di faggio e pascoli.
In figura 2.2.1 sono rappresentati i tipi di suolo sopra descritti con la rispettiva localizzazione
sul territorio provinciale. Il Tipo 1 non è presente nell’area di studio.
Figura 2.2.1 Carta Pedologica dei suoli della provincia di Piacenza
Si possono evidenziare:
™ suoli di pianura: situati su una superficie pari a un terzo del territorio provinciale,
occupano una fascia continua, che si estende dal fiume Po fino agli ampi fondovalle ed
ai primi rilievi appenninici che ad essa si raccordano, con quote fino a 150 m, in
corrispondenza dei fondovalle appenninici. Gran parte dei suoli della pianura presenta
un tipo di utilizzazione agricola ad alto livello di produttività, in linea con le regioni
europee più avanzate nel settore;
™ suoli del rilievo appenninico: occupano un'area continua, che si estende dalle prime
colline, al margine con la pianura, fino al crinale appenninico con quote che variano da
100 a 2.200 metri s.l.m.. L'uso attuale dei suoli è di tipo agricolo, spesso estensivo,
associato all'uso forestale e a pascolo; nella maggior parte dei suoli del basso
Appennino sono diffusi i vigneti.
16
Carta della distribuzione della tessitura
Tra i materiali che formano la litosfera, costituita per oltre il 95 % da rocce eruttive e per il 5%
da quelle metamorfiche e sedimentarie (sommariamente distinte in scistose-4%, arenarie0,75% e calcaree-0,25%) predomina il silicio nelle sue combinazioni con l'ossigeno (silice) e,
più frequentemente, con l'alluminio, il calcio, il ferro, il sodio, il potassio e il magnesio (silicati).
Esiste una grande variabilità delle dimensioni delle particelle che compongono il suolo, da
quelle più grossolane (con diametro di qualche centimetro) che formano lo scheletro, a quelle
costituenti la terra fine, comprese tra il millimetro e qualche decimo di micron.
La suddivisione delle particelle rispetto alla loro dimensione viene effettuata diversamente da
Nazione a Nazione, creando differenti sistemi di classificazione a livello mondiale; tra quelli più
noti, il sistema di classificazione utilizzato per la suddivisione tra scheletro e terra fine e,
ulteriormente, della terra fine in sabbia, limo e argilla è quello della Società Internazionale di
Pedologia, descritto nella seguente tabella 2.2.1:
Scheletro
Terra fine
Ciottoli
ghiaia
sabbia
limo
argilla
grossolana
fine
grossolano
fine
colloidi minerali
Diametro delle particelle in mm
> 20
20 - 2
2,000- 0,200
0,200 – 0,050
0,050 - 0,020
0,020 - 0,002
< 0,002
Tabella 2.2.1 Classificazione adottata dalla Società Internazionale di Pedologia
In base a questa composizione granulometrica o tessitura, che viene espressa in % di terreno
seccato all'aria, di materiali grossolani, sabbiosi, limosi e argillosi, i terreni vengono suddivisi
secondo una prima classificazione in quattro grandi categorie:
a) Terreni argillosi - con oltre il 40 % di materiali colloidali e il 25-30 % di limo;
b) Terreni limosi - con il 15-20 % di argilla e il 25-70 % di limo;
c) Terreni a composizione intermedia o equilibrata - con proporzioni equilibrate di
sabbia, limo e argilla, tali che nessuna delle caratteristiche fisiche di questi costituenti
prevalga;
d) Terreni sabbiosi - con argilla < al 10%, 8-10% di limo e sabbia superiore al 70%.
Da questa sommaria classificazione deriva una più accurata con dodici classi di tessitura,
utilizzata dal Dipartimento di Agricoltura degli Stati Uniti d'America e presa come esempio dalla
Regione Emilia-Romagna per la classificazione tessiturale dei suoli regionali. In Fig. 2.2.2
viene rappresentato il triangolo tessiturale con la suddivisione in classe al variare della
percentuale di sabbia, limo e argilla presenti nei suoli.
17
Figura 2.2.2 Triangolo tessiturale della composizione percentuale della terra fine
Sommando queste due classificazioni possiamo dire che:
a) Terreni argillosi - hanno classi tessiturali descritte come argillosa (A), argillosolimosa (AL), argilloso-sabbiosa (AS), franco-argillosa (FA) e franco-limosa-argillosa
(FLA). Queste ultime tre classi sono di transizione ad una tessitura meno pesante e più
equilibrata;
b) Terreni limosi - hanno classi tessiturali descritte come franco-limoso (FL), limoso (L)
c) Terreni a composizione intermedia o equilibrata - hanno classi tessiturali
descritte come franco – sabbioso - argilloso (FSA), franco o medio impasto (F), franco sabbioso (FS);
d) Terreni sabbiosi - hanno classi tessiturali descritte come sabbioso - franco (SF) e
sabbioso (S).
Nell'elaborazione kriging dei campioni analizzati per la provincia di Piacenza sono state
classificate nove classi anziché dodici, poiché mancano classi estreme come quella limosa (L) e
due intermedie come l'argillosa-sabbiosa (AS) e la franco-sabbiosa-argillosa (FSA).
Dall'esame della stima areale della tessitura dei suoli ricadenti nel territorio provinciale,
rappresentata in figura 2.2.3, si può rilevare che sono presenti prevalentemente suoli
argillosi, con tessitura argillosa, argillosa-limosa, franco-argillosa e franco–limosa-argillosa
(aree rossa, arancio, rosa e gialla), mentre nelle quote più basse i terreni acquisiscono una
tessitura più equilibrata con tessitura a medio impasto e franco-sabbioso (Borgonovo) (aree
verde e verde pisello).
Suoli con tessitura più grossolana (sabbioso-franca e sabbiosa) si trovano nell'area a cavallo
dei comuni di Gropparello e Lugagnano, zona naturalistica del Piacenziano (aree celeste e
azzurra).
Figura2.2.3 Carta della distribuzione della tessitura nei suoli della provincia di Piacenza
18
Carta della distribuzione del pH
La reazione dei suoli può essere acida, neutra o alcalina, subacida e subalcalina, o agli estremi,
molto acida o molto alcalina. Queste ultime due classi si riscontrano in suoli sottoposti a
condizioni fisiche estreme. La forte acidità o alcalinità di un suolo, nonché l’accentuata
presenza di sali disciolti conducono ad un depauperamento della fertilità complessiva; pur
aumentando la quantità di concimi chimici, somministrati al terreno, non si verificano aumenti
sostanziali di produttività. La ricerca delle cause che determinano l’acidificazione e
l’alcalinizzazione dei terreni è un problema che interessa tutti i Paesi del mondo, ma in
particolare quelli dell’Africa del Nord (Tunisia, Egitto, Asia Minore) dove si riscontrano terreni
alcalini, i terreni dei Paesi Settentrionali in generale e quelli montani e collinari, dove le
precipitazioni atmosferiche determinano l’acidificazione dei suoli, quale conseguenza del
processo di dilavamento dovuto al bilancio idrico positivo.
Il problema dell’acidificazione e dell’alcalinizzazione è legato evidentemente al regime
pluviometrico ed alla temperatura media annua. I geologi esprimono tale condizione con il
rapporto tra l’acqua che arriva al suolo sotto forma di precipitazioni atmosferiche e la
temperatura media annua del terreno medesimo; in sintesi, se, durante l’anno, si hanno
abbondanti precipitazioni lungo il profilo di suoli, caratterizzati da basse temperature, si
determinano processi di dilavamento che conducono all’acidificazione del terreno; se invece le
precipitazioni annue sono scarse su suoli sottoposti a temperature elevate, il bilancio idrico
risulta negativo e, di conseguenza, le acque risalgono verso la superficie, dove evaporano
lasciando residui salini: solfati e carbonati di sodio che determinano l’alcalinizzazione. A questi
due fenomeni è legata essenzialmente la reazione anomala del terreno. Tale parametro
dipende dalla quantità di ioni idrogeno suscettibili di passare in soluzione, adsorbiti sui
complessi argillo–umici, dal grado di saturazione di questi stessi complessi e dalla natura delle
basi di scambio. Quando i cationi adsorbiti sono rappresentati in massima parte da ioni
idrogeno, il terreno presenta un pH molto basso; al contrario, allorché su tale complesso
prevalgono i cationi alcalini, il pH diviene molto elevato. La neutralità si riscontra quando esiste
una conveniente proporzione tra ioni idrogeno e cationi metallici adsorbiti. Il pH influisce sullo
stato fisico del terreno, poiché regola i processi di flocculazione dei colloidi argillosi ed umici:
questi materiali infatti coagulano in presenza di ioni calcio, facilitando la formazione della
struttura grumosa, mentre, al contrario, si disperdono e peptizzano in presenza di ioni sodio,
ossia in ambiente fortemente alcalino, provocando nel tempo un peggioramento dello stato
strutturale. Inoltre il pH influisce anche sullo stato chimico, condizionando in misura notevole
la fertilità: al di fuori dei ristretti limiti di valori compresi tra 6,5 e 7,5, l’assimilabilità di quasi
tutti gli elementi nutritivi indispensabili alla vita delle piante risulta compromessa.
Il grafico di figura 2.2.4 mostra l'assimilabilità dei principali elementi fertilizzanti in rapporto
alla reazione del suolo.
[-------reazione acida-------------][-neutra-][---------reazione alcalina---------]
pH
Figura 2.2.4 Interdipendenza dell’assimilabilità dei principali elementi nutritivi dalla reazione del suolo
Da questo schema si evince che:
- l’azoto presenta la massima disponibilità ad essere assorbito dalle piante a pH compresi tra
6,0 e 8,5, mentre diminuisce progressivamente fino ad annullare la propria
disponibilità a pH 4,0 e a pH 10,0;
19
- il fosforo è assorbito al 100% a pH compresi tra 6,5 e 7,2, a pH tendenti all’acido si
comporta come l’azoto fino ad annullarsi a pH 4,0. A pH subalcalini ha una
diminuzione progressiva da pH 7,2 a pH 8,5, dove raggiunge il minimo di disponibilità
pari al 50% dell’elemento presente per poi di nuovo ritornare al 100% di disponibilità
a pH 8,75;
- il potassio si rende disponibile al 100% a pH compresi tra 6,0 e 7,5, mentre come gli altri
due elementi precedenti a pH acidi annulla la propria disponibilità a pH 4,0. A pH
subalcalini tende a diminuire progressivamente la disponibilità fino ad arrivare ad un
minimo del 50% a pH 7,75, dove si mantiene costante fino a pH 8,25, poi ritorna a
crescere progressivamente fino al 100% a pH 8,5;
- il calcio si rende disponibile al 100% da pH 6,0 a pH 10,0, mentre diminuisce
progressivamente la disponibilità da pH 6,0 fino ad annullarsi a pH 4,0;
- il magnesio è disponibile al 100% da pH 7,0 a pH 8,5, mentre tende a diminuire
progressivamente la propria disponibilità al 20% a pH 10,0, mentre tende ad annullare
la propria disponibilità a pH 4,0.
Rilevanti sono poi gli effetti che il grado di reazione esercita su molte attività microbiologiche
del terreno.
La carta tematica in figura 2.2.5 mostra che la maggior parte dei suoli sono a reazione
subalcalina con valori che oscillano tra pH 7,40 e 8,10. Esiste poi un’area con valori molto
bassi con reazione da subacida ad acida (pH<6,0), che si sviluppa trasversalmente sul
territorio piacentino e corrisponde alla prima collina ed è generalmente distinguibile dal colore
rosso, caratteristico del suolo.
In definitiva si può affermare che i suoli posti ad Ovest della provincia sono quelli che hanno
valori più alti di pH, data l’alta presenza di carbonato di calcio, mentre il pH diminuisce da NW
verso SE, con aree a reazione nettamente acida nella parte centrale della provincia (comune di
Ponte dell’Olio e S. Giorgio ai confini con Ponte dell’Olio). I suoli a più bassa quota, essendo
stati più esposti ad erosione superficiale, sono stati maggiormente sottoposti a decalcificazione
e quindi a diminuzione del pH.
Figura 2.2.5 Carta della distribuzione del pH nei suoli della provincia di Piacenza
20
Carta della distribuzione della sostanza organica
Nel terreno è sempre presente una quantità variabile di sostanze organiche costituite da
residui di piante e di animali, da microrganismi e dai loro prodotti di trasformazione. Esse,
secondo il grado di alterazione, la stabilità chimica e le funzioni che esplicano, sono distinte in
tre gruppi:
ƒ
residui vegetali ed animali non alterati e in via di rapida trasformazione, aventi un
rapporto carbonio/azoto (C/N) elevato;
ƒ
sostanze organiche relativamente semplici (amminoacidi, zuccheri, composti aromatici,
vitamine, ecc.), derivate dalla decomposizione dei residui vegetali ed animali. Tali
sostanze sono elaborate dai microrganismi, facilmente biodegradabili, la cui funzione,
nei confronti delle piante, è soprattutto di nutrizione e di stimolo dei processi di
assorbimento radicale e del metabolismo in genere. Nel corso della trasformazione
chimica e microbica di queste sostanze – che possono essere separate dai colloidi
argillosi mediante mezzi fisici – si formano gradualmente ed in modo continuo acqua,
anidride carbonica, ammoniaca, nitrati, fosfati e si liberano, tornando allo stato
minerale, molti cationi essenziali alla vita dei vegetali;
ƒ
l’humus, insieme di numerose sostanze aventi struttura chimica complessa non ancora
ben definita, con rapporto C/N variabile da 10 a 25. Non facilmente biodegradabile,
l’humus costituisce il prodotto finale di numerose trasformazioni biochimiche per lo più
di natura ossidativa, cui soggiace la sostanza organica del terreno. Pur non essendo un
individuo chimico ben definito, ma una miscela di composti di differente peso
molecolare, presenta comportamento e composizione abbastanza costante. E’ un
colloide idrofilo ad elevata capacità di accumulo d’acqua, che assume cariche di segno
negativo quando è sospeso in acqua, dovute alla presenza e al prevalere dell’attività dei
radicali acidi carbossilici o fenolici e di funzioni chetoniche in forma enolica, che si
dissociano, formando residui colloidali negativi e liberando ioni idrogeno. La
fondamentale caratteristica dell’humus, che in natura è sempre legato alle argille dalle
quali non è sempre separabile mediante mezzi fisici, è quella di promuovere e
conservare la struttura del terreno, agevolando il ricambio idrico e gassoso, di
accrescere la capacità di scambio cationico, di stimolare il metabolismo delle piante e di
costituire una riserva di elementi fertilizzanti allo stato assimilabile, sottraendoli così, in
molti casi, all’insolubilizzazione.
Le sostanze organiche presenti nel suolo subiscono nel tempo un processo biochimico che è
conosciuto sotto il nome di “umificazione”, processo prevalentemente di tipo ossidativo
accompagnato da bisogno di aria (aerobico), anche se talvolta, in particolari circostanze, in
presenza di eccesso d’acqua, può decorrere in ambiente riducente, in assenza di aria
(anaerobico). In esso si possono distinguere due fasi: una demolitiva, rappresentata dalla
decomposizione delle sostanze non alterate di peso molecolare variabile, più o meno elevato,
che entrano nella costituzione di piante, animali e flora microbica; l’altra di sintesi, in cui sono
elaborati prodotti di complessa struttura, anche in questo caso di differente peso molecolare.
Questi ultimi rappresentano le vere e proprie sostanze umificate.
Il processo di umificazione, per ossidazione, è favorito dall’introduzione di aria nei suoli; ciò
avviene per mezzo delle lavorazioni del terreno quali: aratura e zappatura.
Dall’elaborazione kriging della sostanza organica contenuta nei suoli presenti nel territorio
provinciale, figura 2.2.6, si evidenziano aree (colore giallo) con scarsa presenza della
sostanza organica specialmente in zona collinare, dove è impiantata, come coltura prevalente,
la vite e gli allevamenti zootecnici scarseggiano o addirittura sono stati eliminati. Una zona
anomala, dove si riscontrano valori bassi di sostanza organica è la parte Nord Ovest della
provincia, comuni di C.S. Giovanni e Sarmato dove da molti anni è stata eliminata la zootecnia.
La restante parte di pianura ha contenuti medi di sostanza organica (colore verde) con valori
che oscillano dal 2 al 3%, solo piccole aree della provincia presentano valori superiori al 3%
(aree celeste e blu)
21
Figura 2.2.6 Carta della distribuzione della sostanza organica nei suoli della provincia di
Piacenza
22
Carta della distribuzione del Fosforo assimilabile
Il fosforo assimilabile è una delle diverse forme di fosforo che si riscontrano nel terreno, che
sono:
1) solubile, presente nella soluzione circolante sotto forma ionica;
2) facilmente scambiabile, allo stato di sali idratati e adsorbito sulla superficie delle
micelle argillose;
3) fissato dai reticoli cristallini dei minerali d'argilla, sotto forma lentamente
scambiabile;
4) precipitato, formato da composti colloidali più o meno insolubili di calcio, alluminio,
ferro (a seconda della reazione del terreno alcalina o acida);
5) organico, legato alla sostanza organica e contenuto nel protoplasma microbico;
6) inerte, costituito da fosfati cristallini.
E' un elemento plastico che esplica funzioni biologiche eccezionali e si accumula
particolarmente nei vinaccioli. Entra nella composizione delle lecitine, degli acidi nucleici,
dell'ADP ed ATP (adenosindifosfato e adenosintrifosfato), trasportatori di energia, che
presiedono al metabolismo degli zuccheri attraverso la fosforilazione e dominano il complicato
chimismo dello sviluppo e dell’accrescimento delle piante; favoriscono la germinazione,
l'accrescimento degli apici delle radici.
Nella vite, agisce sull’accrescimento dei tralci per accelerazione dei processi mitotici; favorisce
il profumo, l'aroma, la serbevolezza e la finezza del vino. In carenza di fosforo si ha scarsità e
ritardo nell'accrescimento, scarsa lignificazione (per il basso rapporto fosforo/azoto nei
germogli) e quindi sensibilità ai geli (si formano tessuti più molli), scarsa differenziazione delle
gemme, minore allegagione e produzione, ritardo della maturazione dei tralci e degli acini con
conseguente allungamento del periodo vegetativo e di fruttificazione, riduzione del titolo
zuccherino. Gli effetti, per eccesso di fosforo, sono rari e si manifestano con una maggiore
acidità del succo cellulare ed una minore succosità della polpa; per azione antagonista
l'eccesso di P può provocare, invece, carenze di altri elementi quali il ferro.
E’ ormai stato chiarito che non vi può essere un metodo universale, semplice ed attendibile di
analisi del terreno che consenta un’accurata stima della quantità di fosforo che una coltura può
assorbire da un terreno, poiché ciò dipende non solo dalle concentrazioni in fosfato della
soluzione circolante e dalla sua velocità di diffusione verso la superficie radicale, ma anche
dall’estensione del sistema radicale e dalla quantità di peli radicali che esso porta: ciò dipende
da fattori pedologici e climatici che non hanno alcun rapporto con il tenore di fosfato nel
terreno. Questo elemento è molto influenzato dalla presenza dell’uomo: infatti l’aumento di
concentrazione nel suolo è dovuto alle abbondanti concimazioni apportate negli anni.
Dall'esame della carta di distribuzione del fosforo (figura 2.2.7) si nota che le quantità più
rilevanti di fosforo, con concentrazioni varianti dai 15 µg/g ai 50 µg/g sono presenti su tutta la
pianura alluvionale, dove è maggiormente presente l’agricoltura intensiva con colture di buon
profitto (come pomodoro e bietola da zucchero), ma anche dove sono presenti allevamenti di
suini con produzione di liquami ricchi di fosforo. Questi terreni si estendono da NO a SE e sono
delimitati a SUD dai primi rialzi collinari. Su buona parte della collina e sulle prime alture
montane il contenuto si attesta tra i 5 µg/g ed i 10 µg/g per poi passare ai 10–15 µg/g dell’alta
collina. Nei suoli prevalentemente montani verso SO il contenuto dell’elemento si riduce
ulteriormente per attestarsi su concentrazioni inferiori ai 5 µg/g.
23
Figura 2.2.7 Carta della distribuzione del fosforo assimilabile nei suoli della provincia di
Piacenza
24
Carta della distribuzione del potassio assimilabile.
Il potassio, a differenza del fosforo e soprattutto dell'azoto, è presente nel suolo in massima
parte sotto forma minerale e costituisce un componente importante di molti silicati.
Sebbene sia contenuto nel terreno in dosi molto elevate che superano talvolta il 2%, è
presente in forma solubile o scambiabile, quindi accessibile alle piante, in quantità variabili che
vanno dallo 0,2- 0,3 fino al 10% del totale. Il potassio si trova nel terreno allo stato ionico in
seguito a processi di alterazione e di argillificazione; solo una piccola frazione passa nella
soluzione circolante o si combina con gli acidi umici, mentre la parte rimanente va ad occupare
le posizioni scambiabili sulla superficie dei materiali argillosi o a sostituire i cationi situati
all'interno dei reticoli spaziali di questi stessi materiali.
Il potassio è presente nel terreno in quattro forme:
1) potassio allo stato nativo, non scambiabile e difficilmente assimilabile, che rientra nella
costituzione del reticolo cristallino dei minerali primari e secondari;
2) potassio fissato, non scambiabile e moderatamente assimilabile, in quanto suscettibile di
migrare all'esterno della micella argillosa;
3) potassio scambiabile, assimilabile, adsorbito sui colloidi e sostituibile sia con i cationi
contenuti nella soluzione circolante, sia con quelli presenti sulla superficie delle radici;
4) potassio solubile, prontamente assimilabile, contenuto nella soluzione circolante in
quantità che vanno da qualche milligrammo per litro ad oltre 100 mg/l; può variare dall'1
al 10% del potassio scambiabile a seconda della natura del terreno.
Le forme 3) e 4) vengono in genere comprese nell'unico termine di assimilabile.
Per le radici, la fonte immediata di potassio è la quantità presente nella soluzione circolante, e
così l’assorbimento di potassio dipende dalla sua concentrazione ionica a ridosso della
superficie radicale, dalla velocità con cui lo ione può diffondere dai punti di adsorbimento
esistenti sulle superfici del terreno verso la superficie radicale e dalla capillarità con cui le radici
si ramificano nel terreno. La frazione scambiabile è la riserva che alimenta la soluzione
circolante. Esso si distingue dagli altri cationi per il fatto che, in molti terreni, una diminuzione
nella concentrazione del potassio scambiabile è lentamente compensata, in tutto o in parte,
dalla liberazione di una certa quantità di potassio non scambiabile che diventa scambiabile.
Un’unica, abbondante, somministrazione di concime potassico può, tuttavia, avere un effetto
negativo, aumentando la concentrazione dell’anione associato, normalmente cloruro, che può
danneggiare la crescita delle piantine in brevi periodi di siccità. E’ per questo motivo che
abbondanti letamazioni sono preferibili ai concimi chimici quando si intenda instaurare quella
concentrazione potassica piuttosto alta che molte colture orticole richiedono negli stadi
giovanili per effettuare un anticipo avvio vegetativo.
Il potassio riveste grande importanza nella coltivazione della vite, considerata potassofila. Si
trova nei punti ad attivo accrescimento o metabolismo ed in alcuni organi di riserva del tronco.
Nelle foglie di vite, la produzione di sostanza secca avviene con minore traspirazione di acqua
se il K è presente in quantità sufficiente, in quanto i colloidi elettronegativi neutralizzati dal K
sono maggiormente resistenti alla disidratazione. Il potassio contiene il vigore elevato dei tralci
da eccesso di azoto, favorisce la colorazione antocianica e la turgescenza degli acini (dei quali
accelera la maturazione); influisce sulle caratteristiche qualitative: eleva l'aroma ed il profumo,
migliora il sapore e la serbevolezza, aumenta il titolo zuccherino, la produttività, ma diminuisce
l'acidità. Favorisce infine la perfetta maturazione dei grappoli. Dall'esame della carta in Figura
2.2.8 si nota che le quantità più rilevanti di potassio, con concentrazioni varianti dai 400 µg/g
ai 500 µg/g sono presenti nella parte occidentale della provincia compresa tra i comuni di
Ziano e Pianello. Questi terreni formano una ipotetica lettera C e sono meno del 5% dell'area
complessiva. Una buona percentuale, pari al 65% dell'area complessiva, ha suoli con
concentrazioni comunque elevate di potassio, con valori che oscillano dai 180 µg/g ai 400
µg/g; quest'area è formata dai suoli a giacitura più alta con direzione Sud. I suoli che hanno
concentrazioni più basse di 180 µg/g sono sparsi sull'intera area collinare con andamento NOSE. Sull'intero territorio comunale, i suoli con valori variabili da 120 µg/g a 180 µg/g sono
presenti all'incirca per il 15%, quelli con valori da 80 µg/g a 120 µg/g sono il 10%, mentre
quelli con i valori più bassi, inferiori a 80 µg/g sono il 5%. Le ultime due aree dovrebbero
essere sottoposte a concimazioni di arricchimento per questo elemento, in modo da equilibrare
la sua presenza rispetto agli altri elementi della fertilità.
25
Figura 2.2.8 Carta della distribuzione del potassio assimilabile nei suoli della provincia di
Piacenza
26
Carta della distribuzione del Nickel
Il suolo, pur avendo un’elevata capacità autodepurante, accumula alte concentrazioni di metalli
pesanti che vengono dispersi lentamente per lisciviazione, assorbimento radicale ed erosione.
La vita media di questi metalli varia fortemente da metallo a metallo: per lo zinco, da 70 a 510
anni; per il Cadmio, da 13 a 1100 anni; per il Piombo, da 740 a 5900 anni; per il Rame, da
310 a 1500 anni.
La contaminazione dei suoli avviene principalmente nei distretti industriali e nei grandi
insediamenti agricoli dove fattorie, veicoli a motore e fanghi di depurazione costituiscono le più
importanti sorgenti di inquinamento. Tuttavia, in aree dove sono presenti rocce ofiolitiche
(serpentiniti, basalti e raramente gabbri) la concentrazione del nickel e del cromo aumenta
fortemente nei suoli, per la disgregazione delle rocce suddette ed il trasporto con deposizione
delle particelle argillose formatesi.
Questo fenomeno è molto evidente nei territori delle province di Piacenza e la limitrofa Parma.
Per la provincia di Piacenza (Figura 2.2.9) sono presenti concentrazioni molto basse nella
zona SE (Alseno, parte di Castell’Arquato e Vernasca); nell’area centrale a Sud e ad Est (parte
del comune di Gazzola). Nella parte centrale della provincia a Nord il nickel presenta
concentrazioni molto elevate, superiori ai 113 µg/g, fino ad un massimo di 320 µg/g. Questo
fenomeno probabilmente è dovuto al trasporto a valle dei materiali fini (disgregatisi dalle rocce
madri dell’Appennino: ofioliti) ed accumulatisi in pianura all’uscita delle valli e in confluenza
delle conoidi dei fiumi principali (interconoide Trebbia-Nure). Questa ipotesi è avvalorata
dall’aumento del contenuto di argilla nei suoli in concomitanza dell’aumento del contenuto del
nickel.
Il nickel stimola la germinazione e la crescita in alcune piante con aumento della produzione
(pomodoro e vite); stimola anche la crescita di alcuni microrganismi e regola la funzione di
alcuni enzimi. Lo ione Ni2+ funge da catalizzatore dell'ureasi nell'utilizzazione dell'urea,
esplicando così un ruolo nel metabolismo dell'azoto. Nelle foglie di una pianta selvatica
(Alyssum Bertolonii) esiste una diretta relazione tra l'azoto totale derivante da amminoacidi e i
contenuti di nickel: queste piante vivono su affioramenti serpentinitici del Nord Italia. In
genere l'assorbimento di questo elemento avviene nella forma ionica Ni2+ piuttosto che in
quella chelata, ed essendo onnipresente nell'ambiente è un normale costituente delle piante.
La variazione del contenuto di nickel nelle piante viene riportato in tab. 2.2.2 (fonte=diversi
Autori).
27
Specie
Artemisia scoparia
Artemisia scoparia
Artemisia scoparia
Avena sativa
Avena sativa
Avena sativa
Carota
Pomodoro
Medica *
Pisello
Pero
Pero
Pero
Rapanello
Spinacio
Trifoglio bianco
Frumento *
Mais
Mais
Mais *
Orzo *
Barbabietola da zucchero *
Parte vegetale
pianta intera
pianta intera
radici
foglia
pianta
semi
fittone
bacca
pianta
seme
frutto
frutto
fiore
radice
foglia
seme
seme
seme
seme
seme
seme
fittone
Ni (mg/kg di S.S.)
0,3 - 1,00
10 – 30**
10
3
16
1,9
0,4 - 0,6
0,013
3,00 - 6,50
2,57
20
0,4**
2,5
0,11 - 0,2
4,2
5,7
0,25 - 2,71
0,5
1,4**
0.54 - 3.05**
0,30 - 1,4
0,35 - 1,25
(*)Colture praticate nella pianura padana; (**)dati da Autori diversi.
Tabella 2.2.2 Concentrazione in nickel di diverse specie vegetali (valori normali, da più studi)
Raramente le concentrazioni di nickel nelle piante, coltivate su terreni con contenuto normale,
eccedono i 5,00 µg/g; tuttavia, in ambienti con substrati ultrabasici, come peridotiti o
serpentiniti, si hanno concentrazioni superiori ai 50 µg/g e qualche volta si superano i 100
µg/g sulla sostanza secca.
Alcune varietà vegetali, quando accumulano un particolare elemento, vengono definite col
termine di "accumulatori", quando cioè il loro contenuto medio di quel particolare elemento
(espresso sulle ceneri) è superiore al contenuto dello stesso elemento nella frazione della terra
fine del substrato; estensivamente il termine "accumulatore" può essere dato a quelle piante
che hanno concentrazioni degli elementi, espressi su sostanza secca, superiori al contenuto
degli stessi nel substrato o in piante di diversa specie.
Per gli "accumulatori" di nickel, tre sono gli effetti di interesse:
1) il recupero di suoli con presenza di serpentiniti, facendo diventare fertile un'area
apprezzabile della terra, coperta da rocce ultrabasiche;
2) il vantaggio potenziale dell'utilizzo nelle ricerche biogeochimiche dei livelli di Ni nei
vegetali come indicatore del contenuto dell'elemento nei suoli;
3) riflessioni sugli aspetti fitochimici e geobotanici.
Nella figura 2.2.9 viene rappresentata la variazione del livello di Nickel, espresso in µg/g
(parti per milione) nelle rocce nella provincia di Piacenza.
I vegetali, coltivati su suoli non serpentinitici (la stragrande maggioranza delle colture di
interesse agrario), hanno livelli di nickel che variano da tracce a meno di 10 µg/g. Il contenuto
nei suoli è anch'esso molto variabile e dipende dalla sua natura litologica: si passa da valori
inferiori ai 50 µg/g fino a valori superiori ai 200 µg/g per terreni agrari, mentre nei basalti e
nelle rocce ultrabasiche si possono raggiungere concentrazioni superiori ai 10.000 µg/g.
Nella nutrizione vegetale importanti sono però le interazioni con metalli come Fe, Cr, Cu e Mg:
in diverse colture, cresciute su suolo serpentinitico, sono tollerati alti livelli di Ni, quando il
rapporto Cu:Ni è ≥ 1 o quando il rapporto Fe:Ni è ≥ 5. Colture come soia, fagiolo ed erba
medica che hanno bassi rapporti Fe:Ni e Cu:Ni sono estremamente suscettibili alla tossicità da
Ni, al contrario di colture come patate e mais, caratterizzate da alti rapporti.
Un aumento di concentrazione del ferro nella soluzione colturale, produce una riduzione della
tossicità da Ni: esiste una correlazione tra sintomi di necrosi con il contenuto di Ni e con il
rapporto Ni:Fe.
28
Quindi in generale, quando il nickel eccede i 50 µg/g sulla sostanza secca, le piante possono
presentare sintomi di tossicità. Fanno eccezione le specie endemiche su suoli serpentinitici o le
piante "accumulatori" o "iperaccumulatori" che possono contenere diverse centinaia di µg/g di
Ni.
Nei suoli, si possono rilevare anche alti valori di Ni prima di verificare sintomi di fitotossicità.
Infine il pH regola la mobilità e quindi l'assimilabilità dei metalli pesanti dal suolo alla pianta: la
quantità di Ni trattenuta dal suolo aumenta con l'aumentare del pH in seguito all'applicazione
di fanghi di depurazione al terreno, nella nutrizione vegetale, nella riutilizzazione di suoli
serpentinitici e nella ritenzione ionica nei suoli.
Nei suoli che ricevono fanghi di depurazione ad alta concentrazione di metalli pesanti con pH
superiore a 6,5, il nickel e gli altri metalli non dovrebbero causare tossicità alle colture o
arrecare danni alla catena alimentare (CAST 1976): la concentrazione critica del nickel nei
suoli è molto più bassa in suoli acidi piuttosto che in suoli calcarei o alcalini. Ad esempio, nel
frumento, il livello iniziale di nickel che produce una riduzione del 50% del raccolto è di 195
µg/g nei suoli acidi, mentre nei suoli calcarei è di 510 µg/g; nella lattuga romana, i valori sono
di 110 e 440 µg/g, rispettivamente per i suoli acidi e calcarei.
L'erba medica assorbe il 20% in più di nickel, quando il pH è inferiore a 6,8.
29
Figura 2.2.9 Carta della distribuzione del nickel totale nei suoli della provincia di Piacenza
30
2.3 Geologia/Geomorfologia
L’ambiente fisico del territorio è soggetto a diversi elementi che condizionano l'evoluzione del
paesaggio: le formazioni geologiche rappresentano la "materia prima" in cui vengono scolpite
le forme, e la loro natura litologica, intesa come resistenza agli agenti di degradazione, è un
elemento fondamentale nello sviluppo della morfologia, così come la loro disposizione o assetto
strutturale, e la loro evoluzione tettonica.
I diversi agenti geomorfologici, ossia gli "scalpelli" con cui l'ambiente modella il paesaggio sono
i processi di alterazione chimica (ossidazione, soluzione, idrolisi ecc.) e fisica (gelo e disgelo,
sbalzi di temperatura ecc.), l'azione delle acque dilavanti e correnti, del vento, dei ghiacci,
della gravità (motore dei movimenti franosi). La vegetazione assume la duplice veste di agente
modellatore (azione disgregante delle radici) e di coltre protettiva dai fattori appena
menzionati.
Ciascuno di questi fattori può essere predominante sugli altri, conferendo al paesaggio
caratteri di sua stretta pertinenza.
*Elaborazione DEM (Digital Elevation Model) a cura del Servizio Programmazione Territoriale e Urbanistica - Provincia di Piacenza.
Figura 2.3.1: Ambito territoriale dell’area di studio: suddivisione in aree di pianura, collina,
montagna.
2.3.1 Assetto geologico-strutturale del territorio piacentino
Da un punto di vista geomorfologico il territorio provinciale può essere diviso in tre zone
principali: pianura, collina e montagna (Figura 2.3.1).
L’Appennino piacentino, da un punto di vista strutturale, è il risultato di un vero e proprio
impilamento di unità tettoniche originariamente distribuite su una superficie ben più estesa. Le
principali formazioni che affiorano nella parte collinare e montana del territorio appartengono
alle Unità Liguri e sono costituite da depositi torbiditici e da flysch marnoso calcarei e arenacei,
che si sono depositati tra il Cretaceo e l’Eocene su un substrato di tipo oceanico. Le formazioni
geologiche appartenenti alle singole unità tettoniche, sotto l’effetto di spinte orogenetiche di
compressione dirette verso NE, hanno dapprima subito una sorta di arricciamenti (pieghe) e,
31
successivamente, con la ripresa o il persistere delle spinte stesse, una vera e propria
traslazione verso NE, con conseguente accavallamento dell’una sull’altra. Le grandi direttrici
strutturali quali linee e fronti di accavallamento, grandi linee di faglia, ecc., sono orientati
ortogonalmente al senso della spinta, secondo l’allineamento NO-SE.
Questo schema tettonico è applicabile a gran parte dell’area collinare ed a quella montana del
territorio, ossia alla zona situata a sud dell’allineamento Vernasca-Gropparello-Ponte dell’OlioRivergaro-Agazzano-Pianello-Ziano.
Lo schema relativo all’area situata a nord di tale allineamento, verso la pianura, è differente: le
formazioni geologiche sono di più recente formazione, non direttamente coinvolte nei
movimenti tettonici di cui sopra. L’area pedemontana ha partecipato al generale fenomeno di
sollevamento in massa che ha interessato l’intero apparato dell’Appennino piacentino, pur non
subendo sostanziali deformazioni.
I primi rilievi collinari a ridosso della pianura sono costituiti dalla successione plio-pleistocenica,
rappresentata da unità argilloso-siltose, con caratteristica morfologia calanchiva, o da
componenti sabbioso-arenitiche. La fascia di pianura è caratterizzata da depositi quaternari,
alluvioni fluviali e fluviolacustri che hanno colmato il bacino padano.
La rappresentazione territoriale di quanto descritto sopra è riportata nella Figura 2.3.2.
Figura 2.3.2: Carta geolitologica della provincia di Piacenza.
32
2.3.2 La pianura
Corrisponde alla zona compresa tra il Fiume Po e l'allineamento Castel S.
Giovanni/Campremoldo Sopra/Gossolengo-Gariga/S. Giorgio Piacentino/Carpaneto/Lusurasco.
E’ costituita da quattro unità morfologiche distinte, anche se sfumanti l'una nell'altra: alveo e
fascia di meandreggiamento del Po, bassa pianura, pianura occidentale e pianura orientale.
L'unità alveo e fascia di meandreggiamento del Po comprende la porzione di territorio tuttora
di pertinenza del Fiume (estesa dall'alveo ordinario agli argini artificiali) e quella parte di
pianura che, pur essendo esterna agli argini, è stata modellata dal Po. La morfologia della zona
interna agli argini è caratterizzata dall'andamento meandreggiante del corso d'acqua, dalla
presenza di rami "morti" (detti lanche o mortizze) dovuti a "salti di meandro" e dal fenomeno
della "migrazione" verso valle dei meandri stessi, causato dall'erosione della sponda concava e
dalla deposizione sulla sponda convessa.
L'evoluzione naturale delle forme presenti è contrastata dalla notevole pressione antropica, che
ha causato diverse modificazioni del paesaggio quali rettificazioni dell'asta fluviale (ad esempio
nel tratto tra Cò Trebbia e Piacenza) e forzati restringimenti dell'alveo, che, oltre a ridurre
drasticamente la naturalità del Fiume, ne hanno incrementato la pericolosità idraulica.
Nella zona esterna agli argini le caratteristiche geomorfologiche dominanti sono la presenza di
paleoalvei (antichi alvei fluviali ora abbandonati), particolarmente evidenti nei tratti
corrispondenti ad antiche anse meandriche, la disposizione planimetrica tipicamente arcuata
del reticolo idrografico minore ove questo riprende vecchi tracciati del Po e le rotture di
pendenza (antiche ripe fluviali).
La bassa pianura corrisponde alla porzione di territorio collocata ad est di Piacenza e compresa
tra la Via Emilia e l'unità morfologica precedente. Si tratta di un paesaggio pianeggiante
caratterizzato, in superficie, da una coltre di limi argillosi che si presenta particolarmente
sviluppata in corrispondenza di originali bassi topografici, ossia nelle zone maggiormente
soggette agli impaludamenti successivi alle esondazioni dei corsi d'acqua. Gli elementi
geomorfologici di maggior spicco sono dati dalla presenza di "dossi" (alti morfologici) orientati
in senso SSW - NNE, dalla tendenza alla sopraelevazione dei corsi d'acqua rispetto al livello
della pianura circostante e da alcune tracce di deviazioni subite dal T. Chiavenna (2 Km a SE di
Caorso e subito a monte di Fontana Fredda), dal T. Riglio (4 Km a SW di Caorso), dal T. Arda
(presso Cortemaggiore).
La pianura occidentale comprende i grandi conoidi del Tidone, del Trebbia e, in parte, del Nure
(settore occidentale); a causa della relativa vicinanza del Po al margine appenninico, in questo
tratto viene a mancare una vera e propria zona di bassa pianura, così il confine settentrionale
di questa unità è rappresentato dalla fascia di meandreggiamento del Fiume Po,
precedentemente descritta. Generalmente il passaggio dall'una all'altra unità è ben netto,
delimitato da una brusca rottura di pendenza o addirittura da una scarpata.
Sotto l'aspetto morfologico, se si escludono le classiche forme concave dei conoidi, il paesaggio
è alquanto omogeneo, rotto solo dalle incisioni dei corsi d'acqua che lo solcano. La natura dei
depositi alluvionali è alquanto grossolana, passa da prevalentemente ghiaiosa nell'area di
pertinenza del fiume Trebbia a ghiaioso - sabbioso - limosa nel settore del torrente Nure.
La pianura orientale comprende le porzioni apicali dei conoidi del T. Nure (settore orientale),
del T. Riglio, del T. Chero, del T. Chiavenna, del T. Arda e del T. Ongina. A differenza di quanto
si osserva per la pianura occidentale, con la quale comunque presenta forti analogie, tra
questa unità e quella della fascia di meandreggiamento del Fiume Po si interpone la bassa
pianura, senza peraltro un limite fisico ben definito che le separi. Assai caratteristica è
comunque la presenza, nella zona di transizione tra queste due ultime unità morfologiche,
della "fascia delle risorgive".
2.3.3 La bassa collina
Ambiente di transizione tra il retrostante apparato appenninico e la pianura vera e propria,
questa unità costituisce una fascia più o meno continua modellata nei depositi alluvionali più
antichi e nelle serie di sedimenti marini recenti (pliocenici e quaternari). Geograficamente è
compresa tra il margine della pianura, menzionato in precedenza, e la congiungente
33
Piozzano/Pianello/Fabbiano (di Travo)/Riglio (di Bettola)/Gropparello/Vigoleno.
E' costituita da un sistema di pianalti terrazzati, con piatte superfici topografiche che
immergono debolmente verso la pianura. Queste superfici sono delimitate sui lati da scarpate
di erosione fluviale, incise in epoca passata, la cui altezza aumenta progressivamente da valle
verso monte. Nella zona occidentale di questa fascia i "terrazzi" sono scolpiti quasi
esclusivamente in successioni alluvionali, costituite principalmente da ghiaie e sabbie
depositate dai corsi d'acqua appenninici durante le ere glaciali. La potenzialità dei suoli è
relativamente scarsa, soprattutto perché l'ossatura ghiaiosa e la notevole profondità della falda
freatica li rendono particolarmente sensibili alla siccità; a questo fattore si deve la presenza di
numerosi laghetti collinari artificiali utilizzati per le pratiche irrigue. La copertura boscosa
naturale è usualmente ben sviluppata, e si localizza prevalentemente lungo le scarpate che
delimitavo i vari "terrazzi".
Nelle zone orientali si trovano pianalti modellati in successioni marine di età pleistocenica e
quaternaria (Formazione di Vigoleno, F. Gessoso-Solfifera, Sabbie di Vernasca, Argille di
Lugagnano, F. di Castell'Arquato) depositatesi direttamente sul margine dell'apparato
appenninico in epoca successiva ai grandi eventi orogenetici; essi hanno comunque risentito e
risentono tuttora dei lenti fenomeni di innalzamento e piegamento che interessano il margine
appenninico. Per il motivo appena menzionato, questi "terrazzi" hanno quote più elevate
rispetto a quelli occidentali e sono caratterizzati da incisioni vallive più marcate. In entrambi i
settori comunque le superfici risultano ricoperte da una coltre di limi di probabile origine eolica
(loess), spessa alcuni metri, dal tipico colore giallo-arancio. La presenza di tale copertura
costituisce un ulteriore elemento caratterizzante il sistema.
2.3.4 L'alta collina
L'alta collina coincide con il lembo del vero e proprio Appennino più prossimo alla pianura; può
essere individuata nell'area compresa tra il limite della bassa collina precedentemente definito
e la congiungente Nibbiano/Pecorara/Perino/Bettola/Morfasso. In realtà il confine tra alta
collina e montagna non assume significato categorico, il passaggio tra le due unità, dal punto
di vista morfologico, è transizionale.
Nel settore orientale (zona di Vernasca - m. Vidalto) del territorio piacentino si verifica
direttamente il passaggio dalla bassa collina alla montagna. Questo fatto è giustificato dalla
presenza in tale località di una placca, relativamente estesa, di "Flysch di M. Cassio" che,
essendo relativamente resistente ai processi di degradazione meteorica, si è comportata come
uno scudo protettore delle formazioni più tenere su cui è appoggiata, favorendo la
conservazione del rilievo originario.
La porzione settentrionale è caratterizzata da alti costoni a sommità piatta, che costituiscono
l'ideale prosecuzione dell'antistante sistema di "terrazzi", pur essendo dotati di una morfologia
più accidentata. Dove il substrato risulta più resistente i versanti vallivi presentano inclinazioni
più accentuate, sono meno intensamente coltivati e appaiono in genere ricoperti da
vegetazione naturale (bosco).
Le forme che si rilevano nel settore meridionale risentono maggiormente delle influenze delle
componenti propriamente geologiche dell'ambiente appenninico: giacitura degli strati, litologia,
presenza di faglie, ecc., il paesaggio che ne risulta è quindi più irregolare.
Nella fascia che si estende dal confine occidentale della provincia fino al Torrente Riglio,
interessando la Val Tidone, la Val Trebbia (zona di Perino) e la Val Nure (a valle di Bettola) il
paesaggio è modellato in formazioni geologiche "tenere" quali il Complesso caotico
indifferenziato, la facies argilloso-arenacea della Formazione della Val Luretta, le Arenarie di
Scabiazza e le Argille a Palombini. Si tratta di formazioni che, a causa della predominanza
argillosa e della presenza di orizzonti lapidei disarticolati e caotici a causa dell'intensa
tettonizzazione subita, sono facilmente erodibili e soggette al dissesto idrogeologico. In queste
zone il paesaggio si presenta generalmente monotono, costituito da morbide colline che si
raccordano gradualmente con le altre unità.
C'è poi una fascia di transizione tra l'alta collina e la montagna, in cui sono presenti unità
litologiche costituite da alternanza di rocce dure e relativamente tenere, in cui il paesaggio, a
seconda della predominanza della componente argillosa o di quella più resistente (calcari
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marnosi, arenarie più o meno cementate), richiama i caratteri già visti per le zone dell'alta
collina od assume caratteri propri della montagna. Si trova quindi uno scenario ondulato delle
colline più dolci, circostanti i rilievi impostati sui substrati litologici più resistenti. Il dissesto
idrogeologico non risulta qui generalizzato, ma localizzato solitamente in ambiti circoscritti a
grossi corpi di frana (soprattutto paleofrane). Formazioni di questo tipo (Flysch della Val
Luretta, Flysch del M. Caio) sono situate anche nel territorio propriamente montuoso.
2.3.5 La montagna
Le caratteristiche di questo sistema ambientale sono da ricondurre sia a cause strutturali
(maggior impilamento delle unità tettoniche, inarcamento delle strutture ecc.) sia a cause
litologiche (maggior resistenza all'erosione), questi due fattori conferiscono a questa parte del
territorio sia la maggior quota media generale, sia una grande diversificazione degli aspetti
morfologici.
Si possono riconoscere quattro unità morfologiche principali, a seconda dei tipi litologici
predominanti: unità impostata su complessi geologici a dominante calcareo-marnosa; unità
impostata su complessi geologici a dominante arenaceo-siltosa; unità impostata su complessi
geologici a dominante ofiolitica; unità impostata su complessi geologici a dominante argillosomarnosa.
L'unità impostata su complessi ofiolitici, pur essendo presente in diverse zone, è predominante
in due ambiti ben localizzati: l'Alta Val Nure e lo spartiacque Val Trebbia - Val Perino; le rocce
ofiolitiche sono le più resistenti ai processi erosivi tra tutte quelle che affiorano in territorio
piacentino; a causa dell'erosione differenziale, queste formazioni emergono nettamente
rispetto al paesaggio circostante, costituendo dei contrafforti, in genere spogli di vegetazione,
di un colore che va dal verde al nero a seconda della composizione mineralogica e dello stato
d'alterazione. Alla base di questi complessi, a causa della loro permeabilità per fratturazione,
sono presenti in genere sorgenti di acque di ottima qualità. In alcuni casi sugli speroni ofiolitici,
per la loro posizione dominante sul territorio, sono state costruite nei secoli passati rocche e
torri di difesa.
Nella zona a cavallo tra le valli del Trebbia e dell'Aveto sono localizzati due imponenti
complessi arenaceo-siltosi (Formazione di Bobbio, Formazione della Val d'Aveto) che
conferiscono alle aree di loro affioramento una peculiarità di forme e di caratteristiche
d'assieme che non trovano riscontro in altre zone del piacentino. Per la buona resistenza di
queste formazioni, i versanti in esse scolpiti sono generalmente stabili, tranne che per qualche
occasionale crollo di blocchi fratturati dalle pareti subverticali. Le valli presentano tipiche forme
a "V" con versanti assai ravvicinati e ripidi, spettacolare si presenta la successione di meandri
incastrati del Trebbia presso S. Salvatore.
I complessi a dominante calcareo-marnosa quali i Calcari di M. Antola, il Flysch del M. Cassio, il
membro "Alberese" della Formazione di M. Penice, sono tra i più stabili e difficilmente erodibili,
per questo motivo, oltre che per la loro posizione sommitale nella struttura geologica
dell'Appennino, i loro principali affioramenti coincidono con una serie di rilievi tra i più elevati
(M. Lesima, 1725, M. Alfeo, 1651, M. Penice), alla cui sommità possono essere conservati
lembi di paleosuperfici a morfologia blanda, delimitati da ripidi ed estesi versanti. In particolare
il paesaggio della Val Boreca richiama, per alcuni aspetti, quello delle Alpi calcaree.
Va comunque ricordato che unità litologiche con caratteristiche di buona stabilità, possono
essere coinvolte in dissesti franosi di notevole entità, quando poggiano su un substrato a
composizione argillosa, soggetto quindi a fenomeni di ammollimento.
L'unità impostata su litologie a predominanza argilloso-marnosa riprende le caratteristiche già
menzionate riguardo le formazioni "tenere" dell'alta collina: alta erodibilità e propensione al
dissesto, con forme a morfologia blanda.
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