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Use of the 87Sr/86Sr isotopic ratio as an environmental tracer: An example of the application to the Fossil Forest of the Dunarobba (FFD) sedimentary system near Aviglano Umbro (Terni - Central Italy)
No full textA recent discovery of Pliocene tree trunks (Taxodium, Glyptostrobus or Sequoia) perfectly preserved in the fluvial lacustrine sediments deposited in the old Tiberin Lake (near the town of Dunarobba, Central Italy) has led to the study of the conditions responsible for the trunks preservation. The present work has applied Sr isotope techniques to examine and confirm fluid migration in the different sediment types which cross the entire fluvial-lacustrine sequence. Based on the 87Sr/86Sr ratios measured in carbonate and in silicate fractions of samples collected from a bore hole (from 0 to 120 m) it is concluded that each sedimentary level has limited communication between zones and is characterised by different isotope values. This suggests that the intrinsic properties of these clays make them a good material for isolating waste, both for direct use and for a better buffer in other formations, possibly less secure, such as salt or granite. The results obtained in the present work have demonstrated some of the potential uses of the 87Sr/86Sr isotopic ratio as an environmental tracer for confirming results from some of the geotechnical (such as permeability) and geochemical parameters of these host sediments. © 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved
Isotopes in hydrology and hydrogeology
Full text linkThe structure, status, and processes of the groundwater system, which can only be acquired through scientific research efforts, are critical aspects of water resource management. Isotope hydrology and hydrogeology is a genuinely interdisciplinary science. It developed from the application of methods evolved in physics (analytical techniques) to problems of Earth and the environmental sciences since around the 1950s. In this regard, starting from hydrogeochemical data, stable and radioactive isotope data provide essential tools in support of water resource management. The inventory of stable isotopes, which has significant implications for water resources management, has grown in recent years. Methodologies based on the use of isotopes in a full spectrum of hydrological problems encountered in water resource assessment, development, and management activities are already scientifically established and are an integral part of many water resource investigations and environmental studies. The driving force behind this Special Issue was the need to point the hydrological and water resource management societies in the direction of up-to-date research and best practices
Metodologie isotopiche nella caratterizzazione delle acque sotterranee: l’esempio dell’applicazione dello 87Sr/86Sr
No full textLa composizione chimica delle acque sotterranee costituisce uno dei fattori che, ove opportunamente interpretati, possono fornire indicazioni sulla storia e sulla evoluzione che queste hanno subito dal momento della infiltrazione nel terreno fino a quando raggiungono di nuovo la superficie.
In particolare il ricorso alla sperimentazione di tecniche di analisi isotopica, nell’ambito dello studio dell’evoluzione chimica nel processo di interazione acqua-roccia costituisce da tempo un utile supporto alla caratterizzazione idrogeologica degli acquiferi.
Nel presente lavoro, dopo avere brevemente riferito di alcuni fra i principali e più recenti studi che hanno sperimentato l’applicazione dello stronzio e del rapporto isotopico 87Sr/86Sr come traccianti di alcuni processi geologici ed idrogeologici, sono presentati i risultati ottenuti con l’impiego delle metodologie di analisi isotopica dello 87Sr/86Sr per distinguere l’origine ed il percorso delle acque sotterranee che circolano in due acquiferi geologicamente e litologicamente differenti.
Nel primo caso le tecniche di analisi isotopica del rapporto 87Sr/86Sr sono state applicate al sistema idrogeologico relativo all’apparato vulcanico dei Colli Albani (Roma – Italia Centrale). In questo contesto geologico la distinzione dei percorsi seguiti dalle acque sotterranee risulta in molti casi di difficile interpretazione a causa della intensa variabilità litologica delle formazioni presenti, caratterizzate da differenti permeabilità. I risultati delle analisi dei rapporti isotopici dello 87Sr/86Sr eseguite su numerosi campioni prelevati in aree diverse del bacino investigato hanno consentito di riconoscere alcuni caratteri distintivi di queste acque. La tecnica utilizzata è stata quella di confrontare le indicazioni emerse dai valori del rapporto isotopico 87Sr/86Sr con i valori di altri costituenti chimici di queste acque che hanno funzionato da tracciante di riscontro per indirizzare e confermare le interpretazioni svolte. Nel secondo caso le analisi del rapporto isotopico 87Sr/86Sr è stata applicata allo studio delle acque che circolano all’interno di un bacino sedimentario quale è il bacino di Sangemini (Terni – Italia Centrale). La sperimentazione sviluppata in questo ambiente sembra consentire la distinzione delle litologie attraversate dalle acque lungo il proprio percorso sotterraneo. In particolare il rapporto isotopico 87Sr/86Sr misurato nei diversi campioni analizzati appare indirizzare verso una delle interpretazioni proposte in letteratura per la caratterizzazione della circolazione di queste acque sotterranee
Application of geochemical and isotopic method 87Sr/86Sr in hydrogeological characterization of carbonatic aquifers
No full textPetrographical and technical characterisation of “Basaltina”, effusive rock material, employed in hystorical building in central Italy
No full textHydrogeochemistry and strontium isotopes of spring and mineral waters from Monte Vulture volcano, Italy
No full textThis paper describes the results of a study that was conducted to determine the relationship between hydrogeochemical composition and 87Sr/ 86Sr isotope ratios of the Mt. Vulture spring waters. Forty samples of spring waters were collected from local outcrops of Quaternary volcanites. Physico-chemical parameters were measured in the field and analyses completed for major and minor elements and 87Sr/ 86Sr isotopic ratios. A range of water types was distinguished varying from alkaline-earth bicarbonate waters, reflecting less intense water-rock interaction processes to alkali bicarbonate waters, probably representing interaction with volcanic rocks of Mt. Vulture and marine evaporites. The average 87Sr/ 86Sr isotope ratios suggest at least 3 different sources. However, some samples have average Sr isotope ratios (0.70704-0.70778) well above those of the volcanites. These ratios imply interaction with other rocks having higher 87Sr/ 86Sr ratios, probably Triassic evaporites, which is substantiated by their higher content of Na, SO 4 and Cl. The Sr isotope ratios for some samples (e.g. Toka and Traficante) are intermediate between the value for the Vulture volcanites and that for the local Mesozoic rocks. The salt content of these samples also lies between the value for waters interacting solely with the volcanites and the value measured in the more saline samples. These waters are thus assumed to result from the mixing of waters circulating in volcanic rocks with waters presumably interacting with the sedimentary bedrock (marine evaporites). © 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved
Hydraulic permeability an natural radionuclides migration in clayey lacustrine sediments from the Plio-Pleistocenic Tiberin Lake, central Italy, in relation to the waste disposal
No full textApplication of geochemistral and isothopical analysis methods (87Sr/86Sr) in hydrogeological characterization of some springs in Simbruini mountains
No full textThis paper is part of a wider research program dealing with the application of the isothopic geochemistry to hydrogeological aims.
In fact the use of this kind of isothopic analysis for a better comprehension of water chemistral evolution due to its interaction with the different type of geological formations during its path, is now well accepted from the scientific point of view.
In particular in this paper we present the results of the application of a new method based on the Sr isothopical geochemistry. In this method the 87Sr/86Sr ratio is used as a process tracer related to other chemistral water elements, used as check tracers. Through this technique it is possible to give some more information about the groundwater flowing to the most important springs that now feed one of the largest civil water network of the neighbourhood of Rome.
Both the values of the concentration of principal and secondary elements, and the 87Sr/86Sr isotopic ratio of water flowing out from Ceraso, Cesa degli Angeli, Pantano Alta, and Carpinetto springs have been found. The named springs present the largest debit coming out from the Simbruini Mountains aquifer. Ceraso spring is placed under Arcinazzo hill, while the others are near Simbrivio river, that flows in Aniene river on the rightside (Southern Lazio – Central Italy). The main chemistral properties of these waters come from the fact that they flow in the Simbruini-Ernici – M. Cairo carbonatic unit. They show the complex underground hydric circulation that takes place in these rocks. The geological importance of this unit comes from its being nord-west boarded by the regional Olevano-Antrodoco master fault. Its characteristic is that the carbonatic formation arises almost everywhere, except in Vallepietra-Filettino and Guarcino-Trisulti where a dolomitic basement arises.
The carbonatic structure, and sometimes the dolomitic one, are actually important underground reservoirs. From these places water flows down to the general drainage axis of the area. That is represented by the Aniene valley. The waterflow is mainly due to a variable secondary permeability by fessuration improved by karstic processes, while the primary permeability, due to porosity, is very, very low. We have many hydrogeological studies dealing with these springs characterization, but only in the last past it has been started to analyse the geochemistral properties of the waters coming out from these springs. On the contrary the determination of the preferential groundwater paths is one of the most interesting aspects to know in the aim of protecting these waters. As the matter of fact we started to study the chemical evolution of these waters during their paths in this aquifer, and in this paper well present the results of the application of our method based on the analysis of the 87Sr/86Sr isotopic ratio, correlated to other chemical elements of these waters, in the aim of characterize their flow in the aquifer under study
Caratterizzazione idrogeologica del bacino del fiume Arrone, emissario del lago di Bracciano. Primi risultati della gestione informatizzata dei dati acquisiti.
No full textIl bacino del fiume Arrone, unico emissario del lago di Bracciano, è stato oggetto di numerosi studi idrogeologici
nel passato, più o meno recente. il presente lavoro ha preso spunto dalla necessità di redigere un quadro organico
del complessivo assetto idrogeologico del bacino, che fosse propedeutico alla corretta sistemazione idraulica del
fiume, il quale, negli ultimi anni, ha ripetutamente esondato con danni talvolta notevoli. Pertanto si è proceduto
alla caratterizzazione idrogeologica di dettaglio del bacino dell'Arrone, attraverso riorganizzazione di tutte le
informazioni disponibili, e dei risultati emersi da apposite rilevazioni di campagna finalizzate a definire il quadro
delle risorse idriche superficiali e sotterranee presenti nella area in studio. E' stato quindi eseguito il censimento
dei punti d'acqua esistenti, e ne è stato caratterizzato il regime. L'insieme delle informazioni raccolte è stato poi
organizzato in un apposito archivio informatizzato relazionato con la base cartografica digitalizzata predisposta
per lo studio del bacino in oggetto. In questo lavoro si
presentano, insieme ad una caratterizzazione di dettaglio
del bacino, i risultati relativi alla realizzazione
dell'archivio informatizzato.
Questo archivio ha il vantaggio di essere aggiornabile
nel tempo in funzione dell'ampliamento delle
conoscenze nonchè delle variazioni che ad opera
dell'uomo subirà l'utilizzo delle risorse idriche
superficiali e profonde presenti in questo bacino. Allo
stato attuale il lavoro, che ha richiesto un notevole
impegno di raccolta, riscontro, e verifica dei dati
disponibili si trova al punto in cui dalla costituzione
dell'archivio informatizzato, relazionato con la base
topo grafica, ancora su supporto cartaceo, si sta
passando al collegamento con la base cartografica
informatizzata che consente di avere uno strumento di
monitoraggio dell'evoluzione dell'assetto idrogeologico
del bacino nel tempo
Primi risultati dell’applicazione di tecniche di analisi isotopica per la determinazione di alcuni caratteri litologici peculiari del sistema idrogeologico dei Colli Albani
No full textIl sistema idrogeologico dei Colli Albani (Roma, Italia Centrale) è caratterizzato
dall'esistenza di due acquiferi principali - uno all'interno del complesso vulcanico e l'altro nel complesso
basale di natura calcarea-siliceo-mamosa. In questo lavoro, viene sottolineata l'importanza delle
indicazioni ottenibili dal rapporto isotopico 87Sr/86Sr, utilizzato come tracciante per determinare la natura
litologica delle formazioni attraversate e/o i tempi relativi di residenza delle acque in sotterraneo
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