Media aritmetica
91,0
Media geometrica
85,17
Media armonica
79,51
Mediana
95
Deviazione standard
32,32
Varianza
1044,83
61 .
Tabella. 6.4.5– Misure di posizione relativa del vanadio totale.
Tabella. 6.4.6– Misure di tendenza centrale del vanadio totale.
Le misure di tendenza centrale (tab. 6.4.6) mostrano che anche per il vanadio le medie non si discostano molto le une dalle altre: la media geometrica e la mediana riportano lo stesso valore di 98 pmm. La deviazione standard mostra che i singoli valori di concentrazione si discostano decisamente meno dalla media rispetto a quanto avveniva per il cromo eil nichel, essendo relativamente meno dispersi e tendenzialmente più concentrati nelle classi di concentrazione 70-90 e 90-100 ppm (fig. 6.4.18).
Le misure di posizione relativa (tab. 6.4.5) mostrano che oltre il 60% dei valori di vanadio della distribuzione totale, supera il limite di legge di 90 ppm
L’elaborazione dei risultati delle analisi chimiche in fluorescenza a raggi X dei campioni di suolo attraverso un G.I.S, ci permette di verificare qual è la distribuzione spaziale del tenore di fondo dei metalli pesanti. La realizzazione di una specifica cartografia tematica, ha evidenziato una stretta
Misure di posizione relativa
Minimo
59
5%
71
10%
78
25%
89
50%
98
75%
114
90%
126
95%
130
Massimo
137
Misure di tendenza centrale
Media aritmetica
100
Media geometrica
98
Media armonica
96
Mediana
98
Deviazione standard
19
Varianza
349
62 relazione tra la provenienza dei sedimenti e la concentrazione dei metalli pesanti, infatti osservando la figura 6.4.19 si può notare che tutti i campioni con le concentrazioni in nichel più elevate si trovano i nei depositi sedimentari del Po mentre i campioni con concentrazioni inferiori caratterizzano i depositi del Reno. La distribuzione dei campioni di suolo analizzati rispetto al contenuto in cromo è identica a quella vista per il nichel come mostra la figura 6.4.20.
Aumentando il numero di classi di concentrazioni che descrivo il contenuto in cromo e nichel, possiamo vedere dalla distribuzione spaziale di questi valori che vi è un’ulteriore suddivisione dei campioni in gruppi che sono dipendenti non solo dalla provenienza del sedimento ma anche dalla tipologia di facies de posizionale in cui si trovano. Osservando i campioni del Po (figura 6.4.21) si nota che i campioni concentrazioni più elevate in Cr e Ni si trovano nelle argille organiche e torbe di piana inondabile, spostandosi verso l’area centrale del comune, al passaggio nei limi di piana inondabile vi è una diminuzione delle concentrazioni che prosegue anche al passaggio nei limi e sabbie di argine e ventaglio da rotta e nelle sabbie di riempimento di canale. Il contenuto in metalli pesanti sembra perciò essere maggiore nei depositi caratterizzati da sedimenti fini e risulta minore nei depositi più grossolani e poveri in argille. Questa distribuzioni dei campioni è identica anche per quanto riguarda depositi del Reno.
Figura. 6.4.19 – Distribuzione del Ni rispetto la geologia superficiale.
Nichel > 88 ppm < 88 ppm
63 Figura. 6.4.20– Distribuzione del Cr rispetto la geologia superficiale.
Figura. 6.4.21 – Distribuzione del Cr e Ni in funzione delle diverse facies de posizionali.
Cromo > 150 ppm < 150 ppm Cromo Nichel 200-266 ppm 123-163 ppm 149-199 ppm 93-122 ppm 108-148 ppm 67-92 ppm 77-107 ppm 38-66 ppm
Ni
64
6.4.2) Stima del tenore di fondo dei metalli pesanti
Nel capitoli precedenti sono state ampiamente discusse le principali tematiche che ruotano attorno al concetto di “tenore di fondo”, ovvero la sua esatta definizione e l’importanza che la sua determinazione riveste non solo a livello puramente scientifico, ma anche a livello legislativo e applicativo. Se da un lato fornire una definizione di “tenore di fondo” può risultare un puro esercizio teorico e filosofico, dall’altro è ben più spinosa la questione che riguarda le procedure pratiche da dover adottare per la sua misura.
Nel passato sono state considerate come concentrazioni geochimiche naturali (background) i contenuti medi crostali degli elementi. Un simile approccio si è rivelato non compatibile con le ricerche di geochimica ambientale e con i problemi specifici di inquinamento in quanto non veniva minimamente considerata la variabilità ambientale di un territorio; con l’aggettivo “ambientale” ovviamente non ci si riferisce soltanto alle sue caratteristiche geologiche, ma anche a quelle fisiche, climatiche e biologiche. E’ noto infatti che il chimismo di un sedimento, soprattutto se relativamente superficiale, è influenzato da molteplici fattori che, interagendo costantemente e simultaneamente nel corso del tempo, ne delineano gli aspetti (De Vivo, 2004).
Come giustamente sottolineato dallo studio condotto da Salminen & Tarvainen (1997), se si prende in considerazione la sola variabile geologica, i fattori che influenzano il background geochimico di una regione sono sostanzialmente quattro: la composizione litologica e mineralogica del substrato roccioso, la tipologia di materiale considerato, la sua granulometria e la metodologia analitica scelta per intraprendere la ricerca.
Solitamente la determinazione del valore del background naturale, e quindi il riconoscimento di eventuali anomalie geochimiche, si ottiene applicando un approccio statistico basato sulla costruzione di istogrammi di frequenza per verificare la distribuzione delle concentrazioni degli elementi (De Vivo, 2004).
La statistica classica assume che, se viene considerata una sola popolazione di dati, essa sia caratterizzata da una distribuzione normale o gaussiana. Sebbene si tenda erroneamente ad utilizzare ancora il valore medio della popolazione come “tenore di fondo”, in caso di distribuzione normale il valore di background generalmente si fissa in corrispondenza della media aritmetica (x) + una deviazione standard (σ), in quanto l’intervallo tra esse compreso considera il 68,26% dei dati e rappresenta la fluttuazione regionale dei dati stessi intorno al valore medio. Le fluttuazioni locali ricadono invece nell’intervallo dei valori compreso tra (x + 1σ) e (x + 2σ), che consente di prendere in considerazione un ulteriore 27,18% dei dati raggiungendo una copertura del 95,44% dell’intera popolazione. Concentrazioni di elementi che oltrepassano la soglia (x + 2σ) rappresentano
65 certamente valori anomali non forzatamente di origine antropica, ma che comunque determinano un peggioramento delle condizioni ambientali (De Vivo, 2004).
Questo approccio è raramente applicabile nel campo dell’indagine geochimica, in quanto la maggior parte delle concentrazioni di metalli e metalloidi in rocce, suoli o sedimenti non sono caratterizzate da una distribuzione gaussiana ma mostrano istogrammi di frequenza con una marcata coda positiva. Normalmente infatti, ed è questo il caso dei terreni agricoli della provincia di Ferrara, la distribuzione delle concentrazioni di un elemento rappresenta la somma dei contributi derivanti da più popolazioni, nel caso specifico una relativa al fiume Po e una relativa ai fiumi appenninici; inoltre, come ha evidenziato chiaramente l’indagine geochimica operata sui sedimenti prelevati alla profondità di 1 m, il profilo geochimico dei campioni mostra una notevole variabilità in base alla granulometria. In questi casi quindi si tende a calcolare il valore del background naturale fissandone il valore massimo e il valore minimo in corrispondenza di opportuni percentili (De Vivo, 2004). Per quanto riguarda i campioni provenienti dal territorio comunale oggetto di studio si è scelto di calcolare, alla luce dei risultati ottenuti dalla caratterizzazione geochimica e statistica dei sedimenti, un valore di background proprio di ogni popolazione fissandone il valore minimo in corrispondenza del percentile 0,025 e il valore massimo in corrispondenza del percentile 0,975, intervallo all’interno del quale ricade il 95% dell’intera distribuzione di dati.
Po
Ap
Max
Min
Max
Min
Cr
263
162
138
93
Ni
156
103
76
55
V
132
91
133
81
Tabella. 6.4.5– tenore di fondo dei metalli pesanti Cr, Ni e V rilevati dalle analisi dei campioni profondi.
Come si può notare dalla tabella 6.4.5 i campioni geneticamente legati al fiume Po sono caratterizzati, rispetto a quelli appenninici, da un più esteso divario tra la soglia inferiore quella superiore del tenore di fondo naturale, dovuto principalmente all’ampiezza del bacino di drenaggio del fiume e alla forte eterogeneità litologica che lo caratterizza.
Analizzando invece i valori assoluti dei tenori di fondo emerge che, per ogni metallo pesante considerato, la popolazione padana è caratterizzata da concentrazioni di background più elevate rispetto alla popolazione appenninica, soprattutto per elementi quali Cr e Ni che rappresentano dei chiari indicatori di litologie a composizione basica e ultrabasica affioranti nel bacino idrografico del fiume Po.
66 Se a questo punto si considerano le concentrazioni-soglia di contaminazione fissate dal D. Lgs. 152/06 per i metalli pesanti trattati in questa tesi e le si confronta con i tenori di fondo naturali calcolati, si nota che, come messo in luce nel corso dell’analisi statistica della concentrazione dei metalli pesanti, i valori del background naturale di diversi elementi, soprattutto per quanto riguarda la popolazione padana, superano i limiti di legge. Tra questi ritroviamo:
il Cr che, con una concentrazione naturale massima di 263 ppm, sfora la soglia legislativa fissata a 150 ppm (tabella 11.1);
Ni che, con una concentrazione naturale massima di 156 ppm, oltrepassa la soglia legislativa fissata a 120 ppm (tabella 11.1);
Il V che, con una concentrazione naturale massima di 132 ppm per entrambe le popolazioni, supera la soglia legislativa fissata a 90 ppm (tabella 11.1);