Geochimica e Geochimica isotopica negli studi ambientali, tre esempi:

Transcript

1 Geochimica e Geochimica isotopica negli studi ambientali, tre esempi: a) Composizione isotopica delle precipitazioni in Italia: una prima mappa nazionale A. Longinelli, E. Selmo Università di Parma - Dip. Scienze della Terra Tutte le nazioni più evolute si sono dotate da tempo di una mappa della composizione isotopica delle piogge in quanto le informazioni che si possono ottenere da tali mappe sono di importanza fondamentale per ricerche idrologiche ed ambientali. L assenza di informazioni di questo tipo in Italia ci ha spinto, nonostante la totale carenza di finanziamenti specifici, ad impostare un tale studio. Campioni medi mensili di pioggia sono stati raccolti per periodi di tempo variabili da uno a sette anni in 77 differenti stazioni sparse su tutto il territorio nazionale.

2 Su tali campioni sono state effettuate le misure isotopiche dell ossigeno e dell idrogeno allo scopo di costruire una prima mappa della composizione isotopica delle precipitazioni in Italia, mappa che dovrebbe venire aggiornata nel tempo, particolarmente a causa delle variazioni climatiche che, ovviamente, comportano variazioni di entità non trascurabile nei valori isotopici medi delle precipitazioni.

3 Le caratteristiche principali di tale mappa si possono così riassumere: 1) nelle aree litorali Tirreniche nessun gradiente isotopico è stato rilevato dalla Sicilia al confine francese nonostante i gradienti termici latitudinali; 2) un minore gradiente latitudinale è stato rilevato nell area pugliese, favorito forse dalla locale morfologia; 3) un marcato effetto ombra degli Appennini domina l area pedemontana della pianura padana e buona parte della costa Adriatica; 4) l area centro-orientale della pianura padana è chiaramente influenzata da un notevole contributo di vapore acqueo proveniente dall Adriatico settentrionale; 5) l effetto ombra della catena Alpina occidentale è notevolmente minore di quanto prevedibile; 6) i gradienti isotopici verticali, calcolati in punti diversi di quasi tutto il territorio nazionale risultano, in media, dell ordine di 0,2 /100 m;

4

5 7) quando erano disponibili i valori medi di temperatura atmosferica, la correlazione temperatura-composizione isotopica si è dimostrata, in generale, non molto buona; 8) in alcuni casi valori medi mensili anomali del δ 18 O hanno mostrato una chiara correlazione con l effetto quantità. b) Composizione isotopica del carbonio nella CO 2 atmosferica: variazioni nel tempo e nello spazio A. Longinelli, E. Selmo Università di Parma - Dip. Scienze della Terra La CO 2 atmosferica è uno dei maggiori fattori responsabili delle variazioni climatiche globali. L aumento della concentrazione della CO 2 atmosferica è riferibile essenzialmente alle attività antropiche ed, in particolare, alla combustione di combustibili fossili. Dato il δ 13 C particolarmente negativo di questi materiali, l aumento della concentrazione deve essere seguito da una progressiva negativizzazione del δ 13 C della CO 2 atmosferica. Nel corso degli ultimi anni sono state eseguite periodicamente misure in continuo della concentrazione della CO 2 utilizzando un analizzatore Siemens montato sulla nave Italica durante le missioni fra Italia ed Antartide per il trasferimento di materiali e personale verso la stazione di Baia Terranova. Nel corso di queste missioni sono anche stati raccolti campioni di aria in palloni di vetro Pyrex da 4000 ml. Dopo il rientro in Italia la CO 2 di questi campioni di aria è stata separata quantitativamente e su di essa si è effettuata la misura isotopica del carbonio. La disponibilità delle misure di concentrazione e composizione isotopica ha consentito di calcolare l accrescimento medio annuo della prima variabile e la decrescita media annua della seconda variabile. Sulla base di questi dati, in

6 ragionevole buon accordo con quelli calcolati dalla NOAA, è possibile avanzare fondate ipotesi sull evoluzione avvenire di questi valori e sulle possibili conseguenze che ne possono derivare all andamento climatico del pianeta. c) Composizione chimica ed isotopica delle polveri fini a Parma: considerazioni sulle fonti di inquinamento A. Longinelli, P. Iacumin, M. Tiepolo, R. Vannucci Università di Parma - Dip. Scienze della Terra Gli studi sulle polveri fini si stanno moltiplicando ma difficilmente tale moltiplicazione creerà sovrapposizioni in quanto ogni area deve avere sue particolari caratteristiche che senza dubbio influiranno sulla composizione media delle polveri fini nonché sulle inevitabili variazioni stagionali. Nel nostro caso abbiamo studiato, fino ad ora, le polveri fini catturate da opportuni filtri in fibra di quarzo e raccolte per noi dall ARPA di Parma che stà fattivamente collaborando a questo studio. Premesso che le ipotesi più attendibili tendevano ad indicare la possibilità di un contributo non trascurabile da parte di componenti terrigene, da parte del traffico veicolare in senso lato ed in particolare di quello automobilistico e da parte degli impianti di riscaldamento domestico, le misure che sono state eseguite erano mirate alla eventuale conferma dell attendibilità di queste ipotesi. Sono state eseguite misure con il sistema laser-icp-massa (CNR e Università di Pavia), misure al microscopio elettronico e sonda a dispersione di energia (EDS- Università di Parma) e misure isotopiche dei composti carboniosi (Università di Parma). I risultati ottenuti indicano chiaramente, tra l altro, un notevole anche se variabile apporto di componenti terrigene tra le quali sicuramente silicati di alluminio e magnesio, carbonato di calcio e solfato di calcio; una presenza elevata di metalli comuni e comunque non indicativi di particolari processi (ferro, zinco, rame, nichel, cadmio); una presenza non indifferente di elementi riferibili ai materiali componenti le pasticche dei freni ed i dischi delle frizioni degli automezzi (antimonio, stagno, molibdeno,bario); una minima ma pressochè continua presenza di elementi riferibili alle marmitte catalitiche (platino, palladio,rodio) nonché altri elementi caratteristici di inquinamento industriale tra i quali spicca il mercurio e di inquinamento da benzine rosse (piombo assai diffuso). Le misure isotopiche hanno chiaramente indicato (δ 13 C variabili tra circa 25 e 27) l origine da combustibili fossili (essenzialmente petrolio) dei prodotti carboniosi presenti nei filtri. Su questa base si spera ora di poter sviluppare un programma di maggiore dettaglio mirato a determinare anche le variazioni stagionali delle diverse componenti potendo quindi indicare non solamente le fonti di inquinamento ma i possibili rimedi per ovviare alle situazioni di maggiore gravità.