Spatial Contamination Gradient and Electrical Conductivity as a Proxy Indicator for Landfill Leachate Impact on Himalayan Soils

Nelle alte e rarefatte altitudini dell'Himalaya, il suolo racconta una storia che è spesso invisibile a occhio nudo. Quando la pioggia cade su un cumulo di rifiuti scartati, non si limita a defluire; si infiltra attraverso gli strati in decomposizione, raccogliendo sali disciolti, nutrienti e sostanze chimiche mentre viaggia. Questo liquido, noto come percolato, agisce come una zuppa concentrata di inquinanti che può alterare la vera e propria chimica del suolo che tocca. Gli scienziati sanno da tempo che questa zuppa è ricca di ioni disciolti — minuscole particelle cariche che rendono l'acqua molto più conduttiva rispetto all'acqua pura. Per questo motivo, misurare quanto bene il suolo conduce l'elettricità offre un modo rapido ed economico per individuare dove questo liquido tossico si sia spostato, senza la necessità di testare ogni singola sostanza chimica al suo interno. In regioni in cui le infrastrutture per la gestione dei rifiuti sono ancora in fase di sviluppo, trovare un metodo semplice per mappare queste invisibili nubi di contaminazione è vitale per proteggere gli delicati ecosistemi montani che li circondano.

Nel regno del Bhutan, una nazione celebrata per il suo impegno nella tutela ambientale e per il suo status di carbon-negative, una silenziosa contraddizione è cresciuta. Nonostante la sua reputazione ecologica, il paese si affida a venticinque discariche a cielo aperto che mancano di sistemi ingegnerizzati per trattare il rifiuto liquido che generano. Per comprendere la reale entità dell'impatto che questi siti hanno sul terreno circostante, i ricercatori Yewong Choki e Yonten Dorji hanno rivolto la loro attenzione alla discarica di Omtekha, nel distretto di Punakha. Fondata nel 2012, questo sito riceve ogni mese oltre cento tonnellate metriche di rifiuti municipali dalle città e dai villaggi vicini. I ricercatori volevano vedere se il percolato di questa discarica si stesse diffondendo nel suolo e, in caso affermativo, quanto lontano viaggiasse e come il paesaggio influenzasse il suo movimento.

Per trovare la risposta, il team ha tracciato una griglia sistematica attraverso il terreno, trattando la terra come una tela da misurare. Hanno stabilito due lunghe linee, o transetti, che si estendevano per duecento metri dal bordo della discarica. Una linea seguiva la naturale pendenza verso il basso, seguendo il percorso che l'acqua prenderebbe con la gravità che la spinge verso il fondovalle. L'altra linea saliva, allontanandosi dalla pendenza, fungendo da controllo per mostrare come appare il suolo senza l'influenza della discarica. A intervalli di cinquanta metri lungo queste linee, hanno scavato nella terra, raccogliendo campioni di suolo dai primi trenta centimetri di profondità. In totale, hanno raccolto trenta campioni, essiccandoli e preparandoli con cura in un laboratorio per misurare le loro impronte chimiche.

I risultati hanno rivelato un modello di contaminazione chiaro e drammatico che seguiva la forma del terreno. Il suolo più vicino alla discarica, a soli cinquanta metri di distanza, mostrava i livelli più alti di conducibilità elettrica, un segno che era saturo dei sali disciolti provenienti dal percolato. Man mano che i ricercatori si spostavano verso il basso lungo la pendenza, la conducibilità diminuiva drasticamente, scendendo da una media di 115,81 microsiemens per centimetro al punto dei cinquanta metri a soli 35,28 a cento e cinquanta metri. Questo declino ha confermato che il percolato si stava muovendo verso il basso, trasportato dal flusso naturale dell'acqua attraverso il terreno. Al contrario, il suolo sulla parte superiore della pendenza, situato sopra la discarica, mostrava livelli di conducibilità costantemente bassi che non cambiavano con la distanza, provando che la contaminazione non si stava spostando verso l'alto o diffondendosi casualmente, ma era strettamente controllata dalla topografia.

L'analisi chimica ha fornito ulteriori indizi su ciò che stava accadendo nel suolo. I ricercatori hanno scoperto che la conducibilità elettrica era fortemente legata alla quantità di potassio nel terreno, un nutriente abbondante nei rifiuti in decomposizione. Questa connessione ha confermato che l'alta conducibilità era effettivamente un segnale affidabile della presenza di percolato. Hanno anche notato che il pH del suolo, che misura quanto il terreno sia acido o alcalino, era leggermente più alto vicino alla discarica, riflettendo la natura matura e alcalina dei rifiuti che si stanno decomponendo da oltre un decennio. Tuttavia, lo studio ha anche evidenziato ciò che non era presente. I livelli di fosforo, un comune nutriente fertilizzante, erano in realtà più alti sulla parte superiore della pendenza dove la vegetazione era indisturbata, suggerendo che il percolato non fosse la fonte primaria di questo elemento. Allo stesso modo, mentre i livelli di azoto subivano un picco drammatico proprio accanto alla discarica, diminuivano rapidamente, indicando che il sistema del suolo stava agendo come un filtro, assorbendo e trasformando l'eccesso di nutrienti mentre l'acqua si allontanava.

Lo studio conclude che la zona di contaminazione significativa si estende per circa cento o centocinquanta metri dal confine della discarica lungo il percorso in discesa. Questo risultato è cruciale perché definisce l'area immediata in cui il suolo è più alterato dai rifiuti. I ricercatori sottolineano che la conducibilità elettrica funge da strumento efficace e a basso costo per il monitoraggio di questi siti, offrendo un modo per le autorità locali di mappare i confini della contaminazione senza attrezzature costose. Sebbene il pH del suolo rimanesse in un intervallo generalmente sicuro per la crescita delle piante, lo studio avverte che gli effetti a lungo termine dei metalli pesanti e di altri inquinanti persistenti rimangono ignoti e richiedono ulteriori indagini. Stabilendo questa linea di base, il lavoro fornisce un quadro chiaro di come i rifiuti impattino sui fragili suoli montani del Bhutan, offrendo un metodo pratico per gestire i rischi ambientali in regioni simili in tutto il mondo.