Il ciclo dell'azoto nell'acqua di falda: ammonio, nitriti e nitrati spiegati

L'azoto è il gas più abbondante dell'atmosfera terrestre, dove rappresenta circa il 78% in volume. La forma gassosa N2 è però chimicamente inerte: per entrare nei cicli biologici deve essere trasformata in composti reattivi come ammoniaca, nitriti e nitrati. Questa trasformazione avviene in parte naturalmente, grazie a fulmini e batteri azotofissatori del terreno, e in parte per via antropica, attraverso fertilizzanti di sintesi e scarichi.

Una volta entrato nel suolo, l'azoto reattivo viene continuamente riciclato. Le piante lo assorbono, gli animali lo restituiscono attraverso le deiezioni, i batteri lo decompongono. Una quota di questo azoto, soprattutto sotto forma di ione nitrato (NO3-), è molto solubile in acqua e tende a percolare verso la falda, finendo per emergere nei pozzi e nelle sorgenti che alimentano l'acqua del rubinetto. Per questo i parametri azotati raccontano molto del contesto agricolo e zootecnico in cui si trova il punto di prelievo.

L'ammonio è la forma chimica più ridotta dell'azoto biologicamente disponibile, derivata dalla decomposizione di proteine, urea e materia organica. La sua formula NH4+ indica uno ione carico positivamente, che nel terreno tende ad essere trattenuto dalle argille e dalla sostanza organica, quindi raramente migra molto in profondità in condizioni normali.

Quando però lo si ritrova in concentrazioni superiori a 0,5 mg/L nell'acqua potabile (limite indicato dal D.Lgs. 18/2023), è generalmente segnale di contaminazione recente: scarichi non depurati, perdite di fognatura, dilavamento di liquami zootecnici, oppure presenza di acqua ferma in serbatoi non manutenuti. In rari casi può avere origine naturale, in falde profonde e povere di ossigeno, dove i processi di ossidazione sono rallentati.

• Origine biologica: decomposizione di urea e proteine.
• In genere trattenuto dai suoli ricchi di argilla.
• Valori elevati = contaminazione recente o falda anossica.
• Limite normativo italiano: 0,5 mg/L.

I nitriti sono il prodotto di un'ossidazione parziale dell'ammonio operata da batteri specializzati del genere Nitrosomonas. La reazione si può schematizzare come: NH4+ + 1,5 O2 -> NO2- + H2O + 2 H+. Si tratta di un passaggio intermedio, normalmente molto rapido in presenza di ossigeno: la maggior parte dei nitriti viene immediatamente trasformata in nitrati da un secondo gruppo batterico, i Nitrobacter.

Trovare nitriti misurabili in un'acqua significa quindi che il processo di nitrificazione si è interrotto o non si è completato. Le cause possono essere temperature basse, scarsità di ossigeno, presenza di sostanze inibenti, oppure semplicemente la contaminazione è troppo fresca perché i batteri abbiano avuto tempo di concluderla. Il limite di legge è particolarmente severo (0,50 mg/L al rubinetto) perché i nitriti possono interferire con il trasporto dell'ossigeno nel sangue, soprattutto nei neonati.

I nitrati sono il prodotto stabile e finale del ciclo: NO2- + 0,5 O2 -> NO3-. A questo punto l'azoto è in una forma altamente solubile, mobile e poco trattenuta dal terreno. È la ragione per cui i nitrati sono il parametro più diffusamente elevato nelle falde di pianura, soprattutto nelle aree a forte vocazione agricola dove l'apporto di fertilizzanti azotati supera la capacità di assorbimento delle colture.

Il limite italiano è di 50 mg/L, ma molti studi raccomandano valori più prudenziali, soprattutto per la preparazione dei pasti dei lattanti. A differenza dell'ammonio, i nitrati elevati non indicano contaminazione recente: possono derivare da decenni di concimazioni precedenti, dato che le falde profonde sono spesso lente nel rinnovarsi.

Non tutto l'azoto finisce in acqua sotto forma di nitrato. In condizioni di assenza di ossigeno, alcuni batteri usano il nitrato come accettore alternativo nella respirazione, riducendolo progressivamente fino a N2 gassoso che torna in atmosfera. Questo processo, chiamato denitrificazione, chiude il ciclo dell'azoto.

La denitrificazione spiega perché alcune falde profonde, ricche di sostanza organica e povere di ossigeno, presentano nitrati paradossalmente bassi nonostante l'origine agricola. Allo stesso modo, i sistemi di depurazione delle acque reflue sfruttano la denitrificazione controllata per abbattere il carico azotato prima dello scarico nei corpi idrici superficiali.

L'utilità pratica del ciclo è che permette di leggere le analisi in modo critico. Una buona acqua di falda mostra normalmente ammonio inferiore al limite di rilevazione, nitriti praticamente assenti e nitrati sotto i 25 mg/L. La distribuzione fra i tre parametri racconta la storia geologica e antropica del sito.

Per ottenere un quadro affidabile dei parametri azotati nel proprio punto di prelievo è opportuno affidarsi a un laboratorio accreditato: il kit di prelievo a domicilio con refertazione di laboratorio di Labservice include la determinazione di ammonio, nitriti e nitrati con metodi spettrofotometrici validati.

• Solo nitrati alti: storia agricola consolidata.
• Solo ammonio alto: contaminazione fresca o falda anossica.
• Nitriti misurabili: processo biologico interrotto o contaminazione attiva.
• Tutti i tre parametri presenti: situazione critica da approfondire.