• Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Laboratorio sviluppo sistemi automatici di monitoraggio geochimico

Monday, 06 April 2009 21:03 Laboratori IGG
E-mail Print PDF

 

 

Responsabile del Laboratorio:

Dr. Lisa Pierotti (Tecnologo CNR)


Personale:

Dr. Roberto Cioni (Primo Ricercatore CNR)

Dr. Francesco Norelli (Tecnico CNR)

Pio Norelli (Tecnico CNR)


Numeri Telefonici:

050 3152325

050 3152281

050 3152375


E-mail:

Dr. Roberto Cioni: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

Dr. Lisa Pierotti: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it


Strumentazione:
  • Strumentazione per il monitoraggio automatico-continuo di T, pH, CE, Eh e delle concentrazioni di CO2 e CH4 nei gas disciolti nelle acque naturali e per la trasmissione, via modem GSM, dei dati acquisiti dalle stazioni di monitoraggio.
  • Strumento portatile per la determinazione rapida ed accurata del TDIC (Total Dissolved Inorganic Carbon) nelle acque naturali (Brevetto CNR B10/0398).
  • Sistema automatico continuo di rilevazione del contenuto dei VOC nelle acque naturali.

Campi di Applicazione:

  • Monitoraggio geochimico a scopi di previsione delle eruzioni vulcaniche e dei terremoti. L’esperienza acquisita sinora in questo campo ha indotto i ricercatori a sviluppare sistemi automatici di rilevamento continuo di selezionati parametri chimico-fisici e chimici, sia nelle acque che nelle fumarole vulcaniche, con frequenza di acquisizione molto a lta o comunque tale da evidenziare qualsiasi variazione dei parametri misurati. Le stazioni di monitoraggio progettate, realizzate e collaudate nei laboratori dell’IGG di Pisa effettuano la misura automatica continua delle concentrazioni di CO2 e CH4 in acque termominerali e dei seguenti parametri fisici e fisico-chimici: Temperatura, pH, Eh e Conducibilità elettrica (Zanzari et al., 2001, Carapezza et al., 2004; Cioni et al., 2006; Cioni et al., 2007a; Pierotti et al., 2009). Queste stazioni hanno le caratteristiche adeguate per soddisfare due esigenze fondamentali: a) percepire variazioni di piccola intensità dei parametri misurati e b) apprezzare fenomeni transitori di breve durata. Per soddisfare la prima necessità è stata utilizzata una componentistica elettronica “ad hoc” che, associata ad una sensoristica di elevate prestazioni, consente misurazioni accurate e precise dei vari parametri studiati. La seconda necessità è stata soddisfatta prevedendo una elevata frequenza di acquisizione del segnale. Le stazioni remote acquisiscono 1 dato/s per ogni canale. Il valore memorizzato è in realtà la media su un intervallo di tempo di 5 minuti dei valori acquisiti ogni secondo. I dati possono essere scaricati direttamente sul posto in cui è installata la stazione o per via remota tramite un modem GSM/GPRS collegato direttamente al PC; grazie al collegamento remoto è possibile controllare in tempo reale i valori di tutti i parametri monitorati oltre a poter interagire con la stazione per verificarne il funzionamento e modificare i suoi parametri interni (per esempio data, ora ecc.). Le stazioni di monitoraggio operano con acqua corrente (circa 5 litri al minuto).
  • Misurazione del carbonio inorganico totale disciolto nelle acque. Il TDIC, ossia il Total Dissolved Inorganic Carbon, è uno dei principali costituenti disciolti nelle acque naturali e comprende acido carbonico (H2CO3), ione bicarbonato (HCO3-), ione carbonato (CO32-), molecole di CO2 e vari complessi acquosi. La concentrazione di TDIC nella maggior parte delle acque naturali varia tra alcune decine e alcune migliaia di mg/kg (espressa come HCO3-). Concentrazioni nettamente inferiori, dell’ordine del mg/kg, si rinvengono nelle acque che interagiscono con rocce ultramafiche serpentinizzate, che generalmente presentano elevati valori di pH, mentre le acque dei laghi salini possono raggiungere valori di concentrazione elevatissimi, prossimi a 100000 mg/kg. Lo strumento brevettato dall’IGG di Pisa ha validità generale e permette una rapida ed accurata determinazione del TDIC prelevando ed analizzando il campione senza che questo venga a diretto contatto con l’aria atmosferica (Cioni et al., 2007b).
  • Misurazione del contenuto totale di Composti Organici Volatili (VOC) disciolti nelle acque naturali.


Pubblicazioni Relative:


Chiodini G., Cioni R., Di Paola G., Dotsika E., Fytikas M., Guidi M., Leonis C., Lyberopoulou V., Magro G., Marini L., Meletidis S., Michelot J.L., Poutoukis D., Raco B., Russo M., Virgili G. (1996). Geochemistry of Santorini fluids. Final Report - Contratto EV5V-CT93 (DG12 SOLS).


Cioni R., Guidi M., Raco B. (1999). The Automatic Geochemical Monitoring of Volcanoes project- Final Report on the research project supported by contract ENV4-CT96-0289 (DGXII-ESCY). Project co-ordinator: Allard P.


Cioni R., Guidi M. (2001). “European Mobile Early Warning System” - Final Report. Contratto ENV4-CT98-0728 (DG12-ESCY).


Zanzari A. R., Martinelli A., Cioni R., Guidi M., Raco B., Scozzari A., Quattrocchi F., Galli G., Mancini C. (2001). Discrete and continuous monitoring of groundwater in the seismic area of the Umbria region (Italy). Proceeding of Water-Rock Interaction 2001, Cidu (ed), Swets and Zeitlinger, Lisse, ISBN 90 2651 824 2, volume 1, 119-122.


Carapezza M.L., Cioni R., Guidi M., Scozzari A., Pruiti L. (2004). Experimentation of an automatic continous monitoring station in a thermal well of Stromboli volcanic island (Italy). Water-Rock Interaction, Wanty & Seal II (eds)  2004 Taylor & Francis Group, London.


Pierotti L., Pescia A., Norelli P. (2005). Monitoraggio del 222Rn nei gas del suolo della Garfagnana. Rapporto scientifico interno CNR n° 10073.

Cioni R., Guidi M., Pierotti L., Scozzari A. (2006). Study of possible geochemical precursory information: an automatic monitoring network installed in Tuscany, Italy. European Geosciences Union, General Assembly. Vienna, Aprile 2006.


Cioni R., Guidi M., Pierotti L., and Scozzari A. (2007a). An automatic monitoring network installed in Tuscany (Italy) for studying possible geochemical precursory phenomena. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 7, 405–416.


Cioni R., Gambardella B., Marini L. (2007b). Field determination of total dissolved inorganic carbon (TDIC) in natural waters using an IR analyzer I. Preliminary laboratory tests. Geothermics, 36, 47–62.


Baldacci F., Botti F., Cioni R., Molli G., Pierotti L., and Scozzari A. (2007). Hydrostructural and hydrothermal models for the studies of the hydrogeochemical precursors of the seismic activity. Examples from “Serchio and Magra grabens” (Northern Apennines, Italy). International Union of Geodesy and Geophysics. Perugia, Luglio 2007.


Baldacci F., Botti F., Cioni R., Molli G., Pierotti L., and Scozzari A. (2007). Geological-structural and hydrogeochemical studies of sismically active structures: case history from the Equi Terme-Monzone area (Northern Apennine – Italy). Geoitalia. Rimini, Settembre 2007.


Pierotti L., Cioni R., Norelli P., Pescia A., Scozzari A. (2009). Monitoraggio idrogeochimico della sorgente termale di Equi Terme dal Settembre 2003 al Settembre 2008 a scopi di previsione sismica. Rapporto scientifico interno riservato CNR n° 10750.


Pierotti L., Cioni R., Giannotti U., Norelli P., Pescia A., Scozzari A. (2009). Monitoraggio idrogeochimico continuo e discreto di un pozzo trivellato a Pian dei Renai (GR) dal Novembre 2003 al Novembre 2005 a scopi di previsione sismica. Rapporto scientifico interno riservato CNR n° 10794.38 p.


Pierotti L., Cioni R., Giannotti U., Norelli P., Pescia A., Scozzari A. (2009). Monitoraggio idrogeochimico continuo e discreto del pozzo delle piscine di Villafranca in Lunigiana (MS) dal Giugno 2003 al Settembre 2004 a scopi di previsione sismica. Rapporto scientifico interno riservato CNR n° 10801. 45 p.h



Altre Foto:


Figura 2a. Stazione di monitoraggio: Armadi strumentazione


Figura 2b. Celle di misura e di estrazione gas.


 
















Last Updated on Wednesday, 25 May 2011 07:30