Geochimica forense: tecniche utilizzate

La geochimica forense studia elementi organici ed inorganici dove si verificano crimini ambientali ed è di ausilio a indagini relative a episodi criminali.
Nell’ambito di indagini relative a un crimine ci si avvale di tecniche analitiche che aiutano gli investigatori a identificare la scena del crimine.

L’identificazione di reperti quali sabbia, frammenti di materiali sia organici che inorganici presenti ad esempio sotto le scarpe, sugli abiti, sugli pneumatici risulta fondamentale per indirizzare le ricerche.

Le applicazioni della geochimica forense nelle aree di indagine non sono utilizzate direttamente per identificare i criminali coinvolti ma sono utili per rilevare indizi sul luogo del crimine.

Se è rinvenuta una polvere questa potrebbe venire dal suolo che benché apparentemente sempre uguale si differenzia da luogo a luogo.

Analisi del terreno

L’analisi del terreno è lunga e laboriosa e consiste nella determinazione qualitativa a quantitativa di:

principali macroelementi

•  tenore di sostanza organica
• rapporto tra carbonio e azoto
• rapporto  tra magnesio e potassio
• determinazione di microelementi come ferro, manganese, boro, rame e zinco.

Completano l’analisi la determinazione del pH, la conducibilità elettrica e la presenza di carbonati. Una volta analizzato il terreno si confrontano i dati ottenuti con quelli di un terreno in cui potrebbe essere stato commesso il crimine in modo da poter escludere o confermare che un cadavere sia stato abbandonato nel luogo dove è stato commesso il crimine o in un altro luogo.

Composizione isotopica

Un altro tipo di analisi include la composizione isotopica ed in particolare i rapporti ¹⁴C/¹²C, ¹³C/¹²C, ²H/¹H, ¹⁵N/¹⁴N, ¹⁸O/¹⁶  . Questi rapporti  danno conto delle trasformazioni chimiche sia dei composti inorganici che organici.

Le analisi chimiche consentono quindi di conoscere la composizione elementare, isotopica e mineralogica di campioni di terreno e di sedimenti. Ciò consente di  stabilire la provenienza attraverso il confronto con campioni noti. Si possono inoltre acquisire dati necessari a determinare la provenienza di piante e di animali.

La geochimica forense fornisce informazioni utili relative alla provenienza del campione. Quest’ultimo è confrontato con un altro campione di provenienza nota utilizzando molte tecniche analitiche

Tecniche utilizzate

La geochimica forense a seconda del campione da analizzare e dal tipo di ricerca che si intende effettuare utilizza una o più delle seguenti tecniche

• la spettroscopia di assorbimento atomico necessaria per la determinazione qualitativa e quantitativa di ioni metallici
• la spettrometria di massa necessaria a plasma accoppiato induttivamente per l’individuazione di sostanze inorganiche sia metalliche che non metalliche presenti in bassissime concentrazioni oltre che per l’analisi isotopica
• la spettroscopia atomica di emissione a plasma accoppiato induttivamente per l’individuazione di tracce di metalli
• la spettrofotometria XRF che permette di permette di conoscere gli elementi presenti in un campione
• la spettroscopia LIBS in cui un impulso laser di alta potenza è focalizzato sul campione e le emissioni delle singole specie atomiche analizzate da un analizzatore ottico. Il riconoscimento e l’assegnazione delle emissioni spettrali corrispondenti ai singoli elementi atomici permette di riconoscere la composizione del campione e, mediante l’utilizzo di emissioni di campioni a concentrazione nota, di risalire alle concentrazioni delle singole specie del campione
• la microscopia elettronica per la valutazione quantitativa di minerali QEMSCAN
• la spettroscopia EDX che sfrutta l’emissione di Raggi X generati da un fascio elettronico accelerato incidente sul campione utilizzata per la determinazione qualitativa di sostanze solide che è in grado di rilevare anche la presenza di elementi in tracce
• la spettrometria di massa isotopica IRMS utilizzata per la ricerca di quantità relative di isotopi stabili di alcuni elementi tra cui il carbonio
• la gascromatografia-spettrometria di massa GC-MS in cui un gascromatografo viene accoppiato a uno spettrometro di massa. In questa tecnica analitica il gascromatografo separa i composti presenti nel campione mentre lo spettrometro di massa funge da rivelatore
• la spettroscopia IR a trasformata di Fourier FT-IR che, rispetto alla classica spettroscopia IR garantisce prestazioni più elevate e un rapporto segnale/rumore nettamente migliore
• la cromatografia HPLC che è una tecnica cromatografica basata su un fase mobile  fatta fluire grazie a delle pompe  e una fase stazionaria solida impaccata in una colonna cromatografica. La differenza rispetto ad altre cromatografie liquide, è l’utilizzo di elevate pressioni, che permettono di separare miscele molto complesse in poco tempo.