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5. Risultati e Discussione
Di seguito sono descritti i risultati ottenuti dalle analisi svolte su 6 campioni di topsoil
prelevati nell’area della discarica di Casoni, situata nell’omonima contrada nel territorio di
Chieti (Abruzzo). In particolare sono state determinate le concentrazioni in mg/kg di
alcuni elementi in traccia potenzialmente tossici e due indici geochimici (Igeo e EF) per
determinare lo stato e l’entità dell’impatto antropico sul suolo. La determinazione del
contenuto elementare è avvenuta sia sulla frazione scambiabile, indicata con la sigla AC,
sia sulla frazione pseudo-totale, indicata con la sigla R. La prima rappresenta la frazione
realmente bio-disponbibile, ovvero la frazione del metallo bioaccessibile che interagisce
con le membrane cellulari, quindi di maggior interesse dal punto di vista ambientale;
mentre la frazione pseudo-totale, che è quella ottenuta mediante attacco con acqua regia
previsto dalla legislazione vigente, è la concentrazione totale di un determinato elemento
senza tenere conto della mobilità e della forma chimica in cui esso si presenta. I campioni
di suolo analizzati, indicati dalla lettera C, rappresentano il topsoil poiché prelevati a una
profondità compresa tra 0 e 20 cm.
5.1. Elementi in traccia
La contaminazione dei suoli è un problema molto dibattuto poiché esso rappresenta una
risorsa vitale per l'uomo. Dalle condizioni chimico-fisiche in cui si trova, dipende la
produzione agricola e la qualità dei suoi prodotti che costituiscono uno dei fondamentali
fattori del ciclo vitale terrestre. Tra i potenziali inquinanti, particolarmente temuti sono i
cosiddetti metalli pesanti i quali, non sono soggetti ad alcun processo di decomposizione e
permangono quindi nel suolo fino a che non siano trasportati da qualche meccanismo
chimico, fisico o biologico in un altro comparto ambientale. La presenza di metalli, se in
concentrazione superiore a determinate soglie, perturba gli equilibri microbiologici del
suolo, condizionandone negativamente la fertilità. La legislazione Italiana, con il Dlgs
152/2006, fissa dei limiti di concentrazione per alcuni metalli nei suoli variabili in base alla
destinazione d’uso di quest’ultimo (Tabella 3). In letteratura sono noti molteplici studi
riguardanti la determinazione delle concentrazioni dei metalli pesanti in suoli urbani e a
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elevato impatto antropico (Manta et al., 2002) al fine di valutare la fonte dei metalli stessi.
Il suolo, nei confronti degli altri comparti ambientali, può agire sia da deposito, sia da
sorgente di inquinanti (Poggio et al., 2009). L’accumulo nei terreni di concentrazioni
elevate di elementi potenzialmente tossici, che derivino da fonti naturali o antropiche, è
una questione di grande attualità nei paesi industrializzati e ancora di più in quelli in via
di sviluppo, dove le leggi a tutela dell’ambiente sono spesso carenti; questo accumulo può
causare perdita di funzionalità del suolo, fenomeni di fitotossicità e trasferimenti di
elementi potenzialmente nocivi alla catena alimentare, oltre ad effetti tossici diretti sugli
animali e sull’uomo (Fontana, 2013).
Gli elementi in traccia sono presenti nel suolo grazie a fonti sia naturali, sia antropiche. I
livelli di elementi in tracce presenti nel terreno per cause naturali derivano,
essenzialmente, dal materiale parentale da cui il suolo si è originato attraverso
l’alterazione del substrato, il loro ammontare quindi dipende dal tipo di roccia madre
(tab.6) e dai processi pedogenetici, e possono raggiungere anche livelli elevati in zone con
substrato particolarmente ricco in metalli pesanti, come, ad esempio, nel caso dei suoli su
serpentinite, estremamente ricchi in Ni, o nelle aree minerarie (Fontana, 2013). Le fonti
antropiche che causano la presenza di contaminanti nel suolo sono molte: attività di
miniera e metallurgiche, traffico veicolare, attività industriali (industrie galvaniche,
chimiche, siderurgiche, concerie, cementifici, ecc.), uso di combustibili fossili, trasporti,
smaltimento dei rifiuti, attività agricole (fertilizzanti, pesticidi, fanghi di depurazione,
irrigazione con acque reflue).
Non solo le attività industriali, ma anche le attività agricole, quindi, contribuiscono ad
accrescere i livelli di elementi in tracce nei suoli (Kabata-Pendias e Mukherjee, 2007). É
dunque importante poter definire un valore di background naturale dell’elemento
indagato al fine di poter valutare correttamente il risultato analitico ed evidenziare
possibili fenomeni di contaminazione.
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Tabella 6. Concentrazione di alcuni elementi in diversi tipi di rocce; range di variazione e valori
medi in mg kg-1 R.m.= rocce magmatiche (Adriano, 2001).
In tale contesto si inquadra il presente lavoro. Ai fini della valutazione di un possibile
impatto antropico sui suoli dell’area di studio sono state determinate le concentrazioni di
Al, Mn, Fe, Cr, Co, Ni, Cu, As, Cd e Pb nelle frazioni biodisponibile e pseudo-totale dei
campioni di suolo.
La tabella 7 mostra il contenuto dei suddetti elementi nei campioni di topsoil prelevati nei
punti di campionamento dell’area di studio (fig.11). Da questa si osserva che in entrambe
le frazioni gli elementi presenti in concentrazione maggiore sono l’Al, il Mn e il Fe; In
particolar modo nella frazione biodisponibile l’ Al presenta concentrazioni che variano tra
i 326.5 mg/kg nel campione C6 e 946.8 mg/kg del campione C5. Per la stessa frazione il Mn
mostra valori compresi tra 297.9 mg/kg nel punto C6 e 982.6 mg/kg in C4, mentre il Fe è
presente in concentrazioni comprese tra 141.3 mg/kg nel punto C3 e 878.9 mg/kg in C5.
Nella frazione pseudo-totale l’ Al varia tra 23950 mg/kg in C1 e la massima concentrazione
misurata di 98940 mg/kg nel punto C6, il Mn varia tra 3011 mg/Kg nel campione C6 e 7034
mg/Kg nel campione C9, mentre il Fe raggiunge la massima concentrazione pari a 4057
mg/kg, nel punto C2, e il valore minimo di 1529 mg/Kg nel campione C6.
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Al Cr Mn Fe Co Ni Cu As Cd Pb
C1 AC 868,8 5,22 437,4 552,6 1,55 4,07 5,55 1,32 0,95 10,94
C2 AC 898,5 5,74 501,4 301,1 1,39 9,39 7,59 2,34 1,29 7,72
C3 AC 381,5 17,57 905,4 141,3 3,09 33,25 12,45 2,47 2,75 6,08
C4 AC 461,1 23,26 982,6 602,5 2,53 19,51 9,21 4,38 1,96 6,21
C5 AC 946,8 7,82 741,8 878,9 3,80 10,32 7,13 1,26 1,77 13,63
C6 AC 326,5 3,72 297,9 203,2 1,47 3,92 4,93 0,50 0,64 6,99
C1 R 23950 64,93 3379 2140 6,56 42,31 20,64 12,47 1,83 13,65
C2 R 55840 130,6 6608 4057 10,6 78,01 32,22 24,88 2,81 24,2
C3 R 31990 99,59 7034 3726 15,52 74,62 29,29 25,54 2,98 25,38
C4 R 46420 91,33 6244 3005 8,50 57,4 23,59 15,51 2,52 23,16
C5 R 30470 76,8 6979 2970 16,77 74,83 33,2 14,65 2,84 28,35
C6 R 98940 37,59 3011 1529 7,16 33,82 16,01 8,50 1,21 16,52
Tabella 7. Elementi minori presenti nei campioni di suolo esaminati espressi in mg/Kg. La sigla
AC indica il risultato analitico ottenuto per la frazione scambiabile, mentre la sigla R indica la
frazione Pseudo-Totale.
Si nota dunque che alle maggiori concentrazioni riscontrate per la frazione biodisponibile
si associano le maggiori concentrazioni per la frazione totale, seppur quest’ ultima risulti
essere almeno di un’ ordine di grandezza maggiore rispetto alla frazione scambiabile.
L’Al, il Mn e il Fe sono di gran lunga i tre maggiori costituenti dei suoli indagati. La
natura argillosa del suolo analizzato nel presente lavoro ( Fig.7, pp 58) e l’ abbondanza di
questi tre elementi nella crosta terrestre, rende i dati ottenuti del tutto in linea con le
previsioni. La composizione chimica naturale dei suoli riflette, in buona misura, quella
delle rocce dalle quali si sono formati e poiché le rocce sono caratterizzate da differenti
composizioni chimiche, a seconda della classe di appartenenza, i suoli a loro volta possono
avere composizioni chimiche marcatamente differenti in funzione della composizione
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delle rocce dalle quali hanno avuto origine. Secondo De Vivo et al., 2004, i valori naturali
medi di Al e Fe nelle argilliti sono rispettivamente 80000 ppm e 51000ppm, del tutto
comparabili con le concentrazioni medie riscontrate nei campioni di suolo analizzati. Il
discorso sembra essere diverso per il Mn per il quale, nei campioni di frazione pseudo-
totale, abbiamo concentrazioni di un ordine di grandezza superiore rispetto al valore
medio di Mn nelle argilliti noto in letteratura che si aggira attorno ai 900 ppm. Il
contenuto di questo elemento nel suolo è comunque molto variabile. Questa variazione
sembra non essere quasi mai collegata con la classificazione del suolo, ma è associata
piuttosto al contenuto di argilla. Tuttavia, i livelli più alti di Mn si trovano spesso in
terreni derivanti dalle rocce mafiche, in terreni ricchi di ferro e/o di materia organica e in
quelli situati in regioni aride o semiaride. Il manganese è usato principalmente
nell’industria metallurgica per la formazione di leghe di acciaio, viene utilizzato per
incrementare la durezza, tenacità e come antiossidante. È inoltre ampiamente sfruttato
nella produzione di pigmenti, ceramiche e vetri. Per questa serie di motivi si ritrova
facilmente in molti rifiuti trasportati in discarica.
Il Fe è il quarto elemento per abbondanza nella crosta terrestre (5%). Si trova raramente
allo stato nativo, mentre sono abbondanti i suoi composti, specialmente ossidi, idrossidi,
carbonati e solfuri; è presente come componente di minerali primari (pirosseni, anfiboli,
biotite, olivina) e solfuri come la pirite pirite (FeS₂); altri minerali importanti del ferro
sono: magnetite (Fe₃O₄), siderite (FeCO₃), ematite (Fe₂O₃) e limonite (2Fe₂O₃*3H₂O). È
generalmente presente nei suoli in quantità variabili tra lo 0.1% e il 10% con forti aumenti
di concentrazione nei pressi di siti urbani. Esso è il metallo più usato in assoluto. La
grande disponibilità in natura e la combinazione di basso costo ed alta resistenza ne fanno
un materiale da costruzione indispensabile. L'uso di gran lunga più diffuso è nell'industria
siderurgica in cui viene usato principalmente per la produzione degli acciai e delle ghise.
Il suo largo impiego lo rende anch’esso parte di molteplici rifiuti, è dunque del tutto
verosimile riscontrare valori così elevati di Fe in discarica.
Un discorso analogo riguarda l’ Al; esso rappresenta il terzo elemento più abbondante
della crosta terrestre (8%) e come già accennato nel capitolo 1, entra nella composizione di
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