PROFILES – Water—driven dynamics of heavy metals in anthropogenically—enriched soils
a cura del dott. Marco Peli (Universitá degli Studi di Brescia) e della dott.ssa Martina Siena (Politecnico di Milano)
Il progetto PROFILES è finalizzato ad approfondire la conoscenza dei possibili legami esistenti tra le dinamiche del contenuto d’acqua del suolo, e in particolare del piano di flusso nullo (i.e. la sezione –in prima approssimazione planare, assumendo che si possa trascurare l’eterogeneità laterale del suolo– che si innesca in un terreno, inizialmente abbondantemente bagnato, in cui insorgano simultaneamente evaporazione e drenaggio), e la distribuzione verticale del contenuto di metalli lungo alcuni profili di suolo, in un sito urbano interessato da emissioni atmosferiche provenienti da un impianto di produzione di ferroleghe.
Lo studio si basa su attività analitiche, modellazioni numeriche e rilievi sperimentali, combinando approcci e metodi derivanti dai campi dell’idrologia, della meteorologia e della geostatistica. L’attività sperimentale di campo e di laboratorio ha evidenziato la sito-specificità della contaminazione da metalli nell’area di studio, ha confermato la dipendenza dal regime eolico locale delle dinamiche di trasporto e deposizione delle polveri aerodisperse e ha suggerito di identificare l’acqua come principale vettore nel suolo degli elementi considerati.
In seguito è stato ricostruito un modello numerico monodimensionale del suolo per mezzo del quale sono state svolte simulazioni sia di breve sia di lunga durata per comprendere le dinamiche del PFN e stimare la variabilità delle profondità da questo raggiunte nei suoli considerati. L’attività numerica (i) ha messo in luce la relazione che intercorre tra l’oscillazione della profondità del PFN, le precipitazioni e la domanda evapotraspirativa del prato, permettendo così di apprezzare anche le fluttuazioni del PFN conseguenti all’interruzione notturna della domanda evapotraspirativa che fa sì che esso risalga verso la superficie del suolo; (ii) ha fornito una stima del range di profondità alle quali si può localizzare il PFN, la cui estensione e il cui valore mediano risultano consistenti con i picchi subsuperficiali di concentrazione dei metalli considerati e (iii) ha infine evidenziato come la presenza di un apparato radicale sviluppato, a parità di domanda evapotraspirativa, tenda a confinare il PFN negli strati superficiali del suolo e a consentire una più duratura e distribuita capacità di estrazione dell’acqua da parte delle radici. Sulla base dei dati raccolti e delle simulazioni fatte risulta quindi corroborata la congettura iniziale secondo cui il flusso degli elementi chimici idrodispersibili e del contenuto d’acqua del suolo siano intimamente legati per mezzo del processo di innesco ed evoluzione del piano di flusso nullo.
Prodotti della ricerca collegati al progetto
Peli M., Siena M., Barontini S., Riva M., Ranzi R. (2024). The zero–flux plane evolution effects on contaminant solutes vertical distribution in young urban soils: a case study in Italy. In preparazione
Peli M., Siena M., Barontini S., Riva M., Ranzi R. (2022). RISULTATI NUMERICI SULLA DINAMICA DEL PIANO DI FLUSSO NULLO. Caso studio di suoli di pianura proni all’arricchimento di metalli pesanti. L’ACQUA, p. 55-68, ISSN: 1125-1255
Peli M., Bostick B. C., Barontini S., Lucchini R. G., Ranzi R. (2021). Profiles and species of Mn, Fe and trace metals in soils near a ferromanganese plant in Bagnolo Mella (Brescia, IT). Science of the Total Environment 755(2), 143123, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143123