Relazione Monitoraggio Matrici ambientali

PARTE 2: STUDIO SULLA CASSA DI COLMATA DEL PORTO DI MONFALCONE

3. PIANO DELLE INDAGINI

Nel periodo compreso tra Gennaio e Maggio 2012, il Dipartimento di Matematica e Geoscienze

dell’Università di Trieste ha effettuato le indagini, i campionamenti e le analisi delle acque sotterranee del

sito in questione come previsto nello “Studio per la valutazione sull'origine antropica o naturale delle specie

chimiche che superano la concentrazione soglia nelle acque sotterranee della Cassa di Colmata del Porto di

Monfalcone (Regione Friuli Venezia-Giulia)”. L’insieme delle indagini svolte in questo studio hanno

soddisfatto, attraverso l’integrazione dei risultati ottenuti da diverse metodologie di acquisizione dei dati, i

seguenti punti:

I. la verifica dell’eventuale superamento delle soglie imposte dalla normativa per le concentrazioni di

solfati, ferro, manganese, arsenico, nichel, piombo, boro; PCB, 1,2,3-tricloropropano; 1,2-

dibromoetano, triclorometano (cloroformio), benzo[a]pirene e benzo[g,h]perilene misurate nelle

acque sotterranee della Cassa di Colmata.

II. la ricostruzione del comportamento del corpo idrico sotterraneo in relazione al possibile

mescolamento e/o stratificazione fra acque dolci e saline, in modo da ipotizzare i possibili percorsi

e/o i cicli di intrusione di quest’ultime nei materiali contenuti nella Cassa;

III. una verifica dell’esistenza e della variabilità dei processi di evaporazione-adsorbimento e rilascio che

caratterizzano le acque sotterranee della Cassa attraverso misure in campo ed analisi in tempi diversi,

ed un confronto fra i dati acquisiti in questo studio e quelli pregressi disponibili;

IV. la calibrazione di un modello concettuale relativo ai processi che interessano le acque nella Cassa di

Colmata, anche in relazione allo stato delle conoscenze sul comportamento degli acquiferi costieri in

ambiente naturale.

Le indagini si sono articolate nelle seguenti fasi operative:

 sopralluogo (18/01/2012) per l’individuazione dei piezometri all’interno del perimetro della Cassa,

ispezione dei pozzetti e verifica della loro agibilità;

 esecuzione di misure di carico idraulico, conduttività elettrica e temperatura in pozzo (log CTD), in

condizioni di bassa ed alta marea, in 14 piezometri agibili dei 16 precedentemente utilizzati nel Piano

di Caratterizzazione (25/01 e 26/01 /2012); 16

 campagna di prelievo delle acque sotterranee in condizioni statiche (26/01/2012), ovvero senza

spurgo, con misura del livello e delle caratteristiche chimico-fisiche delle acque [conducibilità

elettrica, temperatura, pH, potenziale di ossidoriduzione (Eh)];

 analisi in laboratorio della composizione chimica delle acque sotterranee in condizioni statiche al fine

di valutare l’effetto di una situazione “conservativa” perdurante dalla data dell’unico

campionamento eseguito nel 2009, durante l’esecuzione del precedente Piano di Caratterizzazione;

 primo campionamento dinamico (07/03/2012 e 08/03/2012); misura del livello piezometrico e delle

caratteristiche chimico-fisiche delle acque (conducibilità elettrica, temperatura, pH ed Eh); prelievo

di n° 15 campioni di acque (n° 13 campioni di acque sotterranee da ciascun piezometro agibile e n° 2

campioni di acqua di mare); conservati in appositi contenitori ermetici, i campioni sono stati

consegnati entro 48 ore ai laboratori Veritas S.p.A. di Fusina (VE) per la analisi chimiche;

 secondo campionamento dinamico (17/04/2012): misurazione del livello e delle caratteristiche

chimico-fisiche delle acque (conducibilità elettrica, temperatura, pH ed Eh); prelievo di n° 13

campioni di acque sotterranee dai corrispettivi piezometri; conservati in appositi contenitori

ermetici, i campioni sono stati consegnati entro 24 ore ai laboratori Veritas S.p.A. di Fusina (VE) per

la analisi chimiche;

 elaborazione dei risultati e del modello concettuale del sito in relazione alla composizione chimica

delle acque e della matrice solida

4. ATTIVITÀ

4.1 Livello piezometrico, log di conducibilità elettrica e temperatura

Successivamente al sopraluogo preliminare, condotto in data 25/01 e 26/01/2012, per l’individuazione

dell’esatta posizione dei pozzetti dei piezometri e per la loro ispezione, è stata effettuata una misura della

superficie piezometrica dei log di conducibilità elettrica e temperatura in pozzo per mezzo di una sonda

multiparametrica con compensazione per la pressione atmosferica (Schlumberger CTD e Baro Diver). Sono

stati considerati 14 piezometri agibili. Questa attività ha permesso di verificare l’omogeneità della colonna

d’acqua, la presenza di gradienti o di stratificazione in termini di salinità e temperatura.

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Figura 4.1-1: ubicazione dei piezometri all’interno della Cassa di Colmata e posizione del mareografo di riferimento per

il confronto tra le curve di marea e l’oscillazione della falda e dei parametri ad essa correlati. Sono, inoltre, indicati i

punti di campionamento a mare (M1 ed M2)

4.2 Campionamento delle acque sotterranee in condizioni statiche

A seguito della registrazione dei profili CTD è stato eseguito un prelievo delle acque dai piezometri al fine di

determinarne le proprietà chimico-fisiche e la composizione in condizioni statiche, cioè senza preventivo

spurgo. Il prelievo è stato eseguito con campionatore tipo bailer. A lato di ogni prelievo è stato misurato il

livello piezometrico e sono stati determinati in campo i valori di pH, Eh, la conducibilità elettrica e la

temperatura (Figura 4.2-1), in aggiunta alla temperatura esterna. Da ciascun campione d’acqua, circa 100 ml

sono stati filtrati a 0.45µm attraverso filtri di nylon e conservati in contenitori in PE, mentre ulteriori 60 ml di

campione filtrato sono stato acidificati con 2 gocce di HNO3 ultra puro concentrato. I campioni sono stati

conservati al buio e a +4 °C fino alla consegna ai Laboratori Veritas S.p.A. di Fusina (VE) per l’esecuzione delle

analisi. Figura 4.2.-1: Campionatore bailer

utilizzato per il campionamento

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4.3 Campionamento delle acque sotterranee in condizioni dinamiche

I campioni di acque sono stati raccolti immediatamente dopo le procedure di spurgo; il tempo affinché si

ristabilizzasse il naturale equilibrio del pozzo è risultato, infatti, immediato.

Prima del campionamento, è stato compiuto una rilevazione del livello piezometrico per mezzo di un

freatimetro elettrico mod. SEBA – KLL con segnalatore acustico, al fine di poter calcolare i volumi di acque da

prelevare per lo spurgo e per il successivo campionamento. Lo spurgo è stato eseguito con una pompa

sommersa a basso flusso, per un tempo tale da garantire la rimozione di un volume compreso tra 3 e 5 volte

il volume di acqua presente nel piezometro, in dipendenza dalla capacità di ricarica. Nel caso di piezometri

con acque particolarmente torbide e con torbidità persistente, sono stati raccolti i campioni torbidi che sono

stati poi filtrati in laboratorio previa decantazione del sospeso.

Si è proceduto a formare le aliquote di campione come segue:

 2 litri sono stati raccolti in bottiglie da 1 litro in vetro ambrato silanizzate in laboratorio;

 2 litri sono stati raccolti in bottiglie da 1 litro in vetro ambrato;

 1 litro è stato raccolto in bottiglie in PE;

 250 ml sono stati raccolti in bottiglia in PE, filtrati ed acidificati in campo.

 80 ml di sono stati raccolti in 2 vials da 40 ml

Una volta riempito, ciascun contenitore con l’acqua è stato chiuso saldamente per evitare perdite ed

opportunamente etichettato.

I campioni sono stati raccolti in un apposito contenitore per la conservazione, portati ai rispettivi laboratori

entro le 48 ore successive e conservati in camere di condizionamento termico fino all’esecuzione delle analisi.

A lato del campionamento sono stati misurati in campo i parametri pH, Eh, temperatura, conducibilità

elettrica e ossigeno disciolto (solo nel primo campionamento). Nel primo campionamento (marzo 2012) sono

stati prelevati anche due campioni d’acqua marina all’esterno della cassa di colmata, sul lato occidentale

(stazione M1) e sul vertice sud-occidentale

4.4 Analisi chimiche ed isotopiche delle acque

Sia nel caso del campionamento effettuato in statico che in quello dinamico le acque sono state analizzate

come quanto segue. I cationi maggiori (sodio, calcio, potassio e magnesio) e gli altri elementi chimici (ferro,

manganese, alluminio, boro, cadmio, cromo, rame, zinco, stronzio, bromo) sono stati determinati via ICP-

OES. L’analisi di arsenico, nichel e piombo è stata invece eseguita via ICP-MS. Sui campioni filtrati non

acidificati sono stati determinati gli anioni maggiori cloruri e solfati via Cromatografia Ionica (IC). Sulla stessa

aliquota di campione è stata analizzata la concentrazione dei carbonati e dei bicarbonati per via

potenziometrica in aggiunta alle determinazioni per titolazione acidimetrica effettuate al momento del

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prelievo. I campioni su cui è stata effettuata la determinazione dei metalli in tracce sono stati stabilizzati con

HNO3 ultrapuro e filtrati con filtro a 0.45 µm al momento del campionamento. Relativamente ai composti

organici sono stati applicati i seguenti metodi: per i PCB sono stati determinati attraverso una procedura per

via gascromatografica ad alta risoluzione (GC-HRMS). La tecnica gas-cromatografica (GC-MS) è stata utilizzata

per la determinazione di 1,2,3-tricloropropano e 1,2-dibromoetano, di tricolorometano, e di benzo[a]pirene

e benzo[g,h,i]perilene.

Per una migliore caratterizzazione del sito, ed in particolare del materiale di tombamento della Cassa di

Colmata, sono state eseguite analisi del chimismo tramite fluorescenza a raggi X (XRF) su campioni di ghiaie

e limi, utilizzando uno spettrometro Philips PW2400 con tubo al rodio. In aggiunta, la composizione

mineralogica è stata determinata sugli stessi campioni tramite diffrattometria a raggi X (XRD) utilizzando un

diffrattometro Siemens D500.

I campioni d’acqua contenenti materiale in sospensione sono stati travasati in capsula ed essiccati a 105°C. Il

materiale disponibile è stato raschiato e successivamente attaccato con miscela HNO3/HCl.

5. RISULTATI

5.1 Profili CTD nei piezometri

Questi dati forniscono un quadro preliminare delle condizioni del corpo idrico presente all’interno della Cassa

di Colmata in condizioni indisturbate. L’andamento dell’insieme dei log CTD, limitatamente al parametro

conducibilità elettrica, è riportato graficamente in sintesi nella Figura 5.1 -1 per l’insieme dei piezometri. Si

nota:

1) come la conducibilità elettrica, rappresentativa della diversa salinità delle acque, sia variabile nelle

diverse stazioni.

2) in particolare, il piezometro PZ20, posto nel settore nord-orientale della Cassa di Colmata, è

caratterizzato da