Partendo dal caso studio dell’Alta Val d’Agri, il convegno ha evidenziato come metodologie geochimiche e geofisiche tradizionali ed innovative possano rappresentare un utile strumento per lo studio degli impatti ambientali delle attività di reiniezione di fluidi nel sottosuolo, con particolare attenzione a quelle connesse alle attività estrattive di idrocarburi.
Infatti, esperti italiani e internazionali hanno illustrato alcune metodologie di studio ed analisi applicabili anche all’Alta Val d’Agri e le prospettive future in termini di valutazione dell’impatto ambientale connesso alle pratiche di reiniezione delle acque di produzione, sia in termini di qualità delle acque di falda che di sismicità indotta.
Dopo i saluti di Domenico Vita (Sindaco del Comune di Marsico Nuovo), Carmen Santoro (Dirigente Generale Dipartimento Ambiente e Territorio, Infrastrutture, OO.PP. e Trasporti Regione Basilicata) e Vincenzo Lapenna (direttore dell’IMAA-CNR), i lavori sono stati distinti in due sezioni: la prima di carattere geochimico, introdotta e moderata dal Vito Summa, ricercatore e responsabile del Laboratorio di Geologia Medica e Ambientale del CNR-IMAA,
e la seconda di carattere geofisico, introdotta e moderata da Giacomo Prosser, professore dell’Università degli Studi della Basilicata.
La prima sezione dell’incontro scientifico ha visto comunque un intervento iniziale dello stesso Giacomo Prosser ( “Inquadramento geologico-strutturale dell’Alta Val d’Agri” ), finalizzato a delineare i principali caratteri geologici e strutturali dell’area d’interesse inquadrati nel contesto più ampio del bacino mediterraneo e, in particolare, dell’Appennino Meridionale.
Infatti, l’intervento è servito a contestualizzare dal punto di vista geologico-strutturale le aree della Val d’Agri interessate dalle attività di estrazione e pre-trattamento degli idrocarburi e di re-iniezione delle acque di produzione, ed è stato seguito dalle relazioni di Salvatore Margiotta, ricercatore presso il CNR-IMAA, Michele Paternoster, ricercatore presso l’Università degli Studi della Basilicata e Antonio Caracausi, ricercatore dell’INGV di Palermo.
Nei 3 articoli successivi sono descritti in modo sintetico i contributi degli esperti di settore intervenuti al Convegno.
Salvatore Margiotta
L’intervento di Salvatore Margiotta, dal titolo “Idrogeochimica delle aree interessate dalla condotta di reiniezione di Costa Molina 2: spunti di riflessione e prospettive di ricerca”, ha avuto come oggetto alcuni aspetti idrogeochimici delle acque di falda nelle aree interessate dall’attraversamento della condotta di re-iniezione e dal pozzo di re-iniezione di Costa Molina 2, sulla base dei dati di monitoraggio ARPAB a disposizione presso l’Osservatorio Ambientale della Val d’Agri per il periodo compreso tra Agosto 2012 e Luglio 2015, relativi a due sorgenti e ad otto piezometri ubicati lungo il tracciato della condotta o nelle immediate vicinanze della stessa.
Nell’inquadramento geologico dell’area di interesse è stata evidenziata la presenza di tre principali tipi litologici (depositi fluvio-lacustri, Flysch di Gorgoglione e Formazione di Albidona), ciascuno dei quali con caratteri anche molto differenti di permeabilità.
Litologie affioranti nell’area di studio. Depositi fluvio-lacustri, nella componente argilloso-siltosa (a) e in quella siltoso-sabbiosa (b); Flysh di Gorgoglione (c); Formazione di Albidona (d).
In assenza di dati geochimici isotopici, comunemente considerati quali importanti marker identificativi dell’origine e dei tempi di circolazione delle acque, l’attenzione è stata focalizzata, tra gli analiti a disposizione, su calcio, magnesio, solfati e cloruri, in quanto componenti ioniche generalmente molto abbondanti nelle acque di produzione associate a giacimenti di idrocarburi e quindi potenzialmente utilizzabili come traccianti naturali di eventuali processi di mescolamento tra acque di strato e acque di falda sub-superficiali. Rispetto agli stessi analiti considerati, è stato, inoltre, effettuato un breve excursus circa le principali fonti geogeniche ed antropiche in grado di rilasciare gli stessi nelle matrici ambientali e, in particolare, nelle acque di falda.
Pur mostrando, limitatamente alle acque di pochi piezometri, alcuni andamenti temporali degni di attenzione in termini di concentrazioni di calcio, megnesio e cloruri (spike, trend di progressivo incremento nel tempo o ciclicità stagionale), i dati a disposizione non hanno consentito, allo stato attuale, di discriminare con certezza tra cause naturali e/o antropiche degli stessi. A tale scopo, è stata evidenziata, quindi, la necessità di studi ed attività di ricerca di maggiore dettaglio, comprensive della caratterizzazione geochimica e mineralogica dei terreni acquiferi, di test di lisciviazione e modelli di simulazione in laboratorio dei processi di interazione acqua-roccia occorrenti in situ (al fine di valutare la mobilità geochimica dei potenziali contaminanti), del dosaggio nelle acque di falda di ulteriori sostanze (quali, ad esempio, ammoniaca e nitrati, tipicamente associati ad elevati tenori in cloruri di origine organica) e, soprattutto, di studi di geochimica isotopica. Le acque di re-iniezione, infatti, come tutte le acque di origine profonda, hanno caratteri isotopici (in termini di idrogeno ed ossigeno) profondamente diversi rispetto a quelli delle acque piovane e delle acque di circolazione sub-superficiale, sicchè gli isotopi di tali elementi possono rappresentare marker molto utili alla distinzione tra acque di falda e acque a ricarica lenta, e fornire quindi indizi inequivocabili di eventuali problematiche connesse alle pratiche di re-iniezione di fluidi nel sottosuolo.
Sono state, infine, evidenziate, ulteriori open question legate alla presenza, in alcuni piezometri, di anomale concentrazioni di 1,1 dichloroetilene, sostanza di origine sicuramente non geogenica, e di improvvisi spike di ferro e manganese, rispetto ai quali è stata sottolineata l’importanza di comprendere le cause delle eventuali variazioni fisico-chimiche del sistema acquifero (in termini di pH ed Eh) in grado di favorire la mobilità di tali elementi ed il loro passaggio in soluzione acquosa.
Michele Paternoster
L’ intervento di Michele Paternoster, dal titolo “Il ruolo della geochimica isotopica come discriminante tra acque a circolazione sub-superficiale e acque di origine profonda”, è stato incentrato principalmente sull’utilizzo degli isotopi stabili come strumento identificativo dell’origine di un fluido. In particolare, è stato illustrato il comportamento degli isotopi stabili dell’ossigeno e del deuterio di due diverse tipologie di fluidi (acque superficiali vs acque profonde).
In letteratura è noto che i processi di evaporazione e condensazione, che sono a loro volta condizionati dalla temperatura, e sono parti fondamentali del ciclo idrologico, influenzano la distribuzione delle specie isotopiche nelle molecole di acqua. I traccianti isotopici (d18O e dD) misurati nelle acque sono considerati come strumenti conservativi che non vengono influenzati dai processi organici ed inorganici che l’acqua subisce durante l’infiltrazione ed il movimento superficiale e/o sotterraneo. Pertanto, lo studio comparato della composizione isotopica delle precipitazioni e delle acque naturali di un bacino è un valido strumento geochimico per la soluzione di problemi di natura idrologica ed ambientale.
La geochimica isotopica dell’ossigeno e del deuterio fornisce in questo ambito applicativo importanti indicazioni nello studio dei bacini idrogeologici, attraverso la definizione delle aree di ricarica dei corpi idrici in funzione delle quote medie di alimentazione, delle modalità di circolazione ed alimentazione degli acquiferi.
In aggiunta, consente di verificare processi di mescolamento tra acque di diversa natura ed origine e con l’ausilio di altri indicatori geochimici dell’origine di fonti di inquinamento di tipo geogenico ed antropogenico.
Antonio Caracausi
L’intervento di Antonio Caracausi, dal titolo “Prospettive della geochimica dei gas nobili nello studio delle acque sotterranee”, ha mostrato alcune possibili applicazioni della geochimica dei gas nobili nelle Scienze della Terra, come ad esempio lo studio del clima globale e dell’evoluzione del Sistema Solare, il monitoraggio dei vulcani, lo studio di sistemi idrotermali e la valutazione dei tempi di residenza delle acque sotterranee, evidenziandone le potenzialità quali traccianti geochimici naturali.
L’attenzione è stata poi focalizzata sulla presenza dei gas nobili (He, Ne, Ar, Kr, Xe) nelle acque e nelle brine e sui caratteri di solubilità degli stessi, in funzione della temperatura, della pressione e della salinità.
La seconda sezione dell’incontro scientifico di carattere geofisico ha visto gli interventi di Tony Alfredo Stabile - ricercatore dell’IMAA-CNR – e di Leo Eisner, ricercatore della Czech Academy of Sciences, Institute of Rock Mechanics and Structure di Praga (Repubblica Ceca).
Nei 2 articoli successivi sono descritti in modo sintetico i contributi degli esperti di settore intervenuti al Convegno.
Tony Alfredo Stabile
L’intervento di Stabile ha riguardato la sismicità indotta dalla re-iniezione delle acque di scarto nel sottosuolo. Inizialmente sono stati presentati alcuni casi studio di eventi sismici indotti da attività antropiche quali, ad esempio, il riempimento di invasi idrici, la produzione di olio e gas, la re-iniezione di acque di scarto nel sottosuolo, l’attività geotermica, il fracking e lo stoccaggio di gas naturale e di CO2, illustrando anche i principi fisici alla base dell’induzione/innesco di eventi sismici. Successivamente, dopo una breve illustrazione dei dati di re-iniezione delle acque di strato nel pozzo Costa Molina 2 e della rete sismica ENI in Val d’Agri, reperibili presso l’Osservatorio Ambientale della Val d’Agri, l’attenzione è stata focalizzata sulla microsismicità indotta da tali attività di re-iniezione. L’analisi della distribuzione spazio-temporale dei terremoti registrati ha mostrato una chiara caratteristica diffusiva della sismicità, la quale si distribuisce su una faglia N310° immergente a NE alla distanza di circa 1,3 km dal pozzo di re-iniezione.
L’intervento si è concluso con la presentazione delle attività di ricerca che saranno svolte dall’IMAA-CNR in Val d’Agri su questa tematica.
Leo Eisner
Eisner ha illustrato diverse tecniche finalizzate al riconoscimento e alla gestione di eventi sismici indotti, da microterremoti a terremoti potenzialmente avvertibili dalla popolazione. In particolare, sono stati evidenziati alcuni risultati importanti ottenuti dalla ricerca scientifica nel corso degli anni sulla tematica della sismicità indotta da attività antropiche.Tra le varie tecniche, è stata evidenziata l’efficienza della correlazione temporale tra sismicità osservata e dati di produzione nella valutazione del rapporto causa-effetto tra attività antropiche ed eventi sismici registrati, mentre la correlazione spaziale è soltanto un potenziale indicatore e non una prova di una mutua relazione.
Successivamente, sono stati mostrati in dettaglio alcuni casi di eventi sismici indotti/innescati dalla produzione di petrolio (Colorado, Oklahoma e Ohio, U.S.A.), alcuni connessi ad attività minerarie e geotermiche (es. Basilea, Svizzera; Soultz, Francia; Cooper, Australia), ed un caso di fracking (Blackpool, Regno Unito). Infine, è stata sottolineata la funzionalità del monitoraggio continuo della sismicità e del “sistema a semaforo” nella mitigazione del rischio sismico da eventi indotti/innescati.
Per informazioni:
Salvatore Margiotta CNR-IMAA salvatore.margiotta at imaa.cnr.it
Tony Alfredo Stabile CNR-IMAA tony..stabile at imaa.cnr.it
