PARAMETRI CHIMICO-FISICI MISURAT

In questo paragrafo si effettua una descrizione dei dati chimico-fisici ottenuti nelle campagne di Settembre 2013 e Febbraio 2014: conducibilità elettrica (CE) in μS/cm, pH e T in °C.

I dati vengono riportati in tabelle diverse, suddivise in base al tipo di acquifero che viene intercettato dal punto di captazione considerato. Le prime due tabelle (Tab. 8.2a e 8.2b) sono relative rispettivamente ai punti d’acqua che danno informazioni sull’acquifero freatico in sabbie e ai campioni superficiali del Fiume Arno e del Canale Scolmatore, mentre le altre due (Tab. 8.2c e 8.2d) sono relative ai punti d’acqua che arrivano ad intercettare il primo acquifero confinato in ghiaie.

Nella Tab. 8.2a si riportano i dati chimico-fisici dei campioni d’acqua prelevati nei 4 piezometri superficiali (D7, S1, S2 e S3) della zona di San Piero a Grado relativi quindi all’acquifero freatico in sabbie. Essendo pochi dati sono stati proiettati solo come valori puntuali nelle rispettive carte di conducibilità elettrica.

Settembre 2013 Febbraio 2014 ID CE (μs/cm a 25 °C) pH T (°C) CE (μs/cm a 25 °C) pH T (°C) D7 1.796 7,2 17,6 1.642 7,2 15,7 S1 38.000 6,5 16,4 18.400 6,8 15,2 S2 10.230 7,4 17,2 7.810 7,6 15,5 S3 42.800 6,6 16 805 7,7 12,2

Tab. 8.2a - Parametri chimico-fisici relativi all’acquifero superficiale della zona di San Piero a Grado (Settembre 2013 e Febbraio 2014).

Relativamente ai campioni d’acqua dei piezometri superficiali prelevati a Settembre 2013, per quanto riguarda il parametro della conducibilità elettrica, il valore minimo è stato registrato nel piezometro D7, dove si sono misurati 1.796 μS/cm. Tale piezometro raggiunge 60 m di profondità intercettando un acquifero sabbioso intermedio, semi-confinato, tra quello superficiale in sabbie e il primo acquifero confinato in ghiaie; i piezometri S1, S2 e S3 invece intercettano l’acquifero freatico in sabbie. Il valore massimo è relativo al piezometro S3 che presenta CE pari a 42.800 μS/cm. I valori di conducibilità misurati nei 3 piezometri superficiali (che intercettano l’acquifero freatico in sabbie) risultano molto più elevati rispetto a quelli misurati nei piezometri profondi specialmente per quanto riguarda la campagna di Settembre 2013, mettendo in evidenza che si tratta di due acquiferi distinti tra loro, con caratteristiche e qualità delle acque molto

diverse. Nei piezometri superficiali S1 ed S3 si raggiungono i 38.000 e 42.800 μS/cm rispettivamente, mentre nel piezometro S2 si registra un valore pari a 10.230 μS/cm; questi valori così elevati di conducibilità elettrica stanno ad indicare una forte contaminazione dell’acquifero freatico da parte dell’acqua di mare e, vista la loro ubicazione in prossimità dell’Arno (il cui campione presenta un valore di conducibilità molto alto), risultano attribuibili alla presenza di acqua di mare che risale lungo il letto del fiume e va a contaminare le falde circostanti (La Ruffa & Panichi; 2000). Nel piezometro S2 invece, posto a circa 750 m dal Fiume Arno, la conducibilità risulta inferiore rispetto agli altri due piezometri. Questo potrebbe indicare quindi che, la stessa contaminazione dell’acquifero freatico da parte dell’acqua del Fiume Arno nei piezometri S1 e S3 (i quali si trovano direttamente in golena d’Arno), avvenga in maniera meno consistente nel piezometro S2. Nel mese di Febbraio 2014 il valore minimo di conducibilità elettrica è stato misurato nel piezometro S3, con 805 μS/cm; tale valore è confrontabile con quello relativo al campione superficiale prelevato dal Fiume Arno durante la stessa campagna che registra una conducibilità elettrica pari a 502 μS/cm, dovuta alle abbondanti precipitazioni che hanno interessato i giorni precedenti alla campagna. Il valore massimo di CE registrato nella campagna di Febbraio 2014 è relativo al piezometro S1, dove si sono misurati 18.400 μS/cm. I valori del pH presentano invece una media di 6,9 (sono quindi acque a pH neutro) a Settembre 2013, con il valore minimo di 6,5 relativo al piezometro S1 ed il valore massimo di 7,4 relativo al piezometro S2; a Febbraio 2014 la media del pH è pari a 7,3, con il valore minimo di 6,8 relativo al piezometro S1 ed il valore massimo di 7,7 relativo al piezometro S3. Per quanto riguarda la temperatura delle acque campionate nel mese di Settembre la media risulta di 16,8 °C con valori che variano da 16,0 °C del piezometro S3 a 17,6 °C del piezometro D7; la media di Febbraio è di 14,6 °C con valori che variano da 12,2 °C del piezometro S3 a 15,7 °C del piezometro D7.

Relativamente invece ai campioni d’acqua prelevati dal Fiume Arno (A3) e dal Canale Scolmatore (A4), questi risultano poco confrontabili con le acque del primo acquifero confinato in ghiaie, in quanto, essendo acque superficiali, sono maggiormente influenzati da fattori come le maree, le portate dei corsi d’acqua che confluiscono in essi ed i processi di mescolamento dovuti a precipitazioni o apporti di origine antropica e non. Tuttavia mettere in relazione i dati dei campioni del Fiume Arno e del Canale Scolmatore (Tab. 8.2b) con quelli relativi all’acquifero freatico in sabbie (ottenuti nei 4 piezometri superficiali) risulta possibile e molto utile ai fini di questo lavoro, in quanto l’acqua dei fiumi potrebbe andare ad alimentare le acque dell’acquifero superficiale (a seconda dei rapporti fiume-falda trattati nel precedente capitolo 5) e di conseguenza favorire il fenomeno dell’intrusione marina dai corsi d’acqua. I risultati ottenuti sui campioni prelevati vengono riportati nella Tab 8.2b.

Settembre 2013 Febbraio 2014

ID _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C)

A3 35.900 6,8 23,1 502 8,4 10,5

A4 42.400 7,0 22,6 860 8,1 11,5

Tab. 8.2b - Parametri chimico-fisici relativi ai campioni superficiali prelevati dal Fiume Arno e dal Canale Scolmatore (Settembre 2013 e Febbraio 2014).

Per quanto riguarda il parametro della conducibilità elettrica, nei campioni superficiali A3 e A4 si raggiungono i 35.900 e 42.400 μS/cm rispettivamente a Settembre 2013; questi valori così elevati sono da attribuire alla presenza di acqua di mare che risale lungo il letto dei corsi d’acqua e va a contaminare le falde circostanti. A Febbraio 2014 in entrambi i punti di osservazione c’è stata una forte caduta di conducibilità elettrica: in A3 e A4 si registrano 502 e 860 μS/cm rispettivamente. Questa forte variazione di conducibilità è da ricollegare al periodo particolarmente piovoso in cui è avvenuto il prelievo dei campioni.

I dati relativi al primo acquifero confinato in ghiaie sono stati divisi in due tabelle a seconda che si tratti del monitoraggio dei piezometri costruiti nelle prime fasi del progetto (Tab. 8.2c), oppure del monitoraggio dei pozzi già presenti nell’area di studio (Tab. 8.2d); per la loro ubicazione si rimanda alla Fig. 7a del capitolo riguardante le indagini di campagna. I dati di CE raccolti sono distribuiti in maniera abbastanza omogenea nel territorio d’indagine così da permettere di costruire una carta della conducibilità elettrica e poter così studiare il suo andamento.

Per quanto riguarda il parametro della conducibilità elettrica, il valore minimo a Settembre 2013 è stato misurato nel pozzo P5 che presenta CE pari a 896 μS/cm, mentre il valore massimo è relativo al pozzo P11 che presenta CE pari a 8.390 μS/cm. Il pozzo P11 presenta un valore di conducibilità elettrica piuttosto elevato nella campagna di Settembre 2013 rispetto alla media dei valori di CE relativi al primo acquifero confinato in ghiaie. Questa situazione può essere spiegata considerando la depressione piezometrica che caratterizza la zona (vedi Fig. 8.1.1a), dovuta agli intensi emungimenti del Golf Club Tirrenia (P11); tale zona risulta molto vicina alla costa e questo potrebbe favorire un forte richiamo di acqua di mare. In generale si osservano valori relativamente alti (nella maggior parte dei casi sopra i 4.000 μS/cm) su tutti i pozzi più vicini alla linea di costa tra Tirrenia (P8 e P11) e Calambrone (P9, P16 e P17). Ad esclusione della zona di S. Piero a Grado, in cui i valori raggiungono una conducibilità elettrica compresa tra 1.800-4.000 μS/cm, la quasi totalità delle acque prelevate dai pozzi ubicati più nell’entroterra (in particolare i pozzi relativi alla zona di Coltano) sono viceversa caratterizzate da una conducibilità elettrica relativamente bassa, in molti casi inferiore ai 2.000 μS/cm (P10, P24, P25, P26 e P33).

Per quanto riguarda invece la parte centrale della zona di studio, che non era stata ancora indagata da lavori precedenti (Butteri et al., 2010; Baldacci et al. 1994) per la mancanza di punti d’acqua dai quali prelevare i campioni, è stata soggetta, grazie al presente progetto di ricerca, alla realizzazione di nuovi piezometri: dai campioni prelevati sono stati misurati valori di conducibilità elettrica intorno a 2.200 μS/cm nella zona più settentrionale dell’area di studio (D1 e D3), fino ad arrivare a circa 3.800 μS/cm nel piezometro D8, che si trova invece più vicino alla zona di Tombolo-Calambrone. Sempre per quanto riguarda i piezometri profondi, il valore massimo di CE è quello relativo al piezometro D2, ubicato vicino alla costa nella zona di Tirrenia, che presenta una conducibilità elettrica maggiore di 4.000 μS/cm. Confrontando i dati di conducibilità elettrica di Febbraio 2014 con quelli di Settembre 2013, questi risultano essere variati in maniera apprezzabile nel pozzo P3 dove si è verificata una diminuzione di oltre 2.500 μS/cm da Settembre 2013 a Febbraio 2014 (4.030 μS/cm nel Settembre 2013; 1.510 nel Febbraio 2014), nei pozzi P11 e P15 (zona di Tirrenia) che hanno subito rispettivamente una diminuzione

di circa 5.400 μS/cm (8.390 μS/cm nel Settembre 2013; 2.990 μS/cm nel Febbraio 2014) e 3.200 μS/cm (3.700 μS/cm nel Settembre 2013; 446 μS/cm nel Febbraio 2014) rispetto alla campagna di Settembre 2013, nel pozzo P16 (Calambrone) dove si è verificata una diminuzione di circa 5.000 μS/cm (5.950 μS/cm in Settembre 2013; 784 μS/cm in Febbraio 2014) e infine nel P28 (Tombolo) che ha subito una diminuzione di circa 4.300 μS/cm (5.710 μS/cm nel Settembre 2013 e 1.340 μS/cm nel Febbraio 2014). Queste forti variazioni di conducibilità sono da ricondurre alle abbondanti piogge che hanno interessato Gennaio 2014, il quale è risultato il più piovoso dal 1920 (http://climaintoscana.altervista.org); fanno eccezione i piezometri D5 e D6 che registrano invece un aumento dei valori di CE di circa 1500 μS/cm da Settembre 2013 a Febbraio 2014. Il valore minimo di CE nel Febbraio 2014 è stato misurato nel pozzo P15 che presenta una conducibilità elettrica pari a 446 μS/cm, mentre il valore massimo è relativo al pozzo P8 che presenta CE pari a 5.220 μS/cm.

I valori del pH misurati a Settembre presentano invece una media di 7,1 (sono quindi acque a pH neutro), con il valore minimo di 6,5 relativo al pozzo P4 ed il valore massimo di 8,9 relativo al pozzo P5; per quanto riguarda la media del pH nel mese di Febbraio, questa è pari a 7,2, con il valore minimo di 6,7 relativo al pozzo P31 ed il valore massimo di 8,0 relativo al pozzo P5. Infine per quanto riguarda la temperatura nel mese di Settembre 2013 delle acque campionate la media risulta di 18,7 °C con valori che variano da 16,5 °C del pozzo P31 a 23,2 °C del pozzo P9; la temperatura media nel mese di Febbraio 2014 è 15,7 °C con valori che variano da 10,9 del pozzo P34 a 18,0 °C del pozzo P8.

Settembre 2013 Febbraio 2014 ID _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) D1 2.250 7,0 19,2 2.064 6,9 16,9 D2 4.070 7,1 17,8 3.330 6,7 15,0 D3 2.241 7,2 18,5 2.240 7,0 15,8 D4 2.560 7,2 18,5 2.655 7,0 15,7 D5 2.936 6,9 18,2 4.480 7,0 16,7 D6 3.250 7,0 19,3 4.920 7,0 16,9 D8 3.810 6,9 18,8 3.630 6,9 16,1

Tab. 8.2c - Parametri chimico-fisici dei nuovi piezometri che monitorano l’acquifero profondo (Settembre 2013 e Febbraio 2014).

Settembre 2013 Febbraio 2014 ID _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) P1 1.849 6,8 18,7 1.378 6,8 17,9 P2 2.699 7,4 17,7 2.950 7,0 17,1 P3 4.030 6,7 18,6 1.510 6,7 17,7 P4 1.824 6,5 18,8 1.755 7,1 16,3 P6 1.444 6,5 18,2 1.325 7,8 16,6 P8 4.830 6,7 19,1 5.220 7,2 18,0 P9 4.290 7,0 23,2 4.480 7,6 11,3 P10 1.231 7,4 18,8 1.132 7,7 16,4 P11 8.390 7,3 17,3 2.990 6,9 14,7 P13 1.900 7,0 19,9 1.356 7,1 17,2 P14 2.240 7,0 17,0 2.694 7,0 16,8 P15 3.700 6,7 19,3 446 7,9 14,9 P16 5.950 6,6 21,1 784 7,4 15,4 P17 5.220 6,8 22,8 4.093 7,1 12,1 P19 2.353 6,7 19,8 1.785 7,3 17,7 P20 1.371 7,4 17,4 1.784 7,0 14,9 P21 3.530 6,6 19,3 - - - P22 1.455 7,5 18,1 1.056 7,4 16,2 P23 2.472 6,9 16,9 - - - P23bis - - 16,9 2.100 7,2 15,8 P24 1.089 8,5 19,9 - - - P25 1.397 7,5 18,3 1.244 7,5 17,4 P26 1.582 7,5 18,3 1.341 7,3 14,8 P28 5.710 7,2 17,5 1.340 7,7 16,1 P29 2.370 6,8 16,9 - - - P31 2.194 6,7 16,5 2.730 6,7 16,7 P33 1.723 6,9 19,4 1.711 7,0 15,9 P34 1.811 6,6 19,1 1.739 7,0 10,9 P35 3.050 6,9 19,1 3.740 7,6 11,0 P36 2.460 7,0 19,4 2.570 7,1 13,8 P37 1.085 7,5 19,1 - - - P38 1.640 7,2 18,0 590 7,8 16,4 P39 1.934 6,6 20,9 - - - P40 1.296 7,4 18,2 1.236 7,4 16,9

Tab. 8.2d - Parametri chimico-fisici dei pozzi relativi all’acquifero confinato in ghiaie (Settembre 2013 e Febbraio 2014).

Per avere un confronto tra i dati attuali, relativi ai pozzi e piezometri censiti ed i campioni del Fiume Arno e del Canale Scolmatore e con quelli ottenuti nei precedenti lavori effettuati nella zona di studio, si riportano, nelle pagine seguenti, le tabelle (Fig. 8.2e, 8.2f e 8.2g) relative al lavoro di Tesi di Neri, (2014).

Febbraio 2013 Giugno 2013 ID _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) D7 2.150 7,0 15,0 1.853 7,1 18,8 S1 28.200 6,6 14,5 32.400 6,6 16,1 S2 8.590 7,4 15,1 9.680 7,2 16,4 S3 6.960 6,7 13,5 33.200 6,8 15,1 A3 684 8,1 7,4 647 7,7 19,2 A4 13.640 7,4 8,4 11.000 7,3 22,8

Tab. 8.2e - Parametri chimico-fisici relativi all’acquifero superficiale della zona di San Piero a Grado e al Fiume Arno e Canale Scolmatore, Febbraio e Giugno 2013 (Neri, 2014).

Febbraio 2013 Giugno 2013 ID _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) _{(μs/cm a 25 °C)} CE pH T (°C) D1 2.420 6,4 17,0 2.400 7,1 19,2 D2 2.592 6,9 17,2 3.060 6,9 17,5 D3 2.390 6,9 15,9 1.822 6,7 18,6 D4 2.600 6,6 15,7 1.990 6,8 18,4 D5 4.520 7,1 15,0 4.380 6,8 17,2 D6 4.870 6,8 16,2 4.700 7,1 19,9 D8 3.620 6,8 18,0 3.420 6,7 18,3

Tab. 8.2f - Parametri chimico-fisici dei nuovi piezometri che monitorano l’acquifero profondo, Febbraio e Giugno 2013 (Neri, 2014).

Febbraio 2013 Giugno 2013

P1 631 8,7 13,3 1.595 7,0 16,9 P2 3.060 7,3 16,4 3.690 7,1 16,9 P3 1.573 6,9 17,5 1.601 6,7 17,3 P4 3.220 7,0 18,3 4.080 6,7 17,0 P6 1.346 7,7 16,0 1.515 7,1 17,4 P7 bis 1.107 7,4 14,7 - - - P8 4.130 6,9 17,0 5.430 6,9 18,7 P9 - - - 4.320 6,7 20,0 P10 845 7,6 15,0 1.125 7,5 17,9 P11 - - - 2.960 6,8 17,8 P13 1.378 6,8 16,9 1.710 6,7 18,9 P14 2.460 6,7 16,3 1.935 7,2 17,0 P15 3.940 6,9 16,7 2.890 6,8 17,4 P16 - - - 3.760 6,9 18,7 P17 5.490 7,1 9,1 5.450 6,8 20,0 P19 2.430 7,2 15,7 1.977 6,7 20,0 P20 1.814 7,0 14,5 1.436 7,0 18,4 P21 - - - 3.710 6,8 18,8 P22 1.235 6,9 17,2 1.353 7,3 20,0 P23 2.570 6,9 16,3 2.450 7,1 17,1 P23bis 2.062 6,8 15,5 2.370 6,7 16,0 P24 - - - 1.126 7,2 17,8 P25 1.328 7,2 20,1 1.294 7,3 18,9 P26 1.506 7,1 13,7 1.447 7,2 19,4 P27 2.680 5,9 16,0 - - - P28 5.940 6,8 16,5 5.250 6,7 18,1 P29 2.550 6,7 16,9 2.490 6,9 17,2 P31 2.430 6,7 16,9 1.972 6,8 17,3 P33 1.911 6,8 16,5 1.940 7,0 16,4 P34 2.530 6,8 16,2 2.480 6,6 18,2 P35 2.910 6,8 15,7 2.640 6,8 20,6 P36 2.470 6,9 16,6 2.430 6,9 20,8 P37 1.190 6,8 17,4 1.105 7,1 19,5 P38 - - - 1.500 7,0 18,5 P39 - - - 2.400 6,7 18,5

Tab. 8.2g - Parametri chimico-fisici dei pozzi relativi all’acquifero confinato in ghiaie, Febbraio e Giugno 2013 (Neri, 2014).

Andando a confrontare la campagna di Settembre 2013, relativa ai periodi di magra, con quella di Giugno 2013, che si può considerare relativa ai periodi di morbida in quanto le precipitazioni registrate sono state assai superiori ai valori medi del periodo, per quanto riguarda la

conducibilità elettrica, questa risulta essere variata in maniera apprezzabile nel pozzo P11 (2.960 μS/cm nel Giugno 2013; 8.390 μS/cm nel Settembre 2013) e in particolare nei piezometri superficiali S1 (32.400 μS/cm nel Giugno 2013; 38.000 μS/cm nel Settembre 2013), S3 (33.200 μS/cm nel Giugno 2013; 42.800 μS/cm nel Settembre 2013) e nei due campioni di acqua superficiali prelevati l’uno dal Fiume Arno (647 μS/cm nel Giugno 2013; 35.900 μS/cm nel Settembre 2013), l’altro dal Canale Scolmatore (11.000 μS/cm nel Giugno 2013; 42.400 μS/cm nel Settembre 2013). Queste forti variazioni di conducibilità elettrica sono in larga parte da imputare alla diminuzione delle precipitazioni e agli intensi emungimenti che si verificano nel periodo estivo.

Invece non si riscontrano variazioni notevoli sul pH delle acque campionate ad eccezione del P24 (7.24 nel Giugno 2013; 8.53 nel Settembre 2013). Infine, per quanto riguarda la temperatura, è un parametro poco confrontabile perché influenzato dal mese in cui sono state effettuate le varie campagne. Tuttavia confrontando la campagna di Settembre 2013 con quella di Giugno 2013 non si riscontrano variazioni notevoli sulla temperatura delle acque campionate, se non per il pozzo P9 (20 °C nel Giugno 2013; 23,2 °C nel Settembre 2013) e per il campione di acqua superficiale prelevato dal Fiume Arno (19,2 °C nel Giugno 2013; 23,1 °C nel Settembre 2013). Andando a confrontare invece la campagna di Febbraio 2014 con quella di Febbraio dell’anno precedente, per quanto riguarda la conducibilità elettrica, questa risulta essere variata in maniera apprezzabile nei pozzi P15 (3.940 μS/cm nel Febbraio 2013; 446 nel Febbraio 2014), P28 (5.940 μS/cm nel Febbraio 2013; 1.340 μS/cm nel Febbraio 2014) e P32 (7.110 μS/cm nel Febbraio 2013; 3.620 μS/cm nel Febbraio 2014) e in particolare nei piezometri superficiali S1 (28.200 μS/cm nel Febbraio 2013; 18.400 μS/cm nel Febbraio 2014), S3 (6.960 μS/cm nel Febbraio 2013; 805 μS/cm nel Febbraio 2014) e nel campione d’acqua superficiale prelevato dal Canale Scolmatore (13.640 μS/cm nel Febbraio 2013; 860 μS/cm nel Febbraio 2014). Il fatto che nel Febbraio 2014 si registrano valori di conducibilità elettrica marcatamente più bassi nei punti sopradetti rispetto al mese di Febbraio dell’anno precedente è sicuramente da associare all’influenza delle acque meteoriche cadute in abbondanza nel Gennaio 2014.

Invece non si riscontrano variazioni notevoli sul pH delle acque campionate, fatta eccezione per i pozzi P1 (8,7 nel Febbraio 2013; 6,8 nel Febbraio 2014) e P5 (9,4 nel 2013; 8,0 nel 2014). Infine per quanto riguarda la temperatura, confrontando la campagna di Febbraio 2014 con quella di Febbraio 2013, non si riscontrano variazioni notevoli (al massimo 3 °C di differenza). Uniche eccezioni sono i pozzi P1 (13,3 °C nel Febbraio 2013; 17,9 °C nel Febbraio 2014), P34 (16,2 °C nel 2013; 10,9 °C nel 2014) e P35 (15,7 °C nel 2013; 11,0 °C nel 2014).

8.2.1 - CARTE CONDUCIMENTRICHE E CONSIDERAZIONI SUL FENOMENO