• caratterizzazione
• geochimica
• Fornaci di Barga
• suolo
• acqua
• characterization
• geochemistry
• soil
• water

Argomento di questo lavoro di Tesi è la caratterizzazione delle matrici ambientali (acqua e suolo) nell’area di Fornaci di Barga, abitato urbano frazione del Comune di Barga in provincia di Lucca (Toscana, Italia), collocata in sinistra idrografica nella Media Valle del Fiume Serchio. L'area, che ha visto un notevole sviluppo sia demografico che industriale durante il secolo scorso, presenta peculiari caratteristiche, con una conformazione di valle relativamente stretta e allungata e presenza di corsi d'acqua in collegamento con falde superficiali, che contribuiscono a renderla vulnerabile alle pressioni antropiche, in particolare per quanto riguarda la distribuzione di elementi potenzialmente tossici (EPT) da diverse sorgenti primarie di contaminazione.
Il lavoro di Tesi ha lo scopo di fornire un quadro aggiornato sulla concentrazione degli EPT in acqua e suolo, ricostruirne la distribuzione spaziale ed il destino a partire dal contesto geologico e idrogeologico. Durante lo studio sono stati campionati suoli a diversa profondità distribuiti nei siti accessibili dell’area e acque sotterranee in pozzi di privati cittadini e in un piezometro, oltre a un campione di acqua superficiale. Le concentrazioni di mercurio e di una serie di EPT nei campioni di suolo ed acqua sono state ottenute in laboratorio rispettivamente tramite Milestone DMA-80 e ICP-MS Perkin-Elmer NexIon 300X, mentre la concentrazione degli ioni maggiori in fase acquosa è stata ottenuta tramite cromatografia ionica usando due strumenti Thermo Fisher ICS900. Tutte le analisi sono state condotte presso i laboratori del DST dell'Università di Pisa. In aggiunta, in alcune stazioni sono state eseguite determinazioni di mercurio gassoso in situ tramite strumentazione Lumex RA-915M. Su alcuni campioni di suolo sono stati eseguiti test di cessione finalizzati a valutare i rischi di contaminazione delle acque sotterranee. È stata inoltre preliminarmente effettuata la speciazione della componente volatile del mercurio nel campione di suolo maggiormente contaminato, il quale ha evidenziato una percentuale significativa di Hg(0) rispetto alla concentrazione totale.
I risultati ottenuti evidenziano criticità nel suolo per quanto riguarda Cd, Hg, Cu e Zn, con i superamenti delle rispettive concentrazioni soglia di contaminazione (CSC) per suoli ad uso residenziale e verde pubblico come riportate nella Tabella 1 dell'Allegato 5, Parte IV, Titolo V del D.Lgs. 152/2006. In particolare, questi elementi potenzialmente tossici sono legati principalmente a deposizione atmosferica senza tuttavia escludere l'apporto da possibili riporti solidi di materiale. La costruzione di un progetto sul software open-source QGis ha permesso la ricostruzione di mappe di distribuzione degli EPT significativi dell'area.
Le acque campionate sono del tipo Ca-HCO3, tuttavia alcuni campioni hanno evidenziato un arricchimento in solfati, cloruro e sodio, lasciando ipotizzare un possibile collegamento tra queste acque e i circuiti profondi verosimilmente caratterizzati da acque termali, che sono note anche in zone limitrofe; questo lascia ipotizzare la vulnerabilità su un’area maggiore rispetto al solo abitato.
 

This Thesis is focused on the characterization of environmental matrices (water and soil) in the area of Fornaci di Barga, an urban settlement in the municipality of Barga in the province of Lucca (Tuscany, Italy), located on the left bank of Serchio River Middle Valley.
The area, which has seen a considerable demographic and industrial development during the last century, has morphological and geological characteristics such as the narrow and elongated valley conformation and the presence of water courses and surface aquifers, which contribute to making it vulnerable to anthropogenic pressures, in particular as regards the distribution of potentially toxic elements (PTEs) from different primary sources of contamination. The Thesis provides an updated picture on the concentration of PTEs in water and soil, to reconstruct their spatial distribution and fate starting from the geological and hydrogeological context.
During the study, soils were sampled at different depths distributed on accessible sites in the area and groundwater through wells of private citizens and through a piezometer, in addition to a sample of surface water.
Concentrations of mercury and a series of PTEs in soil and water samples were obtained by Milestone DMA-80 and ICP-MS Perkin-Elmer 300X instruments, respectively. Major ion concentration analyses in the aqueous phase were performed by ion chromatography using two Thermo Fisher ICS900 instruments. All analyses were carried out at the DST of the University of Pisa. In addition, determinations of gaseous mercury were performed directly on the field in some station by Lumex RA-915M instrumentation. On some soil samples, leaching tests were performed in order to exclude the risks for groundwater contamination (Table 2 of Annex 5, Part IV, Title V of Legislative Decree 152/2006). The volatile component of mercury in the most contaminated soil sample was also preliminarily evaluated by speciation laboratory tests, highlighting a significantly high percentage of the volatile fraction compared to the total concentration.
The results obtained underline concentrations of concern in the soil as regards Cd, Hg, Cu and Zn, exceeding of the respective contamination threshold concentrations (CSC) for soils for residential and public green use as reported in Table 1 of Annex 5, Part IV, Title V of Legislative Decree 152/2006. In particular, potentially toxic elements are mainly linked to atmospheric deposition; the contribution from possible solid wastes at local scale cannot be however excluded. The construction of a project on the open-source software QGis allowed the reconstruction of distribution maps of the significant PTEs of the area.
Waters belong to the Ca-HCO3 type; however, some samples are characterized by an enrichment in sulphates, chloride and sodium, suggesting the possible connection between shallow water reservoirs and deep circuits that are characterized by thermal waters, implying a possible vulnerability over a greater area than just the inhabited center.