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Questo lavoro di tesi ha avuto come obbiettivo la caratterizzazione geochimica (con elementi maggiori ed in tracce) delle acque superficiali e sotterranee campionate nell'arco di tre campagne nella porzione sud-occidentale della Repubblica di Macedonia. L'area di studio è incentrata sul grande sistema idrico dei due laghi transfrontalieri di Ohrid e Prespa, condivisi da tre stati: Macedonia, Albania e Grecia. Questi sono considerati i laghi tettonici più antichi di Europa, con un età superiore ad 1 Milione di anni, e perciò di grandissimo interesse scientifico per studi paleoclimatici e biologici. Inoltre costituiscono una risorsa strategica sotto molti punti di vista (risorsa energetica, risorsa idrica e richiamo turistico) per gli stati che li condividono, in particolare per Macedonia ed Albania.
Nel totale della tesi sono stati raccolti ed analizzati 70 campioni di acque prelevati da sorgenti, torrenti e laghi nell'arco di tre campagne nelle estati 2012-2013 -2014 (l'ultima con la diretta partecipazione dello scrivente). Alcuni parametri chimico-fisici di queste acque sono stati misurati in situ durante le operazioni di campionamento (Temperatura, pH, conducibilità e Alcalinità). Il resto delle analisi sono state da noi svolte presso l'IGG-CNR di Pisa. In questo contesto sono stati analizzati gli ioni maggiori (Cl-, NO3-, SO42-, Ca2+, Mg2+, Na+ e K+) e gli elementi in traccia Sr2+ e Ba2+ , mentre le analisi di concentrazione dei metalli Fe,Mn,Ni,Cr sono state fatte su campioni selezionati sulla base dei litotipi dominanti e dei possibili processi di interazione acqua-roccia. I dati analitici ottenuti sono stati quindi elaborati con il software Phreeqc, per calcolare la pCO2 delle acque e gli indici di saturazione delle acque rispetto ai minerali principali. Con il software STATISTICA è stata, invece, svolta un'analisi fattoriale delle caratteristiche chimiche dei campioni.
La classificazione chimica delle acque, svolta utilizzando un diagramma LL, mostra che i nostri campioni ricadono tutti nel quadrante delle acque bicarbonato alcalino-terrose. Per poter approfondire i processi di interazione acqua roccia e di mixing fra varie famiglie di acque sono stati affrontati separatamente i 4 bacini idrografici che costituiscono la nostra area di studio: (1) bacino del lago Ohrid; (2)bacino parziale del fiume Treska; (3)bacino parziale del lago Prespa; (4)bacino parziale del fiume Drin.
In particolare nel bacino del lago di Ohrid, che è stato campionato in maniera più completa, sono state riscontrate tre famiglie di acque: acque bicarbonato-calciche, acque bicarbonato-solfato calciche ed acque bicarbonato-magnesiache. L'equilibrio chimico del lago di Ohrid è conseguente al mixing di queste famiglie di acque, in proporzioni che dipendono dall'apporto di ciascuna famiglia al bilancio idrico del lago, ed ai processi di precipitazione di carbonati.