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L’acqua rappresenta una risorsa essenziale non rinnovabile, e come tale deve essere tutelata e gestita in maniera sostenibile. Negli ultimi decenni, la domanda complessiva di acqua è in forte aumento a causa delle attività economiche in continuo sviluppo, della crescita demografica e dell’urbanizzazione, causandone sovrasfruttamento e deterioramento della qualità. L’intera area delle Alpi Apuane rappresenta, a tal riguardo, un dominio di particolare rilevanza sia a livello scientifico che socio-economico: i suoi aspetti idrostrutturali e la collocazione geografica la rendono, infatti, una regione estremamente ricca di risorse idonee per usi idropotabili, e di importanza strategica per l’approvvigionamento idrico nella Toscana nord-occidentale.
In questo contesto si inserisce il presente lavoro di Tesi, durante il quale è stato effettuato uno studio idrogeochimico ed idrogeologico delle principali sorgenti del bacino idrografico del Torrente Baccatoio, nell’Alta Versilia (Alpi Apuane Meridionali). Il Torrente Baccatoio è alimentato da numerose sorgenti che scaturiscono all’interno del suo bacino per effetto del peculiare assetto idrostrutturale dell’area. Tuttavia, il torrente riceve apporti anche dai drenaggi effluenti da una serie di gallerie minerarie dismesse (miniere di M. Arsiccio e del Pollone) localizzate a monte dell’abitato di Valdicastello Carducci, Comune di Pietrasanta. Tali drenaggi, acidi e particolarmente contaminati da metalli tossici e potenzialmente tossici, provocano un deterioramento della qualità delle acque del Torrente Baccatoio.
La presenza di aree minerarie in zone caratterizzate da abbondanza di acque sotterranee (come è il caso del bacino del Torrente Baccatoio) può avere conseguenze in termini di interazione tra risorsa idrica e sorgenti di contaminazione, come in effetti è accaduto: una delle sorgenti di approvvigionamento idrico della frazione di Valdicastello Carducci ed in parte della città di Pietrasanta è risultata contaminata (in particolare da tallio).
Lo scopo di questo lavoro di Tesi è stato quello di produrre uno studio preliminare integrato idrogeologico-geochimico-isotopico del bacino del Torrente Baccatoio, presupposto essenziale per il corretto sfruttamento e la tutela della risorsa idrica. Questo sia per la definizione della qualità dei principali acquiferi presenti, delle modalità di ricarica, dei tempi di residenza e dei fenomeni di interazione acqua-roccia-corpi mineralizzati anche in funzione della stagionalità, sia per le implicazioni sulla mobilizzazione dei drenaggi minerari da parte delle acque di infiltrazione.
La prima fase di lavoro è consistita nell’analisi geologico-idrogeologica del bacino del Torrente Baccatoio, sulla base della cartografia geologica esistente. Da questa analisi è emersa la presenza di due acquiferi carsici principali, uno costituito dalla Formazione del Calcare Cavernoso, l’altro costituito prevalentemente dai Grezzoni e Marmi dell’Unità delle Alpi Apuane. Contestualmente, sono state individuate numerose sorgenti, selezionate in modo da rappresentare in maniera esaustiva il sistema idrogeologico del bacino. I siti di campionamento sono 22 e comprendono sorgenti libere, alcune sorgenti captate ad uso idropotabile, fontanelle e lavatoi pubblici. Al momento del campionamento, durato da Maggio a Dicembre 2014, sono stati determinati in situ alcuni parametri chimico-fisici delle acque, che comprendono temperatura, pH, conducibilità elettrica, ossigeno O2 disciolto e potenziale di ossido-riduzione. In seguito, sono state misurate in laboratorio le concentrazioni degli ioni maggiori, degli elementi in traccia e la composizione isotopica delle molecole dell’acqua. È emerso che:
o La facies geochimica prevalente nelle 7 sorgenti di cui sono state analizzate le composizioni degli ioni maggiori è di tipo calcio-bicarbonatica, ed in secondo luogo calcio-magnesio-bicarbonatica e calcio-solfato-bicarbonatica.
o Le composizioni chimiche, sia degli ioni maggiori che degli elementi in traccia, sono molto variabili. A titolo di esempio, lo ione calcio varia da un massimo di 102,12 mg/l ad un minimo di 55,33 mg/l, mentre lo ione solfato varia da 84,04 mg/l a 3,17 mg/l. Per quanto riguarda gli elementi in traccia, anch’essi presentano intervalli di variazione molto ampi, ad esempio: il manganese varia da 174,51 µg/l a 0,03 µg/l; il ferro varia da 1337,00 µg/l a 10,67 µg/l; il tallio varia da 17,30 µg/l a 0,001 µg/l; il bario varia da 296,89 µg/l a 3,39 µg/l; lo stronzio varia da 170,39 µg/l a 49,04 µg/l. Una tale variabilità chimica indica che le acque sorgive in questione drenano verosimilmente corpi idrici differenti sia in termini di composizione mineralogica delle rocce attraversate sia in termini di interazione acqua-roccia-corpi mineralizzati.
o In base ai risultati delle analisi, due sorgenti presentano concentrazioni anomale di elementi in tracce ed in particolare di tallio: la sorgente dei Molini di S. Anna e la sorgente Moresco. Questo studio ha evidenziato che la sorgente dei Molini, particolarmente ricca di acque e captata ad uso idropotabile fino al 3 ottobre 2014, drena un sistema in cui le acque circolanti entrano in contatto con i drenaggi acidi, attivando una complessa dinamica di precipitazione di ossidi e idrossidi di ferro, in cui il ruolo principale è svolto dalla quantità di ossigeno disciolto O2 e dal potenziale redox delle acque circolanti. Invece, la sorgente Moresco, caratterizzata da tenori di metalli e metalloidi al di sotto dei limiti di legge, potrebbe essere contaminata direttamente dal Torrente Baccatoio, il cui alveo si trova in prossimità della sorgente (ipotesi avanzata dal gestore idrico, ed avvalorata da prove di tracciamento).
Dai valori delle composizioni isotopiche relative a un gruppo selezionato di sorgenti è emerso che:
o Le acque sorgive si distribuiscono in maniera omogenea lungo la LMWL (Local Meteoric Water Line), rispecchiando un’origine meteorica.
o Le composizioni isotopiche delle sorgenti appaiono piuttosto stabili rispetto alle composizioni isotopiche medie mensili delle acque meteoriche, suggerendo l’esistenza di condizioni favorevoli all’interno degli acquiferi carsici all’omogeneizzazione di acque infiltratesi nell’arco di tempo di uno o più anni.
Il confronto dei dati chimico-fisici ed isotopici con il modello idrogeologico desunto dalla elaborazione di sezioni idrogeologiche qualitative ha permesso di riscontrare che le acque sorgive campionate sono rappresentative di entrambi gli acquiferi del bacino del Torrente Baccatoio, sia quello geometricamente superiore (Calcare Cavernoso) che quello inferiore (prevalentemente Grezzoni). Le acque che circolano all’interno dell’acquifero superiore sono acque qualitativamente buone, e caratterizzate da un certo grado di variabilità chimica nonché isotopica. Quest’ultimo fenomeno potrebbe indicare la presenza di corpi idrici distinti all’interno dell’acquifero ed un sistema di circolazione carsica complessa. Per quanto riguarda l’acquifero inferiore, invece, i dati disponibili non permettono una caratterizzazione molto approfondita, anche se si ipotizza che possa essere un acquifero di una certa estensione e importanza. Ciò che è emerso dai valori degli elementi in traccia delle sorgenti che drenano questo acquifero è che le acque nei loro circuiti sotterranei entrano in contatto con corpi mineralizzati, o con formazioni geologiche con elevati valori di fondo di elementi come il ferro e lo stronzio. Tra l’acquifero superiore e l’acquifero inferiore è interposto il livello delle principali mineralizzazioni e delle gallerie minerarie dalle quali fuoriescono i drenaggi acidi. L’acquifero superiore costituisce, verosimilmente, l’area di ricarica idrica per la gallerie dismesse. Pertanto, una sua più dettagliata caratterizzazione idrogeochimica permetterebbe di delineare con precisione i processi che portano alla formazione dei drenaggi acidi, sia nell’ottica di future opere di bonifica del bacino idrografico del Torrente Baccatoio che nella definizione delle risorse ad uso potabile meno vulnerabili.