• analisi
• geochimica
• isotopi
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Il presente lavoro di tesi propone una caratterizzazione geochimica ed isotopica delle acque superficiali della porzione occidentale della Repubblica di Macedonia, con particolare interesse alle acque del bacino del lago di Ohrid, parte del lago Prespa e del fiume Treska. Il lago di Ohrid, uno dei più antichi laghi in Europa (2-5 Ma, Albrecht e Wilke, 2008), rappresenta un archivio prezioso non solo per ricostruire l'ambiente paleoclimatico all'interno del Mediterraneo, ma anche un ottimo sito per lo studio della biodiversità, in quanto sono presenti più di 200 specie endemiche descritte (Wagner et al., 2008b). L’area di studio si inquadra nel più ampio contesto dell'evoluzione geologica della catena Dinarico-Ellenica, che coinvolge gran parte della penisola balcanica. La Catena viene tradizionalmente suddivisa in quattro principali zone tettono-stratigrafiche che da ovest verso est sono: (I) la zona Adria deformata; (II) la cintura ofiolitica esterna di Mirdita; (III) la zona Pelagoniana–Korabi–Drina–Ivanjica; (IV) la zona di Vardar. L'area oggetto di studio si colloca all’interno di due domini principali: il Korabi-Pelagoniano e il Mirdita ophiolite belt.
Ad oggi i bacini idrografici dei laghi sono condivisi da tre paesi: Albania, Grecia e Macedonia. Dal punto di vista scientifico, questa divisione ha portato nel tempo ad una scarsa collaborazione inter-stato che non ha permesso negli anni una soddisfacente caratterizzazione idrogeologica dei bacini. Questa tesi rappresenta dunque un tentativo di fornire un primo quadro di insieme per una prima caratterizzazione idrogeochimica basata in gran parte sui dati del lato macedone e in piccola parte su alcuni prelievi nel versante occidentale del lago di Ohrid di pertinenza albanese. Dunque per la finalità del lavoro sono stati raccolti 72 campioni che ci hanno permesso di delineare le principali peculiarità chimico - isotopiche delle acque macedoni. L'idrografia della zona rivela chiaramente il carattere carsico del lago di Ohrid. Molte delle sorgenti superficiali, in particolare sul lato sud-est e sud del lago di Ohrid, sono alimentate dal vicino Lago di Prespa, e dalle precipitazioni che cadono sulla catena montuosa che filtra attraverso le rocce carsiche e le miscela con le acque provenienti dal lago di Prespa. I campioni sono stati prelevato nell’arco di tre campagne estive 2012 – 2013 – 2014. Nel campionamento si è cercato di campionare i corsi d’acqua che scorrevano nelle principali formazioni appartenenti alle unità tettoniche precedentemente citate. Tendenzialmente si è cercato di campionare, ove possibile, il corso d'acqua nella zona più vicina alla sorgente, riflettendo così il chimismo più prossimo alle caratteristiche dell’acquifero d’origine, e nella porzione più a valle, nei punti di confluenza con altri corsi minori, in modo tale da evidenziare eventuali variazioni sul chimismo durante il tragitto e il mescolamento con acque diverse. All'atto del campionamento sono state misurate la Temperatura dell’ acqua, il pH, la conducibilità e l’alcalinità totale. Direttamente sul sito di prelievo, sono state effettuate anche le necessarie operazioni di filtrazione e filtrazione-acidificazione per stabilizzare i campioni. Infine è stata stabilita la posizione esatta di ciascun punto di campionamento con un GPS. Le analisi chimiche e isotopiche delle acque sono state effettuate presso i laboratori dell’Istituto di Geoscienze e Georisorse (I.G.G.) del CNR di PISA. In particolare son stati analizzati gli anioni disciolti (Cl-, NO3-, SO42-), i cationi maggiori (Ca2+, Mg2+, Na+ e K+), i metalli disciolti (Fe, Mn, Cr, Ni), gli elementi minori (Sr, Ba), la Silice monomerica e gli isotopi stabili dell'acqua (δ18O, δ2H). Effettuata l’analisi chimica dei campioni, prima di procedere alla classificazione geochimica delle acque ed alle successive fasi interpretative, è stato verificato il bilancio dei costituenti ionici principali. Le condizioni di elettroneutralità sono risultate essere soddisfacenti per tutte le acque campionate. In particolare dalla distribuzione di frequenza dei bilanci calcolati si nota che il 68% delle analisi presentava uno sbilancio inferiore al 4%, evidenziando dunque l’ottima qualità dei dati analitici relativi a cationi ed anioni principali. Successivamente, attraverso l’analisi statistica di base descrittiva (mediante l’uso del software Statistica 7.0), è stata effettuata una preliminare valutazione delle caratteristiche chimiche – fisiche delle acque campionate, da cui è emerso che le specie chimiche mediamente più abbondanti sono il Ca2+ e lo ione bicarbonato HCO3-. La classificazione delle acque è stata fatta attraverso l'utilizzo del diagramma di comparazione di Langelier-Ludwig (LL) che esprime la variazione del contenuto in meq/L degli elementi maggiori. Per ciò che attiene nello specifico, gran parte dei dati del presente lavoro di tesi indipendentemente dalla zona di appartenenza, ricadono nel quadrante in basso a destra, a dominanza bicarbonato-alcalino terrose.
La caratterizzazione isotopica delle acque è stata effettuata attraverso il diagramma δ2H-δ18O. Dal grafico si può osservare che, mentre la nostra raccolta dati risulta ben allineata rispetto alla retta meteorica globale, la raccolta dati di Anovski et al., risulta meglio descritta dalla retta meteorica locale con eccesso di deuterio di +14. Diverso è il comportamento dei punti rappresentativi delle acque del lago di Ohrid e dei due laghi Piccolo e Grande Prespa. Questi si addensano lungo una retta di evaporazione locale (LEL) con valori di b e a rispettivamente di 5,4 e -13,5‰. L’analisi isotopica ci ha permesso inoltre di verificare la connessione carsica tra i due laghi, Ohrid e Prespa. Questo grazie ai dati isotopici ottenuti nei punti campionati a ridosso delle principali sorgenti che costeggiano il versante orientale del lago di Ohrid