L'Unità in oggetto conduce da circa 20 anni ricerche nel campo della geochimica ambientale incentrate principalmente sullo studio dell'abbondanza, della distribuzione e del comportamento degli elementi in traccia nell’ambiente di superficie. Queste ricerche riguardano numerose matrici ambientali quali: suolo, sedimenti fluviali, acque superficiali e sotterranee, organismi vegetali e animali, particolato atmosferico e prodotti alimentari.
Linee di ricerca
Le principali linee di ricerca sono le seguenti.
- Gli elementi in traccia nel sistema suolo-biosfera.
Consiste nello studio del comportamento degli elementi in traccia nella pedogenesi, nonché nella valutazione della loro mobilità e biodisponibilità nel suolo e nella determinazione del loro trasferimento alla biosfera sia in contesti naturali che in siti contaminati. In tale ambito di ricerca sono utilizzati organismi animali come i lombrichi e gli isopodi, quali bioindicatori della qualità del suolo per quanto concerne la contaminazione da elementi pesanti. - Contaminazione da elementi pesanti.
Questo tema di ricerca riguarda la caratterizzazione e la valutazione dell'impatto sull'ambiente di attività antropiche in aree urbane e in siti minerari, industriali e agricoli, attraverso la definizione dei livelli di concentrazione e della distribuzione di elementi pesanti (per es., piombo, arsenico, antimonio e cadmio) in comparti di esposizione quali suolo, aria, acqua e organismi vegetali e animali. Il particolato atmosferico e i licheni epifiti sono utilizzati nello studio della qualità dell’aria. - Chimica delle acque superficiali e sotterranee.
Questa linea di ricerca riguarda la caratterizzazione della chimica delle acque fluviali e di quelle sotterranee sia a livello di ioni maggiori che di elementi in traccia, con attenzione rivolta all’influenza delle attività antropiche sull’abbondanza e distribuzione di contaminanti inorganici. - Chimica, qualità e tracciabilità di alimenti di origine vegetale.
Questo argomento di ricerca è incentrato principalmente sulla caratterizzazione della geochimica dei suoli viticoli in Toscana meridionale e sulla determinazione della composizione chimica delle uve coltivate e di prodotti alimentari quali mosti e vini. I principali obiettivi sono: i) definire le relazioni tra la geochimica del suolo e la composizione chimica delle uve; ii) definire l’influenza delle tecniche di vinificazione sulla chimica e sulla qualità di mosti e vini; iii) individuare elementi in traccia da utilizzare come traccianti (fingerprint) per definire l'origine geografica dell’uva e dei suoi prodotti alimentari. - Cartografia geochimica.
Consiste nella produzione di carte geochimiche basate principalmente su campioni di sedimento fluviale e suolo, che delineano, a scala da regionale a locale, la distribuzione nell'ambiente di superficie degli elementi chimici con lo scopo di: i) determinare i valori del fondo geochimico; ii) definire le relazioni tra la concentrazione/distribuzione degli elementi chimici nel suolo e nel sedimento fluviale, ed i lineamenti geolitologici del territorio; iii) individuare e caratterizzare zone interessate da anomalie geochimiche; iv) localizzare siti contaminati e determinare le sorgenti antropiche della contaminazione.
Collaborazioni
- Istituto di Geoscienze e Georisorse (IGG), Consiglio Nazionale delle Ricerche
- Dipartimento di Scienze della Terra, Università degli Studi di Cagliari
- Dipartimento di Scienze della Terra, Università degli Studi di Firenze
- Dipartimento di Scienze della Terra, Università degli Studi di Napoli "Federico II"
- Dipartimento di Scienze della Terra, Università degli Studi di Pisa
- Dipartimento di Scienze della Terra, della Vita e dell'Ambiente, Università degli Studi di Urbino “Carlo Bo”
- Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali, Università degli Studi di Pisa
- Centro di Ricerca per l’Agrobiologia e la Pedologia, Firenze (ex Istituto Sperimentale per lo Studio e la Difesa del Suolo)
- Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura (CRA)
Principali progetti di ricerca
- 2013-2014. “GEOBASI II - Costruzione di una banca dati geochimica come strumento per la definizione di un protocollo finalizzato alla valutazione dei valori di fondo naturale (geochemical baseline)”. Progetto di ricerca finanziato dalla Regione Toscana.
- 2012-2013. “Studio della geochimica dei suoli e della composizione chimica dei vegetali coltivati in una zona agricola nel comune di Pitigliano (GR) interessata dallo spandimento di fanghi di depurazione”. Progetto di ricerca finanziato da AQUASER S.r.l.
- 2011-2012. “Studio degli effetti dello spandimento di fanghi di depurazione sulle caratteristiche geochimiche dei suoli agricoli e sulla composizione chimica dei vegetali coltivati in una zona agricola nel comune di Pitigliano (GR)”. Progetto di ricerca finanziato da AQUASER S.r.l.
- 2009-2011. “GEOBASI-Toscana: geochemical baselines per differenti matrici geo-ambientali nel territorio regionale toscano”. Progetto di ricerca finanziato dalla Regione Toscana.
- 2008-2009. “Studio di elementi in traccia quali traccianti geochimici per la valutazione della qualità e l’identificazione della provenienza di prodotti tipici della provincia di Siena, quali olio e vino”. Progetto di ricerca finanziato dall’Università degli Studi di Siena (PAR 2006).
- 2005-2006. “GEOBASI – Geochemical Baseline of Italy”. Progetto di ricerca finanziato dal MIUR (PRIN 2004).
- 2009-2010. "Cicli biogeochimici di contaminanti ambientali nella Laguna di Orbetello e relativi indicatori biologici". Progetto di ricerca finanziato dal Monte dei Paschi di Siena.
- 2008. "Studio che individui attraverso un modello di indagine scientifica i rischi di inquinamento, le eventuali azioni, limitazioni conseguenti allo sfruttamento delle risorse geotermiche nell'area amiatina". Progetto di ricerca finanziato dalla Regione Toscana.
- 2007-2008. "Per un miele di qualità nella provincia di Siena: attualità e prospettive". Progetto di ricerca finanziato dal Monte dei Paschi di Siena.
- 2007-2008. "Misura ed interpretazione su base analitica dei livelli di contaminazione delle acque e dei sedimenti all'interno di alcuni invasi rappresentativi delle aree delle Regioni Obiettivo 1". Programma di ricerca finanziato dall'Istituto Sperimentale per lo Studio e la Difesa del Suolo (ISSDS).
- 2007. "Individuazione di una metodologia per la determinazione del valore di fondo della matrice acqua ai fini della bonifica del fiume Merse". Progetto di ricerca finanziato dalla Regione Toscana.
- 2005-2006. "Analisi del rischio tossicologico ed ambientale da traffico veicolare. Un'applicazione a piccola scala". Progetto di ricerca finanziato dall'Università degli Studi di Siena (PAR 2004).
- 2004-2005. "Studio idrogeologico finalizzato alla simulazione degli effetti dell'emungimento delle acque sotterranee da parte degli allevamenti ittici dell'area Orbetellana e di Ansedonia". Progetto di ricerca finanziato dall’Agenzia Regionale per lo Sviluppo e l'Innovazione nel settore Agricolo forestale (ARSIA) della Regione Toscana.
- 2003-2004. "Studio geochimico-ambientale dell'area della Sardegna sud-orientale su cui insistono i Poligoni Militari di Perdasdefogu e Capo San Lorenzo". Progetto di ricerca finanziato dal Ministero della Difesa.
- 2002-2004. "Studio geochimico-ambientale dei suoli presenti nell'area circostante la città di Kosovska Mitrovica (Kosovo settentrionale)". Progetto di ricerca finanziato dal Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio.
- 2002-2003. "Trasporto e distribuzione di contaminanti persistenti nell'Arco alpino". Progetto di ricerca finanziato dal MIUR (PRIN 2001).
- 2001-2002. "Geochimica ambientale e trasferimento alla biosfera dell'uranio ed altri elementi pesanti in aree inquinate dei territori del Kosovo e della Bosnia". Progetto di ricerca finanziato dall'Università degli Studi di Siena (PAR 2001).
- 2000-2001. "Realizzazione di un Archivio Geochimico Nazionale e di prototipi di carte tematiche geochimiche del territorio nazionale alla scala 1:250.000". Progetto di ricerca finanziato dall'Agenzia Nazionale per la Protezione dell'Ambiente (ANPA) e dal Consiglio Nazionale delle Ricerche.
Ricercatori coinvolti
- Baroni Fabio (personale tecnico)
- Di Lella Luigi Antonello (personale tecnico)
- Nannoni Francesco (assegnista di ricerca)