CARATTERIZZAZIONE RADIOMETRICA DEI SUOLI

In questo paragrafo si è approfondito lo studio relativo alla componente radioattiva dei campioni di suolo di Terni. I risultati prodotti dall’analisi eseguita tramite spettrometria γ, sono riportati in allegato A ed esprimono le concentrazioni in Bq/Kg dei seguenti radionuclidi: 226_Ra, 228_Ac, 40_K, 210_Pb, 137_{Cs. I radionuclidi analizzati rappresentano}

rispettivamente una componente crostale (226_Ra, 228_Ac, 40_{K ) ed una componente di origine}

atmosferica (210_Pb, 137_{Cs) (Carboni, 2013-2014).}

In particolare, come indicato precedentemente nel capitolo introduttivo, per il 210_{Pb è}

necessario discriminare una frazione crostale ed una atmosferica, quest’ultima nota come,

in quanto entrambe possono essere presenti nel suolo. Mentre 226_Ra, 228_{Ac e} 40_{K sono ben}

correlati con le informazioni geochimiche ottenute mediante XRF e ne costituiscono un

utile e significativo complemento, i due radioisotopi 210_{Pbexcess e} 137_{Cs sono ampiamente}

utilizzati in campo ambientale come radiotraccianti di origine atmosferica (Doering, 2006). Un primo aspetto trattato nell’analisi è stato lo studio relativo all’andamento delle concentrazioni lungo il profilo verticale del suolo della componente radionuclidica crostale, il cui contenuto è funzione del substrato pedogenetico, e della componente atmosferica. La descrizione avviene come per la composizione chimica.

- Nei siti di Monte Martano e Torre Maggiore (Fig. 5.25) risalta la presenza di un elevato

contenuto di 40_{K. Il radionuclide si concentra nei livelli intermedi del profilo del suolo con}

valori prossimi o poco superiori ai 450 Bq/Kg, associato a possibili processi di circolazione di soluzioni saline e conseguente precipitazione di fasi minerali poco solubili; in entrambe i

siti 226_{Ra presenta dei profili verticali crescenti con la profondità, in linea con l’andamento}

del CaO, di cui il radionuclide è un buon proxy; per questa specie le concentrazioni maggiori negli strati più profondi, indicano l’influenza di processi pedogenetici di rimobilizzazione del materiale dalla superficie ai livelli più profondi. Diverso è il caso del

228_{Ac, correlato al contenuto di Th, che insieme al K ci danno informazioni sul contenuto di}

argilla nei suoli, il radionuclide presenta valori discreti per entrambi i siti, in particolare per Monte Martano mostra un profilo di concentrazione decrescente con la profondità, andamento totalmente opposto si ha per Torre Maggiore, ciò può indicare possibili processi di traslocazione delle argille verso gli strati profondi.

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La componente atmosferica presenta concentrazioni ben misurabili di 137_{Cs e di} 210_Pbexcess

confinate nei primi 15 cm di suolo. In particolare, è ben visibile per il sito di Torre Maggiore

un picco del 137_{Cs, con concentrazioni di186 Bq/Kg, valore massimo misurato per l’area di}

studio. Per la componente 210_{Pbexcess le concentrazioni maggiori si hanno nello strato più}

superficiale, con valori compresi tra 65 e 95 Bq/Kg, mentre negli strati più profondi non se ne rileva alcun contenuto.

Figura 5.25: profilo verticale del suolo relativo alla componente radionuclidica, espressa Bq/Kg, nelle stazioni di Monte Martano (MM) e Torre Maggiore (TM ),

- i siti di S. Erasmo, Cesi, Larviano, Prisciano mostrano (Fig. 5.26) profili eterogenei relativamente alla componente crostale; in particolare per il 40_{K nel sito di S. Erasmo si}

hanno degli arricchimenti nello strato superficiale con valori di 333 Bq/Kg, in linea con K2O; gli altri siti mostrano valori crescenti con la profondità, ad indicare la presenza di

processi di percolazione delle acque e successiva precipitazione. Il 226_{Ra presenta per i}

quattro siti un profilo crescente con la profondità, in particolare per S. Erasmo si osserva un picco nel 3° strato (56 Bq/Kg). Rilevante è la presenza a Cesi di un picco nel 4° strato associato al 228_{Ac (circa 70 Bq/Kg), correlato al picco del Th (22 ppm), indicativo di un}

livello caratterizzato da traslocazione di argille.

Il 210_{Pbexcess è presente nei primi 10 cm di suolo, compreso tra 53 e 92 Bq/Kg, fa eccezione}

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nel livello sottostante (13 Bq/Kg); il sito si colloca nell’area urbana, in situazioni

possibilmente coinvolte in processi di rimescolamento. Per quanto riguarda il 137_{Cs è}

presente nei siti di S.Erasmo e Cesi con valori nel 1° strato di 106 Bq/Kg e 98 Bq/Kg, mentre a Larviano è caratterizzato da un contenuto modesto (27 Bq/Kg). Diverso è il caso di Prisciano che mostra un profilo di concentrazione costante con la profondità ancora una volta con valori esigui, circa 12 Bq/Kg.

Figura 5.26: profilo verticale del suolo relativo alla componente radionuclidica, espressa in Bq/Kg, nelle stazioni di S.Erasmo (ERA), Cesi (CES), Larviano (LAR) e Prisciano (PR ).

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- il sito di Pineta Centurini è caratterizzato dal contenuto più basso di 40_{K in superficie}

(170 Bq/Kg), ma in linea con gli altri siti presenta un profilo crescente con la profondità. Il

226_{Ra mostra un picco evidente nel 4° strato con un valore di 50 Bq/Kg. Per} 228_{Ac si nota}

un contenuto esiguo, ad indicare suoli in cui la componete argillosa non è elevata. Anche a Pineta Centurini la componente atmosferica è concentrata negli strati più superficiali del suolo ma con valori modesti rispetto agli altri siti, il 137_{Cs è presente con valori di 35 Bq/Kg,}

mentre il 210_{Pbexcess con valori massimi di 41 Bq/Kg.}

Figura 5.27: profilo verticale del suolo relativo alla componente radionuclidica, espressa in Bq/Kg, nelle stazioni di Pineta Centurini (PCEN).

- nei suoli dei siti di Miranda, Le Grazie e Stroncone, la componente crostale è caratterizzata

da un contenuto cospicuo di 40_{K nei siti di Le Grazie e Stroncone che mostrano un picco nel}

2° strato con valori pari a 634 Bq/Kg e 508 Bq/Kg, anche a Miranda è visibile un picco nel 2°

strato ma di minore concentrazione (338 Bq/Kg); elevato è il contenuto di 226_{Ra nei livelli più}

profondi, con valori prossimi ai 90 Bq/Kg per Miranda e Stroncone, indicativo di suoli alterati come dimostra il contenuto molto esiguo della componente maggioritaria (CaO) per le tre

stazioni. La componente atmosferica è presente con elevate concentrazioni per il 137_{Cs nel}

sito di Miranda (157 Bq/Kg) e nel sito di Stroncone (103 Bq/Kg), a Le Grazie il profilo verticale presenta un andamento crescente con la profondità, diversamente dall’andamento comune ai siti di studio, ciò può essere associato ad un effetto locale, dovuto alla collocazione del sito nell’area urbana, dove i suoli sono soggetti a processi di rimescolamento oppure alla presenza di materia organica e di minerali argillosi nei livelli più profondi del suolo (Benoit, 1988). Il 210_{Pbexcess presenta un picco in superficie nei tre siti con concentrazioni di circa}

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Figura 5.28: profilo verticale del suolo relativo alla componente radionuclidica, espressa in Bq/Kg, nelle stazioni di Miranda (MIR), Le Grazie (LGR), Stroncone (STR).

In sintesi si osserva che la concentrazione dei radionuclidi nei suoli, associata alla

componente litogenica (226_Ra, 228_Ac, 40_{K), è distribuita abbastanza omogeneamente sulla}

verticale dei siti campionati, consistente con la variabilità spaziale associata alla diversa natura geologica della zona. La componente radionuclidica di origine atmosferica (210_Pbexcess, 137_{Cs) presente nei suoli è confinata nei primi 10 cm di profondità; il} 137_{Cs, in}

particolare, è legato ad eventi di deposizione occasionali e ben noti, quali il weapon test

fallout del 1963 e Chernobyl del 1986, mentre per il 210_{Pbexcess le concentrazioni massime}

presenti nei livelli più superficiali sono dovute a fenomeni di deposizione ancora in atto.

L’unica eccezione è visibile per il 137_{Cs a Le Grazie, sito in cui il radionuclide presenta le}

concentrazioni maggiori nei livelli più profondi, fenomeno associato probabilmente a fattori locali di natura antropica. Come si può osservare in alcuni suoli il 137_{Cs ed} 210_Pbexcess

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restano confinati nel primo strato (campioni di Monte Martano, Torre Maggiore, Miranda e Stroncone): questo rivela come in questi particolari tipi di suolo la mobilizzazione indotta dall’acqua sia irrilevante, situazione che interessa non solo i due radiotraccianti atmosferici, ma con un elevato margine di probabilità anche altri tipi di elementi chimici, in particolare se di origine atmosferica (Tab. 5.1). Nei campioni di S. Erasmo e Le Grazie, il

137_{Cs è rilevato anche negli strati sottostanti, indizio di una sua maggiore mobilità, mentre}

il 210_{Pbexcess rimane confinato nel primo strato, probabilmente per una maggiore affinità per}

quel tipo di substrato. L’assenza di radionuclidi o valori estremamente bassi come quelli rilevati nei campioni di Prisciano, sia per 210_{Pbexcess che per} 137_{Cs, e di Le Grazie per} 210_{Pbexcess, rivelano un terreno fortemente alterato (miscelamento con strati profondi o}

copertura con altri materiali privi o impoveriti di radionuclidi) che ne determinano la diluizione e quindi la bassa concentrazione. Questa circostanza spiega efficacemente anche la distribuzione degli elementi stabili negli stessi campioni. In sintesi la distribuzione

spaziale di 210_{Pbexcess e} 137_{Cs sembra legata ai processi di deposizione atmosferica secca}

e umida che confinano le concentrazioni maggiori nei livelli più superficiali. Dall’andamento dei profili verticali del suoli dei vari siti si è voluto valutare la possibilità di individuare delle correlazioni tra la componente radionuclidica e gli elementi chimici indagati, in particolare per identificare tra gli elementi in traccia una possibile origine atmosferica. Le principali correlazioni sono visibili nella Tab. 5.1, in cui si fa riferimento a tre caratteri diversi dei profili dei suoli: profili decrescenti con la profondità, in genere associati ad una componente atmosferica delle specie nei suoli, profili crescenti associati a suoli generalmente alterati da processi di natura pedogenetica e profili circa costanti che individuano l’origine prevalentemente naturale del metallo o del non metallo nei suoli (Conklin, 2005). In particolare profili crescenti sono associati alla presenza 137_{Cs e} 210_{Pbexcess negli strati superficiali, i siti a quote maggiori, Monte Martano, Torre Maggiore,}

Stroncone presentano andamenti comuni, ovvero profili decrescenti per: Pb, Rb, Zn; in particolare Pb e Zn possono essere associati a contributi antropici, mentre il Rb è associato alle emissioni veicolari. Nei siti posti a quote intermedie a nord della conca, ossia S. Erasmo e Cesi, si osservano tra gli elementi, associati alla componente radionuclidica atmosferica, Cr, S, Zn, mentre a Miranda e Larviano, si risconta un andamento comune per Co, Cr, Ni, Rb, Zn. Nell’area urbana di Terni, le stazioni di Prisciano, Pineta Centurini presentano profili decrescenti per Cr, Cu, Mo, S, Sr, Zn,

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andamento che li accomuna al 210_{Pbexcess, mentre Le Grazie presentano solo Cr, S e Zn, si}

tratta in generale di specie prevalentemente di derivazione antropica.

Il 226_{Ra presenta un andamento molto regolare per le stazioni in esame, mostra un profilo}

crescente, essendo correlato al contenuto i CaO, infatti, discrimina suoli caratterizzati da processi di alterazione e pedogenesi, per quasi tutti i siti.

5.6 STIMA DEI PRINCIPALI ARRICCHIMENTI SUPERFICIALI: FATTORE DI