NINFA-TakiNg actIoN to prevent and mitigate pollution oF groundwAter bodies

ID Call: HORIZON-CL6-2022-ZEROPOLLUTION-01-01 Preventing groundwater contamination and protecting its quality against harmful impacts of global and climate change

Ruolo di Sapienza nel progetto: Other beneficiary

Responsabile scientifico per Sapienza: Marco Petitta

Dipartimento: Scienze della terra

Data inizio progetto: 01/11/2022

Data fine progetto: 30/04/2026

Abstract del progetto:

Le acque sotterranee sono una risorsa chiave per l'approvvigionamento idrico che è attualmente messa a rischio dall'intrusione marina e soprattutto dall'inquinamento causato da pesticidi e nutrienti (per agricoltura e allevamento), farmaceutici e antibiotici provenienti da effluenti antropici, idrocarburi e metalli pesanti da ruscellamento superficiale e anche da microplastiche. A questi fattori si aggiungono gli effetti dei cambiamenti climatici e globali.
Seppure molte iniziative pregresse hanno sviluppato azioni e strumenti per il monitoraggio e la protezione delle acque sotterranee, sono necessarie conoscenze aggiuntive per comprendere gli effetti sinergici e i rischi dovuti a fattori di stress e inquinanti, in modo da sviluppare a costi ragionevoli strategie di monitoraggio delle acque sotterranee , tecnologie di mitigazion e prevenzione dell'inquinamento delle falde e Sistemi di Supporto alle Decisioni che includano procedure di early-warning. NINFA intende produrre una nuova strategia basata su un sistema DSS di early warning associato ad un database delle conoscenze (piattaforma NINFA), nonché tecnologie innovative.
L'inquinamento diffuso colpisce il 35% delle aree dei corpi idrici sotterranei, tramite contaminanti come pesticidi, erbicidi e nutrienti (che hanno anche effetti eutrofici). Altre fonti di contaminazione, inclusi gli scarichi da impanti di trattamento delle acque reflue e infiltrazione di acque di ruscellamenti nelle città (specialmente durante gli eventi climatici estremi) colpiscono le acque sotterranee con contaminanti emergenti (CECs) come prodotti farmaceutici, microplastiche e antibiotici resistenti, nonché con idrocarburi e metalli pesanti.
In aggiunta, i prelievi dagli acquiferi incrementano la pressione sulle risorse idriche sotterranee, che viene aggravata dai cambiamenti climatici (diminuzione della ricarica delle falde). Negli acquiferi costieri questo problema è aggravato dall'intrusione marina, principalmente innescata dagli emungimenti della falda, che impatta a sua volta sulla qualità delle acque sotterranee.
Il contributo innovativo di NINFA è basato sulla semplificazione e accelerazione della transizione verso un più efficace sistema decisionale nella gestione delle acque sotterranee, ampliando la conoscenza sui flussi idrici sotterranei, la mobilità in sito e la trasformazione dei contaminanti emergenti e la redazione di modelli predittivi in grado di promuovere il trattamento e il riuso della risorsa idrica, mantenendo la sua elevata qualità naturale.

Il principale compito dell'unità operativa di Sapienza in NINFA è lo sviluppo di modelli matematici di flusso e trasporto reattivo degli acquiferi delle aree campione, in modo da predire non soltanto il trasporto degli inquinanti in falda, ma anche la loro evoluzione considerate le reazioni chimico-fisiche presenti, che sono di fondamentale importanza per inquinanti reattivi come nitrati e pesticidi. I modelli matematici verranno alimentati dai dati forniti dalle strategie innovative di monitoraggio e sensoristica previsti, in modo da renderli affidabili nel rappresentare sia il flusso idrico sotterraneo che il trasporto reattivo, riducendo le incertezze nella redazione di scenari futuri, e allo stesso tempo aumentandone la rappresentatività, facilitando i necessari passaggi di scale. Si prevede l'adozione di metodi numerici avanzati per il flusso sotterraneo e il trasporto in mezzi porosi, quali l'alta risoluzione di flusso e trasporto, l'upscaling dei modelli e la simulazione di processi accoppiati (termici, chimici e microbici), il flusso in mezzi fratturati e lungo zone di faglia, la simulazione della zona insatura, ecc. I risultati preliminari dei modelli di simulazione verranno utilizzati per identificare e classificare i processi principali responsabili della diffusione dell'inquinamento nelle falde per ogni classe di contaminanti. In questo modo, gli scenari futuri che verranno realizzati avranno più elevata rappresentatività nel simulare gli effetti di eventi naturali (siccità, inondazioni) e di interventi umani (trattamento delle acque reflue, ricarica artificiale degli acquiferi, ecc.), con una prospettiva a lungo termine e scala di bacino e/o di corpo idrico sotterraneo.