• mining areas
• sequential extraction
• thermal desorption
• mercury speciation
• mercury
• aree minerarie
• estrazione sequenziale
• desorbimento termico
• speciazione del mercurio
• mercurio

L’abbandono delle aree minerarie dismesse di Monte Arsiccio e Valdicastello-Pollone (Alpi Apuane) a seguito della cessazione delle attività estrattive nei primi anni ’90 del 1900, senza alcuna messa in sicurezza ambientale, ha generato drenaggi acidi ed il rilascio di elementi potenzialmente tossici all’ecosistema costituito dal bacino del Torrente Baccatoio. Tra i contaminanti rientra il mercurio (Hg). Infatti, Hg è presente all’interno di molte mineralizzazioni dell’area, ed è stato rilasciato a seguito di processi di alterazione delle originarie fasi a solfuri. I dati ottenuti in questo lavoro di Tesi mostrano che il mercurio nelle acque superficiali e sotterrane campionate è in concentrazione inferiore alla soglia di rilevabilità strumentale (0.1 ppb), mentre raggiunge concentrazioni variabili da 0.93 ppm a 15.70 ppm nei sedimenti di alveo e nel particellato costituito essenzialmente da idrossidi di ferro che precipitano dalle acque del Torrente Baccatoio. Le concentrazioni più elevate di mercurio (variabili tra 60.90 ppm e 0.10 ppm) sono state misurate nei sedimenti prelevati all’uscita delle gallerie. Concentrazioni significative, variabili da 21.69 ppm a 4.99 ppm sono anche state misurate nei materiali delle discariche minerarie. I fenomeni di esondazione del torrente, l’utilizzo delle acque per scopo irriguo ed il continuo accumulo di materiale estrattivo durante gli anni di attività delle miniere hanno favorito la dispersione del mercurio nell’area di indagine. In questo elaborato di Tesi sono state investigate mediante procedure di desorbimento termico, estrazione chimica sequenziale e misure di Hg0 direttamente in campo le forme di Hg più probabilmente presenti nei sedimenti raccolti dall’alveo di morbida del torrente, con implicazioni sulla loro mobilità. Per lo svolgimento di queste analisi sono state applicate una serie di metodologie analitiche, che includono il Milestone DMA-80 e Lumex RA-915M. I risultati mostrano la presenza di Hg nei sedimenti in forma insolubile, o scarsamente solubile, e volatile. Infatti, le forme di Hg principali sembrano essere Hg legato alla matrice solida, metacinabro di possibile neoformazione e, in minor quantità, Hg legato agli acidi umici. A queste, si aggiunge una parte di Hg in forma nativa, sia legato alla matrice del sedimento sia libero: infatti, nell’area di indagine si assiste ad un continuo degassamento di Hg dal terreno. È stata indagata anche la possibilità di traslocazione dal suolo a due specie orticole, il radicchio rosso tondo (Cichorium intybus L.) ed il cavolo nero (Brassica oleracea var. virdis), cresciute su un suolo contaminato. I dati suggeriscono che il bioaccumulo da parte di queste due specie non sembra avvenire in maniera significativa.

The abandoned mining areas of Monte Arsiccio and Valdicastello-Pollone (Apuan Alps), following the cessation of mining activities in the early 90s of 1900 without any reclamation, is generating acid mine drainages and the release of potentially toxic elements to the Baccatoio stream catchment. Contaminants include mercury (Hg). Indeed, Hg hosted within mineralizations has been released as a result of weathering of the original sulphide phases. The data obtained in this Thesis show that the mercury in surface and groundwater is below detection limits (0.1 ppb), while Hg reaches concentrations of concern ranging from 0.93 ppm to 15.7 ppm in riverbed sediments and particulate iron hydroxides that precipitate from Baccatoio stream water. The highest mercury concentration (ranging between 60.9 ppm and 0.10 ppm) were detected in the sediments collected at the exit of the tunnels. A mercury amount ranging from 21.69 ppm to 4.99 ppm has been also been measured in the materials of mining landfills. Floods occurring when the discharge of the stream becomes too high, the use of water for irrigation purpose and the continuous accumulation of extractive material during the years of mine activity favoured the dispersion of mercury in the survey area. In this Thesis Hg-species were investigated by through thermal desorption, sequential chemical extraction and the measurements of Hg0 directly in the field, yielding implication on the Hg fate in the environment. A number of analytical procedures and instruments were applied, including Milestone DMA-80 and Lumex RA-915M. The results show the presence of Hg in the sediments in an insoluble, or poorly soluble form, and volatile form. Indeed, most Hg seem to be bound to the soil matrix, in addition to Hg-sulfide, mercury bound humic acids is probably a minor fraction. Furthermore, the data highlight a continuous degassing of Hg from the soil, suggesting the occurrence of elemental Hg(0). The possibility of Hg translocation from contaminated soil to round red radish (Cichorium intybus L.) and black cabbage (Brassica oleracea var. virdis) was also investigated. The data suggest that bioaccumulation by these two species does not take place significantly.