La perdita di qualità delle acque di falda può essere dovuta allo sversamento di sostanze inquinanti e/o alla diminuzione in volume della risorsa che causa il richiamo di acque superficiali inquinate in acquiferi profondi. Attualmente le principali sostanze responsabili dell’inquinamento delle acque sono:

• composti organo-clorurati e metalli pesanti da sversamenti puntuali di natura industriale,
• nitrati e fitofarmaci, derivanti principalmente da situazioni di tipo estensivo.

L’inquinamento da nitrati è il più diffuso e interessa in prevalenza le falde più superficiali o le falde contenute negli acquiferi alluvionali ed è dovuto prevalentemente a fattori di origine antropica che si verificano quando i processi auto-depurativi del terreno e i vegetali presenti non sono più in grado di smaltire o assorbire il carico immesso. Le possibili fonti di inquinamento delle falde da nitrati (Figura 1) sono:

• scarichi di reflui urbani e/o industriali nelle aree per immissione nel terreno, attraverso pozzi o fosse perdenti o per perdite da reti fognarie o da corsi d’acqua in cui si praticano scarichi di reflui non depurati,
• perdita da discariche,
• dilavamento delle superfici agricole su cui sono distribuiti fertilizzati azotati, concimi organici e reflui zootecnici.

figura 1 - Possibili fonti dell'inquinamento da nitrati in falda

(Fonte: ISPRA, 2015)

La persistenza e la mobilità delle varie forme di azoto nel suolo (organica, ammoniacale, nitrica) è diversa e in condizioni aerobie ha luogo la nitrificazione ad opera dei microrganismi che dà origine a ione nitrato: questi vengono trattenuti poco dal terreno e possono essere facilmente dilavati ed andare ad inquinare le falde (lisciviazione dei nitrati).

Effetti dei nitrati sulla salute umana

I nitrati possono essere molto pericolosi per la salute umana: l'assunzione di nitrati e nitriti negli adulti può, ad alte concentrazioni, originare nell’organismo sostanze cancerogene (nitrosammine e nitrosammidi). Nei neonati i nitrati sono molto più pericolosi che negli adulti: nel loro intestino i nitrati vengono trasformati in nitriti, questi ultimi reagiscono con l’emoglobina (la proteina dei globuli rossi che trasporta l’ossigeno) inattivandola; negli adulti questo problema non si manifesta in quanto è presente un enzima che riesce a ripristinare l’emoglobina funzionante, mentre nei neonati questo enzima viene prodotto solo dopo il terzo mese di vita. Va ricordato che i nitrati, oltre che nell’acqua, possono essere presenti negli insaccati, dove vengono utilizzati come coloranti e conservanti e nelle verdure a foglia larga (es. insalate).

Un’elevata concentrazione di nitrati nelle acque potabili può dunque portare a fenomeni di tossicità, sia per l’uomo che per gli animali allevati, tali per cui l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha fissato un limite della concentrazione di nitrati nelle acque potabili di 50 mg/l (D.Lgs. 31/2001 che regolamenta la qualità delle acque destinate al consumo umano).

Effetti dei nitrati sull’ambiente

L’azoto si disperde nei comparti ambientali con molteplici modalità provocando:

• contaminazione delle acque sotto-superficiali spostandosi dal suolo in profondità verso le falde acquifere a causa della lisciviazione dei nitrati (NO₃^-),
• eutrofizzazione (assieme al fosforo) di fiumi e laghi in seguito a ruscellamento superficiale o deposizione atmosferica,
• produzione di piogge acide,
• formazione di particolato fine per volatilizzazione dell’ammoniaca (NH₃),
• emissione di protossido (N₂O) e ossidi di azoto (NO_x) che concorrono all’effetto serra.

Relativamente all’ambito agricolo una bassa efficienza nell’uso dell’azoto da parte delle colture non costituisce dunque unicamente un problema agronomico ed economico per l’azienda agricola, ma è una rilevante questione ambientale.

Per prevenire l’inquinamento da nitrati della falde sono state varate norme, note come direttiva nitrati (Direttiva 91/676/CEE recepito in Italia con il D.Lgs. 152/99), che prevedono l’individuazione di zone vulnerabili da nitrati di origine agricola comprendenti porzioni di territorio dove le acque di falda contengono oltre 50 mg/l di nitrati: per tali zone sono previsti programmi intesi a limitare l’impiego in agricoltura di tutti i fertilizzanti contenenti azoto e sono state stabilire restrizioni specifiche nell’impiego di concimi organici animali (reflui zootecnici). La direttiva nitrati è parte integrante della dell’Unione Europea per la protezione delle acque.

Nel periodo 2008-2011 nell'UE-27 il 14,4% delle stazioni di monitoraggio delle acque sotterranee ha registrato valori superiori a 50 mg/l di nitrati e il 5,9% ha registrato valori compresi tra 40 e 50 mg (Figura 2). Ciò rappresenta un lieve miglioramento rispetto al precedente periodo di monitoraggio, in cui il 15% delle stazioni aveva registrato valori superiori a 50 mg e il 6% aveva registrato valori compresi tra 40 e 50 mg (CE 2013).

figura 2 - Diagramma di frequenza delle classi di nitrati nelle acque sotterranee (concentrazioni medie annue)

(Fonte: CE 2013)
 

Come ridurre la dispersione dei nitrati

La riduzione di nitrati di origine extra-agricola implica l’eliminazione degli scarichi diretti dei reflui nell’ambiente pre-trattandoli opportunamente (collegamento scheda Curare le acque inquinate con le piante).

In ambito agricolo la problematica della gestione dei nitrati ha invece una connotazione territoriale e riguarda l’agrotecnica nel suo insieme con particolare riferimento alla gestione della fertilizzazione delle colture, alle tecniche di distribuzione e al trattamento dei reflui zootecnici (oltre che del razionamento alimentare del bestiame).

Nell’ambito della fertilizzazione delle colture la quantità di nitrati che sono lisciviati dipende principalmente da due fattori: la quantità di nitrati accumulati nel suolo (in seguito all’aggiunta di fertilizzanti minerali o di effluenti zootecnici e prodotti dalla mineralizzazione della sostanza organica del suolo) che eccedono le richieste della coltura, e il volume di drenaggio (sua volta funzione delle caratteristiche del suolo e del clima).

Le strategie di mitigazione nell’ambito della gestione della fertilizzazione sono volte a prevenire l’accumulo di elevate quantità di nitrati nel terreno rispetto ai fabbisogni della coltura, in special modo in prossimità o durante le stagioni in cui sia previsto maggiore drenaggio. Le possibilità tecniche per il contenimento di queste perdite (che assicurano al contempo l’aumento dell’efficienza dell’uso dell’azoto) sono:

• la sincronizzazione della domanda e dell’offerta (distribuzione) di N alle piante,
• la limitazione nell’uso di fertilizzanti azotati nei periodi di attesa elevata piovosità,
• la coltivazione di cover crop (colture di copertura) durante il periodo autunno-vernino,
• il posticipo dell’aratura, specie dei prati, in primavera,
• il bilanciamento degli apporti di nutrienti, anche affidandosi a opportuni indicatori dello stato nutrizionale della coltura e la scelta della forma dell’azoto (organica, ureica, ammoniacale o nitrica),
• l’impiego di inibitori della nitrificazione,
• l’impianto di fasce e bordure erbose non fertilizzate lungo i corsi d’acqua ed i fossi (effetto “tampone”).

Per limitare le perdite di nitrati dal suolo si sono mostrati efficaci alcune tecniche di gestione dei liquami zootecnici (Fugaro, 2014):

• successioni colturali con elevata asportazione di azoto e lunga stagione di crescita, ad esempio: doppie colture con mais ed erbaio autunno-vernino (loiessa o cereale da foraggio), colture con cereale autunno-vernino seguito da erbaio estivo (sorgo, panico), i prati permanenti;
• spandimento dei reflui zootecnici mediante l'interramento contestuale alla distribuzione (botte con ancore o sistema a tubo flessibile “ombelicale”), la distribuzione rasoterra a bande, la distribuzione in sarchiatura tra le file e la fertirrigazione con miscela di liquami e acque irrigue (in alternativa all'uso della botte a scarico posteriore sopra terra seguito da interramento).

Nelle aree agricole in cui è necessario riequilibrare il rapporto tra carico di bestiame e suolo disponibile per lo spandimento di liquami, la riduzione del carico di nutrienti e di azoto in particolare, si può ottenere mediante (Bonazzi e Fabbri, 2007):

• trattamenti aziendali di liquami zootecnici e gestione aziendale o inter-aziendale dei prodotti risultanti (frazioni solide palabili e frazioni chiarificate) mediante separazione solido-liquido e aerazione della frazione liquida oppure con sistemi biologici di abbattimento dell’azoto,
• trattamenti consortili di liquami zootecnici da effettuarsi in impianti interaziendali con utilizzo agronomico delle frazioni trattate e/o valorizzazione come fertilizzanti commerciali delle frazioni palabili,
• depuratori di acque reflue urbane in grado di accettare liquami zootecnici in eccedenza.