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Ground-water
Dependent Ecosystem
e Normativa Europea

3 crediti formativi APC (Geologi) -

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STRUTTURA DEL CORSO

Presentazione 

Nella presentazione vengono illustrati brevemente gli argomenti principali da trattare relativamente alla Geologia applicata e alla geochimica, alle analisi isotopiche dei composti dell'azoto e alla identificazione delle sorgenti e dei processi di contaminazione di acque sotterranee. Si effettuerà inoltre un focus sui processi di attenuazione naturale relativi all'azoto. Infine verranno illustrati alcuni modelli delle acque sotterranee, i  modelli di flusso i modelli di trasporto.

Lezione 1: L’accordo water – food – energy nexsus

La prima lezione di circa 16 minuti descrive i vari trend di crescita su scala globale come ad esempio la crescita della popolazione, lo sviluppo economico e i cambiamenti climatici e come le risorse dell'energia, del cibo e dell'acqua siano messe sotto pressione per supportare lo sviluppo sociale e per mantenere tutti i servizi necessari. Vengono infine descritte le sinergie tra i differenti comparti (acqua cibo ed energia) al fine di una gestione sostenibile per garantire l'integrità dell'ecosistema.

Lezione 2: Ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee - groundwater-dependent ecosystems

Si introduce il concetto di GDE, quindi di ecosistema dipendente dalle acque sotterranee, e si illustra  l'interazione degli ecosistemi con l'acqua sotterranea, la connessione tra acque sotterranee e ecosistema e la loro difficile relazione.

Lezione 3: Lezione 3: Legislazione – Legislation 

Viene data una overview da un punto di vista legislativo relativamente alle acque superficiali con  riferimento alla direttiva quadro (Water framework directive) al fine di proteggere i corpi idrici a livello europeo e per raggiungere un buono stato qualitativo sia chimico che ecologico dell’acqua entro il 2027.

Lezione 4: Applicazioni di isotopi stabili - stable isotopes applications

Si entra nel dettaglio tecnico descrivendo la modalità  di identificazione delle sorgenti di inquinamento attraverso il rilevamento di alcuni isotopi per la caratterizzazione della sorgente contaminante e per il riconoscimento del percorso fatto. In particolare si fa riferimento alla rilevazione degli isotopi stabili dell’Azoto (N₁₄ e N₁₅) e dell’Ossigeno (O₁₆ e O₁₈) all’interno delle acque reflue ai fini della quantificazione e identificazioni delle fonti del processo di inquinamento (Caratterizzazione idrogeologica e ambientale dei siti contaminati). Infine si descrivono i  processi di attenuazione naturale dell'azoto e le ripercussioni nell’ambito dell’analisi isotopica.

Lezione 5: Caso Studio 1- Comacchio

Viene presentato il primo caso di studio dei 3 analizzati in questo corso.  In particolare viene analizzato  il processo di attenuazione naturale dei composti azotati in diversi assetti idrogeologici con particolare riferimento all’ammonio in soluzione  (NH₄⁺) .  Tutti i casi di studio prevedono quindi un problema di contaminazione da ammonio. Si evidenzia come l’approccio ad isotopi stabili rappresenti l’unico tracciante diretto per l’identificazione dei processi di attenuazione naturale. L’approccio utilizzato è un approccio multi isotopico accoppiato a campionamenti a varie profondità. Si mostra in dettaglio lo studio sulla Piana di Comacchio, acquifero alluvionale costiero al di sotto del livello del mare con gradiente idraulico verticale e ipersalinità alla base. La zona è caratterizzate anche da risvolti ambientali e sociali con agricoltura intensiva. Si tratta quindi di un GDE dove è ben rappresentata la problematica acqua cibo ed energia del Nexus. Si scopre, dopo l’analisi dei dati, che la contaminazione da ammonio ha origine essenzialmente naturale dovuta alla particolare struttura del sito. Si denota infine una forte contaminazione da solfato da attribuire a processi antropogenici e si descrivono i processi di attenuazione naturale di questo contaminante (solfato riduzione, ossidazione anaerobica del metano).

Lezione 6:  Caso Studio 2 - Killarney

Si descrive l’intervento effettuato presso un sito canadese (Parco naturale di Killarney) con forte contaminazione da azoto attraverso un sistema di fossa settica situata nel camping annesso. In particolare l’analisi dell’azoto ammoniacale ha rilevato un processo di nitrificazione dell’ammonio e un effetto di ossidazione anaerobica del metano (Anammox)

Lezione 7:   Caso Studio 3 – Sagittario

Viene analizzato un intervento presso un territorio nella valle del Sagittario in Abruzzo caratterizzato da circolazione di acque sotterranee in un complesso sistema multistrato e con modificazione dell’alveo e inquinamento a valle da uso del suolo indiscriminato nelle zone a monte. Nell’intervento viene caratterizzata tutta la circolazione idrica sotterranea del sito con isotopi O₁e deuterio e l’individuazione di diverse tipologie di circolazione idrica con scambi falda-fiume bidirezionali. La ricerca ha permesso l’identificazione certa della contaminazione da ammonio e nitrato a valle, utilizzando un approccio isotopico, idrogeologico, idrogeochimico e biologico, nelle sorgenti antropogeniche.

Lezione 8: Sviluppi futuri - Future research 

Viene fatto un riassunto delle attività di ricerca possibili nella analisi e caratterizzazione delle sorgenti e dei percorsi dei siti contaminati. Tale ricerca è stata possibile anche applicando le opportune strategie di campionamento. Nei vari case studies è evidente l’integrazione di diverse figure scientifico-tecniche che hanno contribuito a stilare una dettagliata indagine sulle cause  di contaminazione e sui processi di attenuazione naturale. Si fa riferimento infine a ulteriori indagini isotopiche possibile sulle coltivazioni intensive di riso responsabili nel mondo del 19% delle totali emissioni di Gas Serra e dell’11% delle emissione di N₂O. Sono mostrate quindi due tecniche utilizzate per la riduzione delle emissioni da coltivazione di riso: la limitazione del periodo di sommergenza delle radici del riso e la riduzione dell’apporto di carbonio.