Inquinamento da microinquinanti emergenti in acque superficiali e sotterranee

A particular environmental problem that has recently attracted the attention of the scientific and political world regards the so-called "emerging micropollutants": substances detectable in small quantities and whose negative impacts and interactions with flora, fauna, ecosystems and human health are not yet fully known and clarified. This thesis paper aims to investigate in particular the behavior of Glyphosate and its metabolite Ampa, and perfluoroalkyl substances (PFAS). Glyphosate is a herbicide used in agriculture, gardening and other areas for the elimination of wild weeds, and its distribution has been investigated in the Tuscany region, using data provided by ARPAT for surface and groundwater. PFAS are chemical compounds used mostly in the industrial sector because their chemical structure makes them particularly versatile in the creation of waterproof and resistant products: for these compounds a case study is proposed in Veneto with data provided by ARPAV concerning both surface water and underground water. Through statistical techniques such as correlation and Principal Component Analysis, the dynamics between the pollutants and between categories of water were investigated. A temporal analysis of the data made it possible to identify annual and seasonal variations, focusing attention on some consequences related to meteorological precipitation phenomena. For Glyphosate and Ampa the seasonality of the concentrations is more evident in line with the dosage needs of the herbicide in agriculture. The nature and production of PFAS is such that traces of seasonality can only be explained by any precipitation phenomena. To study the diffusion of pollution in the area, the use of clustering of data proved useful, which in the Tuscany case showed a link between the presence of Glyphosate and the use of the soil, while in the Veneto case showed plumes of contamination from precise sources.

Un particolare problema ambientale che ha recentemente richiamato l’attenzione del mondo scientifico e politico riguarda i cosiddetti “microinquinanti emergenti”: sostanze rilevabili in piccoli quantitativi e i cui impatti negativi e interazioni con flora, fauna, ecosistemi e salute umana non sono ancora pienamente noti e chiariti. Si tratta di una famiglia di sostanze molto numerosa e costituita da una grande varietà di composti. Questo elaborato di tesi si propone di indagare in particolare i comportamenti di due categorie molto diverse di microinquinanti emergenti: quella dei pesticidi di uso diffuso di cui si considererà il caso del Glifosate e del suo metabolita AMPA (acido aminometilfosforico), e quella dei microinquinanti di uso prevalentemente industriale quali le sostanze perfluoroalchiliche (PFAS). Il Glifosate è un diserbante impiegato in agricoltura, nel giardinaggio e in altri ambiti per l’eliminazione di piante infestanti, e la sua distribuzione è stata indagata nella regione Toscana, utilizzando dati forniti da ARPAT per acque superficiali e di falda. La sua tossicità e cancerogenicità è da vari anni oggetto di discussione nella comunità scientifica che periodicamente si interroga sull’opportunità dell’autorizzare il suo utilizzo. I PFAS sono composti chimici utilizzati per lo più in ambito industriale poiché la loro struttura chimica li rende particolarmente versatili nella realizzazione di prodotti impermeabili e resistenti: per questi composti viene analizzato il caso del Veneto, ovvero il caso italiano più rilevante di inquinamento diffuso dovuto a questa famiglia di composti. In questo caso l’analisi è basata sui dati resi disponibili da ARPAV riguardanti sia acque superficiali che sotterranee. Tecniche statistiche quali l’analisi di correlazione e l’analisi delle componenti principali hanno consentito di approfondire le dinamiche ambientali di questi inquinanti nelle diverse categorie di corpo idrico. Infine, un’analisi temporale dei dati ha permesso di identificare variazioni annuali e stagionali dell’inquinamento dovuto a queste sostanze. Per Glifosate e AMPA la stagionalità delle concentrazioni è risultata evidente ed in linea con la tempistica dell’utilizzo del diserbante in ambito agricolo. Anche nel caso dei PFAS è stata evidenziata una stagionalità nei pattern delle concentrazioni che sembra essere spiegata in base all’effetto della precipitazione. L’uso di tecniche di clustering dei dati ha poi consentito di evidenziare il legame tra picchi di Glifosate e uso del suolo, mentre nel caso veneto dei PFAS, le medesime tecniche hanno permesso l’identificazione di pennacchi di contaminazione derivanti da precise sorgenti.