Arsenico insubria

2 °Congresso di
Scuola Universitaria Professionale
della Svizzera Italiana
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Scienze della
Terra
L’arsenico nell’Insubria
G. Beatrizotti – H. R. Pfeifer

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Premessa
• Il presente lavoro si basa sulle ricerche svolte da:
 Università di Losanna: Centro di Analisi Minerali
(H.R.Pfeifer)
 SUPSI: Istituto di Scienze della Terra (S.Seno)
 Università di Pavia: Istituto di Scienze della Terra (G.
Pilla e D. Bianchi)
 ARPA Lombardia: Sezione di Sondrio (T. Magnani e M.
Tagni)
 Cantone Ticino: Laboratorio Cantonale (M. Jäggli e M.
De Rossa)
 Cantone Ticino: Sezione protezione aria ed acqua (M.
Camani e G. Righetti)

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I temi
• L’arsenico:
 cos’è,
 le sorgenti,
 l’As nelle rocce,
 l’As nell’acqua,
 la tossicità,
• L’arsenico nell’Insubria
• Il risanamento delle acque
• Conclusioni

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Arsenico
• Cos’è l’arsenico
 L’arsenico ha caratteristiche sia metalliche
che non metalliche;
 In particolare si muove nell’ambiente come un
anione.
 Inoltre vi è “un’imitazione molecolare” del
fosfato per cui l’arseniato si muove
nell’ambiente come questo elemento

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Arsenico
 I più comuni composti inorganici sono l'ossido
di arsenico trivalente (As4O6, arsenico bianco) e
l'ossido di arsenico pentavalente (As2O5).
 In acqua gli ossidi danno gli acidi
corrispondenti, acido arsenioso (H3AsO3) e
acido arsinico (H3AsO4). E' molto facile passare
dall'acido arsenioso a quello arsinico perché
lo stato di ossidazione +5 è quello
termodinamicamente più stabile.
 L’As(III) ha una tossicità 50 – 60 volte
maggiore di As(V).

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Arsenico
• Sorgenti
 Le sorgenti dell’arsenico sono sia naturali che
antropogeniche.
 Sorgenti naturali sono: il vulcanesimo, l’incendio delle
foreste, l’acqua sotterranea, le emanazioni idrotermali e
l’acqua proveniente da zone molto mineralizzate
 Sorgenti antropogeniche sono: le attività industriali
(estrazione mineraria, fabbricazione di coloranti,
metallurgia, fusione e manifattura del vetro), l’impiego
in medicina e gli usi come: pesticida, conservante del
legno ecc.,

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Arsenico
• L’arsenico nelle rocce
 Tutte le rocce contengono un po’ di arsenico,
solitamente tra 1-5 ppm. Concentrazioni più
alte si trovano in alcune rocce ignee e
sedimentarie.
 L’arsenico si trova in diversi minerali quali:
arsenopirite (AsFeS), realgar (AsS) e
orpimento (As2S3).
 I suoli derivanti dall’alterazione delle rocce
solitamente contengono tra 0.1- 40 ppm, con
una media di 5-6 ppm.

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Arsenico
• L’Arsenico nell’acqua sotterranea
 L’acqua interagendo con le rocce e coi suoli può
caricarsi di arsenico durante il suo passaggio attraverso
questi.
 Esso è presente nell’acqua come ossianioni solubili
arseniato (V) e arsenito (III), con concentrazioni di 1-10
ppb (μg/l) in acque incontaminate e 100-5000 ppb in
acque contaminate di zone minerarie.
 Come si è già detto la tossicità dell'elemento dipende
dallo stato d'ossidazione: le forme ridotte sono più
tossiche di quelle ossidate .

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Arsenico
• Effetti sulla salute
 Secondo l’Accademia Nazionale di Scienze (1999)
l'arsenico nell’acqua potabile può causare il cancro
della pelle e ed altre lesioni della stessa Può inoltre
causare dei difetti nei neonati.
 Secondo questo stesso studio, una concentrazione di
arsenico di 50 ppb, aumenta di 1/100 la probabilità di
sviluppare un cancro nel corso della vita.
 Vista la pericolosità di questo elemento, l’OMS ha
raccomandato di limitarne il contenuto massimo nelle
acque potabili a 10 μg/l invece dei precedenti 50.

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Arsenico nell’Insubria

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Arsenico nell’Insubria
• L’arsenico nelle rocce
 Nell’Insubria l’arsenico, di origine naturale, è presente
sotto forma di solfuri.
 In Provincia di Varese e nel Ticino si trova negli gneiss
granitoidi e negli gneiss minuti delle Alpi meridionali e
probabilmente anche nelle vulcaniti permiane.
 In Valtellina e nei Grigioni, si trova: negli gneiss a 2
miche, negli ortogneiss, nei micascisti, nelle rioliti e nei
conglomerati carboniferi.
 Dal profilo genetico i sulfuri vanno associati al
vulcanismo permiano e alle intrusioni periadriatiche.

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Arsenico in Ticino
• Suoli e Terreni
 Si sono esaminati tre regosols trovando dei
valori di As compresi tra 100 e 140 mg/kg.
 Il substrato di questi era costituito da: gneiss
scisti e till glaciale contenenti sino a 500
mg/kg.

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Arsenico in Ticino
• Dal suolo all’acqua
 Delle prove fatte con un lisimetro hanno
mostrato che l’acqua percolante attraverso il
suolo ha un contenuto in As < 2 μg/l, mentre
l’acqua proveniente dalle fessure ne contiene
tra 20 e 100 μg/l.
 Questo sembra indicare che l’As è trattenuto
dal materiale acido organico, e viene liberato
solo in presenza di un acquifero con pH = 7 –
7.5

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Arsenico in Ticino
• Nelle acque sotterranee
 Le acque analizzate, provenienti da rocce
silicee, hanno un basso contenuto di solidi
dissolti (conduttività tra 70 e 120 μS/cm, pH tra
7.0 e 7.5, basse alcalinità: HCO3 20 – 40 mg/l),
 I contenuti di arsenico sono:
• Sorgenti normalmente ossidate:<.5 e 80 μg/l
• Acque di miniera di solfuri: 150 – 300 μg/l
• Acque di falda stagnanti e riducenti: 200 – 300 μg/l

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Arsenico in Provincia di Varese
• Suoli e Terreni
 Delle misure eseguite sui depositi fluvio -
glaciali della Valle Dumentina, sovrapposti agli
gneiss granitoidi, hanno dato dei valori
compresi tra 9 e 404 ppm di As.
 In un suolo si sono anche trovati 930 mg/kg
ma lo stesso era nei pressi di un affioramento
di roccia con arsenopirite

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Arsenico in Provincia di Varese
 La maggior parte delle acque analizzate hanno
contenuti d’arsenico compresi tra 2 e 54 μg/l:
• conduttività tra 20 e 70 μS/cm
• pH tra 6.0 e 7.0
• alcalinità: (HCO3) 12 – 40 mg/,
 Solo due sorgenti con HCO3 tra 60 e 70 hanno
un contenuto di 140 – 220 μg/l

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Arsenico in Valtellina e Grigioni
• Suoli e terreni
 Su 29 analisi eseguite nei Grigioni sulle rocce
vicine alle sorgenti contenenti arsenico 10
contenevano dei tenori di arsenico compresi
tra 10 e 115 mg/kg, mentre le altre avevano dei
valori inferiori a 10.

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Arsenico in Valtellina e Grigioni
 Nei Grigioni diverse sorgenti hanno dei
contenuti di arsenico compresi tra 100 e 700
μg/l, associate a gneiss a due miche,
ortogneiss, rioliti e conglomerati carboniferi,
 In Valtellina tranne alcune sorgenti con dei
tenori compresi tra 110 e 700 μg/l, per la
maggior parte hanno valori compresi tra i 10
ed i 60.
 Le formazioni più critiche sembra siano le Alpi
meridionali e l’Austroalpino inferiore

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La distinzione analitica delle
diverse componenti
• Per valutare la pericolosità delle acque per
ogni campione si sono distinti As(III) e
As(V).
• Si è così stabilito che l’As(III) è presente
solo nelle acque di falda. Questo rende il
quadro meno critico del previsto

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Il risanamento delle acque
• Il risanamento
 Quando l’acqua abbia un contenuto di As
superiore a quello prescritto, le possibilità di
intervento sono:
• Sostituzione delle fonti,
• Miscelazione delle acque,
• Trattamento:
– Flocculazione,
– Scambio ionico
– Processi con membrane
– Processi con adsorbimento

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• Trattamento
 Il Laboratorio Cantonale ha verificato i risultati
conseguibili con l’adsorbimento; metodo
ideale per le dimensioni dei Comuni ticinesi..
 La filtrazione dell’acqua su un letto di sabbia e
ossidi di ferro ha dato dei buoni risultati.
 Gli stessi sono stati confermati dagli impianti
realizzati con una tecnica analoga dalla CSD
Tre Laghi

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Conclusioni
 A conclusione di questa panoramica sulla
presenza dell’As, mi pare che vi siano i
presupposti per un ricerca multi disciplinare
che affronti:
• La caratterizzazione dell’As presente nelle acque
potabili,
• L’epidemiologia degli abitanti toccati dal problema
 L’obiettivo dovrebbe la verifica della necessità
di un abbassamento da 50 a 10 μg/l del
contenuto ammissibile di As nelle sorgenti
alpine.

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