Acqua
L'acqua pura (H2O) è un composto chimico la cui molecola è costituita da due atomi di idrogeno (H+) e da uno di ossigeno (O2-). Ciascuna molecola di H2O è "piegata" a forma di "V" con un angolo H-O-H di circa 105°. Il legame O-H è di tipo covalente, formato dalla condivisione di elettroni fra gli atomi di idrogeno e di ossigeno. L'acqua è inoltre una molecola polare, caratterizzata da una parziale carica negativa in corrispondenza dell'atomo di ossigeno ed una parziale carica positiva in corrispondenza dei due atomi di idrogeno.
A seconda delle differenti condizioni di pressione e di temperatura, l'acqua può presentarsi in tre diversi stati di aggregazione (solido, liquido e gassoso).
Figura 1 - Diagramma di fase dell'acqua. Il punto triplo, al quale coesistono tutti e tre gli stati di aggregazione, corrisponde alla pressione di 4,58 mmHg (6,117 hPa) e alla temperatura di 0,0098 °C.
Le acque naturali hanno caratteristiche fisiche e chimiche differenti in relazione alla loro origine, alle condizioni climatiche, alle caratteristiche composizionali delle altre matrici ambientali con cui vengono a contatto, etc..
Il serbatoio idrico principale delle acque naturali è rappresentato dagli oceani e dai mari, che contengono circa il 97,3% di tutte le acque distribuite sul pianeta. A seguire, in ordine di importanza, ci sono i ghiacciai e le calotte glaciali (2,1%) e gli acquiferi sotterranei (0,5%)(1).
I restanti quantitativi sono ospitati nei laghi e nei corsi d'acqua, nell'atmosfera e nella biosfera. I continui scambi di massa idrica tra atmosfera, acque superficiali, acque sotterranee e organismi viventi vanno a costituire il ciclo dell'acqua, noto anche come ciclo idrologico.
Figura 2 - Il ciclo idrologico.
Le acque atmosferiche sono costituite dal vapore e dalle precipitazioni liquide (pioggia, rugiada) e solide (neve, grandine, brina).
| | Vapore | |
| Precipitazioni liquide | Pioggia, rugiada | |
| Precipitazioni solide | Neve, grandine, brina | |
Tabella 1 - Le acque atmosferiche.
Le acque litosferiche si possono distinguere in due grandi categorie: superficiali e sotterranee.
Le acque superficiali possono trovarsi sia allo stato liquido (oceani, mari, corsi d'acqua, laghi, lagune, etc.) che allo stato solido (ghiacciai vallivi e continentali). I corsi d'acqua sono tra i principali agenti geologici che operano sulla superficie terrestre, erodendo i rilievi, trasportando verso il mare i prodotti della degradazione meteorica e depositando enormi quantità di materiale solido sia lungo il loro tragitto che alla loro foce. Il materiale solido viene trasportato in sospensione o come carico di fondo (per rotolamento e/o reptazione), e rilasciato laddove l'energia del corso d'acqua non è più sufficiente a trasportare particelle di date dimensioni. Le particelle così depositate vanno a costituire i sedimenti fluviali, che possono essere presenti in alveo, ai margini dell'alveo stesso, o andare a costituire intere piane alluvionali. Importanti sono inoltre gli ambienti deltizi, che si formano in corrispondenza della immissione dei fiumi in mare.
Le acque sotterranee rappresentano circa il 22% di tutte le acque dolci del nostro pianeta(2) e sono ospitate in rocce permeabili chiamate acquiferi, all'interno degli interstizi e dei pori compresi tra le particelle solide (porosità primaria) o delle fratture di origine tettonica e/o carsica (porosità secondaria). Oltre all'acqua gravifica, ovvero quella in grado di muoversi e di circolare liberamente all'interno degli acquiferi per effetto della gravità, esistono anche acque sotterranee sostanzialmente immobili, in quanto legate alle particelle per adsorbimento (acqua igroscopica) o per adesione (acqua pellicolare), e acque oggetto di fenomeni di capillarità (acque capillari). Nel loro complesso, tali acque vengono definite acque di ritenzione.
Le sorgenti sono punti o zone ristrette della superficie terrestre in corrispondenza delle quali si ha la venuta a giorno di acque sotterranee per cause del tutto naturali connesse all'assetto e alla dinamica idrogeologica locale e regionale(3).
Alle acque sotterranee vanno anche ricondotte le cosiddette acque di fondo, ovvero acque intrappolate negli strati acquiferi anche per migliaia di anni senza partecipare al ciclo idrologico, le acque fossili, intrappolate in un acquifero fin dal momento della sua stessa formazione, e le acque iuvenili, che derivano da manifestazioni idrotermali di corpi magmatici in via di raffreddamento.
| Acque litosferiche | Acque superficiali | Corsi d'acqua, laghi, mari, ghiacciai, etc |
| Acque sotterranee | Acque di circolazione attiva Acque di ritenzione Acque di fondo Acque fossili Acque iuvenili |
Tabella 2 - Le acque litosferiche.
(1) Peixoto J.P., M. Ali Kettani. – The Control of the Water Cycle. - Scientitific American (aprile 1973).
(2) Press F., Siever R. – Capire la Terra. – Zanichelli (1997).
(3) Civita M. – Idrogeologia applicata e ambientale. – Casa Editrice Ambrosiana (2005).