Le concentrazioni di elementi in traccia nelle acque sotterranee sono generalmente basse e riflettono principalmente i valori di fondo naturali. Le acque sotterranee in rocce cristalline presentano le concentrazioni più elevate di arsenico e uranio. Concentrazioni leggermente elevate di boro, bromo, cadmio, piombo, rame e zinco si registrano principalmente negli acquiferi porosi in materiale sciolto presenti nelle aree caratterizzate da insediamenti e agricoltura.
Gli elementi di traccia sono elementi chimici che in concentrazioni molto basse si trovano naturalmente nella crosta terrestre. Giungono nelle acque sotterranee principalmente attraverso l’erosione delle rocce e in concentrazioni nell’ordine dei nanogrammi per litro (ng/l) o microgrammi per litro (µg/l).
L’ordinanza sulla protezione delle acque (OPAc) non contiene valori limite per gli elementi di traccia nelle acque sotterranee. Secondo quest’ultima, le acque sotterranee utilizzate o destinate a essere utilizzate come acqua potabile devono rispettare, eventualmente dopo l’impiego di metodi semplici di preparazione, i requisiti per l’acqua potabile secondo il diritto in materia di derrate alimentari. Se l’OPAc non prevede valori limite propri, quelli stabiliti nell’ordinanza del DFI sull’acqua potabile e sull’acqua per piscine e docce accessibili al pubblico (OPPD) valgono anche per le acque sotterranee. L’OPPD specifica i valori massimi per vari elementi di traccia come antimonio, arsenico, boro, cadmio, cromo, nichel, piombo, rame, selenio, uranio e zinco. Definisce anche i valori massimi di alluminio, ferro e manganese, che, se da un lato sono strettamente correlati al trattamento delle acque (l’uso di flocculanti a base di sali di alluminio e ferro durante la filtrazione, p. es., è un processo riconosciuto), dall’altro, per esempio in caso di alte concentrazioni di ferro e manganese nelle captazioni d’acqua potabile, possono causare problemi tecnici agli impianti e alle tubature, oltre che influire sul sapore dell’acqua potabile.
Inoltre, le Istruzioni pratiche per la protezione delle acque sotterranee contengono valori indicativi per singoli elementi di traccia che possono essere segnali di inquinamento antropico problematico delle acque sotterranee. Sono esclusi i valori elevati dovuti a condizioni naturali (geogeniche). Per i metalli pesanti, questi valori indicativi sono identici ai corrispondenti valori limite previsti dall' OPAc per il contenuto disciolto nelle acque di superficie.
Nel quadro dell’Osservazione nazionale delle acque sotterranee NAQUA, nel 2018 è stato condotto uno studio pilota nel corso del quale sono state effettuate campionature presso le quasi 550 stazioni di misurazione, analizzando oltre 20 elementi di traccia. Le indicazioni sulle concentrazioni si riferiscono a campioni non filtrati, ossia corrispondono alla concentrazione totale degli elementi nelle acque sotterranee, indipendentemente dal fatto che le sostanze nei campioni siano disciolte o non disciolte (legate alle particelle).
In generale, i valori massimi previsti dall’OPPD per l’acqua potabile sono superati raramente: per il ferro, in 12 stazioni di misurazione (2 %); per l’alluminio, in 5 stazioni di misurazione (1 %); per il manganese e l’arsenico, in 2 stazioni di misurazione ciascuno e, per il nichel e il selenio, rispettivamente in 1 stazione di misurazione.
Le concentrazioni sono superiori al valore indicativo delle Istruzioni pratiche per la protezione delle acque sotterranee in poco meno del 30 per cento delle stazioni di misurazione NAQUA nel caso dello zinco, in poco meno del 20 per cento nel caso del rame, in più del 5 per cento nel caso del cadmio, in più del 4 per cento nel caso del bromo, del cromo e del piombo, nel 3 per cento nel caso del boro e nell’1 per cento nel caso dell’arsenico e del nichel.
Mentre le elevate concentrazioni di alluminio, arsenico, cromo, ferro, manganese, nichel e selenio nelle acque sotterranee sono prevalentemente di origine naturale (geogenica), quelle di boro, bromo, cadmio, piombo, rame e zinco sono di origine sia naturale che antropica. Con la serie di dati disponibili, non è stato possibile determinare il valore di fondo naturale per questi elementi di traccia, poiché, nella maggior parte delle stazioni di misurazione presenti nelle formazioni acquifere in materiale sciolto dell’Altopiano, il contenuto antropico era già troppo elevato per poterlo separare dal valore di fondo naturale con l’ausilio dei metodi statistici disponibili (riferimento allo studio dell’Università di Berna).
Le concentrazioni di boro sono leggermente elevate nelle acque sotterranee sotto gli insediamenti e quelle di cadmio sotto i terreni coltivabili. Le concentrazioni di bromo, piombo, rame e zinco nelle acque sotterranee sono leggermente elevate sia sotto gli insediamenti sia sotto le superfici agricole.
Sono considerati fonti antropiche i fertilizzanti (boro, cadmio, rame, zinco) e pesticidi (rame) utilizzati in agricoltura, le emissioni derivanti dall’industria e dall’incenerimento dei rifiuti (bromo, cadmio), il ruscellamento dai tetti, dalle facciate e lungo le strade (piombo, rame, zinco) e l’immissione attraverso le acque di scarico domestiche (boro).
Inoltre, non si possono escludere risultati falsati per quanto riguarda ferro, piombo, rame o zinco, a causa di impianti in ferro o acciaio zincato o di parti di tubi contenenti rame o piombo nelle stazioni di misurazione.
Le concentrazioni di arsenico sono complessivamente basse e per lo più inferiori a 1 µg/l sull’Altopiano e nelle Prealpi. Concentrazioni localmente elevate, superiori a 5 µg/l, si registrano quasi esclusivamente nelle formazioni acquifere in roccia fessurata presenti nelle Alpi e a Sud delle Alpi. Queste sono dovute a depositi naturali di minerali metalliferi e rocce cristalline con un elevato contenuto di arsenico.
Il valore massimo di 10 µg/l previsto dall’OPPD per l’arsenico nell’acqua potabile viene superato rispettivamente in una stazione di misurazione nei Cantoni del Vallese e dei Grigioni. Le maggiori concentrazioni sono riconducibili a fonti geogeniche nelle rocce cristalline.
Le concentrazioni di cromo sono generalmente basse e inferiori a 2 µg/l. Il valore massimo di 50 µg/l per il cromo e 20 µg/l per il cromo(VI) previsto dall’OPPD per l’acqua potabile non viene superato in nessuna stazione di misurazione.
Concentrazioni superiori al valore indicativo di 2 µg/l si registrano principalmente nell’Altopiano occidentale tra Losanna e Berna. Sono dovute a depositi naturali di cromo nelle rocce molassiche della Svizzera romanda. I superamenti isolati dei valori indicativi nelle aree di Basilea e Zurigo sono probabilmente di origine antropica. Infatti, il cromo può penetrare nelle acque sotterranee da discariche contaminate o da fognature che perdono, per esempio.
Il cromo è solubile nelle acque sotterranee praticamente soltanto allo stato ossidato, esavalente. Ad eccezione di singole concentrazioni di cromo, che presentano valori elevati a causa del cromo legato alle particelle, come può succedere per esempio negli acquiferi carsici, si può quindi presumere che le concentrazioni determinate siano prevalentemente di cromo(VI).
Le concentrazioni di uranio sono generalmente basse e inferiori a 3 µg/l. Il valore massimo di 30 µg/l previsto dall’OPPD per l’acqua potabile non viene superato in nessuna stazione di misurazione. Le concentrazioni tendono ad essere più elevate sull’Altopiano che nel Giura o nelle Prealpi. Sulla base dei dati non è possibile stabilire chiaramente se ciò sia dovuto all’uso di fertilizzanti fosfatici contenenti uranio o alla dissoluzione dell’uranio naturalmente presente nel suolo a seguito della coltivazione più intensiva dei terreni agricoli.
Gli acquiferi cristallini in rocce fessurate e gli acquiferi in materiale sciolto dell’alta Valle del Rodano contengono naturalmente elevate concentrazioni di uranio.
Le concentrazioni di piombo sono generalmente basse e inferiori a 1 µg/l. Il valore massimo di 10 µg/l previsto dall’OPPD per l’acqua potabile non viene superato in nessuna stazione di misurazione. Le concentrazioni superiori al valore indicativo di 1 µg/l si riscontrano principalmente negli acquiferi carsici del Giura e negli acquiferi in materiale sciolto dell’Altopiano.
In natura, il piombo si presenta solitamente in composti di solfuro, solfato e carbonato. È rilevante anche l’accumulo di piombo nella materia organica, negli idrossidi di ferro e manganese e nei minerali argillosi.
Il piombo di origine antropica giunge nelle acque sotterranee principalmente dai tetti, dalle facciate, dalle strade (abrasione stradale, residui rimasti nel suolo provenienti dalla benzina al piombo utilizzata fino al 2000, vecchie verniciature antiruggine) e dalle munizioni contenenti piombo utilizzate nei poligoni di tiro.
Non si possono escludere singoli valori falsati dovuti alle rubinetterie in ottone (una lega di rame, zinco e piccole quantità di piombo) presenti nelle stazioni di misurazione.
Nell’80 per cento delle stazioni di misurazione, le concentrazioni di cadmio sono generalmente inferiori al limite di quantificazione di 0.01 µg/l. Il valore massimo di 3 µg/l previsto dall’OPPD per l’acqua potabile non viene superato in nessuna stazione di misurazione. Le stazioni di misurazione in cui sono rilevate concentrazioni superiori al valore indicativo definito nelle Istruzioni pratiche per la protezione delle acque sotterranee si trovano principalmente nella parte orientale del Giura e nell’Altopiano. Singole concentrazioni elevate sono rilevate nelle stazioni di misurazione nelle Prealpi, nelle Alpi e a Sud delle Alpi. Oltre il 35 per cento delle stazioni di misurazione che rilevano concentrazioni superiori al valore indicativo definito nelle Istruzioni pratiche per la protezione delle acque sotterranee si trova in un bacino idrografico a vocazione prevalentemente agricola.
Nella maggior parte delle rocce il cadmio è presente soltanto in concentrazioni molto basse. Si trova nei calcari oolitici del Giura e in singoli minerali, per lo più in combinazione con lo zolfo.
Le principali fonti antropiche sono la combustione di combustibili fossili o di rifiuti e lo spargimento di fertilizzanti fosfatici contenenti cadmio.
A livello nazionale, le concentrazioni di rame sono più elevate nel Giura e nell’Altopiano rispetto alle Prealpi e alle Alpi, dove, salvo poche eccezioni, sono inferiori a 2 µg/l. Il valore massimo di 1000 µg/l previsto dall’OPPD per l’acqua potabile non viene superato in nessuna stazione di misurazione.
Le stazioni di misurazione in cui sono rilevate concentrazioni superiori al valore indicativo di 2 µg/l definito nelle Istruzioni pratiche per la protezione delle acque sotterranee si trovano principalmente nell’Altopiano orientale e negli acquiferi carsici del Giura. Singole concentrazioni superiori a 2 µg/l sono state registrate anche nella roccia cristallina delle Alpi grigionesi e ticinesi. Le stazioni di misurazione in aree caratterizzate da insediamenti e agricoltura, compresi i siti erbosi utilizzati in modo intensivo, mostrano concentrazioni più elevate rispetto alle altre.
Il rame di origine antropica giunge nelle acque sotterranee principalmente dai tetti e dalle facciate e attraverso l’abrasione lungo le linee ferroviarie (linee di contatto) e le strade. In agricoltura, il rame è utilizzato come pesticida e come additivo per mangimi e può essere contenuto nei fertilizzanti da cortile e minerali.
Inoltre, non si possono escludere valori falsati dovuti a parti di tubi contenenti rame nelle stazioni di misurazione.
