Speciazione dei metalli nelle acque lacustri

Speciazione dei metalli nelle acque lacustri

Per l'analisi della speciazione dei metalli è stato utilizzato il dataset relativo ai campionamenti effettuati nel periodo 2007-2008 nei laghi Paione Superiore ed Inferiore l'utilizzo del modello Visual MINTEQ e l'impiego dei dati di chimica unitamente a quelli dei metalli pesanti determinati, ha permesso di predirre scenari di formazione e dissoluzione di elementi potenzialmente tossici per l'ecosistema alla variazione graduale di circa 1 unità di pH. In particolare, il modello MINTEQ ha permesso di calcolare dalle concentrazioni delle specie la distribuzione di massa, l'attività ma soprattutto l'indice di saturazione (SI) per un gran numero di specie nel sistema (Ellwood et al., 2009).

I risultati, riportati nella figura 61A, per il Paione Superiore (il cui pH medio attuale è 6,21) mostrano come la diminuzione del pH porti alla potenziale forma disciolta di alcuni minerali di alluminio tra cui boemite (AlO(OH), ercinite (FeAl₂O₄) tipico minerale delle valli Ossolane, e, in minima parte, anche di idrossido di alluminio (Al(OH)₃). In verde sono indicati i valori di saturation index (SI) compresi nell'intervallo +/- 0,5 quando la soluzione è ad uno stato di potenziale equilibrio; in rosso si contraddistinguono i  valori positivi che indicano una sovrassaturazione e la conseguente tendenza dell'elemento a precipitare sottoforma di minerale; ed infine i valori in blu indicano la presenza di un disciolto in soluzione.

Per il Paione Inferiore (pH attuale 6,63) il modello, impostato con le stesse modalità dell'altro lago, prevede la transizione a fase disciolta anche in questo caso di ercinite (FeAl₂O₄) e poi di allosite (Al₂ 2SiO₂ 2H₂O), conosciuto anche come idrocaolinite, uno dei principali minerali delle argille e di conseguenza con alta tendenza a passare in soluzione con input di pH acidi (Gensemer and Playle, 1999) (Fig. 61B).

Applicando il MINTEQ ai dati sperimentali acquisiti in tre decenni si osservano le possibili speciazioni relative a questo metallo. Viene riportata la situazione per il lago Superiore (Tab.26). Nell'Inferiore non si hanno significative variazioni; il risultato potrebbe essere spiegato da una minore condizione di acidità delle acque nel corso degli anni passati, rispetto al lago Superiore.

Già a partire dagli anni '90 l'alluminio, che potrebbe speciare in alunite, tende a passare da uno stato sostanzialmente disciolto ad uno stato di equilibrio (SI = -0,377); nell'ultimo decennio la situazione, potenzialmente più a rischio per quanto riguarda la possibilità di avere lo ione alluminio libero in soluzione, risulta decisamente più bassa; quasi tutti i composti sono in uno stato di equilibrio (ossido di alluminio e allosite) o addirittura sottoforma di minerale come nel caso dell'alluminio idrogeno solfato (SI = 4,035). Questa situazione è pienamente confermata dai dati di chimica degli ultimi anni, che vedono una netta ripresa in termini di acidificazione, con il conseguente aumento in termini di pH e alcalinità (Mosello et al., 1999, Rogora, 2004, Mosello et al., 2009).