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Confronto fra concentrazioni di metalli nelle acque e fattori di arricchimento nei sedimenti




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Confronto fra concentrazioni di metalli nelle acque e fattori di arricchimento nei sedimenti



I sedimenti lacustri sono stati a lungo utilizzati come archivio per effettuare ricostruzioni paleoclimatiche-paleoambientali con tecniche che si

sono sempre più affinate negli ultimi 40 anni (Cohen, 2003). Le informazioni immagazzinate nei sedimenti possono quindi essere utilizzate per valutare la variabilità a breve e a lungo termine di molti fattori. In assenza di misure dirette sulle acque nel passato, l’evoluzione storica delle concentrazioni di metalli può essere valutata attraverso tecniche paleolimnologiche o modelli dinamici, alla luce delle attuali conoscenze sul chimismo delle acque dei laghi alpini ed i presenti e futuri ipotizzabili apporti di inquinanti derivanti dall’attività antropica. In questo studio sono state esaminate le concentrazioni di diversi metalli (alluminio, arsenico, cadmio, cromo, ferro, manganese, piombo, rame, selenio e zinco) nelle acque di 13 laghi alpini(1) della Val d’Ossola, collocati al di sopra del limite degli alberi e campionati nell'estate del 2007 e del 2008.

E’ stata esaminata in particolare la tendenza temporale dei singoli metalli negli ultimi dieci anni e, confrontati con i fattori di arricchimento crostale calcolati per le carote prelevate (Camarero et al., 2009).

Questo tipo di confronto è necessario per poter determinare la diversa origine dei metalli e degli elementi in tracce. Non va dimenticato infatti che molti di questi elementi possono avere anche origine naturale, legata alle caratteristiche dei singoli bacini imbriferi. Quindi, risulta più appropriato confrontare i dati di metalli disciolti nelle acque dei 13 laghi studiati (per iquali erano disponibili anche i dati paleo limnologici) con i fattori di arricchimento per i metalli nei sedimenti, calcolati come quoziente tra le concentrazioni rilevate nelle sezioni di carote che coprono l’intervallo di tempo che va dall’epoca pre-industriale fino ai primi anni 2000.

I grafici in figura 62 mostrano il fattore di arricchimento per i metalli nei sedimenti e le concentrazioni degli stessi elementi in soluzione, nei 13 laghi per i quali erano disponibili le carote che coprono l’intervallo di tempo che va dall’epoca pre-industriale fino ai primi anni 2000.

(1)            Lago Grande, Sfondato,Campo, Paione Inferiore e Superiore, Capezzone, Variola Superiore e Medio, Pojala, Boden Superiore e Inferiore, Matogno e Panelatte.

Fig. 62 Confronto fra concentrazioni di metalli (μgL-1) contro fattori di arricchimento nelle carote di sedimento.

Risulta una correlazione, modesta ma significativa, per lo zinco ma non per il piombo. L’arricchimento osservato per lo zinco trova conferma nel recente aumento di concentrazioni riscontrate nell’ambiente a causa di un maggiore utilizzo a livello industriale di questo metallo (estrazione, combustione di carbone e rifiuti e lavorazione dell’acciaio). Le fonti secondarie principali sono alcuni fertilizzanti e pesticidi, nonchè il traffico veicolare (UNEP, www.unep.org). Nel caso del piombo, la mancata correlazione può essere facilmente spiegata con la presenza nel sedimento (anni ’90) di questo metallo deposto prima della drastica riduzione nelle emissioni, dovuta al divieto dell’uso del Pb tetraetile come additivo nelle benzine.

Il grado di contaminazione, indicato generalmente dai fattori di arricchimento viene confermato anche dai coefficienti di correlazione calcolati per le coppie di elementi in tracce presenti nei sedimenti di fondo  e nei sedimenti superficiali (Tabb. 27 e 28).

Le correlazioni tra le concentrazioni di campioni in età pre-industriale sono abbastanza basse, ad eccezione di Cd-Pb-Zn, (r (Cd-Pb)= 0,80, r (Cd-Zn) = 0,87), suggerendo una possibile distribuzione di questi metalli legata alle caratteristiche geologiche dei bacini imbriferi (Camarero, 2003). All’opposto, le correlazioni per i sedimenti più superficiali, attribuibili a periodi più recenti, risultano più alte, spiegando così un sostanziale input di origine comune per più elementi, molto probabilmente legato ad una contaminazione di origine atmosferica , attraverso la deposizione di polveri o fenomeni di precipitazione.

Tab. 27 Coefficienti di correlazione ( r ) tra le concentrazioni di campioni di età pre-industriale (sedimenti di fondo-bottom).

Fe

Mn

Pb

Zn

Cd

Cu

As

Sedimenti di fondo

Al

0,70

0,69

0,67

Fe

0,65

0,70

Mn

Pb

0,41

0,80

Zn

0,87

Cd




Cu

0,66

Sono indicati solo r ≥ 0,50

Tab. 28 Coefficienti di correlazione ( r ) tra le concentrazioni di campioni di età contemporanea (sedimenti superficiali-top).

Fe

Mn

Pb

Zn

Cd

Cu

As

Sedimenti superficiali

Al

0,58

0,69

Fe

0,52

0,87

Mn

0,79

Pb

0,91

0,88

Zn

0,83

0,56

Cd

Cu

0,68

Sono indicati solo r ≥ 0,50

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