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Analisi delle componenti principali e ipotesi sulle possibili origini degli apporti ai laghi




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Analisi delle componenti principali e ipotesi sulle possibili origini degli apporti ai laghi

L’elaborazione dei dati contenuti in tabella 20 (Capitolo Risultati) per mezzo della PCA, ha prodotto una classificazione dei 32 laghi alpini in alcuni gruppi, contenenti unità con simili valori di frequenza, evidenziato in figura 58. La scelta di rappresentare i risultati attraverso la PCA piuttosto che utilizzare la cluster analysis è da riferirsi inanzitutto al numero delle aree a cui è stato applicata questa tecnica statistica. Infatti la PCA risulta più adatta se applicata ad un numero maggiore di oggetti (in questo caso 32 laghi alpini) per i quali non si vuole avere una perdita di significativa nel contenuto delle singole variabili. Inoltre la PCA ha presentato una  migliore visualizzazione del set di dati a disposizione rispetto alla cluster analysis.



 L’analisi è stata preceduta dall’eliminazione degli outliers da pretrattamento dei dati attraverso un “autoscaling” dei 12 “loadings” considerati, al fine di eliminare le disomogeneità legate agli ordini di grandezza delle unità di misura.

Il diagramma di figura 57 riporta le prime due componenti (First PCA axis e Second PCA axis), che spiegano rispettivamente il 19,3% ed il 17,4% della varianza presente nei dati.

Fig. 58 PCA dei metalli e degli elementi in tracce dei 32 laghi alpini, previa autoscaling dei loadings (58 “scores”, 12 “loadings”).

La PCA ha permesso di individuare due gruppi abbastanza distinti attribuibili alle possibili diverse origini degli elementi in tracce considerati. Seppure molti di questi elementi siano prevalentemente di origine terrigena piuttosto che antropica è interessante notare come nel “biplot” la presenza del manganese, legato ai composti organici che vengono utilizzati come additivi nei combustibili (Crump, 2000, Egyed & Wood, 1996), risulta più affine agli elementi prettamente terrigeni (stronzio e bario). La spiegazione potrebbe derivare dalla tipica origine geologica delle Valli Ossolane, ed in particolare per le zone di Alpe Devero ed Alpe Veglia, caratterizzate da una grande varietà di rocce che formano la catena alpina, tra le quali arseniati, silicati ricchi di arsenico nonché rocce di varia composizione cationica come ferro, calcio, magnesio e manganese appunto (Owen, 2008).

Anche il vanadio, solitamente attribuibile a fonti antropiche (combustione), qui è lagato agli elementi di origine terrigena. In particolare in corrispondenza del sito di campionamento affiorano calcescisti di origine mesozoica (Benazzo et al., 2005) che tendono a frammentarsi facilmente e sono caratterizzati dalle più alte concentrazioni di vanadio.

Per quanto riguarda l’associazione di alluminio e cadmio, seppur quest’ultimo in basse concentrazioni vicine al limite di rilevabilità (LOD), la cui distribuzione sembra essere influenzata dalla presenza di complessi urbani e industriali, è stata verificata fin dalla metà degli anni ’90 sia sui rilievi alpini, sui Monti Tatra e nelle Highlands scozzesi (Kock et al., 1995, Kopaĉek et al., 2001).

Al fine di valutare le variazioni a lungo termine relative, ad esempio, alla chimica delle acque superficiali e ai cambiamenti e possibili effetti in relazione all’emissione di inquinanti in atmosfera, è fondamentale disporre di lunghe serie di dati.

Confrontando tre periodi di studio negli ultimi trent’anni (periodi 1980-1990; 1990-2000; 2000-2008) per i 32 laghi indagati, si nota un netto aumento dei valori di pH, principalmente legato ad una riduzione degli apporti acidi dall’atmosfera alle acque superficiali (Fig. 59). Si è passati dal 17% dei laghi con pH >6, negli anni ’80, al 3% negli anni ’00 (mentre negli anni ’90 era il 9%) (Tab.24).


 

Tab. 24 pH dei laghi alpini nei periodi 1980-1990; 1990-2000; 2000-2008.

1980-1990

1990-2000

2000-2008

pH

pH

pH

Panelatte

6,63

7,34

7,17

Muino Inferiore

6,05

6,46

n.d.

Muino Superiore

5,87

6,21

n.d.

Matogno

8,26

7,96

8,11

Capezzone

7,21

6,77

7,69

Variola Superiore

6,45

6,46

6,58

Variola Medio

6,64

6,39

6,60

Variola Inferiore lungo

6,38

6,31

6,50

Andromia

6,35

7,12

7,09

Pian Boglio

7,83

7,40

7,88

Nero di Formazza

7,81

7,56

7,82

Superiore

7,55

7,61

7,91

Gelato

5,40

6,10

6,27

Ragozza

7,08

7,05

7,43

Agro

6,89

6,95

7,09

Talamone

5,91

6,60

7,14

Tre Vescovi

6,40

6,78

7,21

Laghetto

6,29

6,84

7,50

Cortese

7,05

6,76

7,21

Tillio

7,35

6,94

7,73

Plaida

6,62

6,90

8,07

Balma

6,87

6,98

6,97

Bianco del Rissulo

7,32

7,03

7,65

Nero del Rissuolo

6,90

7,18

7,26

Tailly Inferiore

7,24

7,70

8,11

Tailly Superiore

7,23

7,88

8,27

Grande

5,86

5,76

6,00

Sfondato

5,58

5,64

5,97

Pojala

7,26

7,31

7,40

Campo

7,39

7,47

7,67

Boden Inferiore

7,97

7,91

8,1

Boden Superiore




7,79

7,84

8,0

L. Paione Superiore

5,34

5,80

6,21

L. Paione Inferiore

6,60

6,42

6,63

L. Paione Medio

6,51

6,50

n.d.

n.d.: non determinato

Fig. 59 Confronto delle variazioni temporali di pH nei laghi alpini studiati (n=32), in tre periodi di campionamento: anni ’80, ’90 e anni ’00.

Le concentrazioni di alluminio nei tre periodi (1980-1990; 1990-2000; 2000-2008) sono confrontabili solo per il lago Paione Superiore, in quanto questa variabile veniva analizzata solo su questo bacino, da sempre lago di riferimento in della ricerca in alta quota. Come si può notare, sia dai valori di concentrazione (Tab. 25) che dalla rappresentazione grafica (Fig.60) nel corso dei decenni questa variabile in forma disciolta è nettamente diminuita nel bacino del lago.


Tab. 25 Concentrazioni di allumio (µgL-1) nel lago Paione Superiore nei periodi 1980-1990; 1990-2000; 2000-2008.

Lago Paione Superiore

1980-1990

1990-2000

2000-2008

Data di campionamento

Al (µgL-1)

Data di campionamento

Al (µgL-1)

Data di campionamento

Al (µgL-1)

14-ago-84

46,49

4-feb-98

19,84

23-ago-05

15,20

25-ott-84

60,54

18-mar-98

22,22

15-nov-05

5,45

7-ago-85

60,81

6-mag-98

92,74

22-ago-06

10,00

25-set-85

51,19

9-giu-98

59,44

17-ott-06

7,00

23-ott-85

56,79

13-lug-98

17,58

28-ago-07

14,40

30-lug-86

81,64

26-lug-98

89,42

16-ott-07

7,90

14-ott-86

63,94

24-ago-98

13,54

20-ago-08

10,60

23-set-87

48,66

29-set-98

23,51

2-nov-88

85,59

27-ott-98

28,00

17-ott-89

27,38

17-dic-98

17,78

11-mag-99

15,92

21-lug-99

13,91

27-ott-99

26,49

22-set-00

14,65

3-ott-00

16,52

Fig. 60 Confronto delle variazioni temporali di alluminio nei laghi alpini studiati (n=32), in tre periodi di campionamento: anni ’80, ’90 e anni ’00.

L’alluminio è presente naturalmente nell’acqua in concentrazioni molto basse, ma fenomeni di pioggia acida possono aumentare il processo di “weathering” del bacino imbrifero ed aumentare le concentrazioni a lago della forma disciolta di questo metallo (Marchini, 2005). In questa forma il metallo risulta tossico per i pesci, a valori di pH tra 5,0 e 5,5 in quanto influenza la permeabilità delle branchie, e ne danneggia le cellule superficiali (Baker & Schofield, 1981).

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