Determinazione della composizione isotopica del carbonio inorganico totale disciolto in campioni naturali attraverso tecnica CF-IRMS accoppiata ad un GasBench II

Riassunto

Lo studio dei rapporti isotopici fornisce informazioni in diversi settori scientifici, come in campo ambientale, medico, farmaceutico ecc.. Il carbonio totale presente nelle acque naturali è il risultato della somma della frazione inorganica di carbonio (TDIC) e di quella organica (TOC). Nelle acque naturali il TOC, che deriva dalla trasformazione della sostanza organica costituita prevalentemente da acidi fulvici e umici, viene spesso utilizzato come un indicatore non specifico della qualità dell’acqua. La somma delle specie carbonatiche inorganiche disciolte in soluzione H2CO3aq o CO2aq, HCO3− e 2− CO3 formano il TDIC. Il TDIC è quindi dato dalla seguente espressione: CTDIC = [CO2*] + [HCO3−] + [CO32−]
(1) dove: CTDIC è il carbonio inorganico totale disciolto [CO2*] è la somma delle concentrazioni di anidride carbonica e dell’acido carbonico [CO2aq]+ [H2CO3aq]; [HCO3−] è la concentrazione di ioni bicarbonato; [CO32−] è la concentrazione di ioni carbonato; Nella geochimica delle acque la determinazione del TDIC e della sua composizione isotopica (δ13CTDIC) è molto importante, perché rappresenta il risultato di complessi processi di interazione acquaroccia-gas e trova applicazione in studi per la caratterizzazione e l’individuazione di aree anomale di degassamento. Lo studio dei gas disciolti nelle acque, è stato utilizzato con successo in prospezioni geochimiche per risolvere problemi idrogeologici, geotermici e minerari. Italiano et.al., [2009] attraverso lo studio del δ13CTDIC insieme ad altri parametri chimici e fisici hanno dimostrato l’esistenza di un area di degassamento attivo presente su una vasta area sismica nelle Alpi meridionali (Friuli Regione, NE Italia). Chiodini et al., [1999] dai bilanci di massa sui valori di TDIC e sui valori di δ13CTDIC determinati nelle acque dei principali acquiferi carbonatici degli Appennini dell’Italia centrale, hanno determinato e quantificato l’apporto di CO2 di origine profonda proveniente dal mantello e originata dal termometamorfismo di rocce carbonatiche. In campo vulcanologico lo studio di variazioni temporali osservati del δ13CTDIC in alcune acque geotermiche di Ischia, è stato riconosciuto come significativo per la sorveglianza vulcanica dell’isola stessa [Caliro et al., 1999]. L’anidride carbonica è, dopo il vapore acqueo, il principale costituente gassoso dei gas vulcanici ed al contrario della maggior parte di gas emessi è caratterizzato da una elevata solubilità in acqua (circa 866 cc/l a T =...