Impiego della microfluorescenza di raggi X per lo studio di suoli contaminati da metalli pesanti e la valutazione di tecnologie di bonifica.

La complessità e la varietà del sistema suolo pone problematiche metodologiche inerenti lo studio dell'inquinamento da parte di metalli pesanti. Lo sviluppo di metodologie analitiche che permettono di studiare campioni di suolo su scala micrometrica consente oggigiorno di analizzare e comprendere le interazioni che intercorrono tra l'inquinante e le varie componenti solide del suolo. Tra queste tecniche, la spettroscopia di microfluorescenza di raggi X a dispersione di energia (μXRF) è uno strumento molto utile in campo ambientale in quanto consente di effettuare in maniera non distruttiva l'analisi multielementare del campione, conoscere la distribuzione spaziale degli elementi in esso contenuti e quindi comprendere le relazioni tra i diversi elementi. In questo lavoro vengono presentati tre diversi casi di studio in cui l'uso della spettroscopia μXRF si è rilevato di fondamentale importanza per la comprensione della distribuzione e speciazione di metalli pesanti quali arsenico, cromo e rame. I campioni inquinati da arsenico provengono da siti di estrazione dell'oro (Valle Anzasca, Piemonte) e aree industriali (Scarlino, Toscana), mentre i suoli contenenti rame sono stati campionati in vigneti (Turi, Puglia). Infine, il suolo contaminato da Cr è un suolo sabbioso (Ginosa Marina, Puglia) su cui è stato simulato uno sversamento di Cr(VI) e su cui sono state condotte delle prove di risanamento mediante tecniche di solidificazione/stabilizzazione (S/S). Le analisi sono state eseguite su sezioni sottili di suolo (spessore 32 μm) impiegando uno spettrometro di microfluorescenza di raggi X equipaggiato con una sorgente policapillare di rodio (diametro del fascio 25 μm) e due detector SDD. Le analisi sono avvenute in vuoto (20 mbar), al fine di analizzare anche elementi leggeri (da Na a Cl), usando un tempo di acquisizione di 10 ms/px. Dalle analisi emerge che, per quanto riguarda il sito di Valle Anzasca, l'arsenico si trova sempre in associazione col ferro, formando delle deposizioni attorno a granuli di sabbia di quarzo e feldspati. Al contrario, nei suoli di Scarlino, As e Fe presentano distribuzioni differenti. Se nel primo caso i dati concordano con i risultati delle estrazioni sequenziali, nel secondo caso i risultati sono discordanti, in quanto le estrazioni sequenziali suggeriscono un legame dell'arsenico con fasi cristalline di Al o Fe. Il rame presente nei suoli agricoli pugliesi mostra una distribuzione abbastanza uniforme nel campione, molto probabilmente ascrivibile all'associazione del Cu con la sostanza organica del suolo, ma sono anche visibili correlazioni con lo zolfo, riconducibili all'impiego di CuSO4 come fungicida. Infine, in suoli inquinati da Cr(VI) e trattati in condizioni idrotermiche alcaline con scarti di vetro e alluminio da RSU si è osservato l'intrappolamento del Cr in macroaggregati di neoformazione contenenti Fe, Si, Al e K, la cui dimensione aumenta all'aumentare del tempo del trattamento. In conclusione, attraverso la microfluorescenza di raggi X è possibile determinare la distribuzione di metalli pesanti all'interno di campioni di suolo inquinati ed individuare eventuali correlazioni con altri elementi, al fine di comprenderne la speciazione. Inoltre, accoppiato ad altre metodologie di indagine, come le estrazioni sequenziali, consente di comprendere meglio la tipologia di legame tra l'inquinante e le componenti del suolo. Infine, la μXRF è uno strumento estremamente utile per valutare e mettere a punto processi di bonifica di suoli contaminati.