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Qualità delle acque e loro campionamento
Dott. Geol. Brunella RacoIstituto 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 qualitàdelle 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.
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 piùopportuni 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.
Competenze professionali
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 trasmissivitàdell’acquifero.
• La regola di base è il ricambio dell’acqua “ferma”.
Fig.1.3 Campionatore Kemmerer modificato (Scalf et al.,1981)
Campionamento dei pozziCampionatore 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
Campionamento dei pozzicon 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 pozziPompe 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 pozziPompe 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 pozziCampionatori 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 piùelaborata.
Campionamento dei pozziCampionatori air-lift
Fig. 1.4 Campionatore Air-Lift
Vantaggi• possono essere impiegati come sistemi di
campionamento permanenti o portabili• utilizzabili sia come pre-pompa che come
campionatoreSvantaggi
• 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
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 bicarbonativerso 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.
Attività duranteil campionamento
Temperatura dell’acqua
pH, EhConducibilità
Ossigeno disciolto
Determinazione alcalinità
Misurare Temperatura
dell’aria Prelievo del campione
Tal quale stabilizzato
Cosa fare al momento del campionamento
MISURA pHLe 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
MISURA CONDUCIBILITA
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 conHCl 0,1N, ed usando come indicatore il metilarancio (viraggio dal giallo all’arancio). Iml 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.
P a r a m e t r o
a ) m a t e r i a l e d e l c o n t e n i t o r e d e l c a m p i o n e ;
b ) m e t o d o d i c o n s e r v a z i o n e
c ) t e m p o m a s s i m o t r a i l c a m p i o n a m e n t o e l ’ a n a l i s i
M a t e r i a l i i ns o s p e n s i o n e t o t a l i a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) r e f r i g e r a z i o n e a 4 ° C
c ) 2 4 o r e
N i t r a t i a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o .
b ) r e f r i g e r a z i o n e a 4 ° C ;
c ) 1 - 3 g i o r n i
F l u o r u r i a ) p o l i e t i l e n e .
c ) 7 g i o r n iF e r r o d i s c i o l t o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 c o n H C l
M a n g a n e s e a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 c o n H C lR a m e a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .
Z i n c o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .B o r o a ) p o l i e t i l e n e ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N 0 3 d i l u i t o 1 : 1 ) .B e r i l l i o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .C o b a l t o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .N i c h e l i o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .V a n a d i o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .A r s e n i c o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .
C r o m o t o t a l e a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .P i o m b o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .S e l e n i o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .M e r c u r i o 1 . p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .c ) 7 g i o r n i
B a r i o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( p r e f e r i b i l m e n t e c o n H N O 3 c o n c e n t r a t o ) .C i a n u r o a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) a d d i z i o n a r e N a O H i n g o c c e o i n s o l u z i o n e c o n c e n t r a t a ( p H c i r c a 1 2 ) e r a f f r e d d a r e a 4° C
c ) 2 4 o r e .S o l f a t i a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;
b ) r e f r i g e r a z i o n e a 4 ° Cc ) 7 g i o r n i .
C l o r u r i a ) p o l i e t i l e n e o v e t r o ;b ) r e f r i g e r a z i o n e a 4 ° C
c ) 7 g i o r n i .
T e n s i o a t t i v i a ) v e t r o o p o l i e t i l e n e ;b ) r e f r i g e r a z i o n e a 4 ° C ;
c ) 2 4 o r e .
F o s f a t i a ) v e t r o ;b ) a c i d i f i c a z i o n e c o n H 2 S O 4 a p H < 2
2 4 o r e .F e n o l i a ) v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a z i o n e c o n H 3 P O 4 a p H < 4 e d a g g i u n t a d i C u S O 4 . 5 H 2 O ( 1 g / L )c ) 2 4 o r e .
I d r o c a r b u r i d i s c i o l t i oe m u l s i o n a t i
a ) v e t r o ;b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 ( H 2 S O 4 o H C l ) ;
c ) 2 4 o r e .I d r o c a r b u r i p o l i c i c l i c ia r o m a t i c i ( 9 )
a ) v e t r o s c u r o o d a l l u m i n i o ;b ) t e n e r e a l b u i o a 4 ° C
c ) 2 4 o r e .A n t i p a r a s s i t a r i - t o t a l e[ p a r a t h i o n ,e s a c l o r o c i c l o e s a n o( H C H ) d i e l d r i n e ] ( 9 )
a ) v e t r o ;b ) p e r H C H e d i e l d r i n a c i d i f i c a r e c o n H C l c o n c e n t r a t o ( 1 m L p e r l i t r o d i c a m p i o n e ) e
r e f r i g e r a r e a 4 ° C ; p e r p a r a t h i o n a c i d i f i c a r e a p H 5 c o n H 2 S O 4 ( 1 : 1 ) e r e f r i g e r a r e a 4 ° C .c ) 7 g i o r n i
D o m a n d a c h i m i c ao s s i g e n o ( C O D )
a ) v e t r o ;b ) a c i d i f i c a r e a p H < 2 c o n H 2 S O 4
1 - 7 g i o r n iD o m a n d a b i o c h i m i c ad i o s s i g e n o ( B O D 5 ) a2 0 ° C s e n z an i t r i f i c a z i o n e
a ) v e t r o ;b ) r e f r i g e r a z i o n e a 4 ° C ;
c ) 4 - 2 4 o r e
A z o t o K i e l d a h l( e s c l u s o a z o t o d i N O 2e d N O 3 )
a ) v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e c o n H 2 S O 4 f i n o a p H < 2 ; c ) r e f r i g e r a r e a 4 ° CA m m o n i a c a a ) v e t r o ;
b ) a c i d i f i c a r e c o n H 2 S O 4 f i n o a p H < 2 ; c ) r e f r i g e r a r e a 4 ° CS o s t a n z e e s t r a i b i l i c o nc l o r o f o r m i o
a ) v e t r o ;b ) r e f r i g e r a z i o n e a 4 ° C ;
c ) 2 4 o r e
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
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
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)
Langelier - Ludwig
A seconda della loro posizione all'interno del diagramma, le acque sono classificatecome: solfato-clorurato-alcalino terrose (quadrante 1), solfato-clorurato-alcaline(quadrante 2), bicarbonato-alcaline (quadrante 3) e bicarbonato-alcalino terrose(quadrante 4).
Diagramma LL
(LLHCO3)
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, bisognainterpretare 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 IDROCHIMICAtermine 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 qualitàdell’acqua
• Acquiferi fratturati • Acquiferi porosi
Rocce ignee e metamorfiche
1) Dissoluzione dei silicati influenzata da CO2
2) Lisciviazione di K+, Mg2+, Na+
3) Formazione di allumosilicati(argille)
Rocce sedimentarie
1) Unica specie mineralogica che se solubile caratterizza l’acqua
2) Metalli alcalini scarsi nei calcari, abbondanti nelle marne e nelle argille
3) Cl-, SO42- scarsi nei calcari, più
abbondanti nei gessi, argille e marne
Graniti, Graniti, GneissGneiss
Contengono Quarzo (SiO2), Ortoclasi (SiO2+K),
Plagioclasi (SiO2+Na+Ca)
Rocce poco alterabiliAcque povere di ferro, silice 40mg/l
Rapporti tra gli ioni
rocceCaFerocceNaCa
0.330.25CaMgrocceKNa
<=
−=>
Gabbri, Gabbri, BasaltiBasalti
Rocce con minerali ricchi di Ca e Mg.
Gli ioni alcalino terrosi predominano sugli ioni
alcalini.Silice 20-40 mg/l
rocceCaFerocceKNarocceNaCa1CaMg
<>==
Rapporto tra gli ioni
Sabbie, Sabbie, ghiaieghiaie
Grani calcarei:Concentrazione di Ca e HCO3
- come nei calcari porosi
Maggiori concentrazione di SO4
2-,Na+,Ca2+,Mg2+
Grani silicei:Concentrazioni basse di
SO42- e Cl-
Più elevate di Na+>Ca2+>Mg2+
CalcariCalcari
Calcari compatti:L’acqua scorre velocemente nelle fessure, si carica poco
di solidi e quelli piùabbondanti 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, Argille, marne e limimarne 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,MgArgille calciche: Ca → Na,Mg
Serie Serie litologicalitologica 11
Calcare ↑Ca2+, HCO3-
Gesso ↑SO42-
Arenaria ↑SO42-, Ca
↓HCO3-, pH
Argilla ↑Na+
↓Ca2+
Serie Serie litologicalitologica 22
Arenaria ↑Na, Ca
Marna↑pH, Na↓Ca
Calcare
Gesso
↑pH, HCO3-
↑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, perchéquesta 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 isotopicheL'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
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
-8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5 -5
m s
.l.m
.
Apuane ovestlaghettiStazione 1e 2SorgentiIngressoLineare (Apuane ovest)
δ18O (H2O)
Gradiente isotopico -0127‰/100m
WE
Stillicidi in grotta
363-364
390
414
i.Lev.
423 421
442
414
Variazione della composizione isotopica delle piogge con la quota, versante ovestdelle 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… …
Impossibile fare un quadro esaustivo della idrogeochimica e delle sue relazioni con l’idrogeologia. Ma come operatori professionali èimportante fare attenzione ad alcuni punti semplici ma fondamentali per un corretto svolgimento di studi idrogeologici ed ambientali.
In sintesi, abbiamo sottolineato il fatto che l’idrochimica di un’acqua èil 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 èindispensabile negli studi finalizzati alla gestione e tutela della risorsa idrica e del monitoraggio ambientale.
Una 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 diinquadrare una problematica ambientale a partire da un solo campionamento, trascurando la variabilità spazio-temporale dei fenomeni idrologici.
