Consiglio Nazionale delle RicercheConsiglio Nazionale delle RicercheggDipartimento Terra e AmbienteDipartimento Terra e Ambiente
Acqua e rischi per gli ecosistemi eAcqua e rischi per gli ecosistemi eAcqua e rischi per gli ecosistemi e Acqua e rischi per gli ecosistemi e la salute dell’uomola salute dell’uomo
Istituto per lo studio degli ecosistemi, VerbaniaIstituto per lo studio degli ecosistemi, VerbaniaIstituto di ricerca sulle acque RomaIstituto di ricerca sulle acque RomaIstituto di ricerca sulle acque, RomaIstituto di ricerca sulle acque, Roma
Istituto per l’inquinamento atmosferico, RomaIstituto per l’inquinamento atmosferico, RomaIstituto di scienza dell’alimentazione AvellinoIstituto di scienza dell’alimentazione AvellinoIstituto di scienza dell alimentazione, AvellinoIstituto di scienza dell alimentazione, Avellino
Relatore: Rosario MoselloRelatore: Rosario Mosello
Risorse idriche e sviluppo sostenibileRisorse idriche e sviluppo sostenibile -- Il ruolo della ricercaIl ruolo della ricercaRisorse idriche e sviluppo sostenibile Risorse idriche e sviluppo sostenibile Il ruolo della ricercaIl ruolo della ricercaRoma, 3 marzo 2009Roma, 3 marzo 2009
Climate change
Diverse pathwaysDiverse pathwaysStratospheric o one Diverse pathwaysDiverse pathways
AgroecosystemAgroecosystem
Desertification and land degradation
Stratospheric ozone depletion
UVUV productivityproductivity
Human health
AgroecosystemAgroecosystemUV exposureUV exposure
Human healthPopulation Population
displacementdisplacement
Decline in several Decline in several ecosystem servicesecosystem services
Water quantity Water quantity and safetyand safety
Altered Altered precipitationprecipitation
Biodiversity loss andt f ti Freshwater declineecosystem function Freshwater decline
Impatti ambientali con effetti sulle Impatti ambientali con effetti sulle ppacque superficialiacque superficiali
•• Impatti indiretti (effetti anche su ambienti “remoti”):Impatti indiretti (effetti anche su ambienti “remoti”):p ( )p ( )
Emissione, trasporto e rideposizione di inquinanti in atmosfera (metalli, Emissione, trasporto e rideposizione di inquinanti in atmosfera (metalli, composti dello S e dell’N sostanze organiche)composti dello S e dell’N sostanze organiche)composti dello S e dell N, sostanze organiche)composti dello S e dell N, sostanze organiche)
Variazioni climaticheVariazioni climatiche
•• Impatti diretti alle acque:Impatti diretti alle acque:•• Impatti diretti alle acque:Impatti diretti alle acque:
Scarichi domestici, agricoltura, attività zootecniche, scarichi industriali Scarichi domestici, agricoltura, attività zootecniche, scarichi industriali (fosforo, azoto, metalli, microinquinanti organici) (fosforo, azoto, metalli, microinquinanti organici)
Forme di inquinamento derivanti daiForme di inquinamento derivanti daiprocessi di combustioneprocessi di combustioneprocessi di combustioneprocessi di combustione
Emissione di inquinantiEmissione di inquinantiEmissione di inquinantiEmissione di inquinanti
b (b i di)b (b i di)organicibenzene (benzine verdi)benzene (benzine verdi)altri composti derivanti da altri composti derivanti da combustione incompletacombustione incompleta
inorganiciinorganicimetalli
ti idi idifi ti
inorganiciinorganici
composti acidi o acidificanti (NOx, SOx, NH3)
polveri
Effetto serra (CO2, CH4, CFC)
AcidificazioneAcidificazioneL’acidificazione delle acque consiste in una perdita di alcalinità L’acidificazione delle acque consiste in una perdita di alcalinità
l ff tt d li ti idi d ll’ t fl ff tt d li ti idi d ll’ t fquale effetto degli apporti acidi dall’atmosfera. quale effetto degli apporti acidi dall’atmosfera.
D’altra parte la dissoluzione di rocce carbonatiche neutralizza D’altra parte la dissoluzione di rocce carbonatiche neutralizza ppl’acidità atmosferica, permettendo alle acque superficiali di l’acidità atmosferica, permettendo alle acque superficiali di acquisire una riserva alcalina.acquisire una riserva alcalina.
Il fenomeno dell’acidificazione in Italia riguarda prevalentemente iIl fenomeno dell’acidificazione in Italia riguarda prevalentemente iIl fenomeno dell acidificazione in Italia riguarda prevalentemente i Il fenomeno dell acidificazione in Italia riguarda prevalentemente i laghi alpini d’alta quota. laghi alpini d’alta quota. Questi ambienti sono infatti caratterizzati da bacini imbriferi piccoli e Questi ambienti sono infatti caratterizzati da bacini imbriferi piccoli e
f ti d ì h il t di t ttf ti d ì h il t di t tt i li èi li ècon forti pendenze, così che il tempo di contatto acquacon forti pendenze, così che il tempo di contatto acqua--minerali è minerali è ridotto. Inoltre, in alcuni casi, il bacino imbrifero è interamente ridotto. Inoltre, in alcuni casi, il bacino imbrifero è interamente costituito da graniti o gneiss, con potere tampone modesto o nullo.costituito da graniti o gneiss, con potere tampone modesto o nullo.costituito da graniti o gneiss, con potere tampone modesto o nullo.costituito da graniti o gneiss, con potere tampone modesto o nullo.
Le variazioni a Le variazioni a ii 200
240
SO4=
meq m-2 y-1
lungo lungo terminetermine160
200 SO4
80
120
70
80
LPI
40 H+
50
60
eq l-1
)
01978 1983 1988 1993 1998 2003 2008
30
40
SO4= (µ
e
6 8
7.2
LPI
20
30
LPS6.4
6.8 LPI
101984 1988 1992 1996 2000 2004 2008
5 6
6.0pH LPS
5.2
5.6
4.81984 1988 1992 1996 2000 2004 2008
200meq m-2 y-1
120
160
NH4+
80
120
NO3-
40
6001978 1983 1988 1993 1998 2003 200850
60
40
µeq
l-1)
LPI30N
O3- ( LPI
10
20 LPS
101984 1988 1992 1996 2000 2004 2008
Programma Nazionale Integrato per Programma Nazionale Integrato per il controllo degli Ecosistemiil controllo degli Ecosistemiil controllo degli Ecosistemi il controllo degli Ecosistemi
ForestaliForestali
2050205011401140 640640770770
A cielo apertoA cielo aperto520520
840840
SottochiomaSottochioma(eq ha(eq ha--11 aa--11))
Carichi di azotoCarichi di azoto
14201420 12501250 760760770770
11301130860860
10301030 14701470 17901790 12301230840840
1390139011501150
12901290
19 10101010
860860
191940194012701270
11501150
10101010
490490
960960 1919401940
780780870870
650650 700700
610610590590
900900710710
620620 990990
400400910910 390390520520400400750750
910910 390390910910
520520
media periodo 1998-2007media periodi più brevi
B i d l Fi PBacino del Fiume Po
Maggiore
Como
Lugano
GardaIseo
MILANO
VENEZIA
PoPo
PoTORINO
anea
n
Po
Me d
i ter r
ase
a
Mediterraneansea
Nsea
Arricchimento di azoto Arricchimento di azoto delle acque superficialidelle acque superficialidelle acque superficialidelle acque superficiali
L. Garda1000
L. GardaL. IseoL. ComoL Maggiore
600
800
g N
l -1
L. Maggiore
400
600
ati
µg
200Nitr
a
01950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Potenziali effetti delle variazioni climatiche Potenziali effetti delle variazioni climatiche t t l t iù l t i i iù itit t l t iù l t i i iù iti-- temperature leggermente più elevate, inverni più mititemperature leggermente più elevate, inverni più miti
e diverso regime degli afflussi idricie diverso regime degli afflussi idrici
Temperature più elevate negli strati d’acqua ove avviene la produzione, Temperature più elevate negli strati d’acqua ove avviene la produzione, con con una possibile intensificazione dei fenomeni biologici, modifiche nella una possibile intensificazione dei fenomeni biologici, modifiche nella p gp gsuccessione stagionale delle specie e possibili comparse di fioriture algalisuccessione stagionale delle specie e possibili comparse di fioriture algali
Minore frequenza degli eventi di completa circolazione delle acque, con la Minore frequenza degli eventi di completa circolazione delle acque, con la formazioni di uno strato segregato per lunghi periodi di tempo, con anossia e formazioni di uno strato segregato per lunghi periodi di tempo, con anossia e sviluppo di sostanze riducenti (ammonio idrogeno solforato metano)sviluppo di sostanze riducenti (ammonio idrogeno solforato metano)sviluppo di sostanze riducenti (ammonio, idrogeno solforato, metano)sviluppo di sostanze riducenti (ammonio, idrogeno solforato, metano)
Variazioni nell’idrologia dei tributari, determinate da un diverso regime delle Variazioni nell’idrologia dei tributari, determinate da un diverso regime delle a a o e d o og a de bu a , de e a e da u d e so eg e de ea a o e d o og a de bu a , de e a e da u d e so eg e de eprecipitazioni, con eventi meno frequenti e più intensiprecipitazioni, con eventi meno frequenti e più intensi
Modificazioni nella struttura delle comunita' litorali, determinate da fluttuazioni Modificazioni nella struttura delle comunita' litorali, determinate da fluttuazioni più' marcate dei livelli del lagopiù' marcate dei livelli del lago
16001600
Contenuto caloricoContenuto calorico
15001500
16001600ComoComo
14001400
15001500
m m‐‐22
13001300
14001400
MJ
MJ
12001200
13001300
MaggioreMaggiore
11001100
12001200
IseoIseo
10001000
11001100
Garda
900900
10001000
1950
1952
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
900900
Ossigeno disciolto (200 m fondo) al mescolamento primaverile
Garda IseoComo LuganoM i (200 m - fondo) al mescolamento primaverile
12Maggiore
10
6
8
g L-1
)
4
6
(mg
2
01960 1970 1980 1990 2000 2010
AnabaenaAnabaenalemmermanniilemmermannii
PlanktothrixPlanktothrixrubescens/ag.rubescens/ag.
MicrocystisMicrocystisaeruginosa/floaeruginosa/flo
ss--aquaeaquae
AphanizomenonAphanizomenonflosflos--aquaeaquae
A b l iiA b l ii
SITUA
SITUA
GardaGarda 1990 (1990(1990--1992)1992)
IseoIseo 1997 1998
Fioriture di cianobatteri nei Fioriture di cianobatteri nei laghi profondi sudalpini nellaghi profondi sudalpini nelAnabaena lemmermanniiAnabaena lemmermannii
AZIO
NE A
LA
ZION
E AL
ComoComo anni ‘80
laghi profondi sudalpini nel laghi profondi sudalpini nel corso degli ultimi 30 anni corso degli ultimi 30 anni
L 2004L 2004
LuganoLugano (1980(1980--85)85) (1999)(1999)
MaggioreMaggiore
Planktothrix rubescensPlanktothrix rubescensgggg
Salmaso, 2005. Fioriture di cianobatteri nei laghi profondi dell’Italia settentrionale. IstitutoSuperiore di Sanità, Rapporti ISTISAN 05/29: 30-48.
AnabaenaAnabaena PlanktothrixPlanktothrix MicrocystisMicrocystis AphanizomenonAphanizomenonAnabaenaAnabaenalemmermanniilemmermannii rubescens/agrubescens/ag
..aeruginosa/flosaeruginosa/flos
--aquaeaquae
AphanizomenonAphanizomenonflosflos--aquaeaquae
GardaGarda 1990 (1990-1992) SS
Microcystis aeruginosa Microcystis aeruginosa IseoIseo 1997 1998 2006
SITUA
ZION
SITUA
ZION
ugan
o)
ugan
o) ComoComo 2006 anni ‘80
LuganoLugano (1980(1980--85)85) (2006) (1999)(1999)
NE A
L 200N
E AL 200
Aphanizomenon flosAphanizomenon flos--aquaeaquae
(Lu
(Lu
MaggioreMaggiore 2005-2008
0808
Fioritura di Microcystisyflos-aquae nel Lago diLugano (26/10/2006)
Fioritura di Microcystisaeruginosa nel Lago diaeruginosa nel Lago diIseo (12/10/2006)
Ecosistemi acquatici sotterraneiPiù dell’80% delle acque dolci disponibili alPiù dell 80% delle acque dolci disponibili al mondo sono sotterranee
Sono abitate da molte speciestigofile e stigossene che nedipendono per la lorop psopravvivenza, soprattuttonelle fasi giovanili ed inconseguenza di stressconseguenza di stressambientali (siccità,inquinamento etc.).
Ospitano una fauna ricca e diversificata conOspitano una fauna ricca e diversificata, conspecie altamente specializzate alla vita in habitatsotterranei (stigobionti)
giuseppe messana@ise cnr [email protected]
Fitodepurazione: alcune applicazioniFitodepurazione: alcune applicazioni
•• FitoFito stabilizzazione dei fanghi biologicistabilizzazione dei fanghi biologici (P tt ISE(P tt ISE AA•• FitoFito--stabilizzazione dei fanghi biologici stabilizzazione dei fanghi biologici (Progetto ISE(Progetto ISE--Acque Acque SpA, Toscana, 2005SpA, Toscana, 2005--2009).2009).Brevetto internazionale in via di estensione in Brevetto internazionale in via di estensione in Cina.Cina.
•• FitoFito--remediation dei terreni inquinati remediation dei terreni inquinati (Progetto ISE(Progetto ISE--Comune di Comune di San Giuliano Terme San Giuliano Terme –– Pisa: 2006Pisa: 2006--2010). 2010). Finanziamento Reg. Toscana. Finanziamento Reg. Toscana. Estensione della tecnica ad altri sitiEstensione della tecnica ad altri siti (Master Dottorati Stage)(Master Dottorati Stage)Estensione della tecnica ad altri siti. Estensione della tecnica ad altri siti. (Master, Dottorati, Stage).(Master, Dottorati, Stage).
•• FitoFito--trattamento dei sedimenti marinitrattamento dei sedimenti marini (progetto Europeo (progetto Europeo A iP t t d ll CE 2008A iP t t d ll CE 2008 2011) K2011) K h i it d ISEh i it d ISEAgriPort, approvato dalla CE, 2008AgriPort, approvato dalla CE, 2008--2011). Know2011). Know--how acquisito da ISE e how acquisito da ISE e Univ, di Pisa, Dip Ing. Civile; collab. con Israele, Montenegro, Codra srl R. Univ, di Pisa, Dip Ing. Civile; collab. con Israele, Montenegro, Codra srl R. Basilicata).Basilicata).
La tecnologia, pur diversificandosi nei singoli elementi progettuali e applicativi, si basa sull’interazione fra pianta-microrganismo-matrice
solida (condizionamento biofisico guidato)solida (condizionamento biofisico guidato).
D ll’ bi t ll’D ll’ bi t ll’Dall’ambiente all’uomoDall’ambiente all’uomo
• Trasmissione di inquinanti dall’acqua di i i i i d tti i liirrigazione ai prodotti agricoli
• Assunzione di inquinanti con l’acqua potabile
Cavolfiore bianco gigante di Napoli: biondicatore di metalli nell’Agro Nocerino-Sarneseg
Partecipanti al progettoDott. Pietro Paolo De PriscoDott. ssa Maria Grazia Volpe
Ing. Michele Di Stasio
Melicerthus kerathurus (Forskäl, 1775) come bioindicatore dell’accumulo di metalli pesanti in una
laguna costiera
Partecipanti al progettop p gDott. Pietro Paolo De Prisco
Dott. ssa Maria Grazia VolpeIng. Michele Di Stasio
Capello: indicatore ambientale e diCapello: indicatore ambientale e di comportamento alimentare
Partecipanti al progettoPartecipanti al progettoDott. Pietro Paolo De PriscoD tt M i G i V lDott. ssa Maria Grazia Volpe
Ing. Michele Di Stasio
Dall’ambiente al rubinetto: cosa beviamo?Dall’ambiente al rubinetto: cosa beviamo?Rischi batterici associati all’acqua potabileRischi batterici associati all’acqua potabile
Il pericolo maggiore deriva da batteriderivanti da feci umane o animali
II patogeni potenzialmente derivanti dall’acqua includonopatogeni potenzialmente derivanti dall’acqua includono::
derivanti da feci umane o animali
• batteri, virus, protozoi e parassiti, particolarmente importanti nella ti d ll’ t bil
I I patogeni potenzialmente derivanti dall acqua includonopatogeni potenzialmente derivanti dall acqua includono::
gestione dell’acqua potabile
• potenziali patogeni emergenti, come Helicobacter pylori, T k ll I b lli Mi idi i li l èTsukamurella, Isospora belli e Microsporidis per i quali la presenza è plausibile anche se non confermata
• B ill il l l t i f di• Bacillus per il quale al momento non ci sono conferme di contaminazione
• Cyanobacteria
Dall’ambiente al rubinetto: cosa beviamo?Dall’ambiente al rubinetto: cosa beviamo?Rischi chimici associati all’acqua potabileRischi chimici associati all’acqua potabile
Composti chimici di origine naturale o antropica che possono essere presenti nelle acque potabili
Le sostanze tossiche emergenti includono:
possono essere presenti nelle acque potabili
• Distruttori endocrini (EDCs) – Inquinanti prevalentemente di origine industriale (detergenti pesticidi materie plastiche ecc ) Prodotti farmaceutici e per la cura
g
(detergenti, pesticidi, materie plastiche ecc.), Prodotti farmaceutici e per la cura personale usati in medicina veterinaria, agricoltura, cosmesi e medicinali.
• Sottoprodotti della disinfezione (DBPs) – L’uso di disinfettanti chimici nel trattamento delle acque (cloro, ozono, monoclorammine etc.), possono produttere sottoprodotti tossici (es trialometani clorati etc )sottoprodotti tossici (es. trialometani, clorati etc.)
NANOMATERIALS (NP ) M t i li di di i i i i h i i• NANOMATERIALS (NPs) – Materiali di dimensioni microscopiche per operazioni su materiali di dimensioni atomiche (un miliardesimo di metro o nanometro).
Grazie per l’attenzione!Grazie per l attenzione!
Istituto per lo studio degli ecosistemi, VerbaniaIstituto per lo studio degli ecosistemi, VerbaniaIstituto per lo studio degli ecosistemi, VerbaniaIstituto per lo studio degli ecosistemi, Verbaniawww.ise.cnr.itwww.ise.cnr.it
Istituto di ricerca sulle acque, RomaIstituto di ricerca sulle acque, Romai iti itwww.irsa.cnr.itwww.irsa.cnr.it
Istituto per l’inquinamento atmosferico, RomaIstituto per l’inquinamento atmosferico, Romawww.iia.cnr.itwww.iia.cnr.it
Istituto di scienza dell’alimentazione AvellinoIstituto di scienza dell’alimentazione AvellinoIstituto di scienza dell alimentazione, AvellinoIstituto di scienza dell alimentazione, Avellinowww.isa.cnr.itwww.isa.cnr.it