Nell’anno scolastico 2008/2009 – 2009/2010 si è svolto il progetto extracurricolare “Distribuzione spaziale dei principali metalli pesanti nelle acque e nei sedimenti del Cavo Ariolo” (Sito d’Interesse Comunitario - IT4030021 - Reggio Emilia) con un gruppo di allievi del corso agro-ambientale guidati dal Prof. Daniele Galli. Il progetto si proponeva di caratterizzare, attraverso l’esecuzione delle necessarie analisi di campo e di laboratorio, il corpo idrico per tutta la sua lunghezza, consentendo così di mettere in luce le numerose criticità legate al pesante impatto antropico di origine sia civile sia agricola. Il Cavo Ariolo è un corpo idrico artificiale, della lunghezza di circa cinque chilometri, realizzato al fine di utilizzare, per scopi irrigui, le abbondanti acque di risorgiva che emergono in corrispondenza della fascia di transizione dall’alta alla bassa pianura reggiana. A seguito di innumerevoli fattori, naturali e soprattutto antropici, si è assistito negli ultimi decenni alla progressiva scomparsa di questi ambienti di risorgiva. Il Fontanile del Cavo Ariolo è il più grande e attivo della zona Est della Provincia di Reggio Emilia. Dall’anno 2006 la Testa del Fontanile e il primo tratto dell’Asta di deflusso sono stati inclusi nel Sito d’Interesse Comunitario IT4030021, denominato SIC “Rio Rodano e Fontanili di Fogliano e Ariolo”.

Il progetto ha permesso di caratterizzare l’intero corso d’acqua (testa e asta di deflusso) sia sotto in profilo chimico – fisico – microbiologico, sia per quanto riguarda la distribuzione dei principali metalli pesanti contenuti nel sedimento e disciolti nell’acqua fluente.Le pressioni antropiche esercitate sul corso d’acqua sono sia di natura agricolo-zootecnica, sia di natura civile-artigianale. La Zona SIC del Cavo Ariolo è inserita in un contesto agricolo con terreni coltivati a seminativi in avvicendamento. Dopo circa 200 metri dalla Testa, l’Asta di deflusso è stata tombata e quindi le acque di risorgiva transitano sotto l’abitato della frazione suburbana di Villa Gavasseto, dove raccolgono i liquami (probabilmente tal quali) di numerosi scarichi civili e di qualche scarico artigianale. Le acque tornano a giorno dopo circa 1 chilometro per poi attraversare un’ampia zona agricola a forte vocazione zootecnica, dove ricevono le acque di scolo dei terreni agricoli circostanti e di alcuni allevamenti bovini e suini. Circa 600 metri prima della confluenza con il Torrente Rodano, il Cavo Ariolo riceve le acque del Rio Varana, acque che provengono per la quasi totalità da un piccolo depuratore che tratta i reflui civili della frazione suburbana di San Maurizio.

MATERIALI E METODI

E’ stato sviluppato un piano di campionamento che ha portato all’individuazione di 8 stazioni lungo l’intera lunghezza del corso d’acqua

Il campionamento è stato eseguito attraverso: prelievo diretto di campioni istantanei d’acqua mediante l’uso di appositi contenitori, prelievo dei primi 150 millimetri di sedimento mediante l’utilizzo di carotatore d’acciaio.
I campioni d’acqua sono stati analizzati entro le 24 ore successive, mentre i campioni di sedimento sono stati disidratati in stufa termostatata per 72 ore alla temperatura di 40°C, macinati, quartati e conservati, all’interno di pesafiltri, in ambiente asciutto fino al momento dell’analisi.
Le analisi delle acque sono state eseguite applicando le metodiche ufficiali sviluppate e pubblicate da IRSA-CNR. La temperatura è stata determinata in situ mediante l’uso di un termometro a termocoppia. Il pH è stato determinato in situ per via potenziometrica, mediante l’uso di un pHmetro portatile a compensazione termica. La conducibilità elettrica è stata determinata in situ mediante l’uso di un conduttimetro portatile a compensazione termica. Il contenuto di ossigeno disciolto e la saturazione d’ossigeno dell’acqua sono state determinate in situ per via amperometrica, mediante l’uso di un ossimetro portatile. La concentrazione di azoto nitrico è stata determinata ex situ per via spettrofotometrica mediante salicilato di sodio. La concentrazione di azoto ammoniacale è stata determinata ex situ per via spettrofotometrica mediante reattivo di Nessler. La concentrazione di fosforo totale è stata determinata ex situ per via spettrofotometrica (con molibdato d’ammonio e potassio antimonil tartrato) mediante mineralizzazione acida a caldo con persolfato di potassio. Il COD è stato determinato ex situ per ossidazione con dicromato di potassio, in ambiente acido a caldo. Il BOD5 è stato determinato ex situ, dopo incubazione di cinque giorni, a 20°C e al buio, mediante titolazione iodometrica secondo Winkler. Il contenuto di E. coli, Coliformi fecali, Streptococchi fecali e Coliformi totali è stato determinato ex situ mediante il conteggio dei microrganismi presenti in un volume noto del campione di acqua. La concentrazione di Nichel, Rame, Zinco, Ferro, Manganese, Cadmio, Piombo e Cromo totale in acqua è stata determinata ex situ per via spettrofotometrica con F-AAS.
La preparazione dei campioni di sedimento è avvenuta, come indicato nella metodica riportata nei “Metodi ufficiali di analisi chimica del suolo” (Supplemento ordinario alla G.U. n. 248 del 21 ottobre 1999), attraverso la solubilizzazione dei metalli pesanti presenti nel sedimento mediante una digestione nitro-cloridrica a caldo. La concentrazione di Nichel, Rame, Zinco, Manganese, Cadmio, Piombo e Cromo totale nell’estratto dei sedimenti è stata determinata ex situ per via spettrofotometrica con F-AAS.
La valutazione del livello di alterazione della qualità delle acque è stata eseguita utilizzando i parametri LIM (Livello di Inquinamento da Macrodescrittori), così come indicato nel D.Lgs n. 152, 11/05/1999 “Disposizione sulla tutela delle acque e recepimento della Dir. 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della Dir. 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall’inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole” e Allegati.

RISULTATI

STAZIONE 1 (Ari.1)polla in testa al fontanile

Ubicazione	Tabella riassuntiva dati di campo
Descrittori chimico - fisico - microbiologici	Distribuzione metalli acqua fluente/sedimento
Immagine transetto	Immagine polla sorgiva

STAZIONE 2 (Ari.2)prima della tombatura

Ubicazione	Tabella riassuntiva dati di campo
Descrittori chimico - fisico - microbiologici	Distribuzione metalli acqua fluente/sedimento
Immagine transetto	Immagine prima della tombatura

STAZIONE 3 (Ari.3)dopo la tombatura

Ubicazione	Tabella riassuntiva dati di campo
Descrittori chimico - fisico - microbiologici	Distribuzione metalli acqua fluente/sedimento
Immagine transetto	Immagine dopo la tombatura

STAZIONE 4 (Ari.4)dopo la confluenza di un fosso di scolo

Ubicazione	Tabella riassuntiva dati di campo
Descrittori chimico - fisico - microbiologici	Distribuzione metalli acqua fluente/sedimento
Transetto	Immagine dopo confluenza fosso di scolo

STAZIONE 5 (Ari.5)dopo la confluenza di una scolina proveniente da un allevamento suino

Ubicazione	Tabella riassuntiva dati di campo
Descrittori chimico - fisico - microbiologici	Distribuzione metalli acqua fluente/sedimento
Immagine transetto	Immagine dopo confluenza scolina allevamento suino

STAZIONE 6 (Ari.6)dopo la confluenza di una scolina proveniente da un allevamento bovino

Ubicazione	Tabella riassuntiva dati di campo
Descrittori chimico - fisico - microbiologici	Distribuzione metalli acqua fluente/sedimento
Immagine transetto	Immagine dopo confluenza scolina allevamento bovino

STAZIONE 7 (Ari.7)dopo la confluenza del Rio Avarana

Ubicazione	Tabella riassuntiva dati di campo
Descrittori chimico - fisico - microbiologici	Distribuzione metalli acqua fluente/sedimento
Immagine transetto	Immagine dopo confluenza del Rio Avarana

STAZIONE 8 (Ari.8)prima della confluenza con il T. Rodano

Ubicazione	Tabella riassuntiva dati di campo
Descrittori chimico - fisico - microbiologici	Distribuzione metalli acqua fluente/sedimento
Immagine transetto	Immagine prima confluenza del T. Rodano

RISULTATI RIASSUNTIVI STAZIONI

Valori degli indici nelle sette stazioni di campionamento

GRAFICI ANALISI CHIMICHE-FISICHE-MICROBIOLOGICHE

Ph e Conducibilità elettrica	Fosforo totale, Azoto ammoniacale e Azoto nitrico
BOD, COD, DO e percentuale di saturazione dell'ossigeno	Escherichia coli, Streptococchi fecali, Coliformi totali e Coliformi fecali

Grafico di sintesi

GRAFICI DISTRIBUZIONE METALLI PESANTI IN SEDIMENTO E ACQUA FLUENTE

Rame (sedimento)	Zinco (sedimento)
Nichel (sedimento)	Manganese (sedimento)
Piombo (sedimento)	Cadmio (sedimento)
Cromo totale (sedimento)	Distribuzione metalli nei sedimenti
Distribuzione metalli nell'acqua fluente	Confronto distribuzione metalli sedimenti - acqua fluente

DISCUSSIONE

L’elevato numero di stazioni previste dal piano di campionamento ha consentito di ottenere dati in una scala di dettaglio e di mettere così in luce le diverse criticità incontrate durante l’intero sviluppo del corso d’acqua.
La qualità delle acque della Stazione 1, quindi della Testa del Fontanile, è buona, con un contenuto di nitrati relativamente limitato e senza tracce evidenti di contaminazione fecale. La ridotta concentrazione di ossigeno disciolto è da imputarsi alla risorgenza di acque che hanno lungamente risieduto nel sottosuolo. Questo dato, determinato da “cause naturali”, abbassa però il punteggio di LIM, condizionando il giudizio. Questa Stazione, ufficialmente di Livello II, presenta in realtà una condizione generale ascrivibile al Livello I. La Stazione 2 (prima del tombatura dell’Asta di deflusso), nonostante sia ancora classificabile come Livello II, mostra un lieve incremento della concentrazione di ammonio e un notevole aumento delle popolazioni di microrganismi fecali. Tutto questo depone per la presenza di una contaminazione fecale, della quale, in campo, non si è però individuata l’origine. La contaminazione in questione non è probabilmente determinata da uno scarico diretto ma è di natura infiltrativa. A sostegno di questi ipotesi vi sono i bassi valori di fosforo totale, di COD e di BOD5. Il contenuto di ossigeno disciolto non può fornire informazioni aggiuntive in quanto, a soli 200 metri dalla polla, l’acqua è ancora desaturata. La qualità delle acque della Stazione 3 (dopo la tombatura e quindi dopo il centro abitato di Villa Gavasseto) è pessima, con l’attribuzione di un punteggio LIM di 60, al limite tra il Livello IV e V. Le condizioni critiche del corpo d’acqua, perfettamente deducibili anche dalla semplice osservazione visiva da parte di un occhi inesperto, sono chiaramente attribuibili ad una massiccia contaminazione organica/fecale che determina l’ottenimento di altissimi valori di COD, BOD5, fosforo totale, ammonio e batteri fecali, nonché una forte riduzione dell’ossigeno disciolto. Nella Stazione 4 si nota un netto miglioramento della qualità dell’acqua, determinato sia dalla capacità autodepurante del corso d’acqua sia dall’immissione nel Cavo Ariolo di un fossato, di dimensioni assimilabili a quelle del Cavo stesso, che tributa notevoli quantità d’acqua di scolo, con un evidente effetto di diluizione. La qualità delle acque torna a peggiorare, anche se in modo non molto significativo, in corrispondenza delle Stazioni 5 e 6, a seguito dell’immissione delle acque portate da scoline proveniente rispettivamente da un allevamento suino e da un allevamento bovino. Nella Stazione 7, a seguito dell’immissione del Rio Varana, si nota un drastico peggioramento della qualità della acque, soprattutto per i valori di COD, BOD5, ammonio, desaturazione d’ossigeno e batteri fecali, da imputarsi agli scarichi civili veicolati dal Rio. Nonostante il Livello di LIM della Stazione 7 si IV, si possono grossolanamente osservare i “benefici” portati dalla presenza del depuratore, con la sua azione abbattente nei confronti del contenuto di sostanza organica deossigenante e di alcuni batteri fecali. Detti “benefici” risultano ancora più evidenti se si confrontano i risultati analitici della Stazione 7 con quella della Stazione 3, dove invece gli scarichi civili pervengono al Cavo Ariolo solo dopo un trattamento primario e/o tal quali. La Stazione 8, posizionata pochi metri prima della confluenza con il Torrente Rodano, mostra una parziale ripresa (Livello III di LIM), quantomeno sotto il profilo della desaturazione d’ossigeno e del contenuto di batteri fecali.
Per quanto concerne la presenza di metalli pesanti disciolti delle acque (Figura 23) si possono notare concentrazioni molto contenute, spesso al di sotto del limite di rilevabilità della metodica analitica adottata (come ad esempio per rame, cadmio e cromo totale). Si può comunque osservare un profilo di distribuzione simile per piombo e nichel, e un contenuto abbastanza stabile di manganese a partire dalla Stazione 3. La concentrazione di ferro disciolto, così come quella di zinco, subiscono un brusco incremento in corrispondenza della Stazione 5, probabilmente a seguito del recapito delle acque di lavaggio delle porcilaie.
Il contenuto di metalli pesanti nei sedimento è ovviamente molto più elevato (tranne che per il cadmio, la cui concentrazione è inferiore al limite di rilevabilità) e porta delle nuove informazioni relative alle pressioni antropiche esercitate sul Cavo Ariolo (Figura 22). In tutte le Stazioni e per tutti gli elementi indagati le concentrazioni risultano inferiori ai limiti fissati nella Tabella 1, Colonna A, dell’Allegato 5 al D.lgs 152/2006. Fa eccezione a quanto detto il contenuto di Piombo nei sedimenti della Stazione 4. Questo dato, riferito proprio alla Stazione in cui confluivano le acque di scolo superficiale dei terreni agricoli, ha dato origine ad un nuovo sopralluogo, dal quale è emersa la presenza, lungo la complessa rete scolante, di un’azienda artigiane che pratica verniciatura a polvere. Osservando i profili di distribuzione dei metalli nelle diverse stazioni si è notato un significativo incremento del contenuto di rame e zinco in corrispondenza della Stazione 6, dove vengono illecitamente tributati liquami bovini direttamente nel corso d’acqua. Si è notata infine un’abbondante presenza di manganese, di origine sconosciuta, con un evidente picco di concentrazione in corrispondenza della Stazione 3. In conclusione, sul Cavo Ariolo si evidenzia, già a partire dalla zona SIC, una negativa influenza antropica, che si aggrava enormemente a soli mille metri dalla Testa del fontanile, per poi mantenersi, con qualche alto e basso, su livelli di qualità dell’acqua pessima fino alla confluenza con il Torrente Rodano. Tutto questo mette in evidenza l’inadeguatezza della gestione delle acque reflue, soprattutto di origine civile. Pertanto si auspica un intervento combinato tra la Pubblica Amministrazione e l’Azienda responsabile del ciclo integrato dell’acqua atto a controllare maggiormente gli scarichi civili e zootecnici e a favorire l’allacciamento delle utenze domestiche al collettore fognario già esistente e funzionante nella frazione di Villa Gavasseto.

BIBLIOGRAFIA

• APAT e IRSA/CNR, “Metodi analitici per le acque”, 2003;
• “Metodi ufficiali di analisi chimica del suolo”; Supplemento ordinario alla G.U. n. 248 del 21 ottobre 1999;
• D.Lgs n. 152, 11/05/1999 “Disposizione sulla tutela delle acque e recepimento della Dir. 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della Dir. 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall’inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole” e Allegati;
• D.Lgs n. 152, 03/04/2006 “Norme in materia ambientale” e Allegati.

RINGRAZIAMENTI

Si ringraziano gli studenti delle classi 5A e 4E (a.s. 2008-2009, 2009-2010) e le rispettive famiglie, gli assistenti tecnici Sig. Giuseppe Nicoli, Sig. Vito Pontrelli, Sig. Mauro Cantarella e Sig. Fausto Vezzani, ARPA Emilia Romagna – sezione di Reggio Emilia, Consorzio di Bonifica dell’Emilia Centrale.