Mappa inquinamento acque dolci nel mondo

L’acqua più pulita in natura è la pioggia, evaporata dalle acque superficiali, dal suolo o dalle piante, perché abbandona i contaminanti e raccoglie relativamente pochi contaminanti mentre si trova nell’atmosfera. Una volta che l’acqua tocca terra, può raccogliere composti che si dissolvono nell’acqua, può portare con sé altri contaminanti o fornire le giuste condizioni per gli organismi che potrebbero causare malattie.

Alcuni di questi contaminanti possono essere presenti in natura, potenziati dall’attività umana oppure creati tout court dall’attività umana. Alcuni contaminanti sono abiotici (non viventi) – come metalli pesanti e altre migliaia di sostanze chimiche più o meno tossiche, cancerogene e persistenti spesso presenti solo in tracce – o biotici (viventi) come parassiti, batteri e virus. Ci sono anche detriti più grossi che causano danni ambientali all’acqua, come ad es. la spazzatura, compresa la plastica.

Le acque contaminate da agenti patogeni

Oltre 1,1 miliardi di persone in tutto il mondo sono ancora prive di riserve idriche sicure dagli agenti patogeni (batteri, virus, parassiti) e 2,4 miliardi di persone mancano di fognature o strutture igienico-sanitarie. Ciò contribuisce a circa 5 milioni di morti/anno. Una delle sfide fondamentali per mantenere l’acqua pulita e salutare per il consumo umano è semplicemente il mantenimento di materiale fecale dalle acque reflue lontano dalle fornitura di acqua potabile e dalle aree di balneazione.

I Paesi sviluppati dispongono di infrastrutture costose gestite da tecnici ben addestrati per trattare e decontaminare i liquami. Esistono anche sistemi molto sofisticati per pulire l’acqua da bere. Ad esempio, lo standard per l’acqua potabile negli Stati Uniti è che ci siano 0 batteri. Inoltre si aggiunge del cloro nell’acqua per prevenire eventuali proliferazioni batteriche nel sistema di distribuzione. Le acque reflue infine, sono contenute in tubi o sistemi separati dal sistema dell’acqua potabile.

La maggior parte del mondo, tuttavia, non ha questa infrastruttura, i soldi per crearla e mantenerla, o il sistema educativo per addestrare i tecnici necessari (v. la mappa sotto con la percentuale di popolazione con accesso ai servizi igienico-sanitari). Di conseguenza, i liquami grezzi vengono spesso a contatto con le forniture di acqua di superficie e sotterranee, spesso utilizzate per bere e fare il bagno. Tale liquame grezzo può contenere organismi che causano malattie, come virus e batteri.

Ci sono alcune malattie devastanti o parassiti che possono venire diffusi a causa di questo tipo di acqua contaminata, tra cui il colera, l’epatite, la dissenteria e altre malattie che causano la diarrea. Un bambino piccolo che vive in un’area con poca o nessuna assistenza sanitaria può morire semplicemente di disidratazione anche da un caso relativamente benigno di diarrea.

Gli agenti patogeni possono costituire un problema anche nei paesi sviluppati, principalmente nelle acque di superficie non utilizzate per bere. Generalmente, i livelli più alti di batteri e virus derivano dal ruscellamento che trasporta rifiuti umani e animali e le sostanze nutritive nei laghi o nel mare. I virus sono troppo difficili da misurare, quindi si tendiamo a monitorare i batteri e si ipotizza che i livelli batterici siano correlati con i virus o con altri possibili agenti patogeni.

In sostanza, se troviamo alti livelli di batteri che provengono dai tratti intestinali degli animali, specialmente quelli che provengono da esseri umani, allora si conclude che l’acqua è stata in contatto con le feci e può, quindi, contenere agenti patogeni ed essere pericolosa. I batteri coliformi sono una famiglia di batteri comuni nei terreni, nelle piante e negli animali. L’Escherichia coli, è un tipo comune di coliformio fecale che vive nell’intestino dell’uomo e di altri animali a sangue caldo e nei loro rifiuti.

La maggior parte dei batteri proviene da fonti non umane (ratti, procioni, cani, cervi, gabbiani), ma si sa che questi animali si trovano in concentrazioni più elevate attorno agli insediamenti umani. Il parametro “coliformo totale” è usato quindi come un indicatore di inquinamento, ma la connessione tra il coliformio totale e la malattia umana non è forte come altri indicatori. I livelli di E. Coli ed Enterrococchi, entrambi presenti nelle feci, sono indicatori migliori del potenziale per la malattia umana.

L’inquinamento da metalli pesanti

Non esiste una definizione fortemente accettata di “metallo pesante”. Alcuni di questi, infatti, non sono così pesanti e alcuni metalli pesanti non sono tossici. Tuttavia, non abbiamo nessun altro termine per questi, quindi continueremo a riferirmi ad essi come metalli pesanti.

Il problema principale è che questi metalli (cadmio, mercurio, piombo, arsenico, selenio, zinco, rame, berillio, alluminio, ferro, manganese, boro, molibdeno) possono essere tossici per le persone e altri organismi. Alcuni si legano e interferiscono con le proteine ​​strutturali, gli enzimi e gli acidi nucleici nelle cellule, causando disordini nei sistemi di organi come il cuore, il cervello, ed il cancro.

Alcuni metalli pesanti sono tossici anche per le piante. Una sfida con i metalli pesanti è che sono elementi, non molecole, quindi non è possibile scomporli come si può fare con una molecola per eliminare il problema della sua tossicità. In generale, tutto ciò che si può fare è provare a rimuoverli da un’area e/o, qualora necessario, da una fonte di approvvigionamento idrico.

Concentrazioni di arsenico rilevate, negli Stati Uniti, in almeno il 25% dei campioni di acqua sotterranea in un raggio mobile di 50 km. (fonte: USGS)

I metalli pesanti si trovano per cause naturali in molti ecosistemi. Le attività umane possono concentrarli o spostarli in un posto dove possono entrare in contatto con persone o altre specie e causare danni. Ad esempio, una piccola concentrazione di selenio naturale nel suolo può essere trasportata dall’acqua dall’irrigazione in un’area dove l’acqua evapora, concentrando così il selenio al punto in cui causa avvelenamento e, di conseguenza, deformità e decessi nella fauna selvatica .

Anche un deflusso agricolo dai campi, con evaporazione dell’acqua contaminata, può avvelenare una zona di uno o più metalli pesanti. Il selenio, il piombo, il boro, il cromo, il molibdeno e numerosi altri elementi e sostanze chimiche agricole contaminanti possono raggiungere concentrazioni tossiche nelle zone umide e causare avvelenamenti, diminuzione della fertilità e di gravi malformazioni alla nascita nelle popolazioni riproduttrici di vari uccelli acquatici o di altri animali.

Discariche come le raffinerie di petrolio possono invece rilasciare nell’ambiente mercurio, una neurotossina pericolosa specie per lo sviluppo di feti e bambini piccoli. Una volta nell’ambiente, il mercurio si converte nel tossico metilmercurio e si accumula negli organismi che vengono mangiati dai pesci. Dato che tutti gli animali accumulano mercurio più velocemente di quanto lo liberano, ciò permette alle concentrazioni di raggiungere livelli pericolosi nei pesci e negli uccelli in cima alla catena alimentare.

Pesticidi e altri inquinanti chimici

Ogni anno usiamo milioni di chili di erbicidi, fungicidi, insetticidi,topicidi e altri biocidi. Questi composti chimici trovano la loro strada nei corsi d’acqua e nei sistemi viventi. I prodotti chimici possono essere facilmente trasportati dall’acqua quando possono dissolversi nell’acqua stessa, come nel caso dei composti polari e idrofili. Tuttavia, i composti chimici possono anche attaccarsi a qualcosa, come le particelle di terreno che possono venire trasportate dall’acqua quando si muove.

Alcuni di questi prodotti chimici vengono comunemente utilizzati per controllare erbe infestanti, insetti e altri parassiti nelle aree urbane, per cui vengono trovati di frequente a livelli relativamente alti nelle analisi dell’acqua effettuate sui corsi d’acqua urbani dei Paesi più ricchi, come si può vedere ad esempio dalla figura qui sotto, che si riferisce in particolare alla situazione negli Stati Uniti.

Percentuale di casi in cui, negli Stati Uniti, sono stati trovati pesticidi nelle acque correnti superficiali (sopra) e nelle acque sotterranee (sotto).

Uno o più pesticidi o prodotti della loro degradazione sono stati rilevati, in concentrazioni superiori agli standard di qualità per la vita acquatica, nei corsi d’acqua con afflussi dai bacini di drenaggio agricolo e urbano. Inoltre, sono stati rilevati pesticidi che non venivano più usati da molti anni (ad es. il DDT) in vari campioni di pesci e di sedimenti. I pesticidi sono risultati meno comuni nelle acque sotterranee, ma sono stati rilevati nel 50% dei pozzi analizzati nelle aree urbane ed agricole.

I pesticidi rilevati più di frequente nei corsi d’acqua statunitensi includono: (1) cinque erbicidi agricoli usati pesantemente: atrazina, metolacloro, cianazina, alacloro e acetocloro; (2) cinque erbicidi ampiamente usati per scopi non agricoli, in particolare nelle aree urbane: simazina, prometone, tebuthiuron e diuron; (3) tre degli insetticidi più ampiamente usati: diazinone, clorpirifos e carbaril.

Naturalmente, situazioni analoghe o peggiori si riscontrano anche in altri Paesi ricchi e industrializzati, Italia compresa, come illustreremo in un altro articolo. Se poi ci si allarga alle migliaia di altre sostanze chimiche di origine industriale o petrolchimica potenzialmente cancerogene anche in piccole quantità, allora il quadro può emergere davvero nella sua cruda realtà, ma tali dati quantitativi sono raramente di dominio pubblico, specie quando i valori sono preoccupanti per la popolazione.

Monitoraggio delle acque sotterranee

Per quanto riguarda, in particolare, le acque sotterranee (che comprendono quindi le falde acquifere usate per l’approvvigionamento idrico), delle utili mappe mondiali sui livelli di inquinamento vengono fornite gratuitamente nel portale dell’IGRAC (International Groundwater Resources Assessment Center): cliccando su “Information System” dal menù a tendina si accede a varie mappe interattive.

Si noti che il 67% di tutte le acque sotterranee del mondo aggregate insieme viene usato per l’irrigazione, mentre il 22% viene usato per usi domestici (acqua da bere ed impieghi sanitari) e il restante 11% viene usato dall’industria. Le acque sotterranee forniscono circa la metà dell’acqua da bere e per irrigare usata nel mondo. Pertanto, monitorare la qualità di tali acque è particolarmente importante.

Una mappa dei Paesi con livelli elevati di nitrati nelle acque sotterranee: per l’Italia i dati non risultano disponibili. (fonte: IGRAC)

Le acque sotterranee sono monitorate in molte parti del mondo misurando i loro livelli sotterranei, i tassi di estrazione da parte dell’uomo, il rifornimento primaverile e la qualità delle acque. Le misurazioni dei punti di livello delle acque sotterranee vengono spesso interpolate e combinate con altri dati (ad es. il telerilevamento e la modellazione) per valutare lo stato delle risorse idriche sotterranee.

Vi è tuttavia una mancanza di informazioni sul monitoraggio delle acque sotterranee a livello regionale e globale, il che ostacola una valutazione e una gestione dell’acqua informata. Riconoscendo la necessità di una raccolta sistematica di dati sulle acque sotterranee, l’IGRAC ha preso l’iniziativa di istituire una rete globale di monitoraggio delle acque sotterranee: il Global Groundwater Monitoring Network (GGMN), una rete di reti creata per migliorare la qualità e l’accessibilità delle informazioni di monitoraggio.

In questo modo, è possibile scoprire quali Paesi del mondo – ed a quale livello – sono interessati da inquinamento industriale, urbano, agricolo ed in quale zone vi è, ad esempio, un’elevata presenza di nitrati o di fluoruri, anche se nessuna informazione è disponibile su inquinanti chimici più specifici. Purtroppo, l’Italia non è presente sulla mappa, nel senso che i dati del nostro Paese non sono disponibili – a differenza degli altri grandi Paesi europei – il che non è affatto una buona notizia.

Degrado della biodiversità nei fiumi

I fiumi mantengono risorse biotiche uniche e forniscono risorse idriche fondamentali alle persone. Le scorte limitate di acqua dolce della Terra e la biodiversità insostituibile ad essa associata sono vulnerabili alla cattiva gestione umana dei bacini idrografici e dei corsi d’acqua. E molteplici fattori di stress ambientale – come il deflusso agricolo, l’inquinamento e le specie invasive – minacciano oggi, in particolare, i fiumi che servono circa l’80% della popolazione mondiale.

Un’eccellente analisi pubblicata nel 2010 su Nature da C.J. Vorosmarty et al. rappresenta la prima iniziativa su scala globale per quantificare l’impatto di questi fattori di stress indotti dall’uomo sulla sicurezza dell’acqua umana e sulla biodiversità fluviale. La figura della mappa mostrata qui sotto, in particolare, mostra le minacce globali alla biodiversità dei fiumi, che stanno producendo un declino accelerato delle specie di acqua dolce in vaste zone del mondo, Italia inclusa.

La minaccia globale alla biodiversità dei fiumi. (fonte: Riverthreat.net)

Tale studio ha scoperto che vaste aree – sia nel mondo sviluppato che in quello in via di sviluppo – arrivano a livelli altrettanto acuti di minaccia imposta alle loro risorse di acqua dolce. Le fonti di degrado in molti dei fiumi più minacciati del mondo in via di sviluppo hanno sorprendenti somiglianze con quelle dei fiumi in condizioni simili nei Paesi ricchi e industrializzati, Italia compresa. I fattori di stress citati all’inizio mettono in pericolo la biodiversità del 65% degli habitat fluviali del mondo.

Tuttavia, le soluzioni altamente ingegnerizzate praticate tradizionalmente dalle nazioni industrializzate  enfatizzano il trattamento dei sintomi piuttosto che la protezione delle risorse, e spesso si rivelano troppo costose per le nazioni più povere. La dipendenza delle nazioni ricche da costosi rimedi tecnologici per superare i propri problemi idrici e per fornire servizi idrici fa ben poco per attenuare le minacce sottostanti, producendo un falso senso di sicurezza nei Paesi industrializzati.

Il superamento di questa crisi globale di insicurezza idrica per gli esseri umani e per la biodiversità richiede una deliberata prevenzione dei problemi piuttosto che compensare semplicemente le minacce una volta che si presentano. È più conveniente garantire che i sistemi fluviali non siano compromessi. Ciò potrebbe essere realizzato attraverso una migliore gestione dell’uso del suolo, migliori tecniche di irrigazione e con l’enfasi sulla protezione degli ecosistemi e delle forme di vita al loro interno.

 

Riferimenti bibliografici

• C.J. Vorosmarty et al., “Global threats to human water security and river biodiversity”, Nature 467, pp. 555-561, 2010
• Riverthreat, http://www.riverthreat.net/
• Water pollution, http://www.biosbcc.net/green/onlinetext/pollution/water.htm
• Mappe interattive dell’USGS delle acque sotterranee nel mondo, https://www.americangeosciences.org/critical-issues/maps/interactive-map-groundwater-information-around-world
• Portale dell’IGRAC, https://www.un-igrac.org/
• Ground water and drinking water, https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water