Sandra Botticelli, recentemente nominata Direttrice tecnica di ARPAT, risponde ad alcune domande, mostrando il quadro di sintesi dello “stato di salute” delle acque interne, lacustri e di transizione in Toscana, illustrando le principali informazioni ambientali che emergono dall’attività di monitoraggio svolta dal personale dell’Agenzia nel triennio 20220-2024.

Botticelli si sofferma, inoltre, su alcune problematiche che incidono sullo stato delle acque toscane: dal cambiamento climatico agli impatti antropici.

Qual è la qualità delle acque superficiali, lacustri e di transizione in Toscana nel 2024?

La Regione si è dotata di una rete di monitoraggio di qualità ambientale di corpi idrici, lacustri e di transizione definita MAS (monitoraggio acque superficiali). ARPAT provvede al monitoraggio periodico, campionando, in stagioni diverse, alcuni punti di tale rete. Dal monitoraggio si ottiene, secondo quanto stabilito dalla normativa, lo stato di qualità che è calcolato sulla base di due stati: l’ecologico e il chimico.

Lo stato dei corsi d’acqua è così sintetizzabile:

• stato ecologico: 30% buono, 49% sufficiente, 19% scarso, 2% cattivo
• stato chimico: 55% buono, 45 % non buono (Pfos, mercurio,nichel, benzo a pirene, cadmio)

Nel triennio 2022-2024, l’obiettivo, dettato dalla Direttiva 2000/60 UE, di stato ecologico buono e/o elevato è stato raggiunto nel 30% dei corpi idrici, in diminuzione rispetto al triennio precedente quando era il 43%; l’obiettivo buono, come stato chimico, è raggiunto nel 55% dei corpi idrici della regione, 5 punti percentuali in meno rispetto al triennio precedente. È importante notare che la distribuzione delle classi di qualità evidenzia anche la mancanza di stato ecologico elevato.

Occorre rilevare, poi, che per una percentuale del 13% dei tratti fluviali, lo stato di qualità ecologica deriva soltanto dalla combinazione di parametri chimici quali tenore di ossigeno, nutrienti e sostanze chimiche appartenenti alla tab1 B All1 parte terza del D.Lgs 152/06 tra cui sono presenti molti fitofarmaci come il glifosato. La mancanza di parametri biologici identifica in questi casi una classificazione “non robusta”. Questo accade in quanto risulta difficoltoso in alcuni casi effettuare il campionamento biologico che prevede la discesa in alveo degli operatori per prelevare campioni di fauna e flora.

Fra le analisi delle sostanze pericolose, contenute nella tabella 1B, che contribuiscono con sole 3 classi di qualità, abbiamo, invece, la predominanza dello stato buono. Fra i parametri risultano i fitofarmaci, per questi la stragrande maggioranza dei valori registrati è inferiore al limite di quantificazione, fra quelli che mostrano una presenza critica vi sono: ampa, glifosato e dimetomorf.
In merito a questi dati è importante ricordare che la rete di monitoraggio ambientatale MAS non comprende il monitoraggio di indagine effettuato nella zona del vivaismo nel Pistoiese, i cui dati sono elaborati con gli stessi criteri ma in un contesto a sé stante.

I parametri critici per i nostri corsi d’acqua, che determinano lo scadimento dello stato chimico, sono invece: pfos, mercurio (per il quale è prevista la concentrazione massima ammissibile e non il dato medio di concentrazione), nichel, benzo[a]pirene, cadmio. Da attenzionare anche arsenico e cromo totale. Le criticità sono distribuite quasi uniformemente nelle stazioni di monitoraggio di valle.

L’Agenzia effettua uno studio anche sui pesci sia come caratteristiche della comunità ittica sia come studio del bioaccumulo, ossia la ricerca di sostanze pericolose nel corpo del pesce. Lo studio della fauna ittica, attraverso l’applicazione dell’indice Niseci, va ad implementare gli indici dello stato ecologico.

ARPAT sta effettuando lo studio della fauna ittica dal 2020 in stretta collaborazione con l’Università degli studi di Firenze. I risultati fino ad oggi ottenuti non si discostano molto dagli altri bioindicatori ma evidenziano:

• una presenza importante di specie alloctone, fenomeno favorito dall’aumento delle temperature
• risultati preoccupanti per la presenza di sostanze pericolose nei pesci (indice detto biota), dovuti al superamento dei valori soglia per mercurio e difeniletere bromurati e, in sporadici casi, anche pfos. Al momento non siamo in grado di dare una spiegazione esaustiva al fenomeno.

Acque di transizione

La rete di monitoraggio delle acque di transizione conta, invece, circa dieci punti su altrettanti corpi idrici, comprendenti le foci dei principiali fiumi della regione e lagune costiere con le caratteristiche tipiche delle zone umide. Una zona umida è un qualsiasi tipo di ambiente naturale caratterizzato in qualche modo dalla compresenza di terreno e acqua come paludi e acquitrini; alcune delle nostre zone di transizione rientrano nella convenzione di Ramsar un trattato intergovernativo esistente dal 1971 che fornisce il quadro per l'azione nazionale e la cooperazione internazionale per la conservazione e l'uso razionale delle zone umide e delle loro risorse.

Le acque di transizione sono ecotoni, costituiscono, cioè, ambienti di transizione tra due ecosistemi: due differenti Habitat (acque dolci e acque salate). Tali zone sono caratterizzate da acque salmastre (acqua salata ma non ai livelli di salinità del mare), e gli indici biologici applicati sono quelli mutuati dal monitoraggio marino e non fluviale.

Alcune zone interne quali lago di Burano, Diaccia Botrona, laguna di Orbetello presentano le caratteristiche di zone umide, quindi con caratteristiche saline, tuttavia, la loro specifica salinità rende difficilmente applicabile il biomonitoraggio in quanto non si adattano perfettamente né i bioindicatori delle acque marine né quelli delle acque fluviali.

Nelle foci fluviali è spesso difficoltoso campionare in sicurezza gli indici biologici, in quanto, oltre al mezzo nautico a fondo piatto, sono necessari altri accorgimenti e tecniche di difficile disponibilità.

Lo stato chimico di queste acque è declinato nelle tre matrici: acqua, sedimento e biota. Su tutti i corpi idrici di transizione della rete regionale lo stato ecologico è sufficiente; si sottolinea, però, che si tratta di un indice poco robusto per mancanza negli ultimi anni dei bioindicatori.

Lo stato chimico è “buono” su un unico corpo idrico (Diaccia Botrona) per gli altri è “non buono” per il superamento dei limiti normativi come valore medio del triennio per parametri quali pfos e metalli.
Quando si vanno ad analizzare i sedimenti (previsti dalla normativa solo sulle acque di transizione e marine) la qualità peggiora per il superamento di parametri quali DDT e alcuni metalli.

Aree lacustri

Il biomonitoraggio sui laghi è limitato a pochi esempi, per la difficoltà di reperire mezzi nautici che permettano il campionamento nel centro del lago o invaso. Per l’ultimo triennio, sono disponibili i dati di fitoplancton per il lago di Chiusi, l'invaso di Bilancino, il bacino della Calvanella e il lago di Massaciuccoli. Il giudizio di qualità è scarso su Chiusi, buono per Bilancino e Calvanella e sufficiente per Massaciuccoli.
La qualità chimica è buona nell’ 84% dai corpi idrici lacustri e non buona nel 16% per superiamento dei valori di mercurio e nichel.

Al fine di migliorare le condizioni di campionamento e diminuire i casi di monitoraggio non completo, nel corso del 2024, sono stati rivisti tutti gli accessi ai luoghi di monitoraggio su fiumi, torrenti e canali. La DGRT 1589/2024 riporta la sintesi dei cambiamenti e l’elenco con le coordinate aggiornate dei punti di monitoraggio su acque correnti. Restano da revisionare le postazioni su laghi e in parte delle acque di transizione. Sono, inoltre, in corso attività di collaborazione con i Consorzi di Bonifica al fine di addivenire ad una manutenzione dei corsi d’acqua, oltre che adeguata alla regimazione e protezione da eventi alluvionali, anche rispettosa delle attività di monitoraggio previste dalla normativa.

Possiamo delineare il trend del triennio 2022-2024 e quali differenze emergono rispetto al triennio precedente (2019-2021)?

Come detto in precedenza, a livello regionale, si nota un peggioramento sia nella qualità ecologica che chimica. In particolare si ha una diminuzione del 13% dei corpi idrici buoni ecologicamente e del 5% di quelli chimicamente buoni. Inoltre, nel triennio precedente (2019-2021), c’era ancora un residuo del 2% di stato ecologico elevato mentre nel triennio più recente (2022-2024) la qualità migliore si ferma a buono.

Se vogliamo provare a formulare ipotesi sulle eventuali cause possiamo sicuramente inserire le forti piogge dovute al cambiamento climatico che invadono i corsi di acqua con forza trascinando a valle le comunità insediatevi provocando cambiamenti morfologici causati anche dagli interventi per la difesa dalle alluvioni con cui si cerca di proteggere il territorio. Per questo, stiamo cercando di studiare sistemi di difesa dalle alluvioni in collaborazione con i Consorzi di bonifica in grado di ridurre l’impatto sull’ecologia del corso d’acqua.

Altri impatti possono essere quelli derivanti dalla realizzazione di centraline idroelettriche che, benché in genere di piccole dimensioni, apportano pressioni non solo durante la realizzazione ma anche durante il funzionamento, a causa della diminuzione di portata, della presenza di manufatti sulle sponde, di diminuzione di vegetazione riparia e soprattutto in relazione all’ interruzione della continuità fluviale, fondamentale per la vita dell’habitat fluviale che ha una sua dinamica longitudinale e non solo trasversale.

La situazione su laghi e acque di transizione è più stabile ma resta, per entrambi, il problema di periodi di assenza del monitoraggio biologico, che stiamo ripristinando.

In che modo il cambiamento climatico sta incidendo sulla qualità delle acque?

Un primo indicatore di come i cambiamenti climatici incidono sulla salute dei corsi d’acqua è dato dal numero crescente di periodi di secca, seguiti da momenti di piena importanti che stravolgono l’assetto di comunità animali e vegetali che colonizzano l’alveo. D’altra parte, le secche e le piene estreme sono le due facce della stessa medaglia.

L’aumento della temperatura causa invece effetti più diretti sulla composizione della fauna ittica fluviale, studiata da qualche anno in Agenzia con l’applicazione dell’indice Niseci. Tale indice studia l’equilibrio delle comunità ittiche, equilibrio compromesso dall’immissione di pesci a scopo ludico, i quali costituiscono un’ulteriore pressione, che si aggiunge a stress da aumento di temperatura, piene e periodi di secca dell’alveo. Queste alterazioni favoriscono la presenza e persistenza di un numero crescente di individui appartenenti a specie alloctone alcune delle quali possono diventare invasive/pericolose (es del siluro, sinotaia quadrata) causando forte riduzione della biomassa autoctona per predazione e occupazione delle diverse nicchie ecologiche e infine ad alterazione delle reti trofiche e della biodiversità.

Preme ricordare che nella nuova delibera sono stati aggiunti circa dieci punti di monitoraggio in tratti a monte quindi zone più conservate e con minore probabilità di secche per avere comunque informazioni sulle specie presenti nel corso d’acqua, quindi in aree non fortemente modificate.

Nel periodo primavera-estate arrivano richieste di informazioni e segnalazioni della presenza di schiume in fiumi e torrenti, spesso i cittadini parlano di inquinamento e impatto ambientale, cosa possiamo dire a tal proposito?

Le schiume, spesso visibili nei corsi d'acqua, sono in pratica bolle d'aria intrappolate nell’acqua e si originano in presenza di sostanze tensioattive. Tali sostanze possono essere di origine naturale come, ad esempio, prodotti organici derivanti da decomposizione di piante ecc. o possono essere causate dall’ingresso di prodotti derivanti dall’attività umana, fra i più comuni i detergenti per la toeletta personale o per la pulizia di superfici e oggetti. La produzione di schiume è legata alla presenza di queste sostanze ma anche al movimento turbolento dell’acqua dovuto ad onde, correnti ma anche dalla aumentata velocità dei corsi d’acqua interessati dalle piogge.

Nel periodo estivo, le temperature più elevate possono favorire la proliferazione di batteri e alghe, che a loro volta possono produrre sostanze che aumentano la formazione di schiuma. Le presenze di alghe creano spesso anche particolari colorazioni.
Lo stress dell’habitat fluviale può essere causato anche da forti alterazioni morfologiche dovute al taglio della vegetazione riparia, oltre che dall'aumento delle temperature.

Altri fenomeni che si sviluppano durante il periodo estivo e che spesso hanno origine naturale sono le morie di pesci, correlate a basse concentrazioni di ossigeno in acqua causate da portate basse e calore. Per analoghi motivi, nel periodo estivo, si registrano anche morie di anatre, causate dal botulismo aviare, causato dall'ingestione di tossine prodotte dal batterio Clostridium botulinum. Questo batterio, presente in natura, si sviluppa in ambienti privi di ossigeno, come i sedimenti acquatici, e produce tossine che possono essere fatali per gli uccelli. Le condizioni favorevoli per la proliferazione del batterio includono temperature elevate, scarso ricambio d'acqua e, quindi, basso tenore di ossigeno oltre all’abbondanza di materia organica in decomposizione.

La laguna di Orbetello è un’area sensibile e fragile in Toscana, cosa ci dicono i dati che raccogliamo e pubblichiamo mensilmente?

La laguna di Orbetello è un ecosistema molto delicato e importante, è un corpo idrico di transizione (Dir. 2000/60/CE), riconosciuto come zona umida di interesse internazionale dalla Convenzione Ramsar (1971), meglio classificato con il termine di “lago costiero” a causa:

• dei ridotti volumi di scambio con il mare (pari al 2% del volume totale ad ogni ciclo di marea),
• delle correnti di marea circoscritte alle aree prossime ai canali direttamente comunicanti con il mare,
• dell’incremento del suo idrodinamismo solo in determinate condizioni di vento.

Ogni estate si affrontano molte sfide legate alla sua tutela, specialmente con l’aumento delle temperature degli ultimi anni dovute ai cambiamenti climatici.

I dati che raccogliamo e pubblichiamo mensilmente ci forniscono informazioni preziose sulla qualità dell’acqua, sui livelli di ossigeno e sulla presenza di sostanze inquinanti. Queste informazioni ci aiutano a monitorare lo stato di salute della laguna e individuare eventuali segnali di stress ambientale. In particolare, in vista di un’estate calda, possiamo analizzare i dati per capire se ci sono segnali di deterioramento delle condizioni ambientali, come diminuzioni di ossigeno disciolto o aumento di sostanze inquinanti come l'Idrogeno solforato (H2S).

Il bacino lagunare di Orbetello risulta fortemente eutrofico, presentando cioè enormi disponibilità nutrizionali, in grado di sostenere intensi sviluppi algali macrofitici. 

La capacità di penetrazione dell’ossigeno nello strato sedimentario accumulatosi per eccesso di biomassa sul fondale non va oltre un millimetro di profondità. Tale circostanza comporta la presenza di sedimenti costantemente anossici. Quando il detrito organico sui sedimenti si accumula in quantità eccessiva, vista l’assenza di ossigeno, i processi di decomposizione microbica del materiale organico avvengono per via anaerobia mediante attività solfo-riducenti, formando idrogeno solforato (H2S), gas tossico per numerosi organismi acquatici, anche a bassa concentrazione.

I ridotti volumi di scambio con il mare unitamente alla significativa presenza di nutrienti (azoto e fosforo) comporta, in funzione anche della temperatura, la proliferazione algale che porta ad un elevato consumo di ossigeno e quindi all’innesco delle crisi distrofiche.

Eventi distrofici si ripetono costantemente in tale ambiente lagunare, gli ultimi eventi, più significativi, sono stati quelli del luglio 2015 e agosto 2024 che si vanno a sommare a quelli degli anni 1992 e 1993. Inoltre, mettendo in correlazione i dati monitorati con le temperature medie e le variazioni climatiche registrate, possiamo osservare come il cambiamento climatico influisca sull’ecosistema della laguna. Le temperature più alte possono ridurre l’ossigeno disciolto nell’acqua, favorire la proliferazione di alghe e alterare gli equilibri naturali, contribuendo ai problemi di moria di pesci.

In conclusione, attraverso un’analisi integrata dei dati chimici ambientali e meteo-climatici, possiamo ottenere una lettura più completa dello stato di salute della laguna e delle sfide che deve affrontare.

Per approfondimenti, consultare:

• la banca dati MAS - Acque superficiali in Toscana
• il report sul monitoraggio delle acque superficiali (fiumi e laghi)
• la banca dati relativa al monitoraggio della Laguna di Orbetello
• il bollettino mensile sullo stato della Laguna di Orbetello