Segreti Sotterranei: Cosa Ci Racconta l’Acqua del Fiume Giallo?

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante, non in un luogo esotico sulla superficie terrestre, ma nel profondo, là dove scorre una risorsa vitale e spesso invisibile: l’acqua sotterranea. Immaginate di trovarvi in una regione alpina mozzafiato, alle sorgenti di uno dei fiumi più iconici dell’Asia, il Fiume Giallo. Sto parlando dell’altopiano tibetano, un luogo cruciale non solo per gli ecosistemi unici che ospita, ma anche perché da qui nascono fiumi che dissetano milioni di persone.

Proprio in una zona specifica di quest’area, il bacino del fiume Huangshui, ho avuto l’opportunità, insieme a un team di ricercatori, di “ascoltare” cosa le acque sotterranee freatiche (quelle più superficiali, per intenderci) hanno da dirci. Perché è così importante? Perché in queste zone montuose, dove l’acqua superficiale può scarseggiare o essere stagionale, l’acqua sotterranea è la linfa vitale per le comunità umane e per la natura stessa. E con l’aumento della popolazione, dell’agricoltura e delle attività umane, questa risorsa è sempre più sotto pressione. Volevamo capire: com’è quest’acqua? Da dove derivano le sue caratteristiche chimiche? E, soprattutto, è sicura da bere?

Le Prime Scoperte: Com’è Quest’Acqua?

La prima cosa che abbiamo notato analizzando i campioni prelevati da pozzi e perforazioni è che l’acqua qui è tendenzialmente leggermente alcalina, con un pH medio intorno a 7.57, perfettamente nella norma. La maggior parte (il 75%) è classificabile come acqua dolce, con una conducibilità elettrica (EC) inferiore a 1500 μS/cm. Questo è un buon segno! Tuttavia, non è tutto rose e fiori: abbiamo trovato anche campioni con salinità più elevata, classificati come leggermente salini o addirittura salini (con EC superiore a 3000 μS/cm). Questo ci dice che la situazione non è uniforme e che in alcune aree locali c’è bisogno di attenzione.

Dal punto di vista chimico, l’acqua è dominata da calcio (Ca2+) e bicarbonato (HCO3−). Infatti, più della metà dei campioni (52.5%) appartiene al tipo idrochimico Ca-HCO3. È interessante osservare come, seguendo il percorso sotterraneo dell’acqua, questa composizione tenda a evolvere: da Ca-HCO3 si passa a tipi misti come Mg·Ca–Cl (25%) e infine a Na-Cl (22.5%). Questo significa che l’acqua, viaggiando nel sottosuolo, si arricchisce progressivamente di sali diversi.

Sotto la Lente: Da Dove Vengono i Sali?

Ma da dove arrivano questi sali disciolti? La risposta principale sta nell’interazione tra l’acqua e le rocce che incontra nel suo cammino. È un processo naturale fondamentale. Analizzando i rapporti tra i vari ioni (come calcio, magnesio, sodio, bicarbonato), abbiamo capito che la fonte principale dei soluti chimici è l’alterazione dei silicati. Immaginate l’acqua che lentamente “scioglie” minerali presenti nelle rocce silicatiche, molto comuni nell’area.

Abbiamo anche visto che la dissoluzione dei solfati gioca un ruolo importante. Minerali come il gesso e l’anidrite, anche se meno abbondanti, contribuiscono al carico di sali. E non è finita qui: un altro processo chiave è lo scambio cationico. È come se l’acqua e la roccia si scambiassero ioni: l’acqua cede calcio e magnesio all’argilla o ad altri minerali nel terreno, e in cambio prende sodio (Na+). Questo spiega perché in alcuni campioni troviamo concentrazioni di sodio più alte di quelle che ci aspetteremmo solo dalla dissoluzione delle rocce. Questo processo, se intenso, può portare ad acque ricche di sodio, che non sono ideali né per bere né per irrigare.

L’Impronta Umana: Agricoltura e Inquinamento

Finora abbiamo parlato di processi naturali. Ma l’uomo? Purtroppo, anche qui le nostre attività lasciano un segno. Un indicatore chiave dell’influenza umana è il nitrato (NO3−). In natura, la sua concentrazione è generalmente bassa (sotto i 10 mg/L). Quando troviamo valori superiori, è un chiaro segnale di un input esterno, di origine antropica. Ebbene, nella maggior parte dei nostri campioni, i livelli di nitrato superavano questa soglia “naturale”.

Abbiamo osservato una correlazione positiva tra nitrati e solidi totali disciolti (TDS): dove c’erano più nitrati, l’acqua era anche più salina. Questo suggerisce che le attività umane non aggiungono solo nitrati, ma anche altri sali, peggiorando la qualità generale dell’acqua. Analizzando specifici rapporti ionici (NO3−/Na+ vs Cl−/Na+), abbiamo visto che la fonte principale di questo inquinamento da azoto sembra essere l’agricoltura. Non sorprende, dato che la regione è un’importante area agricola. L’irrigazione diffusa, insieme all’uso di fertilizzanti, fa sì che queste sostanze penetrino nel sottosuolo e raggiungano le falde freatiche. In alcuni punti specifici, abbiamo anche rilevato l’influenza degli scarichi urbani (municipal sewage).

Oltre ai nitrati, un altro elemento preoccupante è il fluoruro (F−). Circa il 20% dei campioni superava i limiti raccomandati per l’acqua potabile. Sebbene la sua origine possa essere in parte naturale (legata all’alterazione di rocce intrusive antiche e sedimenti contenenti minerali come biotite e muscovite), la situazione merita attenzione.

Un Campanello d’Allarme: Rischi per la Salute

La presenza eccessiva di nitrati (NO3−), nitriti (NO2−, trovati in eccesso nel 7.5% dei campioni) e fluoruri (F−) non è solo una questione di “qualità” dell’acqua, ma pone rischi concreti per la salute umana, soprattutto se quest’acqua viene bevuta per lunghi periodi. Abbiamo applicato un modello di valutazione del rischio per la salute umana (HHRA) focalizzandoci sull’ingestione orale, dato che l’acqua sotterranea è la fonte primaria per bere in quest’area.

I risultati sono stati chiari: i livelli di nitrati rappresentano un rischio potenziale per tutte le fasce d’età (neonati, bambini, adulti maschi e femmine), con valori medi dell’indice di rischio (HQ) superiori a 1 per quasi tutti i gruppi. I neonati sono risultati i più vulnerabili. Anche i fluoruri mostrano un potenziale rischio, sebbene forse più localizzato in aree specifiche, dato che i valori medi di HQ erano sotto la soglia di rischio, ma alcuni campioni la superavano abbondantemente. Fortunatamente, il rischio associato ai nitriti (NO2−) è risultato trascurabile.

Considerando l’effetto combinato di questi contaminanti (tramite l’Hazard Index, HI), emerge un quadro di rischio medio potenziale per tutte le fasce d’età derivante dal consumo a lungo termine di quest’acqua in molte delle aree campionate. Addirittura, per i neonati, in alcuni casi il rischio è risultato elevato (HI > 4). Il colpevole principale? Ancora una volta, i nitrati, legati principalmente all’inquinamento agricolo.

La Qualità Generale: Possiamo Berla?

Per avere un quadro complessivo della qualità dell’acqua, abbiamo usato un indice chiamato Entropy-Weighted Water Quality Index (EWQI), che combina diversi parametri chimici. I risultati? Abbastanza incoraggianti, ma con delle ombre. La buona notizia è che la maggior parte dei campioni (il 75%) rientra nelle categorie “eccellente” (42.5%) o “buona” (32.5%), indicando che l’acqua è adatta al consumo umano diretto (EWQI < 100). Tuttavia, una parte non trascurabile (17.5%) ha una qualità "media" (EWQI 100-150), adatta magari per usi domestici ma non ideale per bere. E c'è un 7.5% di campioni con qualità "scarsa" (EWQI 150-200), utilizzabile forse per scopi industriali o agricoli, ma non per il consumo umano. Geograficamente, la qualità tende a peggiorare seguendo il flusso del fiume Huangshui, con le aree a qualità inferiore concentrate nella parte meridionale del bacino studiato, vicino alla città di Xining.

Cosa Fare Ora? Uno Sguardo al Futuro

Questo studio ci ha permesso di “leggere” la storia scritta nell’acqua sotterranea del bacino del fiume Huangshui. Abbiamo visto come la natura (interazione acqua-roccia) e l’uomo (agricoltura, scarichi) ne modellino la composizione e la qualità. Cosa possiamo imparare?

• È fondamentale mitigare l’inquinamento agricolo. Promuovere un’agricoltura di precisione, riducendo l’uso eccessivo di fertilizzanti e pesticidi, è cruciale per proteggere questa risorsa.
• Serve una gestione integrata delle risorse idriche, considerando insieme acque superficiali e sotterranee, che qui sono strettamente connesse.
• È essenziale potenziare il monitoraggio. Dobbiamo tenere d’occhio la qualità dell’acqua, specialmente per sostanze tossiche come nitrati e fluoruri, per proteggere la salute pubblica e fornire dati scientifici per decisioni gestionali informate.

L’acqua sotterranea in queste regioni alpine è un tesoro prezioso. Capire come funziona, cosa la minaccia e come proteggerla è fondamentale non solo per le comunità locali, ma come modello per tante altre aree simili nel mondo che affrontano sfide crescenti legate alla popolazione e ai cambiamenti ambientali. Il nostro viaggio nel sottosuolo ci lascia con una maggiore consapevolezza e un senso di urgenza: prendiamoci cura della nostra acqua nascosta!

Fonte: Springer