MOBILITÀ E DISPONIBILITÀ DI METALLI IN SEDIMENTI MARINI ANTARTICI

I sedimenti marini, oltre ad essere un archivio dove vengono conservate le informazioni relative alle paleovariazioni climatiche ed ai loro effetti sui processi biogeochimici e sedimentari, sono anche un ricettore finale del materiale derivante da produttività primaria, e sono considerati l'ultimo anello di una catena che sottrae dal sistema molte sostanze presenti nelle acque marine. Essi rappresentano quindi indicatori dello stato di inquinamento delle acque sovrastanti. Durante questo lavoro di tesi è stata analizzata una carota di sedimento marino, denominata AB7 proveniente dal mare di Ross in Antartide, prelevata durante la XX spedizione oceanografica del P.N.R.A. Questa carota risulta suddivisa in 42 sezioni lungo il profilo di profondità. Su 16 di queste è stata eseguita un'estrazione sequenziale secondo il protocollo BCR (Bureau Communitarie de Reference), al fine di eseguire uno studio sulla mobilità e la biodisponibilità dei metalli presenti nel sedimento. Sono ormai ben assodati i vantaggi di un'estrazione sequenziale, rispetto ad un'estrazione totale dei metalli, in quanto, sebbene si richieda molto più tempo e molte più manipolazioni dei campioni, si riescono ad ottenere molte più informazioni, e di qualità migliore. Difatti mediante l'uso di reattivi diversi, che estraggono da matrici differenti si riesce a comprendere sotto quale forma e quantità sono presenti gli analiti di interesse. Il metodo BCR, consiste in un'estrazione di 4 giorni da cui si ottengono le seguenti 4 frazioni: Frazione 1: contenente i metalli solubili in acqua ed acidi deboli; Frazione 2 : contenente i metalli legati agli ossidi, in particolare quelli di Ferro e Manganese; Frazione 3 : contenente i metalli legati alla matrice organica o solfurea;Frazione 4 : contenete i metalli più legati alla struttura del sedimento.Assieme al protocollo BCR è stata eseguita su ogni sezione di carota, anche un estrazione pseudo-totale; così definita, in quanto estrae tutti i metalli ad eccezione di quelli legati alla matrice silicatica del sedimento, estraibili solo con un'estrazione totale. Gli analiti che si sono studiati in questo lavoro sono : Al, Ti, Cd, Cr, Cu, Mn, Fe, Zn, Ni e Pb. Per ogni analita è stato costruito un profilo di concentrazione in base alla profondità per ogni frazione e si è calcolata la percentuale estraente sul totale estratto nelle 4 frazioni. Per avere un quadro più completo su questi dati si sono eseguiti trattamenti chemiometrici di analisi dei Componenti Principali (PCA) e Clustering Gerarchico Agglomerativo (HCA) per evidenziare eventuali correlazioni ed anticorrelazioni tra i metalli e quanto questi influissero sulle varie sezioni di carota. Questo studio è stato eseguito per le 4 frazioni del BCR e per l'estrazione pseudo-totale. Da tale lavoro è emerso quanto segue: ¿ Al, Ti, Cr, sono estratti in maniera preponderante nella quarta frazione, quindi caratterizzati da bassa mobilità e disponibilità; ¿ Ni e Zn, hanno percentuali di estrazione significative anche nella prima frazione; ¿ Mn e Zn, hanno un comportamento intermedio tra i primi due gruppi; ¿ Cd e Pb, sono quasi assenti nella quarta frazione e sono estratti in misura preponderante nella prima (Cd) e nella seconda e terza (Pb).