Studio sulla distribuzione del radon nelle acque sorgive naturali dell’alto Molise

Gruppo di lavoro

• Prof. Vincenzo De Felice;
• Dott. Antonio Gioiosa.

Obiettivi e attività

L’obiettivo del progetto è quello di misurare, con cadenza stagionale, il contenuto in Radon (222Rn) delle acque di sorgenti sparse sul territorio della Provincia di Isernia, al fine di studiarne la variabilità sia temporale, sia spaziale. Le acque campionate per la misura del radon verranno sottoposte anche a determinazioni chimiche e chimicofisiche, al fine di caratterizzare in maniera più ampia possibile le acque sorgive analizzate.

Il Radon, gas nobile radioattivo con tempo di dimezzamento di 3,8 giorni, si trova naturalmente in tutti i sistemi di acque sotterranee, sebbene le sue concentrazioni possano variare considerevolmente tra le falde acquifere, a seconda della litologia e della struttura geologica.

Le acque sorgive, connesse allo sfioro del culmine della relativa falda, a causa del degassamento, presentano generalmente concentrazioni di Radon nell’acqua corrente di diversi ordini di grandezza inferiori alle concentrazioni presenti nelle acque sotterranee, comunque ancora determinabili anche con strumentazione da campo, per concentrazioni superiori a 0.1 Bq/litro [1].

Da una prima ricerca bibliografica non risultano pubblicazioni relative alle misure di Radon negli acquiferi sorgivi dell’Alto Molise, pertanto, il presente studio risulterebbe il primo effettuato in regione.
Abbinato alla determinazione temporale e spaziale della concentrazione del Radio (226Ra), suo nuclide parentale, agli altri parametri idrochimici e idrogeologici, il Radon può essere considerato un tracciante per i seguenti obiettivi:

1. comprendere meglio le interazioni tra le acque sotterranee fluviali attraverso processi di miscelazione rapidi che ivi si verificano, su scale temporali che vanno da ore a diversi giorni [2];
2. caratterizzazione dal punto di vista della concentrazione di Radon, delle aree di superfice interessate da faglie e delle “radon prone areas”. È stato infatti osservato che la distribuzione spaziale dei livelli di Radon in una data zona è correlata alle posizioni delle faglie tettoniche e geologiche ivi insistenti [3].

Bibliografia

1. V. Jobbágy et al. 2017, DOI: 10.1016/j.jenvrad.2016.09.019;
2. L. Stellato et al. 2008, DOI: 10.1007/s10040-007-0263-0;
3. E. Benà et al. 2022, DOI: 10.1038/s41598-022-26124-y.

Metodologie da utilizzare per il raggiungimento degli obiettivi e cronoprogramma delle attività

La scelta delle acque sorgive da analizzare ricadrà su quelle sorgenti fluviali perenni, presenti sul territorio della Provincia di Isernia, di interesse idrogeologico ai fini della presenza del Radon.
Nell’individuazione delle sorgenti di interesse si si terrà conto anche la presenza o meno di faglie geologiche ivi insistenti.

Le misure della concentrazione di Radon, sui campioni di acqua prelevati sul campo, con cadenza stagionale, presso le sorgenti individuate, verranno effettuate utilizzando strumentazione portatile in grado di raggiungere un limite di rilevabilità fino a 0.1 Bq/l in un’ora di acquisizione. Tale valore, consistente con le quantità minime che ci si aspetta di misurare [1], è alla portata, nei tempi di misura indicati, della strumentazione professionale che si intende acquistare con i fondi disponibili per il progetto.

La metodica di rilevamento utilizzata sarà quella del degassamento del Radon dai campioni di acqua prelevati, utilizzando strumentazione con sensore a camera di ionizzazione o a stato solido [2].

Cronoprogramma delle attività:

• Primo trimestre:
  • Mese 1: Ricerca bibliografica, studi idrogeologici e selezione delle sorgenti da monitorare;
  • Mese 2: selezione delle sorgenti da monitorare;
  • Mese 3: Monitoraggio: Campionamento, misurazioni del Radon, e analisi chimiche e chimicofisiche delle acque sorgive individuate;
• Secondo trimestre:
  • Mesi 4-5: Analisi dei dati raccolti nella campagna di misura del primo trimestre;
  • Mese 6: Monitoraggio: Campionamento, misurazioni del Radon, e analisi chimiche e chimicofisiche delle acque sorgive individuate, presso gli stessi punti selezionati nel primo trimestre;
• Terzo trimestre:
  • Mese 7: Analisi dei dati raccolti nella campagna di misura del secondo trimestre;
  • Mese 8: Preparazione dell’elaborato da sottoporre a pubblicazione a fine monitoraggio;
  • Mese 9: Monitoraggio: Campionamento e misurazioni del Radon, chicmiche e chimicofisiche delle acque sorgive individuate, presso gli stessi punti selezionati nel primo trimestre;
• Quarto trimestre:
  • Mese 10: Analisi dei dati raccolti nella campagna di misura del terzo trimestre;
  • Mese 11: Monitoraggio: Campionamento e misurazioni del Radon, chicmiche e chimicofisiche delle acque sorgive individuate, presso gli stessi punti selezionati nel primo trimestre;
  • Mese 12: Analisi dei dati raccolti nella campagna di misura del quarto trimestre, finalizzazione e preparazione dell’elaborato da sottoporre a rivista scientifica.

Bibliografia

1. L. Stellato et al. 2008, DOI: 10.1007/s10040-007-0263-0;
2. M. Matsumoto et al. 2022, DOI: 10.1007/s10967-022-08698-z.

Risultati attesi

Al completamento della campagna di monitoraggio delle acque sorgive ci si aspetta di osservare una variabilità stagionale della concentrazione di Radon rilevata, differenziata per sorgente, dovuta alle complesse interazioni tra falde ed acquiferi collegati.

Evidentemente, sarà necessario correlare le caratteristiche chimicofisiche e chimiche con il contenuto in radon misurato nelle acque sorgive, per stabilire, con ulteriori studi, il rapporto esistente tra il circuito superficiale delle acque che si muovono all’interno dei depositi detritici appoggiati al substrato carbonatico delle zone prese in esame ed il circuito più profondo, connesso con gli acquiferi analizzati.

Si ribadisce qui l’utilità della misura del contenuto in radon nelle acque sorgive, come metodo di tracciamento delle acque sotterranee, in particolar modo per quegli acquiferi carsici che presentano un assetto litostratigrafico e tettonico particolarmente complesso, come quelli presenti nella Provincia di Isernia. Si sottolinea, infine, che l’identificazione dei percorsi idrici sotterranei è la base da cui partire per attuare qualsiasi tipo di intervento a carico di un acquifero, per operare in modo compatibile nella gestione della risorsa idrica e per la valutazione delle relazioni con l’ambiente ipogeo e con l’intera struttura idrogeologica.

Inoltre, la distribuzione spaziale dei livelli di Radon, che ci si aspetta riscontrare nelle diverse aree di campionamento, potrà essere correlata sia alla natura delle rocce sotterrrane sia alla diversa posizione delle faglie tettoniche e geologiche insistenti sul territorio della provincia di Isernia.

Si vuole qui sottolineare, infine, che l’acquisto di strumentazione professionale per la misura del Radon, altamente sensibile, accurata e versatile, permetterà di svolgere ricerche nei campi più svariati, ove interessi la misura del gas Radon, dalla geologia, alle scienze delle costruzioni e alla biologia. Questo gioverà molto alle molteplici linee di ricerca che il Dipartimento di Bioscienze e Territorio e l’Unimol, nel suo complesso, esprimono in maniera eccellente da decenni.