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Radioattività naturale delle acque e dei suoli nell'area del Parco Archeominerario di San Silvestro (Campiglia Marittima, Livorno) e immediate vicinanze

Arfaioli Paola Benedetti Giueseppina Brocchini Debora Magaldi Donatello Sciannamblo Donato Spizzico Michele
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ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2010
Numero:
131
Fascicolo:
GEAM N.131/2010

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La radioattività naturale (dovuta a 238U e 222Ra) delle acque di 2 sorgenti carsiche e di alcuni paleosuoli su terrazzi fl uvio-marini del Quaternario,è stata studiata entro e nelle immediate vicinanze del Parco Archeominerario di San Silvestro, in Comune di Campiglia Marittima (Livorno). L’area di Campiglia è stata largamente sfruttata fi no dall’antichità, per l’estrazione di solfuri di Pb, Cu, Zn, Sn, Ag ed altri. Poiché la radioattività naturale poteva essere attribuita, sia all’uranio 238 e al torio 232 provenienti dal vicino plutone Pliocenico di quarzo-monzonite del Botro ai Marmi, sia all’uranio contenuto nel reticolo della calcite dei carbonati metamorfosati per contatto, si è ritenuto interessante accertare la frequenza del radon 222 derivato dall’uranio 238 nelle acque sorgive e dello stesso uranio nei paleosuoli da queste acque attraversati. I campioni di suolo sono stati descritti a livello micromorfologico ed analizzati tramite “autoradiografi a” per il loro contenuto in uranio. Le acque sorgive (Capattoli e Fonte di Sotto) sono state analizzate per il loro contenuto in cationi, anioni, in elementi rari, quali Au, As, Cd, Cu, Hg, Pb, Sb, Se, Sn, Zn, e infi ne in radon 222. Il radon delle 2 fonti è risultato abbastanza basso (4,5 Bq/l come valore medio). La ricerca sembra confermare l’origine del radon dalla bassa quantità di uranio contenuto sia nei calcari, che nella roccia magmatica. Mentre il radon tende a disperdersi principalmente nell’aria e nelle acque carsiche, l’uranio liberato dai forti processi di alterazione, sembra concentrarsi nei paleosuoli con argille di tipo 2:1 più ricche di idrossidi di Fe e di concrezioni e noduli di Fe/Mn, con valori medi da 2,2 a 4,6 ppm. Parte del radon potrebbe infine provenire dal substrato magmatico profondo attraverso le numerose fratture delle formazioni carbonatiche metamorfosate.

The natural radioactivity (due to 238U and 222Rn) of 2 karstic springs (Capattoli and Fonte di Sotto) and of some Quaternary paleosols from a crono-stratigraphic sequence of river-marine terraces were studied inside the Archaeo-mineralogical Park of S. Silvestro (Campiglia Marittima, Livorno Province) which was selected as sample area for high occurrence of heavy metals sulphides, Sn, Ag, etc.) and other important minerals. The environmental occurrence of 238U and 222Rn was hypothesized as caused by a Pliocene magmatic rock (quartz-monzonite of the Botro ai Marmi) and by a thermally metamorphosed limestone.(Campiglia Marble). The different terraced geo-pedological units were described for their micromorphologic features and measured for their uranium content by auto radiographic techniques. The waters of springs were sampled with monthly frequency in order to determine their content in heavy metals (Au, As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se, Zn,) common cations and anions and fi nally, for their 222Rn content. The radon content resulted low (4.5 Bq/l). Results are assumed to confi rm the origin of radon from the low quantity of 238U contained in carbonate and magmatic rocks. Radon tends to diffuse in air and waters whereas uranium, released from the quoted rocks by strong weathering processes, seams to concentrate in paleosols with 2:1 clay matrix and F/Mn glaebules where the U content as average is 2.2 to 4.6 ppm. It is also possible that some radon could derive from extremely fractured magmatic and sedimentary deep substratum.

La radioactivité naturelle des eaux de 2 sources karstiques et les caractéristiques de quelques paleosols des terrasses fl uvial-marines, disposées en séquence chrono-stratigrafi que, ont étés etudiés entre et à l’extérieur du Parc Archéo-minier de Saint Silvestro, dans la Commune de Campiglia Marittima, en Province de Livorno. Cette zone a été largement exploitée fi n de l’antiquité, pour l’extraction de sulfures de Pb, Cu, Zn, Sn, Ag et d’autres minéraux. Puisque la radioactivité naturelle pouvait être attribuée principalement à l’uranium 238 et le thorium 232 contenus dans le voisin pluton Pliocènique de quartz-monzonite du Botro ai Marmi et, l’uranium seulement, dans le réseau des calcites des roches carbonatées thermo-métamorphosées par le pluton, on a retenu intéressant de vérifi er la présence du radon 222 dérivé de l’uranium 238 dans les eaux de sources de Capattoli et Fonte di Sotto et du même uranium dans les paleosols par ces eaux traversés. Les échantillons des diverses unités geo-pedologiques ont été décrits à niveau micro morphologique et analysés pour leur contenu en uranium. Dans la même zone avec cadence environ mensuelle ont été prélevés des échantillons d’eaux des 2 sources, les eaux desquelles, ont été analysées pour leur contenu en cations et anions communes et en éléments rares, quels Au, As, Cd, Cu, Hg, Pb, Sb, Si, Sn, Zn, et enfi n en radon 222. Le radon des 2 sources a résulté assez bas (4,5 Bq/l comme valeur moyenne), pendant que la composition chimique des eaux est bicarbonate-calcique avec un sensible enrichissement en sodium. La recherche semble confi rmer l ’origine du radon par la basse quantité d’uranium contenu, soit dans les formations carbonatées, soit dans la masse quartz-monzonitique principale. Pendant que le radon tend à se disperser principalement dans l’air et les eaux karstiques, l’uranium libéré par forts procès d’altération, semble se concentrer dans les paleosols des terrasses avec des argiles de type 2:1 plus riches en hydroxydes de Fe et avec des concrétions et nodules Fe/Mn. Une partie du radon pourrait enfi n provenir du substrat profond à travers les nombreuses fractures des formations magmatiques et sédimentaires.