Società Adriatica di Speleologia - Trieste

Alcalinità

Nel caso di acque carsiche, l'alcalinità corrisponde alla misura di una quantità di acido forte per litro richiesta per raggiungere un pH corrispondente a quello di una soluzione acquosa avente una concentrazione di 1 mole/l di H₂CO₃, concentrazione alla quale corrisponde un pH pari a 4,5.
Nelle acque studiate si dà per determinante il fatto che l'alcalinità è rappresentata essenzialmente dalla concentrazione dell'idrogeno carbonato di seguito definito ione bicarbonato (HCO₃^-). La misura è eseguita mediante titolazione con il metodo suggerito da Rodier (1978) essendo tale metodo estremamente affidabile.

Schema del sistema di misura di alcalinità utilizzato: viene riportato un esempio di misura di un campione d'acqua avente un pH 7,70.

Il sistema di misura prevede la titolazione con volume V 1 di acido (H₂SO₄ a concentrazione 0,01 N) fino a Ph = 4,5 e successiva titolazione a volume V 2 dello stesso acido a pH = 4,2. Per una maggiore esattezza ed accuratezza della misura è indispensabile la calibrazione del pHmetro a 7,00 ed a 4,00 pH prima di ogni singola misura e con soluzioni di calibrazione della stessa temperatura del campione d'acqua. L'alcalinità è così determinata: alcalinità = [ ( 2 x V 1 - V 2 ) x N x 1000 ] / volume del campione analizzato. Le misure sono eseguite entro 24 h dal campionamento, utilizzando contenitori perfettamente riempiti e mantenuti in borse termiche ad una temperatura inferiore ai 10°C fino al momento dell'analisi. La sicurezza del metodo impiegato per l'alcalinità è confortata da precedenti esperienze che hanno permesso di accertare che, utilizzando particolari accorgimenti nella conservazione dei campioni, è possibile ridurre al minimo le differenze tra il valore accertabile sul posto e quello riscontrabile in laboratorio limitando i possibili errori a ± 2¸ 3 mg/l di HCO₃- .
Caratteristica di questa misura è che può essere fatta anche in grotta o in un sito vicino alla cavità.

Conducibilità

La conducibilità è misurata al momento del prelievo previa termostatazione della sonda e calibrazione in loco dello strumento con soluzioni a 84 e 1413 microSiemens/cm mantenute alla temperatura ambiente.

Nel grafico allegato, i punti che cadono presso la linea rossa rivelano l'attendibilità delle analisi chimiche.

La misura di conducibilità viene utilizzata sia per la verifica istantanea del carico minerale dell'acqua sia per il controllo delle analisi chimiche attraverso la correlazione tra conducibilità misurata e conducibilità teorica calcolata. Differenze dell'ordine di 5% o più sono indice di errori analitici e mancata caratterizzazione di qualche ione o, ancora, modifica del campione d'acqua tra il prelievo e l'analisi a laboratorio per precipitazione di sali e formazione di ioni complessi.

Bilancio di carica

Per una prima complessiva delle analisi dei campioni raccolti è stato preso in considerazione il bilancio di carica nell'ipotesi che le specie determinate rappresentino la quasi totalità degli ioni presenti in soluzione.
Le specie ioniche presenti, come già rilevato in altre ricerche simili, sono: H+, Na+, K+, Ca 2+ , Mg 2+ , Cl-, NO₃- , SO₄2-, HCO₃- , OH^- .
Ai pH rilevati le concentrazioni di H⁺ e OH^- sono trascurabili per il calcolo complessivo ma sono state comunque inserite nel programma di calcolo. Non è stata invece accertata una presenza significativa di PO₄^3- e di NH₄⁺ se non d'estate e in misure poco importanti (0,05 mg/l) e pertanto questi ioni non sono inseriti nel calcolo.
Ai fini del bilancio di carica vale quindi la seguente relazione: H⁺ + Na⁺ + K⁺ + 2Ca²⁺ + 2Mg²⁺ = Cl^- + NO₃^- + 2SO₄^2- + HCO₃^- + OH^-. Con valori espressi in moli/litro.
Come primo di giudizio è verificata la differenza ∑cat - ∑an = Δbilancio
Deviazioni superiori al 5% rivelano una incompleta caratterizzazione delle specie ioniche e/o uno o più errori analitici o, infine, una alterazione dei campioni durante il trasporto con formazione di complessi.
L'attendibilità delle analisi si effettua con il calcolo della conducibilità teorica ed il raffronto con quella misurata.

Vedi grafico allegato.