Boro nelle acque dell'Amiata: geotermia e B geogenico

Il sistema geotermico amiatino: geochimica del boro

Il Monte Amiata è un complesso vulcanico quaternario (eruzioni dal Pleistocene medio al Pleistocene superiore, tra 300.000 e 180.000 anni fa) situato a cavallo delle province di Siena e Grosseto. Sotto il vulcano è attivo un sistema geotermico a media-alta entalpia, sfruttato industrialmente da Enel Green Power nelle centrali geotermoelettriche di Bagnore e Piancastagnaio, contigue al campo geotermico di Larderello-Travale-Radicondoli, il più antico sistema di sfruttamento geotermico industriale del mondo (attivo dal 1913).

Le acque geotermiche profonde del sistema amiatino sono caratterizzate da temperature elevate (150-300 °C nei reservoir produttivi), pH leggermente acido, alta salinità e arricchimento naturale in elementi volatili quali boro, arsenico, ammonio, mercurio, antimonio e gas (CO₂, H₂S, CH₄). Il boro, in particolare, è veicolato in fase di vapore come acido borico H₃BO₃ e si concentra nei condensati al raffreddamento, raggiungendo concentrazioni dell'ordine di 100-500 mg/L nelle acque geotermiche grezze.

Una frazione di queste acque profonde, attraverso fratture e faglie del sistema, raggiunge gli acquiferi superficiali e contamina le falde freatiche e le sorgenti termali e mineromedicinali della zona (Bagni San Filippo, Bagno Vignoni, San Casciano dei Bagni, Saturnia, Vulci). Nelle acque sotterranee destinate al consumo umano dei Comuni amiatini e della Val d'Orcia le concentrazioni tipiche di boro sono comprese tra 0,5 e 3 mg/L, con punte superiori a 5 mg/L in alcuni pozzi profondi.

Boro e arsenico: la co-occorrenza geotermica

Una caratteristica distintiva del sistema amiatino è la stretta correlazione spaziale tra arricchimento in boro e arricchimento in arsenico nelle acque sotterranee. Entrambi gli elementi sono veicolati dalle stesse circolazioni geotermiche profonde, entrambi sono volatili in condizioni idrotermali (As come AsH₃ e specie organiche, B come H₃BO₃), entrambi si concentrano nei condensati al raffreddamento del vapore.

Le mappe geochimiche prodotte dal Servizio Geologico d'Italia e dall'ARPA Toscana mostrano una distribuzione spaziale di boro e arsenico nelle acque sotterranee dell'Amiata-Val d'Orcia largamente sovrapponibile, con coefficienti di correlazione lineare R² superiori a 0,7 in molti dataset disponibili. Questa co-occorrenza ha implicazioni operative significative: la verifica analitica di una sola delle due specie non è sufficiente, e i pacchetti di analisi per la zona amiatina includono di routine entrambi i parametri.

Il gestore acquedottistico Acquedotto del Fiora SpA, che serve i Comuni amiatini della provincia di Grosseto e parte della Val d'Orcia senese, ha sviluppato impianti di trattamento dedicati per la rimozione combinata di arsenico (adsorbimento su ossi-idrossidi di ferro) e di boro (osmosi inversa parziale o resine selettive), in particolare per i Comuni di Castel del Piano, Arcidosso, Santa Fiora, Piancastagnaio, Abbadia San Salvatore.

Limite normativo: dalla soglia di 1 mg/L a quella di 2,4 mg/L

Il valore di parametro per il boro nelle acque destinate al consumo umano ha subito una significativa revisione con la Direttiva (UE) 2020/2184 e il D.Lgs. 18/2023. Il precedente D.Lgs. 31/2001 fissava il limite a 1,0 mg/L, valore allineato alla Direttiva 98/83/CE. Il nuovo riferimento, in vigore dal 12 gennaio 2026 (con regime transitorio del valore di 1,0 mg/L fino all'11 gennaio 2026), porta il limite a 2,4 mg/L, allineato al valore guida OMS aggiornato nelle linee guida WHO 4ª edizione addendum 2017.

L'innalzamento del limite è basato sulla rivalutazione tossicologica condotta dall'EFSA (European Food Safety Authority) nel 2013, che ha proposto una dose tollerabile giornaliera (TDI) di 10 µg/kg di peso corporeo per il boro inorganico, sulla base di studi di tossicità riproduttiva e dello sviluppo nei ratti. Considerando un consumo idrico medio dell'adulto di 2 L/giorno e un contributo idrico del 20-50% dell'esposizione totale al boro (il resto da alimenti), il valore di 2,4 mg/L garantisce un margine di sicurezza adeguato.

Il nuovo limite ha implicazioni operative importanti per i Comuni dell'Amiata e della Val d'Orcia: numerose captazioni storicamente in deroga sanitaria per il boro (a 1,5-2 mg/L) sono ora pienamente conformi al limite ordinario di 2,4 mg/L, con conseguente semplificazione gestionale e riduzione degli oneri di trattamento. Il monitoraggio resta comunque obbligatorio.

Rischio per la salute: tossicità riproduttiva

Il boro inorganico ha come effetto critico documentato nei modelli animali la tossicità riproduttiva e dello sviluppo embrionale. Studi di laboratorio su ratti e cani esposti a dosi elevate (>50 mg/kg/giorno) hanno mostrato alterazioni della spermatogenesi nei maschi, riduzione della fertilità, e nei test di tossicità prenatale (gestanti) malformazioni cardiache e scheletriche nei nascituri. Sulla base di questi dati l'EFSA ha derivato il TDI di 10 µg/kg/giorno, con un margine di sicurezza di 100 rispetto al NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) sperimentale.

Negli esseri umani non sono documentati casi di tossicità acuta o cronica da boro per esposizioni tramite acqua potabile a concentrazioni inferiori a 5 mg/L. Studi epidemiologici condotti su popolazioni della Turchia (zona del Mar Egeo) e della California esposte a B superiore a 2-5 mg/L non hanno mostrato eccessi statisticamente significativi di patologie riproduttive o malformazioni congenite, suggerendo un margine di sicurezza ampio rispetto al limite normativo.

Il boro è inoltre un nutriente essenziale per le piante (componente delle pareti cellulari, regolatore della divisione cellulare) ma ha una soglia di fitotossicità molto bassa: già a concentrazioni di 0,5-1 mg/L nell'acqua di irrigazione si manifestano effetti di clorosi e necrosi su colture sensibili (agrumi, vite, fragole). Per le aziende agricole irrigue dell'Amiata e della Maremma con acque geogeniche ricche di boro, l'aspetto irriguo è spesso più critico di quello potabile.

Come si analizza: ICP-OES o spettrofotometria

Per le acque potabili il metodo accreditato di riferimento per il boro è la spettrometria di emissione ottica al plasma accoppiato induttivamente (ICP-OES) secondo UNI EN ISO 11885:2009, con limiti di quantificazione tipici di 0,02-0,05 mg/L e incertezza estesa del 5-10%. La tecnica è sensibile, accurata e applicabile in routine, e quantifica simultaneamente B con altri macroelementi (Na, Ca, Mg, K, Si).

In alternativa è utilizzata la spettrofotometria UV-Vis con derivatizzazione con curcumina o azometina-H (APAT CNR IRSA 3110 A e B, LOQ 0,05-0,1 mg/L). Si tratta di metodi più datati ma tuttora accreditati e ampiamente diffusi in laboratori meno strumentati.

Per applicazioni più richiedenti (caratterizzazione di acque minerali, studi geochimici, monitoraggio di tracce su acque oligominerali) si utilizza ICP-MS con LOQ inferiori a 0,005 mg/L. La determinazione isotopica del boro (¹⁰B/¹¹B) richiede MC-ICP-MS o TIMS ed è riservata a studi di provenienza e fingerprinting geochimico.

Come si abbatte il boro dall'acqua

Le tecnologie di abbattimento del boro sono mature ma più costose di altre, in considerazione della peculiare chimica dell'acido borico H₃BO₃ (acido debole, neutro a pH < 9):

• Resine a scambio anionico selettive per il boro (Amberlite IRA-743 e analoghe, contenenti gruppi N-metil-D-glucammina): altamente selettive, efficienza superiore al 95%, rigenerazione con acidi forti. Applicabili sia in versione point-of-entry domestica sia in impianti centralizzati.
• Osmosi inversa con membrana a alto rigetto: efficienza variabile (40-80% a pH 7-8, fino a 95% a pH > 10 dopo alcalinizzazione del feed). Soluzione applicata a livello centralizzato dai gestori acquedottistici.
• Osmosi inversa con doppio stadio e alcalinizzazione intermedia: efficienza > 95%, soluzione tecnologicamente sofisticata utilizzata in impianti di desalinizzazione marina per il rispetto del limite irriguo di 0,3-0,5 mg/L.
• Adsorbimento su allumina attivata e su carboni attivi specifici: efficienza moderata (40-70%), applicabile come trattamento di affinamento.

Cosa fare nel tuo caso specifico

Se vivi in un Comune dell'Amiata o della Val d'Orcia servito da Acquedotto del Fiora SpA (Castel del Piano, Arcidosso, Santa Fiora, Piancastagnaio, Abbadia San Salvatore, Pitigliano, Sorano, Manciano), consulta i bollettini di qualità periodici del gestore e verifica i valori di boro e arsenico riportati per il tuo Comune. Con il nuovo limite di 2,4 mg/L vigente dal 12 gennaio 2026 la conformità è generalmente assicurata, ma il monitoraggio resta opportuno.

Per i pozzi privati nelle aree con anomalia geogenica documentata (versanti dell'Amiata, sorgenti termali di Bagni San Filippo, San Casciano dei Bagni, Saturnia, Vulci) l'autocontrollo analitico annuale di boro e arsenico è essenziale: la probabilità di trovare valori significativi su entrambi i parametri è elevata, e il dimensionamento dell'eventuale trattamento richiede la conoscenza puntuale delle concentrazioni di partenza.

Per le aziende agricole irrigue della zona, il boro è spesso più critico per l'irrigazione che per il consumo umano: colture sensibili (olivo amiatino, vite, ortaggi a foglia) richiedono acque con B inferiore a 0,5-1 mg/L, e i pozzi geogenicamente arricchiti possono richiedere trattamento dedicato o diluizione con acque a basso boro. Il pacchetto Plus di 123Acqua include boro e arsenico per la zona amiatina.