UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA “TOR VERGATA”
LAUREA TRIENNALE IN ECOLOGIA
CORSO DI ECOLOGIA APPLICATA
Titolare del corso: PROF. STEFANO CATAUDELLA
Hanno collaborato alla preparazione del materiale didattico:
Dott. Tommaso Russo
Dott. Giuseppe Magnifico
A.A. 2005/2006
Testo consigliato per il corso:
R. Marchetti “Ecologia applicata”, CittàStudi Edizioni S.r.l., 1993
Il ciclo dell’acqua e l’inquinamento
dei mari e delle acque dolci
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INQUINAMENTO DELL'ACQUA
L’acqua è senza dubbio la sostanza più comune e più diffusa nell’ambiente ed
è inoltre una delle più importanti. Oltre ad essere utilizzata come fonte di vita
per vegetali e animali, viene impiegata nelle fabbriche e nelle industrie.
L’acqua può però svolgere le sue numerose funzioni (diluire le sostanze,
trasportare, ecc.) solo se fluisce in continuazione. Per fare ciò esiste un
meccanismo naturale detto ciclo dell’acqua.
Come si può notare dall’immagine, l’acqua può di raggiungere il mare non
solo attraverso fiumi ma anche passando dal suolo, dopo essersi infiltrata ed
aver raggiunto una falda acquifera. Detto questo, si può facilmente intuire che
l’acqua si può inquinare non solo tramite i fiumi ma anche con i prodotti
inquinanti del suolo.
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Inquinamento delle acque dolci
Un’importante causa dell’inquinamento delle acque dolci sono gli scarichi di
materiale organico. La decomposizione di sostanze organiche consuma
l’ossigeno contenuto nell’acqua, a volte fino a far morire i pesci dei fiumi;
inoltre può provocare l’eutrofizzazione delle acque. Le principali fonti di
inquinamento organico sono: le fogne delle città, gli allevamenti, le industrie
e l’agricoltura:
Le fogne delle città. I liquami che si trovano nelle fogne contengono grandi quantità di
escrementi umani, perciò dovrebbero passare attraverso impianti di depurazione prima
di essere scaricati nei fiumi purtroppo, in Italia meno della metà degli scarichi vengono
depurati. I liquami fognari possono contenere microrganismi che provocano alcune
malattie (colera, salmonellosi, ecc.). Una persona rischia di ammalarsi se ingerisce
questi organismi (può capitare facendo il bagno nel fiume o mangiano molluschi
contaminati).
Gli allevamenti. Negli allevamenti, gli escrementi vengono lavati via con l’acqua, i
liquami così ottenuti vengono in parte utilizzati come fertilizzanti, in parte invece
riversati nei fiumi.
Le industrie. Alcuni tipi di industrie, per esempio quelle alimentari, scaricano materiali
organici direttamente nei fiumi.
L’agricoltura. I fertilizzanti, sia chimici che naturali, possono inquinare i fiumi come
vedremo successivamente.
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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L’inquinamento delle acque dolci
Le cause dell’inquinamento delle acque dolci sono le stesse a cui si deve
l’inquinamento delle acque marine. Inquinamento marino e inquinamento
delle acque interne sono strettamente connessi e l’inquinamento delle acque
costiere in particolare, dipende in larghissima misura dagli inquinanti
trasportati in mare dai fiumi oltre che dagli scarichi a mare degli agglomerati
urbani e delle industrie situate lungo la costa. Gli effetti dell’inquinamento
delle acque dolci sia pure in scala spaziale minore sono talvolta più netti di
quelli che si osservano in mare, almeno nella maggior parte dei casi e tali da
rendere laghi di piccole dimensioni e tratti del corso di fiumi trasformati in
vere e proprie fogne.
Definizione di inquinamento
“L’inquinamento è una modificazione sfavorevole di un ambiente naturale
dovuta completamente o parzialmente all’attività umana, con interventi
diretti o indiretti, che alterano le caratteristiche fisico-chimiche dell’acqua, i
flussi di energia e la struttura e abbondanza delle associazioni dei viventi”.
(definizione del Comitato Ecologico Americano)
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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Fonti di inquinamento:
Fonti terrestri dirette: acque di rifiuto urbane, domestiche, industriali,
acque di pioggia che hanno raccolto sul terreno materiali inquinanti,
etc.
Fonti terrestri indirette: sono rappresentate dai materiali inquinanti
trasportati dai fiumi e che hanno subito una certa diluizione.
Fonti atmosferiche: per ricaduta di sostanze radioattive dovute ad
attività terrestri (centrali termiche, nucleari)
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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TIPI DI INQUINAMENTO
L’inquinamento delle acque può essere naturale, domestico, agricolo,
industriale (vedi tabella).
L’inquinamento naturale è quello che si verifica per fenomeni non
dipendenti dall’intervento dell’uomo.
L’inquinamento domestico ha origine dai liquami delle fogne urbane.
L’inquinamento agricolo dipende dall’uso di prodotti chimici in
agricoltura (soprattutto di pesticidi).
L’inquinamento industriale è provocato dall’eliminazione nell’ambiente
esterno delle acque residue di lavorazioni industriali.
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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Gli effetti dell’inquinamento delle acque sono relativi alle componenti che li
determinano e si manifestano, prevalentemente, attraverso la presenza di
sostanze tossiche, mancanza di ossigeno e variazioni della temperatura
dell’acqua ricevente. Per effetto del metabolismo anaerobio che si verifica per
la riduzione dell’ossigeno presente nell’acqua dovuta all’eccessivo
inquinamento, le sostanze che normalmente si comportano come “donatori
di ossigeno” (nitrati, solfati e fosfati) vengono ridotte dando luogo alla
formazione di sostanze nocive e maleodoranti. Questo processo è tossico
per microrganismi animali e vegetali delle acque e, in alcuni casi, si estende
all’uomo.
Le sostanze chimiche più frequenti oggetto degli inquinamenti industriali
sono: gli acidi e gli alcali, il cloro, l’ammoniaca, l’idrogeno solforato, i metalli
pesanti.
Gli elementi inquinanti (oli, detergenti) possono, inoltre, compromettere il
passaggio delle radiazioni solari nell’ambiente acquatico e, di conseguenza,
interferiscono sui cicli vitali dei microrganismi vegetali e animali. In alcuni
casi, lo scarico di impianti di raffreddamento industriale ad acqua, può
compromettere l’equilibrio termico e le reazioni biochimiche termoregolate.
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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Gli inquinanti non degradabili, cioè le sostanze e i veleni che, come le lattine
di alluminio, i sali di mercurio, le sostanze chimiche con radicali fenolici a
lunga catena laterale, il DDT, non vengono degradati, o vengono degradati
molto lentamente nell’ambiente — in altre parole, le sostanze per le quali
non esistono processi di degradazione naturale che possano sostenere il
ritmo con cui l’uomo le riversa nell’ecosistema. Questi inquinanti non
degradabili non solo si accumulano, ma subiscono anche, durante il loro
passaggio attraverso i cicli biogeochimici e le catene alimentari, il processo
della "magnificazione biologica". Inoltre essi si combinano spesso con
composti presenti nell’ambiente, formando altre sostanze tossiche. L’unica
forma di riduzione di questo tipo di inquinamento consiste nell’eliminazione
o nell’estrazione degli inquinanti dall’ambiente, che è però piuttosto
costosa.
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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Gli inquinanti biodegradabili, come i rifiuti domestici, possono essere
rapidamente decomposti da processi naturali o con sistemi meccanici,come
ad esempio gli impianti comunali, che aumentano la capacità della natura di
decomporre e di riciclare le sostanze.
Gli inquinanti degradabili diventano pericolosi quando la quantità riversata
nell’ambiente supera le possibilità di degradazione e di dispersione.
Gli inquinanti degradabili che forniscono energia (sostanze organiche), o
nutrienti (fosfati, carbonati, ecc.) possono far aumentare la produttività,
fornendo energia sussidiaria se vengono immessi in quantità moderata
nell’ecosistema. Se la quantità è notevole, si raggiunge un valore critico,
caratterizzato da violente oscillazioni, come nel caso delle fioriture algali.
Oltre questo limite, si ha una condizione di stress, e il sistema viene
“avvelenato”. La rapidità con cui una situazione non controllata può cambiare
da buona a cattiva contribuisce alla difficoltà di accorgersi dell’inquinamento
e di prendere le misure necessarie.
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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SOSTANZE INQUINANTI
Le sostanze inquinanti possono restare nei fiumi o in sospensione
nell’atmosfera per giorni o mesi, ma gli oceani possono conservare gli stessi
materiali, in soluzione o in sospensione per tempi misurabili in anni o
addirittura in centinaia di milioni di anni.
I composti clorurati di sintesi, come il DDT e i PCB possono presentare nei
tessuti degli organismi, particolarmente in quelli ricchi di grassi, valori
alcune migliaia di volte più elevati di quelli dell’acqua di mare. L’accumulo
interessa anche i cosiddetti metalli pesanti, in particolare: il mercurio, il
piombo ed il cadmio sembrano essere i più pericolosi. Metalli pesanti ed
insetticidi, sono abitualmente ritenuti i rappresentanti tipici di due gruppi di
sostanze che vengono scaricate. Il primo gruppo comprende sostanze che
sono naturalmente presenti nelle acque anche se talvolta solo in tracce; il
secondo gruppo è formato dai composti organici di sintesi che fino a pochi
decenni or sono non esistevano.
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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RADIOATTIVITA’
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
Per le loro particolari caratteristiche le sostanze radioattive sono fra gli inquinanti più
pericolosi, inoltre, alcuni elementi come il plutonio ed i suoi composti sono anche
molto tossici. Alcuni elementi hanno una certa tendenza a trasferirsi nelle acque
superficiali,molto probabilmente perché aderiscono a particelle, sia di natura organica
che inorganica. Il plutonio, ad esempio, viene rapidamente adsorbito dalle pareti delle
alghe. Quando le alghe vengono ingerite i radionuclidi, passano nello zooplancton, e
successivamente negli altri anelli delle catene alimentari. I radioisotopi del manganese,
ferro, cobalto e zinco contribuiscono per il 62% circa alla radioattività totale del
plancton e quasi per il 100% alla radioattività dei pesci onnivori e carnivori.
IDROCARBURI
Gli idrocarburi, formano con maggiore frequenza sottili pellicole, talvolta addirittura
monomolecolari, alla superficie dell’acqua (slicks) che vengono ossidate alla luce e
biodegradate, almeno parzialmente da batteri, lieviti e funghi filamentosi. È evidente
che gli organismi planctonici sono fra i più esposti all’azione degli idrocarburi perché
il sottile velo oleoso può ostacolare il passaggio delle radiazioni solari e, di
conseguenza interferire sul ciclo vitale di microrganismi vegetali e animali.
La riproduzione, per esempio, può essere ostacolata perché vengono mascherati i
"messaggi chimici" (ferormoni) o perché è ridotta la vitalità dei gameti.
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Inquinamento da "Metalli Pesanti"
La produzione globale di mercurio, 8800 t anno è notevolmente inferiore ai
quantitativi liberati nell’atmosfera per cause naturali (tra 25.000 e 150.000 t
anno), calcolati in base alle concentrazioni di mercurio nei ghiacciai. Alcuni
autori hanno trovato valori di mercurio più elevati nei pesci carnivori rispetto
agli erbivori, nei pesci di maggiori dimensioni rispetto a quelli più piccoli ed
infine in aree in cui vengono versate acque industriali in confronto con acque
più pulite o dove arriva mercurio proveniente da giacimenti naturali: Monte
Amiata per il Tirreno, Idria, attraverso l’Isonzo per l’Alto Adriatico. Questi fatti
indicano una concentrazione attraverso le reti trofiche delle quali la prima
maglia è rappresentata dalle cellule algali che possono assumere mercurio
sotto forma organica. Tutto questo accade perché molti organismi hanno la
capacità di concentrare, fino a valori pari ad alcune migliaia di volte, elementi
presenti anche in tracce nell’acqua. Quando essi vengono mangiati, le
sostanze concentrate vengono accumulate nelle cellule e nei tessuti
dell’animale che le ha ingerite e siccome molto spesso, vengono eliminate
molto lentamente, se la ingestione è continua il loro quantitativo tende ad
aumentare.
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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L’assunzione continuata di pesci e molluschi contaminati da mercurio può
causare gravi danni anche all’uomo. E ormai tristemente nota la malattia di
Minamata che ha provocato la morte di un centinaio di persone e la
invalidità permanente di molte altre, in seguito a lesioni irreversibili a
carico del sistema nervoso centrale. Sono pertanto opportune le norme che
fissano i quantitativi massimi di mercurio che possono essere presenti nei
pesci (0,7 ppm).
Anche per il piombo sono stati descritti casi di concentrazione,
specialmente neisedimenti ed in organismi bentonici costieri (mitili), che
possono essere dovuti al piombo tetraetile usato come antidetonante nella
benzina.
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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Inquinamento da scarichi urbani
Le acque di fogna sono un’altra causa di inquinamento. Le sostanze
inquinanti in esse contenute sono di natura molto diversa, perché nei
collettori oltre alle acque luride possono venir convogliate acque di origine
industriale, acque di piccole officine e laboratori che trattano i prodotti più
eterogenei e le acque piovane che hanno dilavato il suolo delle città
raccogliendo ogni sorta di sostanze, molte delle quali solubili. I componenti
principali sono i liquami di natura organica, ed i detersivi usati nelle industrie
e nelle lavatrici domestiche in sostituzione del sapone. Le sostanze
organiche, quando vengono mineralizzate dai batteri, producono sali nutritivi,
nitriti, nitrati e fosfati che hanno un’azione diretta sulla produzione primaria,
cioè sulla quantità di sostanza organica prodotta dai vegetali.
Le acque di fogna e le sostanze in esse contenute producono modificazioni
ambientali di vario tipo ed intensità come: diminuzione della trasparenza e
dell’ossigeno, variazioni del pH, aumento della anidride carbonica (CO2) e di
altri prodotti della degradazione delle sostanze organiche (H2S, NH3, CH4,
ecc.).
Fonte: http://www.acqueinterne.it/inquinamento.htm
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POTABILITA’ DELLE ACQUE
Le acque superficiali possono essere inquinate da liquami domestici e scarichi
industriali; è possibile che tali tipi di contaminazione raggiungano le falde
acquifere profonde quando i sistemi di smaltimento non sono adeguati.
L’inquinamento dell’acqua può avvenire anche a livello dei condotti quando il
sistema dell’acquedotto è stato costruito in maniera impropria o con materiali
poco idonei (ad esempio, tubature di piombo).
Da un punto di vista biologico gli inquinamenti idrici riguardano problemi di tipo
infettivo quasi sempre legati a microrganismi di eliminazione fecale (virus
epatite A, salmonella, vibrioni). Tali tipi di inquinamento possono dar luogo ad
epidemie.
Con la Francia, La Norvegia è la più colpita in Europa dall’inquinamento
petrolifero di mare e coste. Meno pesanti i naufragi subiti nei pressi delle sue
coste, ma non si può dimenticare il continuo rilascio in mare di petrolio dalle
piattaforme petrolifere del Mare del Nord: solo nel 1995 se ne sono contati
264. 36 sono i relitti che minacciano ancora le coste norvegesi. Nel 1994, a
distanza di 54 anni, è stato possibile recuperare quanto ancora rimaneva
delle 1.000 tonnellate di petrolio contenute nel relitto di una nave tedesca
affondata nel 1940 nel fiordo di Oslo. Per 54 anni sopra il relitto ha
galleggiato in continuazione una pellicola di petrolio. "Azalea" (1990),
"Sonata" (1991), "Arisan" (1992), sono le petroliere naufragate recentemente
nei mari norvegesi.
Fonte: http://www.bergamoliberale.org/attualita/Dossier/Erika/Erika.htm
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LEGISLAZIONE
Fonte: http://www.fog.it/articoli/idrocarburi.htm
In sede internazionale la prevenzione dell'inquinamento marino è regolata
da diversi strumenti giuridici che si possono raggruppare come segue:
- a) convenzioni che pongono il divieto di dispersione di idrocarburi o sue
miscele dalle navi o anche da piattaforme sia fisse che mobili utilizzate per
l'esplorazione e lo sfruttamento di idrocarburi nel fondo marino e per la cui
infrazione stabiliscono la punibilità da parte della legislazione dello stato di
immatricolazione operando con ciò un rinvio agli ordinamenti interni
(Convenzione di Londra del 1954 e Convenzione per la prevenzione della
polluzione da navi MARPOL 1973-1978);
- b) convenzioni che invece stabiliscono l'obbligo per lo stato costiero di
"porre in essere tutte le misure appropriate per la protezione delle risorse
viventi nel mare da agenti dannosi” sancendo la responsabilità
internazionale degli stati per i danni causati da terzi in ambiti soggetti alla
loro giurisdizione per l'inadempimento di tale obbligo oppure soltanto
consentono agli stati di adottare anche in alto mare le misure ritenute
necessarie a prevenire, attenuare o eliminare gravi e imminenti rischi che
possono derivare ai loro litorali a causa di inquinamento da idrocarburi in
seguito a sinistro marittimo (Convenzione di Bruxelles del 29 novembre
1969 e Convenzione sul diritto dei mare di Montego Bay dei 198/1).
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- c) convenzioni che disciplinano lo scarico (o meglio l'immersione in
mare) di rifiuti ed altre sostanze nocive da navi, aerei, banchine od altre
strutture artificiali (c.d, dumping) e l'inquinamento da terra
(Convenzione di Londra dei 1972 e Convenzione di Parigi del 1974),
Come si può notare la legislazione internazionale in materia di
prevenzione
presenta
il
comune
substrato
dell'acquisita
consapevolezza da parte della comunità internazionale che l'ambiente
marino costituisce il patrimonio comune dell'umanità e che il rischio
dei c.d. inquinamenti marini transfrontalieri richiede la cooperazione
interstatuale.
Fonte: http://www.fog.it/articoli/idrocarburi.htm
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Convenzione di Barcellona
Le parti contraenti della convenzione prendono, individualmente o
congiuntamente, ogni misura necessaria per proteggere e migliorare
l'ambiente marino nella zona del Mare Mediterraneo e per prevenire,
diminuire e combattere l'inquinamento in tale zona. Quattro forme di
inquinamento richiedono particolare attenzione da parte delle parti
contraenti:
•l'inquinamento dovuto allo scarico da parte di navi e di aeromobili;
• l'inquinamento causato dalle navi;
•l'inquinamento derivante dall'esplorazione e dallo sfruttamento della
piattaforma continentale, del fondo marino e degli strati sottostanti;
•l'inquinamento di origine tellurica.
•La convenzione prevede un sistema di collaborazione e informazione tra le
parti qualora una situazione critica rischi di inquinare la zona del Mare
Mediterraneo al fine di ridurre o eliminare i danni che ne derivano.
•Le parti si impegnano altresì a costituire un sistema di sorveglianza
continua dell'inquinamento.
•Esse collaborano tra di loro nei settori della scienza e della tecnologia
mettendo a punto opportune procedure per determinare le responsabilità e il
risarcimento dei danni da inquinamento dovuti alla violazione delle
disposizioni della convenzione. Fonte: http://www.aiam.info/05/articoli_vdm_convenzione_barcellona.htm
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•La convenzione prevede un sistema di composizione delle controversie e
di arbitrato per risolvere eventuali dispute tra le parti in materia di
interpretazione o applicazione della convenzione.
•Le parti intendono cooperare per definire opportune procedure che
consentano loro di vigilare sull'applicazione della convenzione.
•Il programma delle Nazioni Unite in materia di ambiente assicurerà le
funzioni di segreteria nel quadro dell'attuazione della convenzione
(convocazione e preparazione delle riunioni, coordinamento, ecc.).
Fonte: http://www.aiam.info/05/articoli_vdm_convenzione_barcellona.htm
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Protocollo sulla prevenzione dell'inquinamento del Mare
Mediterraneo dovuto allo scarico di rifiuti da parte di navi e di
aeromobili
Fonte: http://www.aiam.info/05/articoli_vdm_convenzione_barcellona.htm
•Il protocollo concerne unicamente l'inquinamento della zona del Mare
Mediterraneo dovuto allo scarico di rifiuti da parte di navi e di aeromobili.
•È vietato lo scarico di taluni tipi di rifiuti o di talune sostanze (composti
organici alogenati e organici silicici tossici, mercurio, cadmio, plastiche,
petrolio greggio, ecc.).
•Lo scarico di altre sostanze o altri tipi di rifiuti (arsenico, piombo, rame,
zinco, cromo, nichel, contenitori, rottami, taluni tipi di pesticidi, ecc.) è
subordinato al previo rilascio di un permesso specifico o generale da parte
delle autorità nazionali competenti.
•I permessi saranno rilasciati solo dopo un attento esame di tutti gli elementi
(caratteristiche e composizione del materiale, caratteristiche del luogo di
scarico e del metodo previsto, considerazioni e condizioni generali).
•Le navi o gli aeromobili utilizzati a fini governativi e non commerciali
esulano dal campo d'applicazione del protocollo.
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