Ricerche sull'evoluzione del Lago di Lugano Aspetti limnologici - cipais
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Istituto scienze della Terra
Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana
Ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano
Aspetti limnologici
Triennio 2016-2019
Campagna 2017
Rapporto informativo sullo
stato d’avanzamento delle ricerche
Commissione Internazionale
per la protezione delle acque italo-svizzere
- Luglio 2017 -
Stato d’avanzamento delle ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano2/7 Stato d’avanzamento delle ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano Campagna 2017 La campagna d’indagini limnologiche 2017 sul Lago di Lugano è in corso di svolgimento e procede secondo le modalità previste dal programma della Commissione per il triennio 2016-2019. Rispetto al triennio precedente sono rimaste essenzialmente invariate sia le modalità e le frequenze di campionamento, sia le procedure analitiche. Campagna sui corsi d’acqua Sui sette tributari e l’emissario del lago monitorati nell’ambito delle ricerche prosegue la misura giornaliera delle portate da parte dall’Ufficio Federale dell’Ambiente (Cassarate, Magliasina, Tresa e Vedeggio) e dell’IST-SUPSI (Bolletta, Cuccio, Laveggio e Scairolo). Inoltre, nel primo semestre del 2017 sono stati effettuati tutti i campionamenti istantanei (mensili) per la valutazione della qualità delle acque e dei carichi di nutrienti. I parametri analizzati sono quelli definiti dal programma di ricerca. Sui tributari Vedeggio, Cassarate e Laveggio continuano a operare i campionatori automatici per la misura dei carichi di azoto e fosforo. Purtroppo, i campionatori continuano a raccogliere campioni a intervalli di tempo fissi. Diversi tentativi di passare alla modalità di raccolta dei campioni proporzionale alla portata hanno dato esiti negativi, per ragioni che restano da chiarire. Tutti i campioni d’acqua raccolti sono stati analizzati da parte del laboratorio dell’Ufficio del Monitoraggio Ambientale del Canton Ticino (www4.ti.ch/dt/da/spaas/uma/ufficio/) e i risultati sono stati raccolti e validati dall’IST-SUPSI. Attualmente, la raccolta e la verifica dei dati è aggiornata al mese di maggio. Campagna sul lago In ciascuna delle tre stazioni lacustri (Gandria, Melide e Figino) è proseguita la raccolta di misure limnologiche da parte dell’IST-SUPSI. In ciascuna stazione sono stati misurati profili di temperatura, conducibilità, ossigeno disciolto, pH, torbidità, clorofilla a e ficocianina mediante una sonda multi-parametrica, con frequenza quindicinale. I pigmenti fotosintetici (clorofilla a e ficocianina) vengono misurati mediante il sensore Trilux, aggiunto alla sonda multi-parametrica lo scorso anno. Inoltre, sono stati raccolti campioni d’acqua a profondità discrete, per l'analisi chimica, e campioni di clorofilla, fitoplancton e zooplancton, per l’analisi biologica. Come nello scorso triennio, le analisi chimiche sono state effettuate con frequenza mensile, mentre quelle biologiche sono avvenute mensilmente in gennaio-febbraio e quindicinalmente tra marzo e giugno. Inoltre, in ogni mese e ogni stazione è stata effettuata una misura della produzione primaria oraria mediante il metodo del 14C (bicarbonato radioattivo). I risultati delle analisi chimiche e delle misure di clorofilla e 14C assimilato, forniti dal laboratorio UMAm, sono aggiornati ai mesi di maggio- giugno (secondo il parametro). Il resto dell’attività analitica, che comprende la determinazione e il conteggio del plancton (fitoplancton e zooplancton da crostacei) è in corso presso l’IST-SUPSI (Marco Simona e Fabio Lepori). Si prevede che tutti i dati saranno raccolti in tempo per la stesura del rapporto 2017 (maggio 2018). Stato d’avanzamento delle ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano
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Andamento dei parametri più significativi (dati provvisori)
Tributari: portata e qualità delle acque
Dal punto di vista della qualità delle acque, i dati raccolti nella prima parte del 2017 sui tributari
confermano a grandi linee lo stato evidenziato nel 2016. Le concentrazioni di fosforo totale (TP)
sono apparse contenute quasi ovunque, fatta eccezione per il Rio Bolletta e il Livone, dove le
concentrazioni hanno superato la soglia di 100 µg L-1 durante almeno tre campionamenti (su
quattro effettuati). Per questi tributari, nel 2017, ci attendiamo quindi dei carichi areali annuali
ancora elevati e verosimilmente superiori agli obiettivi di risanamento. Concentrazioni eccessive di
ammonio (rispetto alle soglie previste dall’OPAc) sono state registrate durante tre campionamenti
nel Rio Bolletta e durante un campionamento nello Scairolo e nel Vedeggio. Inoltre, nel Rio
Bolletta, durante un campionamento, è stata registrata una concentrazione eccessiva di nitriti
(rispetto alle soglie di tossicità riportate in letteratura1,2).
Lago: aspetti fisico-chimici
Per quel che riguarda il lago, il primo semestre del 2017 è stato caratterizzato da una circolazione
tardo-invernale precoce (verificatasi già a fine gennaio nel bacino sud e inizio febbraio nel bacino
nord) e di intensità normale, favorita da una fine inverno piuttosto fredda. Anche se i dati non sono
ancora stati analizzati in modo definitivo, i profili di temperatura (Figura 1) e ossigeno (Figura 2)
indicano che, alla circolazione, la profondità massima di mescolamento delle acque ha raggiunto il
fondo nel bacino sud (95 m) e almeno 75 m nel bacino nord. Nel bacino sud, quindi, nel 2017 si è
ristabilita l’olomissi—ovvero si è interrotta la fase di meromissi instauratasi temporaneamente nel
2016 (come già nel 2014).
La circolazione ha avuto effetti sull’insieme dei processi limnologici che operano nel lago.
Dal punto di vista termico, nel bacino sud, la circolazione completa ha causato un leggero
raffreddamento delle acque ipolimnetiche, la cui temperatura è scesa da 6.3-6.4°C a 6.2-6.3°C
(Figura 1). Il modesto raffreddamento (ca. 1°C) mostra che l’inverno del 2016/17, benché più
freddo dei precedenti, non è stato sufficiente ad azzerare l’accumulo di calore verificatosi
nell’ipolimnio durante gli ultimi 4-5 anni, marcati da circolazioni deboli o insussistenti.
Analogamente, nel bacino nord, malgrado il mescolamento relativamente profondo, il
monimolimnio (ca. 100 m- fondo) ha mantenuto temperature pari a 5.8°C, simili a quelle già
misurate negli anni scorsi.
Dal punto di vista dell’ossigenazione, a causa del ritorno dell’olomissi, il bacino sud si è ri-
ossigenato fin sul fondo (Figura 2). Nel bacino nord, l’ossigenazione si è spinta fino ad almeno 75
m di profondità, dove a fine febbraio è stata misurata una concentrazioni di ossigeno disciolto (DO)
pari a 7.2 mg L-1. Com’è da attendersi, durante tutto il semestre, il monimolimnio del bacino nord è
rimasto anossico.
Dal punto di vista dello stato trofico, la circolazione nella norma ha permesso l’atteso
trasferimento di fosforo dalle acque profonde allo strato produttivo del lago. Inoltre, nel bacino sud,
questo rifornimento di fosforo è stato favorito dall’accumulo verificatosi nell’ipolimnio durante tutto
l’anno precedente (a causa del lungo periodo di anossia a cui sono stati soggetti i sedimenti).
Perciò, nel bacino sud, alla circolazione, le concentrazioni di TP nello strato 0-20m hanno
raggiunto 56 μg P L-1 a Melide e 38 μg P L-1 a Figino—due valori superiori a quelli registrati
mediamente negli ultimi anni, soprattutto a Melide (Figura 3). Nel bacino nord, nonostante la
circolazione nella media, le concentrazioni di TP alla circolazione sono rimaste più contenute, non
superando 17 μg P L-1 a febbraio. Questo valore attesta la forte diminuzione dei tenori di fosforo
Stato d’avanzamento delle ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano4/7
osservata in questo bacino da circa un decennio. La circolazione nella norma si è tradotta anche in
un buon rifornimento di silice, in particolare nel bacino sud (risultati non illustrati).
Lago: aspetti idrobiologici
Nel primo semestre del 2017, l’andamento della biomassa fitoplanctonica (misurata come clorofilla
a) e della trasparenza (Figura 4) hanno indicato un classico avvicendamento tra una fase di
intorbidimento (culminata a marzo) e una fase di chiarificazione delle acque primaverile (aprile), a
cui è seguita una seconda fase di intorbidimento tardo-primaverile (maggio-giugno). Le dinamiche
primaverili, che in contrasto erano parse quasi assenti lo scorso anno, vanno attribuite ai picchi di
fitoplancton e zooplancton erbivoro che normalmente conseguono un sostanziale
approvvigionamento di nutrienti (TP e silice) nello strato produttivo alla circolazione. L’aumento di
clorofilla a osservato a partire da fine aprile denota probabilmente lo sviluppo di cianobatteri
filamentosi (dominati da Planktothrix) che da qualche anno a questa parte, almeno dal 2012,
caratterizza il periodo estivo.
Per quel che riguarda lo zooplancton, i risultati (non ancora analizzati) preannunciano una
ripresa della componente erbivora (in particolare dei cladoceri Daphnia e Bosmina), che nella
prima parte del 2017 ha mostrato uno sviluppo più marcato rispetto a quello osservato negli anni
precedenti (2014-2016). Questo sviluppo va probabilmente ascritto alla maggiore profondità di
mescolamento delle acque raggiunta durante la circolazione, che ha causato un maggior
rifornimento epilimnetico di fosforo3. Rimane da verificare se il buon inizio permetterà agli erbivori
di mantenere popolazioni numerose anche nel periodo estivo ed evitare così il midsummer decline
osservato negli anni precedenti.
Complessivamente, quindi il 2017 appare segnare un ritorno a condizioni limnologiche più
conformi a quelle osservate mediamente negli ultimi 10-15 anni, dopo 3-4 anni contraddistinti da
inverni miti, circolazioni deboli e dinamiche stagionali inconsuete.
[°C]
4.50 5.50 6.50 7.50 8.50 9.50 10.50
0
50
100
prof. [m]
150
Gandria Melide Figino
200
250
300
Figura 1 Lago di Lugano, gennaio-febbraio 2017: profili di temperatura dopo la circolazione invernale.
Stato d’avanzamento delle ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano5/7
[g O2 m-3]
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
0
50
100
]
m
[.
f150
o
r
p
Gandria Melide Figino
200
250
obi ettivo
300
Figura 2 Lago di Lugano, gennaio-febbraio 2017: profili di ossigeno disciolto dopo la circolazione invernale.
P [mg m-3]
0 50 100 150 200
0
50
100 o
b
i Gandria Melide Figino
Prof [m]
e
150 t
t
i
v
200 o
250
300
Figura 3 Lago di Lugano, gennaio-febbraio 2017: profili di fosforo totale dopo la circolazione invernale.
Stato d’avanzamento delle ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano6/7
Figura 4 Lago di Lugano, 2017: andamento dei valori di trasparenza delle acque [m] e della clorofilla-a [mg
m-3] nelle tre stazioni di campionamento.
Riferimenti bibliografici
1
Ministry of Water, Land and Air Protection, Government of British Columbia (MWLAP), 2001.
Water Quality Criteria for Nitrogen (Nitrate, Nitrite, and Ammonia).Overview Report.
Disponibile presso: http://www.env.gov.bc.ca/wat/wq/BCguidelines/nitrogen/
2
Istituto scienze della Terra (IST-SUPSI). 2016: Ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano.
Aspetti limnologici. Programma quinquennale 2013-2015. Campagna 2015 e sintesi
pluriennale. Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere (Ed.);
93 pp.
3
Lepori, F., Roberts, J.J., Schmidt, T.S., 2017. A paradox of warming in a deep Alpine lake.
Manoscritto sottoposto per la pubblicazione.
Stato d’avanzamento delle ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano7/7 Autori e collaboratori Autore e responsabile gestione amministrativa Fabio Lepori Idrobiologo Collaboratori Andreas Bruder Idrobiologo Stefano Beatrizotti Collaboratore tecnico Christian Ciccarelli Laboratorista Paola Da Rold-Lanfranchi Laboratorista David Fontana Laboratorista Giuseppe Ranieri Chimico Viviana Regazzoni Collaboratrice esterna Stefano Rioggi Collaboratore tecnico Mirko Sargenti Laboratorista Claudia Sartori Laboratorista Marco Simona Idrobiologo Manuela Simoni-Vassalli Laboratorista Indirizzo dell’autore Istituto Scienze della Terra Scuola Universitaria Professionale della svizzera Italiana (SUPSI) Campus Trevano CH - 6952 Canobbio Tel. +41 58 666 62 29 Fax +41 58 666 62 09 ist@supsi.ch Stato d’avanzamento delle ricerche sull’evoluzione del Lago di Lugano
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