Il presente lavoro di Tesi è focalizzato alla messa a punto e verifica di un metodo sperimentale per la misura del Fe(II) in campioni di acque naturali, in varie condizioni di concentrazione e acidità. Il metodo risulta speditivo, tanto da poter essere applicato direttamente in campagna se muniti di un opportuno fotometro portatile.
I risultati, applicati ai drenaggi ed acque superficiali di due sistemi minerari con caratteristiche diverse, evidenziano l’importanza per l’applicazione dei modelli di trasporto della contaminazione nell’utilizzo delle effettive concentrazioni delle specie disciolte del Fe(II), rispetto al dato totale di concentrazione. Quest’ultimo risente infatti in maniera variabile del contributo di particellato di specie insolubili di Fe(III), di fatto rendendo non applicabile la termodinamica dei sistemi all’equilibrio basata sulla legge di azione di massa. Dal lavoro di questa Tesi risulta particolarmente importante la determinazione delle specie del ferro nella fase acquosa per quei sistemi caratterizzati da interazioni tra drenaggi di miniere e acque superficiali, mettendo in evidenza condizioni di disequilibrio. Alcuni studi compiuti da Linberg and Runnels (1984) hanno messo in discussione il parametro Eh, mostrando l’ampia discrepanza tra valori di Eh misurati in campagna e quelli calcolati tramite l’equazione di Nernst per diverse semireazioni di coppie redox. Questo viene giustificato dalla mancanza di equilibrio tra differenti coppie redox nel medesimo campione. Secondo Nordstrom et al., (1979) però le misure di Eh potrebbero essere applicabili ai drenaggi acidi di miniera, dove le alte concentrazioni di Fe2+ e Fe3+ fanno presupporre che queste siano le specie dominanti
che controllano la risposta dell’elettrodo. In sintesi, questo lavoro di Tesi evidenzia delle criticità anche nelle condizioni dei drenaggi acidi, raccomandando l’uso delle concentrazioni di Fe(II), specie effettivamente disciolta, e di ossigeno disciolto in sostituzione della misura di Eh nei calcoli di speciazione.
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SITI CONSULTATI mindat.org mn-net.com pexels.com quoteimg.com regione.sardegna.it regione.toscana.it sir.toscana.it 98
Appendice
SIGLA CAMPIONE Data Fe tot mg/L Fe(II) mg/L Fe(III) mg/L pH Eh corr. (mV) (mS/cm EC 20°) O₂ (mg/L) T aria (°C) T acqua (°C) Ca (mg/L) (mg/L) Mg (mg/L) Na (mg/L) K (mg/L) Cl (mg/L) SO4 (mg/L) Br (mg/L) F (mg/L) Si (mg/L) SiO2 CAS Ø 28/10/2016 227.4 202.4 25.0 5.81 287 4,65 <0.4 18 21.0 400 220 70 11 81 3510 0,13 0,52 10,1 21,6 CAS 2 28/10/2016 184.6 160.2 24.4 6.37 227 4,53 <0.4 19 20.0 400 220 69 9 82 3500 0,07 0,64 9,31 19,9 CAS 9 28/10/2016 91.6 72.3 19.3 3.05 687 4,92 4 22.7 22.8 440 230 74 13 88 3800 0,26 0,3 10 21,4 VTOLG 07/12/2016 295.3 1.5 293.8 2.64 840 2,02 10.9 5.3 6.1 VDOLG 07/12/2016 462.3 12.3 450.0 2.52 820 3,47 10.2 5.3 7.1 VDRPO 07/12/2016 895.7 52.0 843.6 2.03 820 4.12 5.2 6.2 10.7 VDSRM 07/12/2016 1915.1 319.8 1595.3 1.52 730 7,05 4.4 7.3 10.9 VSMSA 19/12/2016 <0.1 <0.1 7.4 4,09 8.5 9.2 11.3 CAS Ø 16/01/2017 214.5 219.6 <0.1 5 477 4,15 2.9 19.9 CAS 2 16/01/2017 199.6 129.1 70.5 4.3 498 3,12 6.2 14.0 CAS 9 16/01/2017 33.2 12.5 20.7 5.9 475 1,41 9.0 11.0 VTOLG 26/01/2017 226.2 1.4 224.9 3.1 799 2,11 12.5 2.2 1.6 VTOLG MONTE 26/01/2017 187.1 1.3 185.8 3.5 823 2,08 12.4 2.6 3.2 POZZA m o 26/01/2017 183.7 1.3 182.4 3.4 826 2,15 12.9 2.7 2.6 VTBDA 26/01/2017 131.8 1.5 130.3 3.3 810 2,15 12.5 2.1 2.3 VDSRM 26/01/2017 1904.1 236.9 1667.2 2.2 744 6,81 1.8 2.8 9.3 VTANG 26/01/2017 359.4 15.3 344.1 3.1 797 2,61 13 7.8 2.8
Tabella A: Parametri chimico-fisici, concentrazioni delle specie del ferro tramite fenantrolina e concentrazione degli ioni maggiori. Eh corr: Eh corretto per la soluzione di ZoBell.
SIGLA CAMPIONE Data (ppb) Li (ppb) Be (ppb) V (ppb) Cr (ppm) Mn (ppm) Fe (ppb) Co (ppb) Ni (ppb) Cu (ppm) Zn (ppb) As (ppb) Se (ppb) Sr (ppb) Mo (ppb) Ag (ppb) Sn (ppb) Cd (ppb) Sb (ppb) Ba (ppb) Tl (ppb) Pb (ppb) Th (ppb) U CAS Ø 28/10/2016 86 3.3 <50 <50 60 223.1 1390 2400 <50 615 165 <50 500 0.6 0.1 950 0.8 9.3 520 0.45 CAS 2 28/10/2016 83 1.7 <50 <50 58 180.3 1340 2300 <50 600 32 <50 500 0.4 0.1 945 <0.5 8.7 40 0.1 CAS 9 28/10/2016 85 2.2 <50 <50 61 97.3 1420 2450 <20 610 <10 <50 520 <0.5 0.2 980 <0.5 7.3 940 VTOLG 07/12/2016 15.0 0.40 5.1 10.3 2.0 290.7 8.1 164 20.4 0.27 728 <5 641 2.70 0.39 0.51 2.20 25.5 16.4 112 31.7 4.4 2.58 VDOLG 07/12/2016 20.3 1.09 22.7 17.1 3.5 476.5 40 279 121 1.27 396 6.0 1095 1.18 0.34 <0.4 5.2 26.2 <7 150 47 4.6 16.7 VDRPO 07/12/2016 16.8 1.97 38 54 2.8 957.5 245 530 2597 68.9 4404 10.2 357 6.4 0.62 <0.4 330 407 11.4 235 324 115 72 VDSRM 07/12/2016 18.5 1.21 120 39.0 7.3 2036 107 472 294 1.8 2271 10.1 1420 17.0 <0.2 <0.4 10.4 143 21.4 630 33.9 36.8 30.1 VSMSA 19/12/2016 0.86 <0.01 <0.02 <0.1 0.06 39.0 0.37 6.3 2.04 <0.01 0.13 <1 110 0.25 <0.03 <0.04 0.08 0.4 56 15 0.24 <0.01 0.37
Tabella B: Elementi in traccia dei campioni analizzati all’ICP-MS.