Sviluppo e ottimizzazione di un protocollo analitico per la caratterizzazione elementale ed isotopica di sedimenti marini: applicazione a due casi studio nel Mar Adriatico

La determinazione del carbonio organico totale (TOC) nei sedimenti marini è un parametro fondamentale per comprendere i cicli biogeochimici globali, la dinamica dei contaminanti e i processi legati ai cambiamenti climatici. Tuttavia, la presenza di carbonati inorganici interferisce con l'analisi quantitativa del TOC, rendendo necessari protocolli di acidificazione efficaci per la loro rimozione. Il presente lavoro di tesi si è posto l'obiettivo di sviluppare e ottimizzare un protocollo analitico di acidificazione, accoppiato alla spettrometria di massa a rapporto isotopico (EA-IRMS) per la determinazione del TOC e dei rapporti isotopici stabili δ13C e δ15N in matrici sedimentarie marine. L'approccio ha utilizzato il valore di δ13C come parametro diagnostico per verificare la completa eliminazione della frazione inorganica. Sono state testate quattro diverse modalità di trattamento con acido cloridrico (HCl) a differenti concentrazioni (1N e 6N) su materiali di riferimento certificati (PACS-1 e MESS-2) e su quattro campioni di sedimento con diverso contenuto carbonatico. La sperimentazione è stata articolata in tre fasi principali: 1. Validazione su due materiali di riferimento certificati PACS-1 e MESS-2 per verificare l'accuratezza della procedura e confermare l'efficacia del trattamento acido nella rimozione dei carbonati senza perdite significative di analita. 2. Ottimizzazione del protocollo testando quattro diversi approcci di acidificazione su sedimenti a differente contenuto carbonatico, variando concentrazione (1N e 6N) e volumi di HCl. 3. Applicazione del protocollo ottimizzato a casi studio ambientali di campioni reali provenienti dal Mar Adriatico. I risultati ottenuti sui sedimenti ambientali hanno evidenziato una netta distinzione tra input organici di origine terrestre e marina. Nelle stazioni costiere è stato riscontrato un maggiore contributo terrigeno, con valori di δ13C più negativi e rapporti C/N più elevati, mentre le stazioni di mare aperto hanno mostrato una prevalenza di materia organica autoctona legata alla produttività fitoplantonica. Lo studio ha inoltre approfondito il ruolo dell'umina, identificata come la frazione più rilevante e stabile della sostanza organica sedimentaria (fino al 90%), fondamentale per i processi di stoccaggio del carbonio a lungo termine e archivio storico dei processi ambientali.