Nature based solution per le riduzione degli impatti ambientali

La crescente pressione dovuta ai cambiamenti climatici, l'urbanizzazione e l'industrializzazione insostenibile,  il degrado e la perdita del capitale naturale e dei benefici multipli forniti dagli ecosistemi al genere umano ("ecosystem services") (aria, acqua e suolo puliti) e un allarmante aumento dei rischi dovuti alle catastrofi naturali pongono nuove importanti sfide per la riduzione degli impatti ambientali \cite{2016}, soprattutto per quanto concerne il comparto idrico.  
Un problema spesso sottovalutato è l'inquinamento delle risorse idriche dovuto a pratiche agricole non sostenibili che rappresenta un rischio serio per la salute umana e per agli ecosistemi del Pianeta: l'agricoltura rappresenta, in molti paesi, la fonte principale dell'inquinamento dell'acqua legato al riversamento di grandi quantità di prodotti agro-chimici, materiale organico, sedimenti ed elementi salini presenti nelle riserve d'acqua \cite{agriculture}. Inoltre nelle pratiche agricole vengono utilizzati grandi quantità di composti azotati: in uno studio di valutazione del ciclo di vita per la produzione di pomodori è stato dimostrato che i fertilizzanti causano di gran lunga il maggiore impatto ambientale \cite{Torrellas_2012}. Soprattutto durante la produzione di fertilizzanti azotati, si verificano elevate emissioni di CO2, N2O, NO e NO2, che hanno importanti impatti sul riscaldamento globale, l'eutrofizzazione e l'acidificazione dell'aria  \cite{Suhl_2018}.  
Un' altra pratica alimentare che incide in maniera significativa sull'inquinamento delle risorse idriche è quello prodotto dall'acquacoltura. L’acquacoltura è la produzione di organismi acquatici, principalmente pesci, crostacei e molluschi in ambienti confinati e controllati dall'uomo.
L'acquacoltura è un’attività zootecnica intensiva che interagisce strettamente con l’ambiente utilizzando risorse naturali e causando mutamenti ambientali (\cite{enell1990}\cite{2006}), in particolare sta arrecando all'ambiente (fiumi, laghi, mare compresi gli estuari) un eccessivo inquinamento dovuto all'introduzione diretta o indiretta di sostanze che causano effetti nocivi quali il danneggiamento di risorse biologiche, rischi per la salute pubblica, ostacoli ad altre attività, compresa la pesca, alterazione della qualità dell'acqua marina dal punto di vista della sua utilizzazione e degrado del suo valore estetico. L'acquacoltura, quindi, deve affrontare gravi problemi ambientali, come l'elevato consumo di acqua, l'uso di vaste aree terrestri e la produzione di acque reflue ricche di azoto e composti di fosforo (\cite{Buhmann_2015}\cite{Hu_2015}) principalmente dovute alla cattiva gestione e scarsa assimilazione della specie ittica dei mangimi  \cite{Mariscal_Lagarda_2012}
Al fine di raggiungere un'elevata quantità di alimenti senza impatti negativi sull'ambiente, sono urgentemente necessari sistemi di produzione alimentare innovativi e sostenibili. Cresce, pertanto, il riconoscimento e la consapevolezza che la natura può contribuire a fornire soluzioni praticabili che utilizzano le proprietà degli ecosistemi naturali: nasce così il concetto delle "Nature based solution" (NBS), soluzioni basate sulla natura \cite{cities}
Il concetto di "Soluzioni basate sulla natura" (NBS) è stato introdotto verso la fine degli  anni 2000 dalla Banca Mondiale  \cite{valerie} e IUCN (Unione  Internazionale per la Conservazione della Natura 2009) per evidenziare l'importanza  della conservazione della biodiversità per la mitigazione e l'adattamento ai  cambiamenti climatici \cite{roux2015}.
Queste soluzioni forniscono alternative sostenibili, economiche e flessibili per vari obiettivi. Utilizzare soluzioni basate sulla natura può indirizzare verso un'economia più efficiente in termini di risorse, competitiva e più verde. Le “NBS” sono azioni, ispirate, supportate o copiate dalla natura, per affrontare le principali sfide della società, come la sicurezza alimentare, il cambiamento climatico, la sicurezza idrica, la salute umana, il rischio di catastrofi, lo sviluppo sociale ed economico, mantenendo sempre uno stretto contatto, in termini di simbiosi e rispetto, con la biodiversità che ci circonda.
Gli ecosistemi naturali e artificiali possono contribuire al miglioramento della qualità dell’acqua inquinata. L’inquinamento causato dall’agricoltura si presta agevolmente ad un intervento tramite le "NBS": queste possono consentire il recupero di servizi ecosistemici che permettono una migliore gestione dei nutrienti da parte dei suoli, riducendo così la domanda di fertilizzanti e il deflusso e/o l’infiltrazione di nutrienti nelle falde acquifere. Numerosi sono gli esempi di "NBS" già adottati: i tetti verdi, i corridoi verdi accessibili, le fattorie e giardini urbani e l’acquaponica.
Negli ultimi anni i sistemi acquaponici stanno assumendo un ruolo sempre più importante per la produzione di alimenti in quanto consentono di ridurre simultaneamente gli scarichi prodotti dall’acquacoltura e l’utilizzo dei fertilizzanti per la crescita delle piante. La logica alla base di questo sistema è quella di sfruttare le risorse condivise tra acquacoltura e produzione vegetale, come acqua e sostanze nutritive. I sistemi acquaponici consentono di sviluppare e realizzare pratiche di produzione primaria di alimenti economicamente sostenibili e più sostenibili dal punto di vista ambientale, riproducendo un ecosistema naturale in cui le specie ittiche e i batteri, svolgendo le loro normali funzioni, producono il fertilizzante per la coltivazione delle piante.