IMPATTO AMBIENTALE DELL’UTILIZZO DI ACQUE REFLUE DERIVANTI DA ATTIVITÀ DI VINIFICAZIONE E DI ACQUE DI VEGETAZIONE IN AGRICOLTURA. IL CASO DI MENFI (AG), Tesi di laurea di Geologia. Università degli Studi di Palermo
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IMPATTO AMBIENTALE DELL’UTILIZZO DI ACQUE REFLUE DERIVANTI DA ATTIVITÀ DI VINIFICAZIONE E DI ACQUE DI VEGETAZIONE IN AGRICOLTURA. IL CASO DI MENFI (AG), Tesi di laurea di Geologia. Università degli Studi di Palermo

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Università degli Studi di Palermo

Facoltà di Scienze MM.NN.FF

Corso di Laurea in Scienze Geologiche

IMPATTO AMBIENTALE DELL’UTILIZZO DI

ACQUE REFLUE DERIVANTI DA ATTIVITÀ DI

VINIFICAZIONE E DI ACQUE DI VEGETAZIONE

IN AGRICOLTURA. IL CASO DI MENFI (AG)

Relatore: Prof. Mariano Valenza Tesista: Domenico Balistreri

Correlatore: Dr.ssa Daniela Varrica N. Matricola: 0503582

Anno Accademico 2012-2013

Dipartimento Scienze della Terra e del Mare (sez. CFTA)

 

1   

INDICE

Introduzione ................................................................................................................... 4

Capitolo 1- Caratteristiche chimico-fisiche delle acque di vegetazione e dei fanghi

vitivinicoli ....................................................................................................................... 6

1.1 Acque di vegetazione ................................................................................................ 6

1.1.1 Le caratteristiche dei reflui oleari ....................................................................... 6

1.2 Caratteristiche e trattamento dei fanghi enologici .................................................. 10

Capitolo 2 - Legislazione vigente sulla gestione dei reflui oleari ed utilizzo dei fanghi

enologici in agricoltura ................................................................................................. 12

2.1 Aspetti normativi sulla gestione dei reflui oleari .................................................... 12

2.2 Aspetti normativi sulla gestione dei fanghi enologici ............................................. 13

2.2.1 Divieti .................................................................................................................. 14

Capitolo 3 – Inquadramento geologico e climatologia dell’area di studio................... 16

3.1 Inquadramento geografico e geologico del comune di Menfi................................. 16

3.2 Tettonica .................................................................................................................. 18

3.3 Geomorfologia e idrografia ..................................................................................... 19

3.4 Caratteristiche climatiche del territorio ................................................................... 20

Capitolo 4- Aspetti idrogeologici e idrogeochimici dell’area di studio ....................... 22

4.1 Caratteristiche isotopiche del corpo idrico .............................................................. 22

4.2 Aspetti idrogeologici e idrogeochimici .............................................................. 22

4.3 Qualità delle acque del corpo idrico ........................................................................ 24

Capitolo 5- Descrizione siti di spandimento delle acque di vegetazione e dei fanghi

enologici ........................................................................................................................ 26

5.1 Inquadramento geografico e geomorfologico dei siti di spandimento delle acque di

vegetazione .................................................................................................................... 26

5.1.1 Geolitologia ......................................................................................................... 27

 

2   

5.2 Inquadramento geografico e geomorfologico dei siti di spandimento dei fanghi

enologici ........................................................................................................................ 27

5.2.1 Geolitologia ......................................................................................................... 29

Capitolo 6 - Caratterizzazione pedologica e chimico fisica dei siti studiati precedenti

allo spandimento ........................................................................................................... 30

6.1 Siti acque di vegetazione ......................................................................................... 30

6.2 Siti dei fanghi di lavorazione enologica .................................................................. 32

6.3 Caratterizzazione pedologica dei siti successiva allo spargimento delle acque di

vegetazione .................................................................................................................... 36

6.4 Caratterizzazione pedologica dei siti successiva allo spargimento dei fanghi. ....... 38

6.5 Analisi chimiche delle acque sotterranee successive allo spargimento. ................. 41

Conclusioni ................................................................................................................... 43

Bibliografia .................................................................................................................. 45

Ringraziamenti ............................................................................................................ 47

ALLEGATO A .............................................................................................................. 48

Allegato A1 ................................................................................................................... 48

Allegato A2 ................................................................................................................... 48

ALLEGATO B .............................................................................................................. 49

Allegato B1 ................................................................................................................... 49

Allegato B2-Brevi cenni dei metodi adoperati per le determinazioni analitiche nei

suoli e nelle acque. ........................................................................................................ 50

Allegato B3- Analisi delle acque. ................................................................................. 54

Appendice C - Denominazione degli orizzonti pedologici ........................................... 63

Classificazione tessitura dei suoli ................................................................................. 65

 

3   

 

4   

Introduzione  

L’adozione di sistemi colturali sempre più intensivi, uniti a tecniche di trasformazione

delle produzioni agrarie progressivamente più sofisticate ed industrializzate, nonché il

riutilizzo in agricoltura dei prodotti di scarto degli insediamenti produttivi, ha portato

nel corso degli anni ad un crescente sfruttamento delle risorse naturali e, nel

contempo, al manifestarsi di alcuni problemi ambientali non trascurabili.

Se dal punto di vista agronomico e in accordo con una visione ambientalista che mira

al riutilizzo di tutto ciò che è stato estratto dalla biosfera e dalla crosta terrestre, l’uso

delle acque di vegetazione e dei fanghi di lavorazione vitivinicola costituisce una

risorsa economica, in quanto esse contengono ancora sostanze utili, come nutrienti e

materiale organico biodegradabile, sfruttabili in ben definite pratiche agricole, non si

può tuttavia trascurare che un loro cattivo riutilizzo e smaltimento può provocare

danni di gran lunga superiori ai benefici che si pensa di ottenere. L’utilizzo degli

effluenti agro-industriali e civili consente infatti un’effettiva valorizzazione di

sottoprodotti altrimenti smaltibili con difficoltà, contribuendo ad evitarne usi

“selvaggi” che possono risultare estremamente pericolosi da un punto di vista

ambientale. L’utilizzo dei materiali di scarto però richiede una adeguata conoscenza

delle loro caratteristiche chimico-fisiche e del loro comportamento in relazione ai siti

di smaltimento, quali condizioni climatiche, pedologiche e geolitologiche del

territorio. L’acquisizione di queste conoscenze risulta fondamentale per poter definire

razionalmente le corrette modalità di utilizzazione degli effluenti, in quanto l’impiego

di acque di vegetazione e dei fanghi di lavorazione vitivinicola in quantità eccessive

può causare una serie di inconvenienti, che possono comportare la degradazione della

struttura del terreno, l’aumento della salinità, la contaminazione delle falde idriche con

sostanze organiche ed inorganiche, la modifica della biocenosi, ed anche il

deterioramento della qualità dell’aria della zona circostante, che possono ribaltare il

giudizio positivo sull’adozione di tali pratiche (aspetto ambientale).

Il presente studio di tesi si pone l’obbiettivo di verificare l’influenza dell’immissione

di acque di vegetazione e fanghi di lavorazione vitivinicola, provenienti dagli

insediamenti civili e produttivi nei suoli e sulle acque superficiali e sotterrane del

comune di Menfi (AG). L’economia del comune di Menfi si fonda su un’attività

prevalentemente agricola, in particolare con la coltura della vite (50% del territorio

 

5   

comunale) e quella tradizionale dell'ulivo. Il comune di Menfi è situato nella parte

nord-occidentale della provincia di Agrigento, a confine con quella di Trapani, in

prossimità del lago Arancio e della costa, alle pendici del monte Magaggiaro, nella

valle del fiume Carboj, tra i comuni di Montevago, Santa Margherita di Belice,

Sciacca e Castelvetrano (TP). Il comune ha un numero di circa 12.000 abitanti, ed è

famoso per l’incontaminato mare e per le bellissime spiagge. In Fig. 1 è mostrata la

posizione geografica del Comune di Menfi. La secolare penuria d’acqua potabile della

zona e l’incipiente sviluppo turistico che si tende assecondare come ulteriore fonte di

reddito del paese sono fattori che impongono un’attenta gestione delle risorse idriche,

agrarie e, in definitiva, occupazionali.

A tal fine, la tesi è stata articolata in diversi punti che affrontano in maniera

interdisciplinare gli aspetti geologici, geochimici e pedologici dell’intero problema.

Di seguito sono riportati i principali punti trattati:

1. Processi tecnologici per l’ottenimento e caratteristiche chimico-fisiche delle

acque di vegetazione e dei fanghi di depurazione.

2. Geologia dell’area e aspetti idrogeologici e geochimici delle acque;

3. Caratterizzazione fisico-chimica dei fanghi di depurazione e delle acque di

vegetazione.

4. Caratterizzazione pedologica dei suoli precedente e successiva alle immissioni.

Figura 1 - Ubicazione dell’area oggetto di studio. 

 

6   

Capitolo 1- Caratteristiche chimico-fisiche delle acque di

vegetazione e dei fanghi vitivinicoli

1.1 Acque di vegetazione  

Le tecnologie estrattive utilizzate influenzano tutti i prodotti dell’industria olearia

rivestendo particolare importanza sia nella caratterizzazione quantitativa che in quella

qualitativa delle acque reflue. In generale si può affermare che dal frantoio si

originano, oltre naturalmente all’olio, due tipologie di sottoprodotto, distinguibili in

base alla rispettiva fase fisica: le sanse vergini, di consistenza più o meno solida

derivanti dalla polpa delle olive, e le acque di vegetazione, di formulazione liquida,

costituite essenzialmente dalle acque di lavaggio e da quelle di processo, oltre che

dalla frazione acquosa dei succhi della drupa.

I sistemi adottati per l’estrazione dell’olio dall’oliva sono, essenzialmente, di due tipi:

 discontinuo o per pressatura: è quello più tradizionale, in cui la separazione

delle due fasi, solida e liquida, avviene per mezzo di presse verticali che,

grazie alla notevole pressione applicata e all’utilizzo di speciali dischi

(fiscoli), favoriscono la fuoriuscita del mosto oleoso;

 continuo o centrifugo: prevede il ricorso ad una centrifuga orizzontale, il

decanter, che consente la separazione del mosto oleoso dalla sansa in

relazione alla diversa densità dei due materiali.

1.1.1 Le caratteristiche dei reflui oleari  

Le acque di vegetazione (AV) presentano una colorazione scura che può arrivare sino

al nero e sono caratterizzate da un odore tipico, piuttosto intenso, che ricorda quello

della drupa da cui derivano. Sono costituite sostanzialmente da una soluzione acquosa

di sostanze organiche (in particolare di zuccheri riduttori, ma anche acidi organici,

polialcoli) e minerali (potassio, fosforo, calcio) che può contenere in sospensione del

materiale solido vegetale sfuggito nella fase di separazione del mosto oleoso.

La progressiva sostituzione dei frantoi tradizionali a pressione con i nuovi sistemi a

estrazione centrifuga ha determinato delle modifiche nelle caratteristiche dei

sottoprodotti, la più macroscopica delle quali riguarda l’incremento dell’umidità delle

 

7   

sanse ed una maggiore diluizione (fino a quattro volte superiore) della componente

solida presente nelle acque di vegetazione. Nella tabella seguente (Tab.1.1) vengono

riportati a scopo di confronto alcune caratteristiche chimico-fisiche delle acque di

vegetazione ottenute mediante differenti sistemi di estrazione dell’olio dalle olive.

Determinazioni

Sistema di estrazione

Pressione Centrifugazione

pH

5,27

5,27 Pesospecifico 1,049 1,049 Estrattosecco (g/l) 129,7 129,7 C.O.D. (g O2/l) 146,0 146,0 B.O.D5(g O2/l) 90,2 90,2 Olio (g/l) 2,26 2,26 Zuccheririduttori (g/l) 35,8 35,8 Polifenolitotali (g/l) 6,2 6,2 O-difenoli (g/l) 4,8 4,8 Idrossitirosolo (mg/l) 353 353 Precipitatoconalcool (g/l) 30,4 30,4 Ceneri (g/l) 20,1 20,1 Azotoorganico (mg/l) 544 544 Fosforototale (mg/l) 485 485 Sodio (mg/l) 110 110 Potassio (mg/l) 2.470 2.470 Calcio (mg/l) 162 162 Magnesio (mg/l) 194 194 Ferro (mg/l) 32,9 32,9 Rame (mg/l) 3,12 3,12 Zinco (mg/l) 3,57 3,57 Manganese (mg/l) 5,32 5,32 Nichel (mg/l) 0,78 0,78 Cobalto (mg/l) 0,43 0,43 Piombo (mg/l) 1,05 1,05

Tabella 1.1 - Risultati medi delle determinazioni analitiche effettuate su campioni di acqua di vegetazione prelevati presso oleifici operanti con differenti sistemi di estrazione dell’olio dalle olive(APAT “Linee guida per l’utilizzazione agronomica delle acque di vegetazione e delle acque reflue da aziende agroalimentari” 2007)

Dalla Tabella 1.1 emergono alcune considerazioni. Le acque di vegetazione, a causa

del contenuto di acidi organici presenti nelle olive (in particolare acido malico e

citrico), hanno una reazione da sub-acida ad acida e presentano valori di pH da 4,5 a

5,9. Tali oscillazioni sono da attribuire alla varietà, al periodo di maturazione ed alla

durata dello stoccaggio delle olive, mentre in generale il pH risulta scarsamente

influenzato dal sistema di estrazione prescelto.

 

8   

Come già precedentemente accennato le acque di vegetazione prodotte dai sistemi a

centrifugazione possiedono, rispetto a quelle derivanti dai sistemi a pressione, un più

basso residuo secco per unità di volume (Estratto secco a 105 °C.).

Le acque di vegetazione residuate dal sistema a centrifugazione presentano, rispetto a

quelle per pressatura, un quantitativo di olio maggiore (Contenuto in olio). Ciò è

dovuto al fatto che le acque di centrifugazione contengono in sospensione una certa

quantità di piccoli frammenti vegetali di polpa di olive che, durante il processo di

frangitura, il decanter trasferisce dalla sansa al refluo liquido.

In merito alla presenza di zuccheri riduttori si riscontra una grande variabilità dei dati

riportati in letteratura, dovuta all’influenza esercitata su questo parametro dal grado di

maturazione delle olive, dallo stato sanitario, dalle condizioni di stoccaggio e dalla

varietà dell’oliva stessa, oltre che, naturalmente, dalla diversa tecnologia estrattiva

adottata. Gli zuccheri riduttori presenti sono costituiti essenzialmente da glucosio

(90% c.a.) e fruttosio (10% c.a.).

Anche il tenore di Sostanze fenoliche dipende dalla varietà, dallo stato di maturazione,

dalla tipologia di stoccaggio e del degrado che le olive possono aver subito fra la

raccolta e la spremitura. Esso risulta influenzato, in particolar modo, dalla tecnologia

estrattiva adottata, aggirandosi intorno ai 6 g/litro per le acque da ciclo a pressione e

intorno ai 3 g/litro per quelle da ciclo a centrifugazione. Le sostanze fenoliche

rappresentano una delle frazioni che comportano maggiori difficoltà nella

degradazione delle acque di vegetazione, e costituiscono una delle cause principali per

la scarsa trattabilità biologica di tale refluo. Una tipica composizione della frazione

fenolica delle AV è riportata nella tabella 1.2.

 

9   

COMPOSTO FENOLICOCONCENTRAZIONE (g/L)

Acido diidrossicinnamico (caffeico) 0,142

Acido cinnamico 0,240

Acido 2,6–diidossibenzoico 1,060

Acido p-idrossibenzoico 0,590

Acido 3,5-dimetossi-4-

idrossibenzoico 1,147

Acido 3,4,5-trimetossibenzoico 0,117

Acido 4-idrossi-3-metossibenzoico 0,507

Acido 3,4-dimetossibenzoico 0,717

Acido p-idrossifenilacetico 0,350

Tabella 1.2- Composizione tipica della frazione fenolica delle AV (APAT “Linee guida per l’utilizzazione agronomica delle acque di vegetazione e delle acque reflue da aziende agroalimentari” 2007)

Il contenuto medio in Ceneri varia, in valore percentuale, dallo 0,6 al 2%,

rispettivamente, per le acque di vegetazione derivanti da impianti a centrifugazione e a

pressione. Le diverse indagini svolte evidenziano unanimemente che il potassio è

l’elemento minerale maggiormente presente, con valori medi di oltre 2.000 mg/L per

impianti a pressione e di circa la metà per quelli a centrifugazione, seguito dall’azoto

(544-404 mg/L), dal fosforo (485-185 mg/L) e da altri microelementi presenti in

concentrazioni più modeste. I valori del COD (Chemical Oxigen Demand), così come

quelli del BOD5 (Biological Oxigen Demand), risultano, per qualunque tipologia di

acqua di vegetazione, molto elevati, anche se decisamente maggiori nel caso di AV

residuate da impianti tradizionali. Queste ultime, infatti, sono caratterizzate da un

COD e da un BOD5, rispettivamente, pari a 150 grammi O2/litro e 90 grammi O2/litro

contro i 90 grammi O2/litro e i 30 grammi O2/litro caratteristici delle acque originate

da impianti centrifughi. Bisogna tenere presente che, durante lo stoccaggio nelle

vasche di raccolta, ove il refluo sosta per tempi più o meno lunghi prima dello

spandimento, la concentrazione di alcuni componenti organici facilmente fermentabili

può diminuire notevolmente, per l’azione di microrganismi aerobi ed anaerobi. Il pH

generalmente aumenta, mentre il BOD5 diminuisce, così come la quantità di solidi

sospesi, in seguito a sedimentazione, e dell’estratto etereo, nel caso in cui si provveda

al recupero delle sostanze grasse (olio) affioranti.

 

10   

1.2 Caratteristiche e trattamento dei fanghi enologici

Le acque reflue sono caratterizzate da carico organico elevato, dovuto al Carbonio

legato agli zuccheri e facilmente biodegradabile ed in parte ad una componente

residuale, legata ai tannini ed agli acidi organici, meno biodegradabile.

Indicativamente il carico organico, espresso come COD, oscilla tra 500 mg/lt e 1.000

mg/lt nel periodo che intercorre tra Novembre e Marzo, per salire a 1.000mg/lt – 1.500

mg/lt da Aprile a Luglio ed attestarsi poi tra 2.500 mg/lt e 3.000mg/lt nel periodo della

vendemmia, tra Agosto ed Ottobre; in questo periodo non sono infrequenti punte

anche di 8.000 mg/lt o più. Il refluo è povero di Azoto e Fosforo, contenuti che spesso

non superano i 2 mg/lt; attorno al mg/lt si pongono i Fenoli mentre più ampio è il

range dei tensioattivi che, a seconda della lavorazione in corso, possono raggiungere i

5 mg/lt. Il pH è leggermente alcalino e nei rari casi che scende al di sotto di 6 unità

pH, l’acidità è dovuta essenzialmente a componenti organiche che non comportano un

danno eccessivo all’eventuale successivo trattamento biologico. Il refluo prodotto

dovrà subire dei processi di trattamento prima di essere impiegato in campo agricolo.

Inizialmente il refluo prodotto dovrà subire una preventiva grigliatura per allontanare

corpi solidi presenti. Successivamente le acque subiscono ulteriori processi di

depurazione che vanno dal trattamento biologico a fanghi attivi, o più raramente

l’utilizzo di impianti a “massa adesa” e di recentemente è stata posta molta enfasi

sull’uso della fitodepurazione. In ultimo diversi studi hanno appurato che un processo

chimico-fisico i cui reagenti non modificano le caratteristiche agronomiche del refluo:

SAR; RSC; Tood, ecc…) cui faccia seguito un bacino di raccolta aerato, oltre al

vantaggio di un costo di realizzazione contenuto consente il riutilizzo pressoché

completo del refluo trattato (Silvatici, 2006). In tabella 1.3 sono riportate le

caratteristiche chimico-fisico di un fango enologico dopo il processo di depurazione.

In figura 1.1 è riportato lo schema di un impianto di depurazione di fanghi enologici.

 

11   

PARAMETRI CHIMICI UNITÀ DI MISURA RISULTATO

Cadmio mg/Kg SS <0,1

Mercurio mg/Kg SS <0,1

Zinco mg/Kg SS 13

Nichel mg/Kg SS 2

Piombo mg/Kg SS 1

Cromo mg/Kg SS 3

Rame mg/Kg SS 6

Residuo fisso a 105°C % SS 20,01

Carbonio organico % SS 28

Azoto % SS 2,1

Fosforo % SS 0,4

Potassio % SS 0,01

Salmonella MPN/g s.s Ass. Tabella 1.3 Caratteristiche fisico chimiche dei fanghi biologici disidratati prelevati dall’impianto di depurazione di un’azienda privata che svolge attività vitivinicola.

Figura 1.1- Schema di un impianto di depurazione di fanghi enologici.

 

12   

Capitolo 2 - Legislazione vigente sulla gestione dei reflui oleari ed

utilizzo dei fanghi enologici in agricoltura

2.1 Aspetti normativi sulla gestione dei reflui oleari

L’utilizzo dei reflui oleari è regolata dalla Legge 11 novembre 1996, n.574 recante

norme in materia di utilizzazione agronomica delle acque di vegetazione e di scarichi

dei frantoi oleari, dal decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152 che stabilisce i criteri e

le norme tecniche per l’utilizzazione agronomica nella Regione Siciliana e dal decreto

del Ministero delle Politiche agricole e Forestali 6 luglio 2005, al fine di garantire la

tutela dei corpi idrici ed il raggiungimento o il mantenimento dei relativi obiettivi di

qualità. In base alla legge n.574/1996 le acque di vegetazione, residuate dalla

lavorazione meccanica delle olive che non hanno subito alcun trattamento né ricevuto

alcun additivo possono essere oggetto di utilizzazione agronomica attraverso lo

spargimento controllato su terreni adibiti ad usi agricoli.

L’utilizzazione agronomica delle acque di vegetazione, previa comunicazione al

sindaco del comune interessato, è consentita in osservanza del limite di accettabilità di

50m3 per ettaro nel periodo di un anno per le acque di vegetazione provenienti dai

frantoi a ciclo tradizionale mentre il limite è di 80m3 per ettaro per quelle dei frantoi

a ciclo continuo. Tale spargimento, inoltre, deve essere realizzato assicurando

un’idonea distribuzione ed incorporazione delle sostanze sui terreni in modo da evitare

di mettere in pericolo l’approvvigionamento idrico e di nuocere agli organismi viventi

ed al sistema ecologico.

Secondo quanto previsto della legge n. 574 del 1996 (articolo 5), ed alla luce delle

modifiche introdotte dal decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, è vietato, in ogni

caso, lo spandimento delle acque di vegetazione sulle seguenti categorie di terreni:

 terreni situati a distanza inferiore a trecento metri dalle aree di salvaguardia delle

captazioni di acque destinate al consumo umano;

 terreni situati a distanza inferiore a duecento metri dai centri abitati;

 terreni investiti da colture orticole in atto;

 terreni in cui siano localizzate falde che possono venire a contatto con le acque di

 

13   

percolazione del suolo e comunque i terreni in cui siano localizzate falde site ad

una profondità inferiore a dieci metri;

 terreni gelati, innevati, saturi d’acqua e inondati, fino a quando perdurano le

piogge.

 distanza inferiore a 30 metri dai corsi d’acqua misurati a partire dalle sponde e

dagli inghiottitoi e doline, ove non diversamente specificato dagli strumenti di

pianificazione;

 distanza inferiore ai 150 metri dall’inizio dell’arenile per le acque marino-

costiere e di transizione nonché dai corpi idrici ricadenti nelle zone umide;

 distanza inferiore ai 120 metri dal limite autorizzato (identificato con la

recinzione)

degli invasi naturali e artificiali;

 terreni con pendenza superiore al 15 % privi di sistemazione idraulico agraria;

 boschi, giardini ed aree di uso pubblico e aree di cava.

Per quanto riguarda lo stoccaggio delle acque di vegetazione il criterio guida per la

fissazione da parte delle regioni è quello di impedire gli spargimenti fino a quando

perdurano le piogge e fino a quando i terreni si presentano saturi d’acqua, al fine di

tutelare i corpi idrici superficiali e sotterranei. I contenitori di stoccaggio devono

quindi avere capacità sufficiente a contenere le acque di vegetazione nei periodi in cui

l’impiego agricolo è impedito da motivazioni agronomiche, climatiche o da

disposizioni normative; essi devono altresì essere adeguatamente impermeabilizzati

mediante materiale naturale o artificiale. Lo spandimento delle acque di vegetazione

deve essere realizzato assicurando una idonea distribuzione ed assimilazione delle

sostanze distribuite sui terreni, in modo da evitare conseguenze tali da mettere in

pericolo l’approvvigionamento idrico, nuocere alle risorse viventi ed al sistema

ecologico.

2.2 Aspetti normativi sulla gestione dei fanghi enologici

L’utilizzo dei fanghi enologici in agricoltura è regolata dalla Legge 27 gennaio

1992, essa ha lo scopo di evitare effetti nocivi sul suolo, sulla vegetazione,

 

14   

incoraggiandone nel contempo la corretta utilizzazione. Per il corretto utilizzo in

agricoltura i fanghi devono avere le seguenti caratteristiche:

1. essere stati sottoposti a trattamento;

2. essere idonei a produrre un effetto concimante sul terreno;

3. non contengano sostanze nocive in concentrazioni dannose per il terreno e per

l’ambiente in generale.

L'utilizzazione dei fanghi è consentita qualora la concentrazione di uno o più metalli

pesanti nel suolo non superi i valori limite fissati nell'allegato A1. Possono essere

utilizzati i fanghi che al momento del loro impiego in agricoltura, non superino i valori

limite per le concentrazioni di metalli pesanti e di altri parametri stabiliti nell'allegato

B1. I fanghi enologici possono essere applicati nei terreni in dosi non superiori a 15

t/ha di sostanza secca nel triennio, purché‚ i suoli presentino le seguenti caratteristiche:

 capacità di scambio cationico (C.S.C.) superiore a 15 meq/100 gr;

 pH compreso tra 6,0 e 7,5;

In caso di utilizzazione di fanghi su terreni il cui pH sia inferiore a 6 e la cui C.S.C. sia

inferiore a 15, per tenere conto dell'aumentata mobilità dei metalli pesanti e del loro

maggiore assorbimento da parte delle colture, sono diminuiti i quantitativi di fango

utilizzato del 50%. Nel caso in cui il pH del terreno sia superiore a 7,5, si possono

aumentare i quantitativi di fango utilizzato del 50%.

2.2.1 Divieti  

È vietato applicare i fanghi enologici a terreni:

 soggetti ad esondazioni e/o inondazioni naturali, acquitrinosi o con falda

acquifera affiorante, o con frane in atto;

 con pendii maggiori del 15% limitatamente ai fanghi con un contenuto in

sostanza secca inferiore al 30%;

 con pH minore di 5;

 con una capacità di scambio cationico inferiore a 8 meq/100 gr;

 destinati ad uso pascolo anche in consociazione con altre colture, nelle 5

settimane che precedono il pascolo o la raccolta di foraggio;

 

15   

 destinati all'orticoltura e alla frutticoltura i cui prodotti sono normalmente a

contatto diretto con il terreno e sono di norma consumati crudi, nei 10 mesi

precedenti il raccolto e durante il raccolto stesso;

E' vietata l'applicazione di fanghi liquidi con la tecnica della irrigazione a pioggia, sia

per i fanghi tal quali che per quelli diluiti con acqua.

Il soggetto che intende utilizzare i fanghi deve ottenere un’autorizzazione dalla regione

e notificare, con almeno 10 giorni di anticipo, alla Regione, alla Provincia ed al

Comune di competenza, l'inizio delle operazioni di utilizzazione. Prima della richiesta

il soggetto è tenuto ad effettuare analisi preventive dei terreni secondo lo schema

dell’allegato A2.

 

16   

Capitolo 3 – Inquadramento geologico e climatologia dell’area di

studio  

3.1 Inquadramento geografico e geologico del comune di Menfi  

L’area oggetto di studio ricade nello stralcio delle tavolette I.G.M. “Menfi” foglio

n°266 IV N.O. “Valle Belice” foglio n°265 I N.E. Per quanto riguarda l’assetto

geologico l’area è caratterizzata dall’affioramento di litotipi pelitici, arenacei e da

terreni carbonatici la cui età è compresa tra il Lias inferiore e l’Olocene. L’intero

territorio è interessato da fenomeni franosi, di varie dimensioni e diverso grado di

attività, che mostrano periodiche riattivazioni in concomitanza dei maggiori eventi

meteorici o scuotimenti sismici.

Da uno studio eseguito da Di Stefano e Vitale, 1992 i principali litotipi presenti

nell’area sono:

Calcari e Calcari dolomitici (LIAS INFERIORE – MEDIO): si tratta di calcari

grigio biancastri a megalodontiti, spesso fortemente dolomitizzati. Presentano una

stratificazione massiva e passano verso l’alto a calcari bianchi. Contengono piccoli

gasteropodi, biozoi, brachiopodi e lamellibranchi. Affiorano nell’area di Monte

Magaggiaro che si trova a nord della seguente carta geologica.

Calcari ammonitiferi (PLIENSBACHIANO – TITONICO): si tratta di successioni

prevalentemente condensate, lateralmente discontinue. Si individuano in

affioramento in base a limiti fisici costituiti o da superfici di erosione o di non

deposizione. Al loro interno sono ricche di ammoniti e belemniti, brachiopodi ed

echinodermi. Affiorano in C.da Finocchio e in piccole parti in “C. Monzalese” e “C.

Crescimanni”

Calcilutiti Marnose (TITONICO SUPERIORE – ALBIANO): sono formate da

calcilutiti marnose con rare liste di selce che presentano un colore bianco-giallastro.

Contengono calpionelle, radiolari, spicole di spugna. Lo spessore complessivo è di

20 metri. Nella seguente carta affiorano in piccole parti sempre in C.da Finocchio e

in “C. Monzalese” e “C. Crescimanni”

Calcari Marnosi (scaglia) (CENOMANIANO – EOCENE): sono costituite da

calciluliti di colore bianco con noduli e liste di selce nera o gialla che diventano

calciluliti gialle o rosate a Globorotalie andando verso l’alto, stratificati

 

17   

parallelamente l’uno sull’altra. Tali sedimenti si trovano in prossimità di C.da

Genovese

Calcari marnosi con livelli biocalcareniti nummulitici (OLIGOCENE MEDIO-

SUP.): si tratta di calcari marnosi e marne bianche con intercalazioni di

biocalcareniti e biocalciruditi. Ha uno spessore di circa 60 metri. È situato in C.da

Finocchio e C.da Genovese.

Calcari grigio-rosati con glauconite (MIOCENE INFERIORE): si tratta di calcari

di colore grigio-rosati con granuli di glauconite. Lateralmente passano a

biocalcareniti giallastre con cementazione debole. Ha uno spessore di circa 20 metri

e si trova nell’area di Monte Magaggiaro. Dal punto di vista paleontologico è ricco

di fossili tra cui i più importanti sono i macroforaminiferi bentonici e rari

foraminiferi planctonici.

Arenarie glauconitiche (BURDIGALIANO – LANGHIANO): si tratta di areniti con

tenori variabili di bioclasti carbonatici con spessore di circa 15 metri. Presentano una

stratificazione incrociata, con alternanza di livelli di arenarie fine e livelli di argille

sabbiose bruno-verdastre. Affiorano in C.da Finocchio.

Argille sabbiose e Calcareniti ad amphistegine (PLIOCENE MEDIO –

SUPERIORE): fanno parte della “Formazione Marnoso Arenacea della Valle del

Belice”, sono costituite da una potente serie di biocalcareniti, con evidente

stratificazione da piano parallela a obliqua a grande e media scala, contenenti

intercalazioni di areniti fine mal classate con abbondanti molluschi, alghe,

echinodermi e foraminiferi bentonici, passante lateralmente e verso l’alto ad argille

sabbiose grigio – azzurre. Lo spessore complessivo è di circa 400 metri. La presenza

di livelli argillosi, intercalati tra le calcareniti, favoriscono l’instaurarsi di falde

idriche sospese. Affiorano in C.da Feudotto.

Calcareniti e marne (terrazzi marini) (PLEISTOCENE SUPERIORE): spesso sono

discordanti sui terreni della Formazione Marnoso arenacea della Valle del Belice, si

presentano con una buona cementazione e con intercalazioni di livelli marnosi che

costituiscono il tavolato su cui è ubicato il centro abitato di Menfi.

Depositi alluvionali (ATTUALE): si tratta di depositi sabbiosi-ghiaiosi con, livelli

discontinui di limi. I clasti hanno spigoli arrotondati con grado di arrotondamento

variabile, a seconda del materiale di provenienza. Lo spessore è variabile e dipende

principalmente degli alvei fluviali nei vari tratti.

 

18   

In figura 3.1 è riportata la carta geologica dell’area di studio.

Figura 3.1 - Carta geologica dell’area in considerazione (La parte a Nord-Est è stata presa dalla carta geologica dei “Monti Sicani Occidentali di P. Di Stefano e F.Vitale”)

3.2 Tettonica  

Gli elementi tettonici di maggiore interesse nell’area presa in considerazione sono i

sistemi di faglie connessi con gli alti (horst) e bassi (graben) strutturali, per lo più

riconducibili a due principali sistemi di dislocazione tettonica, secondo le direzioni

 

19   

NW- SE e NE - SW. Nell’area dei Monti Sicani le fasi tettoniche del Miocene hanno

generato un edificio tettonico dato dalla sovrapposizione di differenti unità

stratigrafico–strutturali con vergenza verso i quadranti meridionali; le successive crisi

tettoniche hanno modificato tale assetto, smembrando e sezionando l’originario

edificio strutturale. Le fasi di tipo trasgressivo, inframessiniana e del Pliocene

inferiore, sono state responsabili di dislocazioni tettoniche rispettivamente di direzione

E - W e NW - SE, talvolta con notevoli rigetti (Catalano et al., 1982). Le fasi

tettoniche pleistoceniche, di tipo distensivo, hanno dato origine, invece, a faglie con

orientazione principale NE – SW. L’evidenza maggiore di questa fase si può osservare

in corrispondenza dei depositi carbonatici che affiorano nell’area di Monte

Magaggiaro. Dal rilevamento di alcuni aspetti morfologici le fasi plio - pleistoceniche

hanno portato al complessivo sollevamento tettonico dell’area; infatti, essa risulta

articolata in una serie di successive ed ampie spianate di varia estensione, degradanti

verso la linea di costa, quale conseguenza dei movimenti eustatici che ne hanno

modellato il basamento roccioso. Durante le fasi di stasi, vi sono depositati al di sopra

depositi terrigeni di varia natura. Pertanto, è plausibile che l’horst di Monte

Magaggiaro – Monte Arancio si sia sollevato fino ad emergere alla fine del Pliocene

inferiore e, successivamente, sia stato nuovamente occupato, in tutto o in parte, dal

mare pliocenico trasgressivo durante il Pliocene medio (Ruggieri & Unti, 1977).

3.3 Geomorfologia e idrografia  

Dal punto di vista geomorfologico l’area indagata è caratterizzata da forme legate ai

processi erosivi presenti lungo il sistema idrografico (Monteleone et al., 2009).

Questi processi sono in relazione con il sollevamento avvenuto durante il

Quaternario, che ha ringiovanito tutti i corsi d’acqua, variandone il relativo profilo

d’equilibrio. La presenza di terrazzi fluviali posti a differenti quote rispetto agli

attuali letti dei corsi d’acqua conferma l’ipotesi di questo sollevamento. Nell’area di

studio sono diffuse strutture geomorfologiche che risentono delle caratteristiche

litotecniche dei terreni in affioramento, in particolare, sono diffuse forme dovute alla

gravità e forme legate a processi di erosione differenziale. L’area è compresa tra il

Fiume Carboj che attraversa l’area in senso NE - SW e da una serie di affluenti

secondari del Fiume Belice, che hanno una direzione prevalente N - S. Il regime di

 

20   

questi fiumi è esclusivamente influenzato dall’andamento delle precipitazioni durante

l’anno; in particolare nelle aste principali il regime può essere classificato come

semiperenne con le portate maggiori durante il periodo invernale, mentre per gli

affluenti secondari il regime è quasi sempre di tipo torrentizio con le maggiori

portate in corrispondenza dei periodi autunnali e primaverili. La rete idrografica si

differenzia in rapporto alle litologie del substrato: un drenaggio ben articolato

caratterizza le aree di affioramento delle litologie argillose e argillo – marnose; un

reticolo poco sviluppato è presente nei settori in cui affiorano i terreni calcarenitici

del Pliocene medio – superiore e del Pleistocene inferiore e, soprattutto, i terreni

carbonatici nell’area di Monte Magaggiaro, infatti in questi settori la rete idrografica

superficiale è quasi del tutto assente.

3.4 Caratteristiche climatiche del territorio  

Il territorio di Menfi rientra in quella fascia climatica classificata come termo

mediterranea secca da (Rivaz-Martinez, 1981). Il territorio di Menfi non è dotato di

una stazione meteorologica e per un maggiore dettaglio sono stati considerati i dati

pluviometrici e termometrici che si riferiscono alla stazione più vicina, rappresentata

dalla stazione termopluviometrica di Sciacca (Carabollace 118 m s.l.m.). I dati

riportati in tabella 3.1 si riferiscono ad un periodo di 8 anni (2000-2008).

Temperatura media Sciacca (T, °C)

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Media

19,5 19,8 19 18,5 18,7 16 17 17,4 18,21 18,02

Pioggia Medie Annue Sciacca (P, mm)

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Media

432,8 368,2 514,4 785,6 777,6 648,8 633 582,6 433 575,11

Tabella 3.1- Valori medi annuali di temperatura e precipitazione della stazione di Carabollace.

 

21   

I dati sono stati analizzati utilizzando il metodo dei diagrammi pluviometrici di

Bagnouls e Gaussen secondo il modello modificato da Werner e Lieth (1960). Questi

diagrammi descrivono in maniera sintetica ed immediata le caratteristiche termo

pluviometriche dell’area considerata. Nel diagramma sono riportate in ascissa i mesi

dell’anno, sulle ordinate di sinistra i valori di temperatura in °C e sulle ordinate di

destra le precipitazioni in mm di pioggia. In figura 3.2 è riportato il diagramma, dove

si osserva un periodo arido che si protrae Maggio ad Agosto. Dal punto di vista

termico, le temperature più basse si raggiungono nel periodo di dicembre- febbraio,

mentre le maggiori precipitazioni si hanno nel periodo che va da settembre a gennaio

con i picchi durante il mese di dicembre dove si superano i 120mm di pioggia.

Figura 3.2- Diagramma termo-pluviometrico della stazione di Carabollace

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

TE M PE

RA TU

RA  °C

PI O GG

IA  ( m

m )

Diagramma Climatico di Sciacca

Pioggia mm temperature °C

 

22   

Capitolo 4- Aspetti idrogeologici e idrogeochimici dell’area di studio  

4.1 Caratteristiche isotopiche del corpo idrico  

La posizione dei punti relativi (fig. 4.1) a questo corpo idrico mette in evidenza che

l’acqua ha una composizione isotopica prossima a quella dell’acqua meteorica media

ponderata. L’area di ricarica coincide generalmente con l’area di affioramento

dell’acquifero carbonatico.

Fig. 4.1 Diagramma δD-δ18O (in ‰ rispetto a SMOW) delle acque del corpo idrico Menfi (Regione Siciliana “Piano di tutela delle acque della Sicilia” 2007)

4.2 Aspetti idrogeologici e idrogeochimici  

Il corpo idrico dell’area presa in considerazione si imposta strutturalmente sulle

calcareniti pleistoceniche i quali giacciono sui depositi argillosi ed argillo-marnosi del

Pliocene medio-superiore che ne rappresentano il substrato impermeabile. Queste

condizioni idrogeologiche, connesse con la presenza di intercalazioni argillose a più

livelli, danno origine ad una struttura idrogeologica multifalda. La permeabilità del

 

23   

mezzo roccioso risulta essere medio-alta per porosità primaria (10-3cm/s). La

vulnerabilità di questo corpo idrico varia da media ad alta e va correlata sia con la

notevole urbanizzazione dei luoghi che con la presenza di coltivazioni che necessitano

di diversi trattamenti chimici. Sulla base della classificazione delle acque naturali

proposto da Langelier-Ludwig, (1960), il campione di acqua di sorgente che alimenta

lì acquifero ricade nel campo delle acque bicarbonato-alcalino – terrose (Fig. 4.2). Dai

diagrammi ternari si evince una forte prevalenza dello ione bicarbonato rispetto gli

altri anioni ed una equivalente presenza di ioni calcio e magnesio. La composizione

dell’acqua analizzata è sicuramente da inquadrarsi in un contesto di processo di

interazione acqua-rocce carbonatiche.

 

 

Figura 4.2 Diagramma di classificazione delle acque di Langelier-Ludwig (a); diagrammi ternari per gli anioni ed i cationi (b) Dati forniti dalla (Regione Siciliana “Piano di tutela delle acque della Sicilia” 2007)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a)  (b)

 

24   

4.3 Qualità delle acque del corpo idrico  

Il diagramma a torta (Fig. 4.3) è relativo alla composizione chimica media

dell’acquifero oggetto del presente studio.

Figura 4.3- Diagramma a torta mostrante le composizioni percentuali delle specie ioniche dei costituenti maggiori presenti nel corpo idrico. Regione Siciliana “Piano di tutela delle acque della Sicilia” 2007)

Esso evidenzia basse concentrazioni di nitrati e bassa salinità, sintomo di una buona

qualità delle acque rispetto all’attuale legislazione. Viene qui di seguito (Tab. 4.1)

riportata l’analisi chimica del corpo idrico antecedente al periodo dello spargimento

dei fanghi enologici e acque di vegetazione, ricavate da dati analitici in possesso del

Comune di Menfi.

Parametro Unità di

misura

Valore

pH 7,5 Conducibilità 25° C S/cm 721 Sodio [Na+] mg/l 42 Potassio [K+] mg/l 4 Calcio [Ca++] mg/l 60 Magnesio [Mg++] mg/l 39 NH4+ [NH4+] mg/l 0,0025 Litio [Li+] mg/l 0,03 Stronzio [Sr++] mg/l 0,78 Ferro [Fe++] µg/l 4 Manganese [Mn++] µg/l 0,2 Alluminio [Al +++] µg/l 0,6 HCO3- [HCO3-] mg/l 297

7% 1%

11%

7%

53%

12%

8% 1% Na

K

Ca

Mg

HCO3

Cl

SO4

NO3

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