Qualità delle acque e loro campionamento

Qualità delle acque e loro
campionamento
Dott. Geol. Brunella Raco
Istituto di Geoscienze e Georisorse CNR-Pisa
Qualità delle acque
“Tales sunt aquae qualis terrae per quam fluunt”
(Plinio il Vecchio, 64 d.C.)
- Maggior attenzione (sociale, sanitaria e legislativa) viene invece
data all’impatto delle attività umane “inquinamento” sulla qualità
delle acque.
Qualità delle acque
•
” ...è quanto la composizione chimica e gli
aspetti fisici e biologici sono consoni all’uso
cui quest’acqua è destinata”.
1. Non è una caratteristica assoluta.
2. Il concetto di qualità è omnicomprensivo
Qualità chimica
• intrinseca alla storia geologica di un corpo
di acqua e impone al geologo
professionista di possedere non solo
nozioni sulla classificazione delle acque e
sul suo significato genetico ed evolutivo
ma anche sulle modalità di
campionamento ai fini delle analisi dei
parametri chimico-fisici d’interesse.
Competenze professionali
Il geologo che pianifica un intervento che comporta un
approccio analitico sulle acque è il soggetto che
definisce con chiarezza l’obiettivo da raggiungere e,
operando sul terreno, individua luoghi e tempi i più
opportuni per il campionamento. La sinergia con lo
specialista (idrochimico) è più proficua se estesa a
tutte le fasi dello studio, ma è fondamentale che siano
concordate a priori le modalità analitiche e le
corrispondenti specifiche di campionamento.
Qualità del dato.....
• La qualità del dato inizia da un buon
campionamento... una volta definito
luogo, tempo, numero e parametri del
campionamento occorre curare le
modalità dello stesso.
Vediamo il campionamento di pozzi...
Campionamento dei pozzi
• utilizzo di un campionatore che si apre (o
chiude) alla profondità stabilita o una pompa che
aspira il campione alla profondità voluta.
• In ogni caso occorre che il pozzo sia ben
spurgato. I tempi si spurgo variano in funzione
dei volumi del pozzo e della trasmissività
dell’acquifero.
• La regola di base è il ricambio dell’acqua
“ferma”.
Campionamento dei pozzi
Campionatore a strappo
•
•
•
•
Vantaggi:
possono essere costruiti
con una larga varietà di
materiali
compatibilmente con i
parametri d’interesse
sono economici, tanto
che se ne potrebbe
usare uno diverso per
ciascun pozzo e limitare
così la contaminazione
non necessitano di una
pompa esterna
un basso rapporto
superficie vs volume
riduce la perdita di
composti organici volatili
Svantaggi:
•
•
•
con un campionatore di
questo tipo è difficile
fare l’eventuale spurgo
di un pozzo
il trasferimento del
campione al contenitore
successivo comporta
areazione
esiste rischio di
contaminazione
incrociata se il
campionatore non
viene adeguatamente
pulito dopo ogni suo
utilizzo
Fig.1.3 Campionatore Kemmerer modificato (Scalf et al.,1981)
Campionamento dei pozzi
con pompe aspiranti
Con questo tipo di campionatore l’acqua viene prelevata
attraverso pompe aspiranti, per battenti minori di 6,5
metri. Le più comuni sono le pompe centrifughe,
facilmente trasportabili e in genere di bassa portata.
Le pompe peristaltiche sono adatte al campionamento di
pozzi poco profondi e di piccolo diametro. Uno dei limiti
al suo utilizzo è dato dal basso regime di pompaggio
nella fase di spurgo iniziale.
Campionamento dei pozzi
Pompe aspiranti
Vantaggi:
• possono essere utilizzate per ampi intervalli di volume di
pompaggio
• facilmente trasportabili
Svantaggi:
• profondità di utilizzo limitata
• rischio di degassificazione e perdita di composti volatili
• richiedono alimentazione elettrica!
Campionamento dei pozzi
Pompe sommergibili portatili
•
utilizzate per la raccolta di campioni di routine, da profondità che
solitamente superano quelle raggiungibili con metodi tradizionali.
Vantaggi:
•
•
essendo portatile è utilizzabile per il campionamento di più pozzi in
un lasso di tempo breve
i regimi di pompaggio sono relativamente ampi
Svantaggi:
•
•
•
non possono essere utilizzati per pozzi di piccolo diametro
è necessario l’utilizzo di mezzi di trasporto ingombranti
se costruite con materiale convenzionale non sono adatte al
campionamento di sostanze organiche
Campionamento dei pozzi
Campionatori air-lift
Viene immessa aria in pressione lungo il pozzo, in
modo tale da permettere la risalita di acqua. I
sistemi più maneggevoli sono costituiti da
pompe ad alta pressione e da un tubo flessibile
capace di sopportare pressioni elevate.
Sistemi più complessi sono costituiti invece da un
compressore e una tubazione a geometria più
elaborata.
Campionamento dei pozzi
Campionatori air-lift
•
•
•
•
•
Vantaggi
possono essere impiegati come sistemi di
campionamento permanenti o portabili
utilizzabili sia come pre-pompa che come
campionatore
Svantaggi
il campionamento può indurre una variazione di pH
il campionamneto può variare l’Eh dell’acqua se si usa
aria o ossigeno
si può verificare lo stripping di gas o composti volatili
Fig. 1.4 Campionatore Air-Lift
Campionamento di pozzi
• Esistono, infine, numerose altre tipologie
di pompe: a membrana, a gas, a pistone..
che vengono utilizzate per prelievi
particolari quali i gas disciolti, i composti
organici volatili (SOV) e non...
• Si tratta di attrezzature tipicamente usate
direttamente da tecnici specializzati.
Processi chimici e chimico-fisici
cui è soggetto il campione
durante e dopo il prelievo
• Variazioni della temperatura
• Perdita di gas e di volatili
• Contatto con aria e cambiamento del
potenziale redox
• Processi biologici che modificano il pH,
il contenuto di ossigeno e il potenziale
di ossido-riduzione
Fenomeni indotti dalle variazioni
di temperatura e degassamento
• Variazioni delle costanti di equilibrio che
controllano le solubilità delle specie
• Variazioni di pH dovute alle variazioni di
temperatura (normalmente piccole)
• Perdita di CO2: provoca un aumento di pH.
L’aumento di pH determina uno
spostamento dell’equilibrio dei bicarbonati
verso i carbonati con possibile
precipitazione di CaCO3
Contatto con aria
• cambia il contenuto di ossigeno disciolto
nell’acqua ed il potenziale di ossido
riduzione
• favorisce l’ossidazione di specie come Fe
e Mn che possono così precipitare.
• La precipitazione di Fe e Mn è frequente e
modifica la chimica del campione.
Cosa succede quando il pH
varia?
• Se il pH aumenta (perdita di CO2) possono
precipitare carbonati e idrossidi di metalli
pesanti
• Se il pH diminuisce si possono
solubilizzare carbonati ed ossidi/idrossidi
di metalli
• La fotosintesi e/o attività batterica se
presenti modificano il pH durante trasporto
e stoccaggio del campione.
Cosa fare al momento del
campionamento
Attività durante
il campionamento
Temperatura
dell’acqua
pH, Eh
Conducibilità
Ossigeno disciolto
Determinazione
alcalinità
Misurare
Temperatura
dell’aria
Prelievo
del campione
Tal quale
stabilizzato
MISURA pH
MISURA CONDUCIBILITA
Le acque naturali hanno
generalmente pH vicini a
7, mentre si hanno valori
maggiori per acque che
circolano in rocce calcaree
e minori nel caso di rocce
silicee o povere di
carbonato di calcio.
Il pH ha un ruolo
importantissimo nella
solubilità dei vari ioni.
OSSIGENO DISCIOLTO
I valori vengono misurati generalmente in
microsiemens per centimetro (µS/cm), oppure
in S/cm. Poiché la conducibilità dipende
fortemente dalla temperatura, è necessario
stabilire una temperatura di riferimento alla
quale devono essere rilevati i valori di
conducibilità, questa è generalmente 20º o 25º.
DETERMINAZIONE ALCALINITA’
L’alcalinità di un’acqua esprime la presenza di bicarbonati, carbonati e idrati.
L’alcalinità è determinata con un microdosimetro titolando 1 ml di campione con
HCl 0,1N, ed usando come indicatore il metilarancio (viraggio dal giallo all’arancio). I
ml di HCl consumati danno il valore di alcalinità.
Il microdosimetro date le sue dimensione è facilmente trasportabile in campo,
attraverso l’utilizzo di una valigetta metallica, nella quale sono contenuti oltre al
microdosimetro anche l’HCl 0,1N e il metilarancio con due pipette eppendorf da
1 ml (per il campione) e da 25 µl (per il metilarancio).
Diffidare da sedicenti “laboratori” che non
impongono le opportune norme di
campionamento a seconda del tipo di
analisi, e che non specificano le
metodologie usate ed il riferimento
normativo quando obbligo di legge.
a)
P a r a m e tr o
m a te ria le d e l c o n te n ito r e d e l c a m p io n e ;
b ) m e to d o d i c o n se rv a z io n e
c ) te m p o m a s s im o tr a il c a m p io n a m e n to e l’a n a lis i
M a te r ia li in
s o s p e n s io n e to ta li
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
b ) r e fr ig era z io n e a 4 ° C
c) 24 ore
N itr a ti
a ) p o lie tile n e o v e tr o .
b ) r e fr ig era z io n e a 4 ° C ;
c ) 1 -3 g io rn i
F lu o ru r i
a ) p o lie tile n e .
c ) 7 g io rn i
F e rr o d isc io lto
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
b )a c id ific a r e a p H < 2 c o n H C l
M an g an ese
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
R am e
b )a c id ific a r e a p H < 2 c o n H C l
a)
p o lie tilen e o v e tro ;
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
Z in c o
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
B oro
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
a ) p o lie tile n e ;
B e r illio
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N 0 3 d ilu ito 1 :1 ).
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
C o b a lto
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
N ic h e lio
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
V a n a d io
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
A r sen ic o
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
C r o m o to ta le
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
P io m b o
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
S e le n io
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
M e r c u rio
B a r io
C ia n u r o
S o lfa ti
C lo r u ri
T e n sio a ttiv i
F o s fa ti
F e n o li
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
1.
p o lie tilen e o v e tr o ;
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
c ) 7 g io rn i
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (p r e fe r ib ilm e n te c o n H N O 3 c o n c e n tr a to ).
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
b ) a d d iz io n a r e N a O H in g o c c e o in s o lu z io n e c o n c e n tr a ta ( p H c ir c a 1 2 ) e r a ffr e d d a r e a 4
°C
c) 2 4 ore.
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
b ) r e fr ig era z io n e a 4 ° C
c ) 7 g io r n i.
a ) p o lie tile n e o v e tr o ;
b ) r e fr ig era z io n e a 4 ° C
c ) 7 g io r n i.
a ) v e tr o o p o lie tile n e ;
b ) r e fr ig era z io n e a 4 ° C ;
c) 2 4 ore.
a ) v e tr o ;
b ) a c id ific a z io n e c o n H 2 S O 4 a p H < 2
24 ore.
a ) v e tr o ;
b ) a c i d i fi c a z i o n e c o n H 3 P O 4 a p H < 4 e d a g g iu n ta d i C u S O 4 .5 H 2 O
c) 2 4 ore.
(1 g /L )
Id r o c a r b u ri d isc io lti o
e m u ls io n a ti
I d r o c a r b u r i p o lic ic lic i
a r o m a tic i (9 )
A n tip a r a s s ita r i- to ta le
[ p a r a th io n ,
e sa c lo r o c ic lo e sa n o
( H C H ) d ie ld r in e ] ( 9 )
D o m a n d a c h im ic a
o ssig e n o (C O D )
D o m a n d a b io c h im ic a
d i o ssig e n o (B O D 5 ) a
2 0 °C sen za
n itr ific a z io n e
A z o to K ie ld a h l
(e sc lu s o a z o to d i N O 2
ed N O 3)
A m m o n ia c a
S o s ta n z e e s tr a ib ili c o n
c lo r o fo r m io
a ) v e tr o ;
b ) a c id ific a r e a p H < 2 (H 2 S O 4 o H C l);
c) 2 4 ore.
a ) v e tr o s c u r o o d a llu m in io ;
b ) te n er e a l b u io a 4 °C
c) 2 4 ore.
a ) v e tr o ;
b ) p e r H C H e d ie ld r in a c id ific a r e c o n H C l c o n c e n tr a to ( 1 m L p e r litr o d i c a m p io n e ) e
r e fr ig e r a r e a 4 ° C ; p e r p a r a th io n a c id ific a r e a p H 5 c o n H 2 S O 4 ( 1 :1 ) e r e fr ig e r a r e a 4 ° C .
c ) 7 g io rn i
a ) v e tr o ;
b ) a c id ific a r e a p H < 2 c o n H 2 S O 4
1 -7 g io rn i
a ) v e tr o ;
b ) r e fr ig era z io n e a 4 ° C ;
c) 4 -2 4 ore
a ) v e tr o ;
b ) a c id ific a r e c o n H 2 S O 4 fin o a p H < 2 ; c ) r e fr ig era r e a 4 °C
a ) v e tr o ;
b ) a c id ific a r e c o n H 2 S O 4 fin o a p H < 2 ; c ) r e fr ig era r e a 4 °C
a ) v e tr o ;
b ) r e fr ig era z io n e a 4 ° C ;
c) 24 ore
Controllo della correttezza analitica
• Data l’elettroneutralità delle soluzioni, possiamo
dire che la somma dei cationi presenti in
soluzioni deve essere uguale alla somma degli
anioni.
• Σcat = Σan
• Possiamo quindi calcolare lo sbilanciamento
percentuale:
• [(Σcat – Σan)/ (Σcat + Σan)]*100
• I limiti di accettabilità sono:
• 10% per le acque oligominerali (<200mg/l)
• 5% per le acque minerali (>200 mg/l)
Colorado School of Mines
Colorado School of Mines
TDS misurata = residuo solido a 180°C
Colorado School of Mines
DIAGRAMMI UTILIZZATI NELLA CLASSIFICAZIONE
DELLE ACQUE
Colorado School of Mines
Colorado School of Mines
BTEX (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene)
TCE (Trichloroethylene) DCE(dichloroethylene)
Colorado School of Mines
Colorado School of Mines
Colorado School of Mines
Colorado School of Mines
Colorado School of Mines
Langelier - Ludwig
Il diagramma quadrato di Langelier Ludwig, (Langelier Ludwig,1942) utilizza le
concentrazioni delle specie ioniche principali Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl, SO42-, HCO3
(+ CO3), usando i valori di reazione ricalcolati a partire dalle concentrazioni dei
principali costituenti cationici e anionici (ci) rispettivamente, espresse in eq/l o in meq/l.
Ad esempio:
R(Na) = 50 * CNa / (CNa + CK + CCa + CMg)
R(Cl) = 50 * CCl / (CCl + CSO4 + CHCO3)
Avendo a disposizione 7 variabili (4 cationi e 3 anioni) è teoricamente possibile
costruire molti diagrammi quadrangolari. Nel diagramma classico R(Na) viene sommato
a R(K) e riportato sull'asse Y, mentre R(HCO3) viene riportato sull'asse X. Pertanto, a
causa dell'elettroneutralità, in questo diagramma (LLHCO3) si ha:
R(Ca) + R(Mg) = 50 - (R(Na) + R(K)) e R(Cl + RS04) = 50 – R(HCO3)
Diagramma LL
(LLHCO3)
A seconda della loro posizione all'interno del diagramma, le acque sono classificate
come: solfato-clorurato-alcalino terrose (quadrante 1), solfato-clorurato-alcaline
(quadrante 2), bicarbonato-alcaline (quadrante 3) e bicarbonato-alcalino terrose
(quadrante 4).
Mantenendo costante i raggruppamenti dei cationi, si possono costruire gli altri due
diagrammi LL (LLCl e LLSO4) che hanno cloro e solfato, rispettivamente, come
anioni isolati. Questi due diagrammi permettono di distinguere, all'interno delle
acque solfato-clorurate, quelle a cloruro o solfato dominante.
In aggiunta, i diagrammi binari K vs Na e Mg vs Ca, permettono di affinare la
classificazione distinguendo, all'interno delle acque alcaline, quelle a Na o K
dominante e, all'interno delle acque alcalino terrose, quelle a calcio o magnesio
dominante.
Nei diagrammi classificativi LL non sono considerate le concentrazioni assolute
delle singole specie ioniche. Ne consegue che due o più campioni che occupano la
stessa posizione potrebbero differire per la loro salinità ionica totale (SIT o TDS:
Total Dissolved Solid).
Per avere un diagramma con una capacità discriminante in tal senso, bisogna
interpretare il diagramma quadrato LL come la base di una piramide il cui asse
rappresenta la SIT espressa in eq/l o meq/l.
La piramide di LL può pertanto permettere di individuare mescolamenti tra acque
appartenenti a differenti famiglie. In tal caso, se non intervengono fenomeni di
precipitazione nel processo di miscelazione, i punti rappresentativi delle acque
devono cadere su uno stesso allineamento non solo sul diagramma quadrato
(sezione basale della piramide LL) ma anche nelle sezioni triangolari sopra descritte.
FACIES IDROCHIMICA
termine utilizzato per descrivere le
caratteristiche chimiche acquisite da un corpo
d’acqua a contatto con le rocce.
• L’acqua a contatto con le rocce o che circola
dentro un acquifero assume una composizione
chimica particolare che dipende (anche) dal
contesto litologico.
• Ecco che i diagrammi classificativi (ad es. Piper)
aiutano a caratterizzare la facies idrochimica dei
campioni di acqua raccolti.
Dati da acque
minerali imbottigliate
in Europa
Facies Idrochimica
• Quanto l’acqua che circola in un acquifero
è “tipica” delle rocce che lo formano?
Purtroppo non è così semplice rispondere!
Certamente un corpo d’acqua ha una
chimica derivata dall’acquifero(i) (e dal
suolo!) attraversato, ma tempi e modi di
interazione con le rocce e mescolanze fra
corpi d’acqua complicano spesso la
semplice relazione ipotizzata.
Facies Idrochimica
E’ comunque possibile derivare delle
regole generali per collegare la chimica
delle acque alle rocce degli acquiferi, non
dimenticando che il suolo, quando
presente, ha notevole importanza nella
mineralizzazione delle acque, in
particolare per quelle di circolazione
superficiale.
Influenza delle rocce sulla qualità
dell’acqua
• Acquiferi fratturati
Rocce ignee e metamorfiche
• Acquiferi porosi
Rocce sedimentarie
1) Dissoluzione dei silicati
influenzata da CO2
1) Unica specie mineralogica che se
solubile caratterizza l’acqua
2) Lisciviazione di K+, Mg2+, Na+
2) Metalli alcalini scarsi nei calcari,
abbondanti nelle marne e nelle
argille
3) Formazione di allumosilicati
(argille)
3) Cl-, SO42- scarsi nei calcari, più
abbondanti nei gessi, argille e
marne
Contengono Quarzo (SiO2),
Ortoclasi (SiO2+K),
Plagioclasi (SiO2+Na+Ca)
Graniti,
Gneiss
Rapporti tra gli ioni
Na
K > rocce
Rocce poco alterabili
Acque povere di ferro, silice 40mg/l
Mg Ca = 0.25 − 0.33
Ca Na = rocce
Fe Ca < rocce
Gabbri,
Basalti
Rapporto tra gli ioni
Mg Ca = 1
Ca Na = rocce
Na K > rocce
Fe Ca < rocce
Rocce con minerali ricchi
di Ca e Mg.
Gli ioni alcalino terrosi
predominano sugli ioni
alcalini.
Silice 20-40 mg/l
Sabbie,
ghiaie
Grani calcarei:
Concentrazione di Ca e
HCO3- come nei calcari
porosi
Maggiori concentrazione di
SO42-,Na+,Ca2+,Mg2+
Grani silicei:
Concentrazioni basse di
SO42- e ClPiù elevate di
Na+>Ca2+>Mg2+
Calcari
Calcari compatti:
L’acqua scorre velocemente
nelle fessure, si carica poco
di solidi e quelli più
abbondanti sono Ca e
carbonati
Calcari porosi:
Piccole fessure e matrice
porosa dove l’acqua scorre
lentamente,
L’acqua può caricarsi anche
di Sali secondari
Argille,
marne e limi
Elevata porosità, bassa permeabilità,
Acque molto lente che si arricchiscono di numerosi composti:
SO42- →Mg,Ca
Cl- →Na+
Reazioni di scambio ionico:
Argille sodiche: Na →Ca,Mg
Argille calciche: Ca → Na,Mg
Serie litologica 1
Calcare
Gesso
Arenaria
Argilla
↑Ca2+, HCO3-
↑SO42-
Serie litologica 2
Arenaria
↑Na, Ca
Marna
↑pH, Na
↓Ca
↑SO42-, Ca
↓HCO3-, pH
Calcare
↑pH, HCO3-
↑Na+
↓Ca2+
Gesso
↑Ca,SO42-
Facies Idrochimiche
In conclusione, la storia naturale di
un’acqua, e quella risultato dell’impatto
antropico, sta scritta nella sua
composizione chimica... Ma, perché
questa possa dire la verità, deve essere
accompagnata da un insieme di
osservazioni inerenti la geologia,
geochimica, idrologia e l’uso del territorio
interessato.
Un semplice esempio riferito al monitoraggio delle
acque nelle discariche RSU: gli enti di controllo
attribuiscono valore di tracciante del percolato al
contenuto in Cl ed NH4.
Questi due elementi hanno spesso concentrazioni
elevate proprio nelle argille e limi associati:
guarda caso i substrati ideali ove sono
impostate le discariche stesse.
Solo una caratterizzazione idrogeologica ed
idrochimica delle formazioni coinvolte (e delle
loro interazioni con l’inquinante) può suggerire
quali elementi e quali concentrazioni siano da
adottare ai fini del monitoraggio ambientale.
Metodologie isotopiche
L'abbondanza relativa degli isotopi naturalmente formanti
la molecola dell’acqua, misurata dai rapporti 18O/16O,
2H/1H, 3H/H, e di alcune sostanze disciolte, ad esempio il
rapporto 13C/12C nella CO2, rappresenta il tracciante
naturale del ciclo idrologico, ricordando origine, storia ed
anche interazione con le rocce dei corpi d’acqua.
Con esclusione del trizio (3H), radioattivo e in parte
d'origine antropica, sono tutti isotopi stabili, quindi non
soggetti al fenomeno del decadimento radioattivo, ma
che variano la loro distribuzione a causa dei processi
fisici e chimici che interessano la massa d’acqua sia
nella parte meteorica del ciclo che in quella superficiale
ed ipogea.
Metodologie isotopiche
In idrogeologia, l’acqua può così essere così tracciata
a partire dalla sua area di infiltrazione, di cui resta
memoria; anche i processi di mescolamento fra corpi
d’acqua ed i tempi di percorrenza lasciano traccia
nella sua composizione isotopica.
Il trizio, infine, suggerisce l’età dei corpi d’acqua e può
tracciare l’inquinamento in casi particolari, come
nelle discariche RSU.
E’ questo un settore in cui lo specialista ed il geologo
devono lavorare in sinergia dall’impostazione del
lavoro. Solo così si possono sfruttare le enormi
potenzialità della metodologia.
Metodologie Isotopiche
1800
E
W
1600
1400
Apuane ovest
laghetti
Stazione 1e 2
Sorgenti
Ingresso
Lineare (Apuane ovest)
1200
1000
390
800
600
i.Lev.
Stillicidi in grotta
400
421
423
414
414
442
m s.l.m.
Gradiente isotopico -0127‰/100m
200
363-364
δ18O (H2O)
0
-8
-7.5
-7
-6.5
-6
-5.5
-5
Variazione della composizione isotopica delle piogge con la quota, versante ovest
delle Alpi Apuane, confrontata con i dati di acque di grotta e di sorgenti esterne.
Doveri M., Leone G., Mussi M., Zanchetta G. Composizione isotopica di acque
ipogee nell’Antro del Corchia, Alpi Apuane, Toscana nord-occidentale (2005)
Metodologie isotopiche
Fig. 3 – Composizione isotopica dell’ossigeno delle acque nella zona fra Capo Palinuro ed il
Monte Bulgheria e sezione schematica della circolazione.
Estratto da: Il contributo dei metodi basati sugli isotopi ambientali alla conoscenza degli acquiferi e
delle manifestazioni sulfuree dell’area circostante Capo Palinuro. Mussi M., Leone G. (2006)
Infine… …
¾Impossibile fare un quadro esaustivo della idrogeochimica e delle sue
relazioni con l’idrogeologia. Ma come operatori professionali è
importante fare attenzione ad alcuni punti semplici ma fondamentali
per un corretto svolgimento di studi idrogeologici ed ambientali.
¾In sintesi, abbiamo sottolineato il fatto che l’idrochimica di un’acqua è
il risultato della sua storia complessiva, ne porta memoria e può essere
interpretata solo dallo sguardo interdisciplinare del “geologo”
coadiuvato dallo specialista del settore. Non esistono tanto regole
generali quando le loro varianti locali, la cui conoscenza è
indispensabile negli studi finalizzati alla gestione e tutela della risorsa
idrica e del monitoraggio ambientale.
¾Una parte mai abbastanza enfatizzata è l’importanza del
campionamento e della scelta oculata del numero e del tipo di analisi
necessarie in funzione dello studio; troppi lavori pretendono di
inquadrare una problematica ambientale a partire da un solo
campionamento, trascurando la variabilità spazio-temporale dei
fenomeni idrologici.