Da dove arrivano i metalli pesanti presenti nel suolo?
Figura 1 - Terra bruna nei pressi di Chironico (Ticino), uno dei 95 profili di terreno studiati. I valori dei metalli pesanti accumulatisi in questo terreno sono rappresentati nella figura 3. Foto: Marco Walser (WSL)
Non di rado alcuni metalli pesanti sono presenti già nel substrato roccioso a partire dal quale i terreni si sono formati e sviluppati durante i processi della litogenesi. A questi quantitativi naturali si aggiunge l’apporto proveniente dall’esterno, determinato dalle attività antropiche, per esempio dalle deposizioni atmosferiche, dalla fertilizzazione o dall’infiltrazione di acque contaminate. Le emissioni provenienti da sorgenti puntuali come nel caso dei complessi industriali che lavorano metalli possono provocare localmente degli elevati livelli di contaminazione. Una parte di queste emissioni viene dispersa nell’aria. Accanto a quelle industriali, anche se il loro apporto è comunque inferiore, le attività umane come quelle connesse con la produzione di energia, lo smaltimento dei rifiuti o il traffico sono responsabili dell’inquinamento diffuso di metalli pesanti nel suolo.
Durante le analisi dei campioni di terreno raccolti si è constatato che la maggior parte dei metalli pesanti rilevati nei suoli forestali proviene dai rispettivi substrati rocciosi, con contenuti che, in alcuni casi, come ad esempio per il Cromo o il Nickel presente nei suoli serpentinitici della regione di Davos (GR), possono essere anche alquanto elevati. Nella maggior parte dei terreni studiati è stata rilevata anche la presenza di Piombo, sostanza che attraverso l’aria finisce per depositarsi nel terreno. Esso dovrebbe provenire il prevalenza dal Piombo che in passato veniva usato quale additivo per i carburanti.
Effetti sugli organismi
Figura 2 - Localizzazione dei 95 suoli forestali esaminati nell’ambito del progetto.
Gli esseri viventi hanno bisogno di alcuni metalli pesanti, come il Rame o lo Zinco, anche se in quantitativi assai ridotti. Per altri metalli come il Cadmio o il Piombo non sono note in nessun organismo delle funzioni vitali che ne richiedono l’assimilazione. In concentrazioni elevate qualunque metallo pesante è velenoso, anche se i valori critici e gli effetti sui diversi organismi viventi possono essere assai diversificati. Particolarmente sensibili ai metalli pesanti sono specialmente i microrganismi che vivono nel terreno, come i batteri ed i funghi.
Considerato che essi svolgono all’interno degli ecosistemi dei compiti importanti, indirettamente i metalli pesanti possono compromettere la disponibilità di sostanze nutritive o l’aerazione del suolo, peggiorandone la funzionalità quale substrato di crescita per le piante. In effetti la crescita e la vitalità delle radici, così come il corretto funzionamento di foglie ed aghi di piante sensibili possono essere messe a repentaglio in modo anche diretto. Concentrazioni dei metalli pesanti elevate all’interno di piante o di funghi, attraverso la catena alimentare possono anche danneggiare la salute degli esseri umani. Specialmente per i bambini esiste poi il pericolo che la terra venga messa in bocca, con i metalli pesanti che possono entrare in circolazione nel corpo.
Indipendentemente dalla fonte di emissione, l’Ordinanza svizzera contro il deterioramento del suolo (OSuolo) i definisce i valori limite, superati i quali "a lunga scadenza" la fertilità di un terreno può essere considerata come minacciata. Su all’incirca un terzo dei suoli forestali esaminati i valori limite sono superati per almeno uno dei metalli pesanti ad uno dei diversi livelli di profondità. I valori soglia critici per i loro effetti dannosi sui micro-organismi sono oltrepassati su un terzo degli orizzonti del terreno superiori. In questo contesto è in particolare il Cromo il metallo chi si è rivelato essere il più problematico. I superamenti dei valori soglia si sono osservati in particolare nella regione Sud delle Alpi, sottoposta ad un sovraccarico atmosferico proveniente anche dalla Pianura del Po con la quale confina.
Inquinamento delle acque sotterranee
Con l’infiltrazione dell’acqua durante le precipitazioni i metalli presenti nel terreno possono essere trasportati nelle acque sotterranee oppure in quelle superficiali. I rischi potenziali di una contaminazione delle acque di falda viene valutato come minimo nelle Regioni del Giura e dell’Altipiano in ragione della presenza di substrati rocciosi ricchi di carbonati, mentre per quanto riguarda le stazioni forestali situate sui suoli cristallini presenti nelle Alpi centrali e nel Sud delle Alpi la situazione è piuttosto critica a causa dei substrati di tipo acido.
Figura 3 - Valori di concentrazione dei metalli pesanti registrati in un suolo di tipo acido a Chironico (Ticino), il cui profilo è riprodotto nella figura 1.
I rischi non sono uguali per tutti i metalli pesanti poiché all’interno degli strati del terreno essi possiedono una mobilità variabile. Tra quelli esaminati, il Nickel ed il Rame sono quelli più mobili, in particolare quest’ultimo a causa dell’influsso esercitato dalle sostanze organiche disciolte nell’acque circolante all’interno degli strati del terreno. Esse sono peraltro responsabili anche dei movimenti del Piombo in maniera ben superiore a quanto finora generalmente supposto. Al contrario, lo Zinco sembra essere più inamovibile di quanto si pensava in ragione delle sue caratteristiche chimiche. In effetti si presume che lo Zinco, essendo un microelemento nutritivo che viene assorbito dalle piante, viene ad essere riportato negli strati superficiali del terreno nelle foglie, che poi si accumulano nella lettiera.
In base ad una valutazione complessiva sulla qualità delle acque sotterranee della Svizzera si può affermare che i metalli pesanti attualmente non costituiscono un problema. Ciò nondimeno delle 44 stazioni che presentano valori significativi di metalli pesanti 9 di esse si trovano all’interno dell’area forestale, 2 delle quali in Regioni con substrato roccioso acido. Un raffronto più mirato tra i valori dei metalli pesanti presenti nei suoli forestali con quelli registrati nelle acque sotterranee su stazioni scelte nelle Regioni situate su rocce originarie di tipo cristallino è il questo ambito auspicabile.