11

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

XXX uso frequente, XX uso meno frequente, X uso dimostrativo o pilota

Tecnologie per la bonificaTecnologie per la bonifica

22

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

SoluzioniSoluzioni

Tecnologie di bonificaTecnologie di bonifica

Tecnologie di messa Tecnologie di messa in sicurezzain sicurezza

Eliminare o ridurre la concentrazione di inquinante nelle

matrici ambientali

Impedire la migrazione degli inquinanti dalla

sorgente ai bersagli

33

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Interventi di bonificaInterventi di bonifica

Classificazione delle tecnologie di bonifica Classificazione delle tecnologie di bonifica sulla base di:sulla base di:– PrincipioPrincipio

di trattamentodi trattamento

– MovimentazioneMovimentazionedella matricedella matricecontaminatacontaminata

• Trattamenti per la distruzione delle molecole dei contaminanti

• Trattamenti di mobilizzazione

• Trattamenti di inertizzazione o contenimento

• Escavazione e smaltimento in sito adeguato• in situ: se intervengono direttamente sulla matrice contaminata senza asportarla

• ex situ: richiedono l’asportazione della matrice contaminata ed il trattamento in altre aree.

• on-site: trattamento sull’area interessata

• off-site: trattamento in impianti all’esterno dell’area interessata

44

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Interventi di bonificaInterventi di bonifica

Il successo di un intervento di bonifica Il successo di un intervento di bonifica dipende da:dipende da:– Conoscenza del problema: caratterizzazione del Conoscenza del problema: caratterizzazione del

sito e dell’ambiente esternosito e dell’ambiente esterno

– Ricerca delle soluzioniRicerca delle soluzioni– Gestione del rischioGestione del rischio– Controllo sulla qualità delle stime effettuateControllo sulla qualità delle stime effettuate

MODELLO CONCETTUALE

55

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Caratterizzazione di un sitoCaratterizzazione di un sito

Caratterizzazione di Caratterizzazione di un sito al fine di un sito al fine di conoscere:conoscere:– Natura, estensione e Natura, estensione e

grado di grado di contaminazione di ogni contaminazione di ogni matrice ambientalematrice ambientale

– Condizioni ambientali, Condizioni ambientali, caratteristiche caratteristiche geologiche ed geologiche ed idrogeologiche del sito idrogeologiche del sito e dell’areae dell’area

individuazione delle tecnologie applicabili

definizione dell’applicabilità al sito in esame delle

tecnologie selezionate

66

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Ossidazione chimica in situOssidazione chimica in situ

Iniezione di sostanze chimiche ossidanti Iniezione di sostanze chimiche ossidanti (perossido di idrogeno, permanganato di (perossido di idrogeno, permanganato di potassio, ozono) in presenza o meno di potassio, ozono) in presenza o meno di catalizzatoricatalizzatori

Composti trattati: solventi aromatici, TCE, Composti trattati: solventi aromatici, TCE, TeCA, DCE, VC, MtBE, IPA e prodotti TeCA, DCE, VC, MtBE, IPA e prodotti petroliferipetroliferi

Si ottengono come prodotti finali acqua e anidride carbonica oppure

composti più semplici, come intermedi di reazione

77

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Ossidazione chimica in situOssidazione chimica in situ

Agenti ossidanti:Agenti ossidanti:– Permanganato di potassioPermanganato di potassio

– Perossido di idrogeno (genera radicali liberi). Perossido di idrogeno (genera radicali liberi). Per ottenere livelli di efficienza in un tempo Per ottenere livelli di efficienza in un tempo rapido si utilizzano catalizzatori metallici, il più rapido si utilizzano catalizzatori metallici, il più utilizzato dei quali è il ferroutilizzato dei quali è il ferro

– ozono: agisce direttamente o generando ozono: agisce direttamente o generando radicali liberi intermediradicali liberi intermedi

HCl3K2MnO2CO2HClCKMnO2 22324

Reagente di Fenton OHOHFeFeOH 32

22

88

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Ossidazione chimica in situOssidazione chimica in situ

Le condizioni che garantiscono il successo Le condizioni che garantiscono il successo del trattamento:del trattamento:– Efficacia della reazione di ossidazioneEfficacia della reazione di ossidazione– Controllo dello svolgimento della reazioneControllo dello svolgimento della reazione– Effettiva distribuzione dei reagenti nelle zone Effettiva distribuzione dei reagenti nelle zone

contaminatecontaminate

99

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Ossidazione chimica in situOssidazione chimica in situ

Permanganato, reagente di Fenton,

ozono

flusso delle acque sotterranee fase

dissolta

pennacchio contaminato

acquifero

superficie piezometrica insaturo

assorbito sul solido

substrato impermeabile

pozzi di iniezionepozzo di iniezione

sorgente contaminante

Permanganato, reagente di Fenton,

ozono

flusso delle acque sotterranee fase

dissolta

pennacchio contaminato

acquifero

superficie piezometrica insaturo

assorbito sul solido

substrato impermeabile

pozzi di iniezionepozzo di iniezione

sorgente contaminante

1010

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Ossidazione chimica in situOssidazione chimica in situ

1111

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Ossidazione chimica in situOssidazione chimica in situ

1212

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Ossidazione chimica in situOssidazione chimica in situ

Condizioni di applicabilità al sitoElementi necessari alla

progettazione

Tipologia del contaminanteAssenza di eterogeneità stratigraficheBuona permeabilitàBasso contenuto di sostanza organicaBasso contenuto di ferro in forma solubileCondizioni di pH adeguate2-4 per la Fenton7-8 per il permanganato pH tipici del suolo per l’ozono

Concentrazione dei contaminantiContenuto in sostanza organica

naturaleCODpH del suolo e/o dell’acqua di faldaPermeabilitàContenuto di ossigeno discioltoORP

Per il permanganato:concentrazione di manganese

solubileimpurezze del permanganato

Per il reagente di Fenton:contenuto in ferro solubilepH del suolo e/o dell’acqua di faldaalcalinità del suolo e/o dell’acqua di faldasi degrada facilmente

Per l’ozono:alcalinità del suolo e/o dell’acqua di

faldacontenuto d’acqua del suolo

1313

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Ossidazione chimica in situOssidazione chimica in situ

Vantaggi Svantaggi

Elevata velocità di trattamentoSemplicità di applicazioneNon necessita di escavazione del terreno contaminatoNon produce residui e/o rifiuti

Possibilità di reazioni incontrollate esotermiche con il reagente di FentonPossibilità di formazione di composti intermedi tossiciUn flusso eccessivo dei reagenti immessi può causare la mobilizzazione di contaminanti da porzioni dell’acquifero con possibilità di migrazione dei contaminanti al di fuori della zona di trattamentoComporta l’introduzione di reagenti chimici nell’ambientePuò risultare un trattamento costoso se le caratteristiche dei sito non sono idonee (elevata percentuale di carbonati o bicarbonato per il Fenton e di materia organica nel suolo e/o nelle acque sotterranee)

1414

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Estrazione di Vapore (Soil Vapor Estrazione di Vapore (Soil Vapor Extraction)Extraction) Nella zona insatura viene introdotto un flusso Nella zona insatura viene introdotto un flusso

di aria e gli inquinanti a maggiore volatilità si di aria e gli inquinanti a maggiore volatilità si trasferiscono nella fase vaporetrasferiscono nella fase vapore

Il flusso di vapore viene estratto e trattatoIl flusso di vapore viene estratto e trattato Meccanismi che intervengono:Meccanismi che intervengono:

– Desorbimento dalla matrice solida e trasferimento Desorbimento dalla matrice solida e trasferimento nella fase gassosanella fase gassosa

– Trasferimento nel flusso di vapore dei componenti Trasferimento nel flusso di vapore dei componenti volatili già presenti nell’aria dei porivolatili già presenti nell’aria dei pori

– Volatilizzazione da un liquido organico in fase Volatilizzazione da un liquido organico in fase separataseparata

– Volatilizzazione dei composti disciolti in fase Volatilizzazione dei composti disciolti in fase acquosaacquosa

1515

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Estrazione di Vapore (Soil Vapor Estrazione di Vapore (Soil Vapor Extraction)Extraction)

compressore

pozzo di insufflazione

superficie piezometrica

misuratori di pressione

separatore della condensa

compressore

unità di trattamento dei vapori

manometri della pressione e della

portata

pozzo di estrazione dei vaporipunti di monitoraggio

compressore

pozzo di insufflazione

superficie piezometrica

misuratori di pressione

separatore della condensa

compressore

unità di trattamento dei vapori

manometri della pressione e della

portata

pozzo di estrazione dei vaporipunti di monitoraggio

1616

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Estrazione di VaporeEstrazione di Vapore

Si ottiene un’ossigenazioneSi ottiene un’ossigenazione

Applicata a VOC, SVOC, composti Applicata a VOC, SVOC, composti alogenati (cloroetano, cloroformio, VC, alogenati (cloroetano, cloroformio, VC, clorobenzene, diclorometano, clorobenzene, diclorometano, dicloroetano, dicloroetilene, dicloroetano, dicloroetilene, diclorobenzene, TCE, tetracloroetano, diclorobenzene, TCE, tetracloroetano, TeCA, piombotetraetile) e non (BTEX, TeCA, piombotetraetile) e non (BTEX, fenoli, benzina)fenoli, benzina)

attivazione di processi biologici

1717

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Estrazione di VaporeEstrazione di Vapore

Condizioni di applicabilità al sitoElementi necessari alla

progettazione

Caratteristiche del sito:Permeabilità all’aria del suoloPermeabilità intrinsecaStratificazione ed omogeneità litologicaProfondità del livello di faldaUmidità del suoloPercentuale di sostanza organica

naturaleCaratteristiche dei contaminantiPressione di vaporePunto di ebollizioneCostante di Henry

Concentrazione iniziale dei contaminanti nel suolo e nella fase vapore

Volume di suolo da trattarePorosità efficacePresenza di strutture interrateRaggio di influenza di ogni pozzoDepressione da indurre alla testa del

pozzoPortata di insufflazionePortata di estrazioneImpianto di trattamento dei vapori

estrattiLimiti da rispettare per lo scarico in

atmosfera

1818

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Estrazione di VaporeEstrazione di Vapore

Vantaggi Svantaggi

Riduce efficacemente i contaminanti nella zona insatura e, in minor misura, anche il prodotto libero in galleggiamentoBrevi tempi di trattamento (da alcuni mesi a un paio di anni, in dipendenza della concentrazioni iniziali e delle caratteristiche del sito)Le attrezzature sono facilmente installabili;Si possono trattare vaste aree senza interrompere le normali attività svolte sul sito e può essere trattato anche il terreno al di sotto di edifici esistentiSono eliminati i rischi e i costi relativi al trasporto di notevoli quantità di suolo contaminatoI costi sono contenuti, in particolar modo quando vengono trattate ampie zone di terrenoPuò essere utilizzata in associazione ad altre tecnologie di trattamento, come il bioventing e l’air sparging

Difficilmente si raggiungono abbattimenti delle concentrazioni di contaminate superiori al 90%È applicabile solo alla zona insatura del terrenoNon è applicabile per il trattamento di terreni contaminati da composti a bassa volatilitàÈ fortemente influenzata dalle caratteristiche del sottosuolo trattato. Zone a bassa permeabilità, ad elevato contenuto organico o ricche di canali referenziali o fratture possono ridurre sostanzialmente l’efficacia complessiva di estrazionePuò richiedere alti costi per il trattamento dell’aria estratta

1919

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Air spargingAir sparging

Iniezione di aria atmosferica in pressione Iniezione di aria atmosferica in pressione nell’acquifero con passaggio degli nell’acquifero con passaggio degli inquinanti dalla fase liquida e solida alla inquinanti dalla fase liquida e solida alla fase vaporefase vapore

Meccanismi coinvolti:Meccanismi coinvolti:– Trasferimento in fase aeriforme per stripping Trasferimento in fase aeriforme per stripping

dei VOC disciolti in acquadei VOC disciolti in acqua– Volatilizzazione dei contaminanti disciolti in Volatilizzazione dei contaminanti disciolti in

acqua o assorbiti alla matrice solidaacqua o assorbiti alla matrice solida– Volatilizzazione di liquidi organici Volatilizzazione di liquidi organici

nell’acquifero o in fase separatanell’acquifero o in fase separata

2020

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Air spargingAir sparging

compressore

pozzo di insufflazione

superficie piezometrica

misuratori di pressione compressore

manometri della pressione e della

portata

pozzo di estrazione dei vapori

punti di monitoraggio

unità di trattamento dei vapori

compressore

pozzo di insufflazione

superficie piezometrica

misuratori di pressione compressore

manometri della pressione e della

portata

pozzo di estrazione dei vapori

punti di monitoraggio

unità di trattamento dei vapori

2121

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Air spargingAir sparging

Condizioni di applicabilità al sitoElementi necessari alla

progettazione

Caratteristiche del sottosuolo:Condizioni di porosità e permeabilità

all’aria, sia della zona satura che dello spessore insaturo

Struttura del suolo e stratificazioneTipo do acquiferoCaratteristiche dei contaminantiPressione di vaporePunto di ebollizioneCostante di HenrySolubilitàConcentrazione dei contaminanti

Presenza di surnatanteRaggio di influenza di ogni pozzoPortata di aria insufflataPressione di iniezione dell’ariaVolume della zona da trattareProfondità di iniezione dell’ariaLimiti dei manufatti, impianti ed

edificiLimiti di concentrazione per lo scarico

in atmosferaObiettivo di bonifica

2222

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Air spargingAir sparging

Vantaggi Svantaggi

Utilizza apparecchiature di semplice installazioneConsente il trattamento in situ della faldanon comporta problematiche di trattamento, stoccaggio o scarico di acque sotterraneeApportando ossigeno, promuove i processi di biodegradazione naturale aerobiciConsente un’implementazione con minimo disturbo per le operazioni in sitoÈ di breve durata (da 1 a 5 anni in condizioni ottimali)Consente l’utilizzo contemporaneo di altre tecnologieLa sua efficacia può aumentare in associazione con altre tecnologie come l’estrazione di vapore dal suolo

Non può essere applicata in terreni con permeabilità inferiore a 10-3 cm/sNon può essere impiegata, in prima approssimazione, se esiste prodotto in fase libera sulla falda (in tal caso tale prodotto deve essere prima rimosso)Non può essere usata in falde confinateIn presenza di stratificazione e forte eterogeneità del sottosuolo saturo può essere inefficace o generare l’allargamento del pennacchioRichiede l’esecuzione di accurate prove pilota per valutare il controllo dei vapori generati e gli effetti della loro migrazioneLe infrastrutture presenti nel sito possono essere danneggiate dalla presenza di vapori provenienti dall’impianto di insufflazione: è necessario considerare le azioni di messa in sicurezza

2323

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Il nome è esplicativo delle modalità di funzionamento:BARRIERA indica un

ostacolo fisico alla diffusione degli inquinanti.

PERMEABILE indica la proprietà di lasciarsi

attraversare dal plume.

REATTIVA indica la capacità, propria del

materiale di riempimento, di reagire con i contaminanti

Barriera

Acqua contaminat

a

Acqua trattata

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

2424

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Zona di trattamento, costituita da Zona di trattamento, costituita da materiale reattivo, installata nel materiale reattivo, installata nel sottosuolo in modo da intercettare il sottosuolo in modo da intercettare il pennacchio contaminatopennacchio contaminato

2525

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

È un sistema relativamente semplice da un È un sistema relativamente semplice da un punto di vista concettuale e realizzativopunto di vista concettuale e realizzativo

E’ un sistema passivo (gli inquinanti vengono E’ un sistema passivo (gli inquinanti vengono trasportati verso la zona reattiva solo per trasportati verso la zona reattiva solo per effetto del gradiente idraulico) che non effetto del gradiente idraulico) che non richiede energia per il suo funzionamentorichiede energia per il suo funzionamento

Conducibilità idraulica del materiale reattivo Conducibilità idraulica del materiale reattivo maggiore o uguale a quella dell’acquiferomaggiore o uguale a quella dell’acquifero

Si riducono i costi e le operazioni

2626

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Configurazioni realizzative:Configurazioni realizzative:– Barriera continuaBarriera continua

– Sistema funnel&gateSistema funnel&gate

2727

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Tipologie realizzative:Tipologie realizzative:– Barriera sospesaBarriera sospesa– Barriera immorsata nel substrato Barriera immorsata nel substrato

impermeabileimpermeabile

2828

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Dimensionamento della barriera:Dimensionamento della barriera:– dimensione in direzione trasversale al flusso (L): dimensione in direzione trasversale al flusso (L):

determinata dall’estensione trasversale della determinata dall’estensione trasversale della contaminazionecontaminazione

– spessore (s) in direzione del flusso: prodotto tra spessore (s) in direzione del flusso: prodotto tra il tempo di residenza necessario al trattamento il tempo di residenza necessario al trattamento ((HH) e la velocità (v) delle acque sotterranee) e la velocità (v) delle acque sotterranee

– Altezza (h) in direzione verticale dettato dalla Altezza (h) in direzione verticale dettato dalla caratteristiche idrogeologiche (idealmente pari caratteristiche idrogeologiche (idealmente pari alla distanza tra il piano campagna e il alla distanza tra il piano campagna e il substrato impermeabile, per evitare fenomeni substrato impermeabile, per evitare fenomeni di underflow)di underflow)

2929

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Elementi per procedere Elementi per procedere all’implementazione:all’implementazione:– Idrologia: conducibilità idraulica, porosità del Idrologia: conducibilità idraulica, porosità del

terreno, gradiente idraulico, direzione e velocità terreno, gradiente idraulico, direzione e velocità delle acque sotterranee, cambiamenti stagionali, delle acque sotterranee, cambiamenti stagionali, stratigrafia, litologia, presenza di fratturestratigrafia, litologia, presenza di fratture

– Concentrazione e distribuzione spaziale dei Concentrazione e distribuzione spaziale dei contaminanticontaminanti

– Parametri chimici dell’acquifero: pH, Eh, Parametri chimici dell’acquifero: pH, Eh, ossigeno disciolto, temperatura, alcalinità, ossigeno disciolto, temperatura, alcalinità, conduttanza specifica, presenza di colloidiconduttanza specifica, presenza di colloidi

– Caratteristiche microbiologicheCaratteristiche microbiologiche

3030

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Tecniche di indagine:Tecniche di indagine:– Dirette: sondaggi, prelievi e analisi di Dirette: sondaggi, prelievi e analisi di

campioni, misure strumentali in situcampioni, misure strumentali in situ– Indirette: applicazione di tecniche geofisicheIndirette: applicazione di tecniche geofisiche

3131

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Le tecnologie di installazione devono:Le tecnologie di installazione devono:– Non alterare le dimensioni della barrieraNon alterare le dimensioni della barriera– Evitare l’estrazione delle acque contaminateEvitare l’estrazione delle acque contaminate– Contenere la produzione di materiale di risultaContenere la produzione di materiale di risulta– Assicurare fasi esecutive semplici e rapideAssicurare fasi esecutive semplici e rapide

Le tecnologie di installazione sono:Le tecnologie di installazione sono:– Convenzionali: prevedono lo scavo di trinceeConvenzionali: prevedono lo scavo di trincee– Innovative: non richiedono lo scavo, consentono Innovative: non richiedono lo scavo, consentono

di raggiungere profondità maggiori, evitando di raggiungere profondità maggiori, evitando inoltre i rischi per i lavoratoriinoltre i rischi per i lavoratori

3232

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Tecnologie di installazione convenzionali:Tecnologie di installazione convenzionali:– Escavatore a braccio rovescioEscavatore a braccio rovescio– Benna mordenteBenna mordente– CassoniCassoni– MandrinoMandrino– Escavatore a braccio continuoEscavatore a braccio continuo

3333

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Tecnologie di installazione innovativeTecnologie di installazione innovative– JettingJetting– Hydraulic fracturingHydraulic fracturing– Deep soil mixingDeep soil mixing

3434

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

I costi di installazione sono:I costi di installazione sono:– Costi di investimento: materiale reattivo, Costi di investimento: materiale reattivo,

installazione, licenze dei brevetti, trattamento installazione, licenze dei brevetti, trattamento e/o smaltimento dei materiali di risulta, e/o smaltimento dei materiali di risulta, ripristino ambientale del sitoripristino ambientale del sito

– Costi di esercizio e manutenzione: Costi di esercizio e manutenzione: monitoraggio, manutenzione periodicamonitoraggio, manutenzione periodica

3535

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

I controlli sono:I controlli sono:– In fase di esercizio per verificare:In fase di esercizio per verificare:

Assenza di by-pass e aggiramento della barrieraAssenza di by-pass e aggiramento della barriera Rispetto dei parametri progettuali (tempo di Rispetto dei parametri progettuali (tempo di

residenza e zona di cattura idraulicaresidenza e zona di cattura idraulica Efficienza di trattamentoEfficienza di trattamento Longevità della barrieraLongevità della barriera

– Post operam per valutare:Post operam per valutare: Intercettazione e trattamento del plumeIntercettazione e trattamento del plume Conformità tra le indicazioni di progetto e la Conformità tra le indicazioni di progetto e la

realizzazionerealizzazione Longevità della barrieraLongevità della barriera

3636

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Posizionamento dei pozzi di Posizionamento dei pozzi di monitoraggiomonitoraggio

3737

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Requisiti del materiale reattivo:Requisiti del materiale reattivo:– Non deve rivelarsi una fonte di Non deve rivelarsi una fonte di

contaminazione, originando reazioni chimiche contaminazione, originando reazioni chimiche indesiderate e prodotti intermedi pericolosiindesiderate e prodotti intermedi pericolosi

– Deve essere stabile nel tempoDeve essere stabile nel tempo– Deve essere reperibile a costi bassiDeve essere reperibile a costi bassi– Deve essere costituito da particelle di Deve essere costituito da particelle di

dimensioni uniformidimensioni uniformi– Deve garantire sicurezza per i lavoratoriDeve garantire sicurezza per i lavoratori– La conducibilità idraulica deve essere La conducibilità idraulica deve essere

maggiore di quella dell’acquiferomaggiore di quella dell’acquifero

3838

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Principali materiali reattivi utilizzati:Principali materiali reattivi utilizzati:– Metalli zero-valenti, come il FeMetalli zero-valenti, come il Fe00 (ZVI) (ZVI)– Matrici organicheMatrici organiche– Materiali calcareiMateriali calcarei– Zeoliti e resineZeoliti e resine– Matrici adsorbentiMatrici adsorbenti

Riduzione abiotica

Riduzione biotica

Precipitazione chimica

Adsorbimento e scambio ionico

3939

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Selezione dei mezzi reattiviSelezione dei mezzi reattivi

4040

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Test di laboratorio:Test di laboratorio:– Test in batchTest in batch

– Test in colonnaTest in colonna

Selezione del mezzo reattivo

Stima dei tempi di dimezzamento

del contaminante e

dei composti intermedi

5 cm

20 cm

80 cm

100 cm

port 1

port 2

port 4

Soluzione contaminata

pompa Sacca di Tedlar

in

out

5 cm

40 cmport 3

5 cm

20 cm

80 cm

100 cm

port 1

port 2

port 4

Soluzione contaminata

pompa Sacca di Tedlar

in

out

5 cm

40 cmport 3

mezzo reattivo

soluzione contaminata

4141

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Condizioni di applicabilità al sito

Elementi necessari alla progettazione

Scavabilità del terrenoNatura e tipologia della

contaminazioneEstensione, profondità, direzione e

velocità di flusso del pennacchio contaminato

Presenza, profondità e caratteristiche dello strato a bassa permeabilità

Possibilità di smaltimento del terreno di risulta della operazioni di scavo e dei materiali reattivi esausti

Scelta della configurazioneScelta del mezzo reattivo e

caratteristiche di efficienza nel tempo

Modellazione del flusso sotterraneo senza e con l’elemento permeabile

Permeabilità e spessore della zona reattiva: tempo di residenza

Profondità di installazioneImmorsamento della barriera in un

substrato a bassa permeabilità

4242

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Barriere permeabili reattive (PRB)Barriere permeabili reattive (PRB)

Vantaggi Svantaggi

Consente di trattare le acque sotterranee contaminate in situSi tratta di un sistema di trattamento passivo, che non richiede energia per convogliare le acque contaminate attraverso la zona di trattamento, come avviene per i sistemi di pump and treat: il flusso contaminato si muove attraverso la zona reattiva, richiamato dalla maggiore permeabilitàSi tratta di una tecnologia di implementazione relativamente semplice in quanto sono molto diffusi le metodologie realizzative e i processi chimici alla base delle reazioni di precipitazione, ossidazione, riduzione e adsorbimento sono definitiÈ applicabile ad un ampio spettro di contaminanti selezionando opportunamente il mezzo reattivo

La formazione di precipitati, legata alle reazioni tra contaminante e mezzo reattivo, potrebbe compromettere l’efficacia a lungo termine del sistemaOccorre controllare, soprattutto per i contaminanti di origine organica, l’eventuale formazione di sottoprodotti di degradazione tossiciPer le barriere in carbone attivo granulare occorre provvedere allo smaltimento del materiale reattivo esaustoI costi del materiale reattivo possono essere abbastanza elevati, soprattutto nel caso di impiego di ferro granulareLa continuità e quindi l’efficienza della barriera devono essere costantemente monitorate attraverso il controllo della conducibilità idraulica, dei movimenti del terreno circostante che potrebbero mettere in crisi la stabilità dell’opera, della qualità delle acque sotterranee a valle dell’opera stessa

4949

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti termiciTrattamenti termici

Desorbimento termico: si ha Desorbimento termico: si ha vaporizzazione/pirolisi dei composti volatili vaporizzazione/pirolisi dei composti volatili con T = 90con T = 90÷650°C÷650°C

Termodistruzione: ossidazione termica Termodistruzione: ossidazione termica convenzionale, con T = 850convenzionale, con T = 850÷1600°C (per ÷1600°C (per temperature superiori a 2000°C si parla temperature superiori a 2000°C si parla vetrificazione a caldo)vetrificazione a caldo)

Entrambi i processi sono completati da una Entrambi i processi sono completati da una fase di recupero e/o concentrazione degli fase di recupero e/o concentrazione degli inquinanti o dalla loro definitiva distruzioneinquinanti o dalla loro definitiva distruzione

5050

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti termiciTrattamenti termici

Il suolo si comporta in modo diverso in Il suolo si comporta in modo diverso in funzione della temperatura:funzione della temperatura:– T < 460°C T < 460°C

– T = 500T = 500÷900°C÷900°C

– T > 900°CT > 900°C

Parziale deterioramento in seguito alla mineralizzazione della frazione

organica. Non è pregiudicato il riutilizzo agronomico

Danni irreversibili alla struttura minerale ed alle caratteristiche

chimiche e nutrizionali. Non è idoneo all’uso agronomico, ma può essere

utilizzato come materiale da riporto o riempimento

Si ottiene un prodotto vetrificato, che perde le caratteristiche iniziale.

Può essere utilizzato come sottofondo stradale e in edilizia

5151

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti termiciTrattamenti termici

Condizioni di applicabilità al sitoElementi necessari alla

progettazione

Presenza di sostanze organiche o contaminanti inorganiciPoco indicato per suoli contaminati da sole sostanze inorganicheRidotte concentrazioni dei composti organici del fosforo (qualche mg/kg)Modeste concentrazioni di metalli alcalini (centinaia di mg/kg)

Caratterizzazione dei terreni: granulometria, analisi elementale, umidità e perdita al fuoco per ciascuna delle classi granulometricheCaratterizzazione ed analisi merceologica di eventuali rifiuti presenti nei suoli contaminatiDeterminazione del potere calorifico dei suoli contaminati e dell’eventuale rifiuto in essi presenteEventuali prove di laboratorio o su scala pilota finalizzata alla individuazione delle condizioni operative ottimali e alla determinazione dell’entità degli inquinanti rilasciati in fase gassosa

5252

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti termiciTrattamenti termici

Vantaggi Svantaggi

Efficace ed efficiente per la rimozione e distruzione dei contaminanti organiciTecnologie consolidate ed affidabiliIdoneo al trattamento anche di considerevoli quantitativi giornalieri (da 15 a 300 m3/d)Costi di trattamento ridotti se confrontati con altre tecnologie (0.15-0.4 €/kg)

Poco idoneo per la rimozione di inquinanti inorganici, con conseguente ricorso ad eventuali ulteriori operazioni di trattamentoProduzione di residui di processo (solidi e liquidi) anche pericolosi, da avviare a successivi trattamenti e/o smaltimento finaleEmissione di inquinanti in atmosfera, seppure a valori di concentrazione limitati e controllatiProblemi di gestione del consenso per l’installazione di nuovi impianti fissi e di impianti mobili che possono significativamente influire sui tempi di interventoElevata competenza e professionalità del personale tecnico-operativo impiegato nella gestione dell’impianto

5353

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti biologiciTrattamenti biologici

Biorisanamento:Biorisanamento:– applicazione dei trattamenti biologici alla bonifica applicazione dei trattamenti biologici alla bonifica

del suolo, sottosuolo e acque sotterranee del suolo, sottosuolo e acque sotterranee inquinatiinquinati

– Basato sull’accelerazione o l’attivazione Basato sull’accelerazione o l’attivazione dell’attività microbica mediante controllo della dell’attività microbica mediante controllo della concentrazione di nutrienti (N, P) e l’aggiunta di concentrazione di nutrienti (N, P) e l’aggiunta di altri reagenti per ottenere la mineralizzazione del altri reagenti per ottenere la mineralizzazione del composto organico o la sua trasformazione in composto organico o la sua trasformazione in composti organici diversi meno nocivicomposti organici diversi meno nocivi

– Creazione delle condizioni ambientali ottimali per Creazione delle condizioni ambientali ottimali per la biodegradazionela biodegradazione

5454

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti biologiciTrattamenti biologici

Classi di percorsi metabolici:Classi di percorsi metabolici:– Ossidazione aerobica: l’ossigeno funge da Ossidazione aerobica: l’ossigeno funge da

accettore di elettroni:accettore di elettroni:

– Ossidazione anaerobica: altri composti fungono Ossidazione anaerobica: altri composti fungono da accettori di elettroni (nitrati, solfati, COda accettori di elettroni (nitrati, solfati, CO22))

– Declorurazione riduttiva anaerobica: Declorurazione riduttiva anaerobica: sostituzione di un atomo di cloro con un atomo sostituzione di un atomo di cloro con un atomo di idrogenodi idrogeno

– Cometabolismo: degrazione indiretta ad opera Cometabolismo: degrazione indiretta ad opera di un enzima prodotto da organismi impegnati in di un enzima prodotto da organismi impegnati in altre reazionialtre reazioni

OH6CO6O5.7HC 22266

OH62N3CO6NO6H6HC 22366

C2Cl4(PCE)

C2HCl3(TCE)

C2H2Cl2(1,2 DCE)

C2H3Cl(VC)

C2H4(etilene)

H2

HCl

H2

H2

H2

HCl

HCl

C2Cl4(PCE)

C2HCl3(TCE)

C2H2Cl2(1,2 DCE)

C2H3Cl(VC)

C2H4(etilene)

H2

HCl

H2

H2

H2

HCl

HCl

5555

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti biologiciTrattamenti biologici

Per stimolare l’attività dei microrganismi è Per stimolare l’attività dei microrganismi è possibile:possibile:– BiostimolazioneBiostimolazione: aggiunta di nutrienti (N, P), : aggiunta di nutrienti (N, P),

accettori di elettroni (ossigeno), donatori di accettori di elettroni (ossigeno), donatori di elettroni (metano, lattato)elettroni (metano, lattato)

– BioaugmentationBioaugmentation: aggiunta di microrganismi : aggiunta di microrganismi esogeni all’ambiente del sito contaminato; tali esogeni all’ambiente del sito contaminato; tali microrganismi possono essere selezionati da microrganismi possono essere selezionati da popolazioni già presenti sul sito oppure popolazioni già presenti sul sito oppure possono essere ottenuti da varietà isolate in possono essere ottenuti da varietà isolate in laboratorio da batteri noti per la capacità di laboratorio da batteri noti per la capacità di degradare specifici compostidegradare specifici composti

5656

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti biologiciTrattamenti biologici

CLASSE DI COMPOSTIFACILITÀ DI

BIODEGRADAZIONE

Composti monocromatici (BTEX, alcoli, fenoli, ammine)

Molto facile

Idrocarburi alifatici fino a C15 Molto facile

Idrocarburi alifatici C12-C20 Moderatamente facile

Idrocarburi alifatici > C20 Moderatamente facile

Idrocarburi monoclorurati Moderatamente facile

Idrocarburi policlorurati Moderatamente facile

Idrocarburi policromatici (IPA) Difficile

PCB Difficile

Pesticidi Difficile

5757

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti biologiciTrattamenti biologici

La possibilità di applicare un trattamento La possibilità di applicare un trattamento biologico dipende:biologico dipende:– Struttura molecolare dell’inquinanteStruttura molecolare dell’inquinante– Caratteristiche chimico-fisiche dell’inquinante: Caratteristiche chimico-fisiche dell’inquinante:

struttura chimica, distribuzione dei struttura chimica, distribuzione dei contaminanti tra le varie fasi, concentrazione, contaminanti tra le varie fasi, concentrazione, tossicità, solubilità, pressione di vapore, tossicità, solubilità, pressione di vapore, costante di Henry, punto di ebollizionecostante di Henry, punto di ebollizione

– Caratteristiche ambientali: nutrienti, ORP, Caratteristiche ambientali: nutrienti, ORP, ossigeno, accettori di elettroni, umidità, pH, ossigeno, accettori di elettroni, umidità, pH, temperaturatemperatura

5858

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti biologiciTrattamenti biologici

Necessità di effettuare test in scala di Necessità di effettuare test in scala di laboratorio, che consentono di:laboratorio, che consentono di:– Verificare la presenza di microrganismi Verificare la presenza di microrganismi

autoctoni in grado di degradare i contaminanti autoctoni in grado di degradare i contaminanti di interessedi interesse

– Definire le migliori condizioni operative con cui Definire le migliori condizioni operative con cui progettare l’interventoprogettare l’intervento

5959

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti biologiciTrattamenti biologici

Trattamenti in situTrattamenti in situ– Iniezione diretta di nutrienti, accettori di Iniezione diretta di nutrienti, accettori di

elettroni e donatori di elettronielettroni e donatori di elettroni– Bioventing/biospargingBioventing/biosparging– Ricircolo di acque sotterraneeRicircolo di acque sotterranee– Biobarriere permeabili reattiveBiobarriere permeabili reattive

Trattamenti in situ intrinseci: attenuazione Trattamenti in situ intrinseci: attenuazione naturalenaturale

Trattamenti ex situTrattamenti ex situ– BiopileBiopile– LandfarmingLandfarming– CompostaggioCompostaggio– Bioreattori in fase solida e semisolidaBioreattori in fase solida e semisolida

6060

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Trattamenti biologiciTrattamenti biologici

Tecnica Finalità Elementi progettuali

Bioventilazione

Favorire la biodegradazione nella zona insatura; trattare i contaminanti assorbiti al suolo nella zona vadosa

Per il trattamento delle acque sotterranee deve essere accoppiata ad altre tecnologie.Valutare la necessità di immissione di reagenti

Biosparging Favorire la degradazione nell’acquifero; trattare i contaminanti assorbiti al suolo dell’acquifero e dissolti nella falda

Valutare la profondità della fenestratura e la necessità di pozzi di estrazioneValutare la necessità di immettere reagenti

Biobarriere permeabili reattive

Contenere il pennacchio contaminato; trattare le acque sotterranee

Valutare la dimensione della barriera per definire quale porzione del pennacchio è intercettata

Iniezione diretta

Favorire la biodegradazione dei contaminanti nel suolo e nelle acque sotterranee. Possono essere aggiunti reagenti che favoriscono sia la biodegradazione aerobica che la declorurazione riduttiva

Devono essere valutate le condizioni per la dispersione dei reagenti nell’acquifero e per il controllo del flusso di acque arricchiteL’immissione dei reagenti deve essere approvata

Ricircolo delle acque sotterranee

Contenere il pennacchio delle acque contaminate e favorire la biodegradazione dei composti dissolti

La reimmissione dell’acqua deve essere autorizzata; le fenestrature dei pozzi possono otturarsi riducendo l’efficienza; il trattamento esterno deve essere progettato

6161

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BioventilazioneBioventilazione

Stimola ed ottimizza i processi spontanei Stimola ed ottimizza i processi spontanei di biodegradazione aerobica, apportando di biodegradazione aerobica, apportando aria e ossigeno ai microrganismi autoctoni aria e ossigeno ai microrganismi autoctoni nella zona vadosa (biosparging se nella zona vadosa (biosparging se l’insufflazione avviene nella zona satura)l’insufflazione avviene nella zona satura)

Il parametro significativo per Il parametro significativo per l’applicazione del trattamento è la l’applicazione del trattamento è la pressione di vapore dell’inquinante:pressione di vapore dell’inquinante:– < 10< 10-3-3 atm atm– > 1 atm> 1 atm– 1010-3-3÷1 atm÷1 atm

Rimossi facilmente per biodegradazione

Volatilizzano troppo rapidamente

Rimossi per biodegradazione e volatilizzazione

6262

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BioventilazioneBioventilazione

compressore

pozzo di insufflazione per biosparging

superficie piezometrica

compressore

pozzo di insufflazione per bioventing

trincea disperdente

serbatoio di nutrienti e reagenti

nutrienti e reagenti

compressore

pozzo di insufflazione per biosparging

superficie piezometrica

compressore

pozzo di insufflazione per bioventing

trincea disperdente

serbatoio di nutrienti e reagenti

nutrienti e reagenti

6363

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BioventilazioneBioventilazione

Applicabile a:Applicabile a:– Composti petroliferi e idrocarburi (benzina, oli Composti petroliferi e idrocarburi (benzina, oli

combustibili, oli lubrificanti, gasolio, IPA)combustibili, oli lubrificanti, gasolio, IPA)– Composti organici alogenati (PCB, cloruro di Composti organici alogenati (PCB, cloruro di

metilene, cloruro di vinile, tricloroetilene)metilene, cloruro di vinile, tricloroetilene)– Altri composti organici (fenoli, Altri composti organici (fenoli,

pentaclorofenoli, chetoni, alcoli)pentaclorofenoli, chetoni, alcoli) Necessità di ottimizzare la fornitura di Necessità di ottimizzare la fornitura di

ossigeno, minimizzando i rischi di ossigeno, minimizzando i rischi di volatilizzazione:volatilizzazione:– Aria scambiata ogni 1-2 giorniAria scambiata ogni 1-2 giorni– Basse portate (2-14 mBasse portate (2-14 m33/h)/h)

6464

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BioventilazioneBioventilazione

Condizioni di applicabilità al sito Elementi necessari alla progettazione

Caratteristiche del sito:permeabilità del suolo e geomorfologiaprofondità e fluttuazione della falda

Raggio di influenzaPressione alla testata del pozzoPortata di ariaVolume di suoloConcentrazione di contaminanti in

fase di vaporeConcentrazione finale dei

contaminantiLimiti da manufatti, impianti, edificiPorosità efficacePortata di estrazione

Caratteristiche dei contaminanti:struttura chimica e biodegradabilitàconcentrazione e tossicitàpressione di vaporepunto di ebollizionecostante di Henryripartizione dei contaminanti

Microflora:presenza sufficiente di microfloradonatori di elettronipHpotenziale redoxtemperaturanutrientibiodisponibilità

6565

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BioventilazioneBioventilazione

Vantaggi Svantaggi

Non richiede escavazione del terrenoÈ semplice da realizzare, non richiedendo apparecchiature particolarmente specializzateCrea un disturbo minimo al sitoPuò essere applicata anche in presenza di edificiPuò essere abbinata ad altre tecnologie, quali soil vapor extraction e air sparging

Potrebbe non essere applicabile a terreni con concentrazioni elevate di inquinantiNon è applicabile in terreni a bassa permeabilitàPuò portare alla formazione di intermedi di reazione sconosciuti o non biodegradabili

6666

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Biobarriere reattive (barriere Biobarriere reattive (barriere biologiche)biologiche) Una biobarriera è costituita da una zona di Una biobarriera è costituita da una zona di

trattamento formata nel sottosuolo mediante trattamento formata nel sottosuolo mediante aggiunta di microrganismi, di nutrienti e/o di aggiunta di microrganismi, di nutrienti e/o di reattivi, che favoriscono lo sviluppo in situ reattivi, che favoriscono lo sviluppo in situ dei batteri in grado di degradare i composti dei batteri in grado di degradare i composti organiciorganici

Il riempimento è costituito da materiale a Il riempimento è costituito da materiale a superficie specifica tale da consentire superficie specifica tale da consentire l’adesione della biomassal’adesione della biomassa

Questa tecnologia può utilizzare anche i Questa tecnologia può utilizzare anche i principi della bioaugmentationprincipi della bioaugmentation

6767

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Biobarriere reattiveBiobarriere reattive

E’ stata per idrocarburi di origine petrolifera E’ stata per idrocarburi di origine petrolifera (BTEX) e solventi aromatici, MtBE, TBA; in (BTEX) e solventi aromatici, MtBE, TBA; in condizioni riducenti si può applicare anche condizioni riducenti si può applicare anche per la declorurazione riduttiva di PCE, TCE, per la declorurazione riduttiva di PCE, TCE, DCEDCE

L’efficienza dipende da:L’efficienza dipende da:– Capacità di adattamento dei microrganismiCapacità di adattamento dei microrganismi– Omogeneità di distribuzione dell’ossigeno e degli Omogeneità di distribuzione dell’ossigeno e degli

altri reattivialtri reattivi– Capacità del sistema di intercettare il pennacchioCapacità del sistema di intercettare il pennacchio– Concentrazione iniziale dei contaminanti e Concentrazione iniziale dei contaminanti e

condizioni ambientalicondizioni ambientali

6868

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Biobarriere reattiveBiobarriere reattive

Condizioni di applicabilità al sito

Elementi necessari alla progettazione

Tipo e concentrazione delle sostanze inquinantiProfondità della contaminazioneCaratteristiche chimiche delle acque sotterraneeBuona permeabilità del sottosuolo all’acqua e all’ariaProfondità della faldaVelocità delle acque di faldaCondizioni di omogeneità stratigrafica

Cinetiche di degradazione dei contaminanti per definire il tempo di residenza nell’elemento reattivoLarghezza, profondità e spessore della biobarriera o localizzazione dei punti di immissionePunti di immissione dell’ossigeno e dei nutrientiLocalizzazione dei punti di monitoraggio delle acque sotterranee

6969

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Biobarriere reattiveBiobarriere reattive

Vantaggi Svantaggi

Ridotti costi di installazione, operazione e manutenzionePotenzialmente applicabile ad un ampio spettro di contaminanti, in base alla coltura batterica selezionata e alla possibilità di influenzare le condizioni di degradazioneConsente di trattare le acque sotterranee contaminate in situSi tratta di una tecnologia operativamente sempliceI processi biologici alla base delle reazioni sono abbastanza conosciuti

Verificare che nel sottosuolo i batteri immessi o autoctoni trovino adeguate condizioni di sviluppoControllare l’eventuale formazione e permanenza di sottoprodotti di degradazione tossici

7070

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BiopileBiopile

Il suolo inquinato viene escavato e disposto Il suolo inquinato viene escavato e disposto in cumuli in aree predisposte al trattamentoin cumuli in aree predisposte al trattamento

Per stimolare la degradazione aerobica sono Per stimolare la degradazione aerobica sono aggiunti nutrienti, minerali e altri reagentiaggiunti nutrienti, minerali e altri reagenti

Altezza del cumulo 1÷4 mAltezza del cumulo 1÷4 m La costruzione di una biopila prevede:La costruzione di una biopila prevede:

– Pretrattamento del terrenoPretrattamento del terreno– Messa in opera del sistema di aerazioneMessa in opera del sistema di aerazione– Predisposizione di sistema di distribuzione dei Predisposizione di sistema di distribuzione dei

nutrienti e dell’acquanutrienti e dell’acqua

7171

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BiopileBiopile

7272

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BiopileBiopile

Le condizioni di applicabilità riguardano:Le condizioni di applicabilità riguardano:– Caratteristiche chimico-fisiche dei Caratteristiche chimico-fisiche dei

contaminanti (sono trattabili gli oli contaminanti (sono trattabili gli oli combustibili, I lubrificanti e gli idrocarburi combustibili, I lubrificanti e gli idrocarburi alifatici, IPA, alcoli e fenoli)alifatici, IPA, alcoli e fenoli)

– Caratteristiche e proprietà chimico-fisiche del Caratteristiche e proprietà chimico-fisiche del suolo (permeabilità, umidità, pH)suolo (permeabilità, umidità, pH)

– Contenuto di metalliContenuto di metalli– Caratteristiche e quantità della biomassaCaratteristiche e quantità della biomassa

7373

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

BiopileBiopile

Vantaggi Svantaggi

È di semplice implementazioneI tempi di trattamento sono relativamente brevi (da 6 mesi a 2 anni)Efficace per i contaminanti organici con bassa velocità di biodegradazioneRichiede meno spazi per l’allestimento rispetto al landfarming

Non sempre è efficace su suoli ad alti livelli di contaminazioneDifficilmente si raggiungono abbattimenti superiori al 95%La presenza nel suolo contaminato di alte concentrazioni di metalli pesanti può inibire la crescita microbica

7474

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Fitorisanamento Fitorisanamento

Sfrutta la capacità delle piante di Sfrutta la capacità delle piante di rimuovere, immobilizzare o trasformare rimuovere, immobilizzare o trasformare composti inorganici ed organicicomposti inorganici ed organici

Le specie vegetali possono essere Le specie vegetali possono essere selezionate per la loro capacità di:selezionate per la loro capacità di:– Estrarre dal suolo e accumulare metalli pesanti Estrarre dal suolo e accumulare metalli pesanti

nei tessutinei tessuti– Modificare le caratteristiche del suolo o dei Modificare le caratteristiche del suolo o dei

metalli riducendo la mobilità degli inquinantimetalli riducendo la mobilità degli inquinanti– Estrarre dal suolo e decomporre chimicamente Estrarre dal suolo e decomporre chimicamente

selezionati compostiselezionati composti– Creare nel terreno un ambiente favorevole alla Creare nel terreno un ambiente favorevole alla

degradazione dei contaminanti con processi degradazione dei contaminanti con processi biochimici naturalibiochimici naturali

7575

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Fitorisanamento Fitorisanamento

La rimozione dei contaminanti organici La rimozione dei contaminanti organici avviene per:avviene per:– Prelievo diretto, trasformazione e accumulo Prelievo diretto, trasformazione e accumulo

dei metaboliti nei tessuti delle piantedei metaboliti nei tessuti delle piante– Modifica delle proprietà chimico-fisiche del Modifica delle proprietà chimico-fisiche del

suolo e rilascio radicale di fattori enzimatici suolo e rilascio radicale di fattori enzimatici che stimolano l’attività dei microrganismi che stimolano l’attività dei microrganismi autoctoniautoctoni

7676

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Fitorisanamento Fitorisanamento

La rimozione dei contaminanti inorganici La rimozione dei contaminanti inorganici (metalli pesanti) avviene per:(metalli pesanti) avviene per:– Stabilizzazione: immobilizzazione dei metalli Stabilizzazione: immobilizzazione dei metalli

pesanti mediante legami chimici con sostanze pesanti mediante legami chimici con sostanze prodotte dalle radici, al fine di rallentarne o prodotte dalle radici, al fine di rallentarne o inibirne la migrazione verticale verso la faldainibirne la migrazione verticale verso la falda

– Estrazione (o accumulo): accumulo nei tessuti Estrazione (o accumulo): accumulo nei tessuti vegetali (soprattutto nelle parti aeree) di alte vegetali (soprattutto nelle parti aeree) di alte concentrazioni. Al termine del trattamento la concentrazioni. Al termine del trattamento la biomassa vegetale deve essere raccolta e biomassa vegetale deve essere raccolta e smaltitasmaltita

7777

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

zona di prelievo e degradazione

rilascio dei composti chelanti e degli enzimi

prelievo radicale

accumulo nei tessuti vegetali

zona di prelievo e degradazione

rilascio dei composti chelanti e degli enzimi

prelievo radicale

accumulo nei tessuti vegetali

Fitorisanamento Fitorisanamento

7878

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Fitorisanamento Fitorisanamento

Condizioni di applicabilità al sito

Elementi necessari alla progettazione

Metalli pesanti:Forme solubili e disponibilitàProfondità della contaminazioneConcentrazione dei metalli assorbiti alle fasi solideTossicitàContaminanti organici:Concentrazione delle forme assorbite alle fasi solide e Kow

TossicitàProfondità della contaminazione

Scelta e selezione della specie vegetale

Velocità di prelievo dei contaminanti

Produttività vegetaleDisposizione della specie

vegetaleDensità della specie vegetaleSistema d irrigazioneSistema agronomicoSistema di monitoraggioTasso di traspirazione

7979

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Fitorisanamento Fitorisanamento

Vantaggi Svantaggi

Migliora e lascia inalterata l’attività biologica ed ecologica del suolo e delle piante rispetto ai trattamenti chimiciNon vi è impatto ambientale, la rimozione dei contaminanti avviene attraverso meccanismi naturaliRisparmio in termini di costi, energia e materiali;costi minori rispetto a trattamenti chimici di rimozione dei metalli

Lunghi tempi di risanamentoÈ applicabile solo alla contaminazione superficialeI dati di letteratura sono scarsi in applicazioni in scala realeIl trattamento dei metalli necessita di post-trattamento o smaltimento della biomassa vegetaleI meccanismi chimico-fisici e biologici che regolano i processi non sono conosciuti pienamenteInfestazioni di parassiti possono distruggere le colture vegetali e bloccare il processo

8080

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

MISE con barriere verticaliMISE con barriere verticali

Isolare le fonti primarie della Isolare le fonti primarie della contaminazione mediante setti a bassa contaminazione mediante setti a bassa permeabilitàpermeabilità

Controllare e limitare il movimento delle Controllare e limitare il movimento delle acque sotterraneeacque sotterranee

Possono essere:Possono essere:– Ad infissioneAd infissione– Ad escavazioneAd escavazione– Realizzate mediante jet-groutingRealizzate mediante jet-grouting– Ad iniezione (rock-grouting)Ad iniezione (rock-grouting)– A miscelazione in situ (soil mixing)A miscelazione in situ (soil mixing)

8181

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

MISE con solidificazione/stabilizzazione MISE con solidificazione/stabilizzazione (S/S)(S/S) E’ volta all’immobilizzazione degli E’ volta all’immobilizzazione degli

inquinanti, modificando la cinetica e la inquinanti, modificando la cinetica e la modalità di cessionemodalità di cessione

Obiettivi:Obiettivi:– Ridurre la superficie del materiale esposta al Ridurre la superficie del materiale esposta al

contatto con acque di percolazione o meteorichecontatto con acque di percolazione o meteoriche– Ridurre la permeabilità del materialeRidurre la permeabilità del materiale– Ridurre la solubilità dei contaminantiRidurre la solubilità dei contaminanti– Promuovere la formazione di legami chimici tra i Promuovere la formazione di legami chimici tra i

contaminanti e i reagenti utilizzati per il contaminanti e i reagenti utilizzati per il trattamentotrattamento

Formazione di una struttura cristallina, vetrosa o polimerica che ingloba le particelle di suolo

contaminato

8282

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

MISE con solidificazione/stabilizzazione MISE con solidificazione/stabilizzazione (S/S)(S/S) Solidificazione: conferisce al materiale Solidificazione: conferisce al materiale

caratteristiche di stabilità dal punto di vista caratteristiche di stabilità dal punto di vista fisico e dimensionalefisico e dimensionale

Stabilizzazione: trasformazione dei Stabilizzazione: trasformazione dei contaminanti in una forma più stabile dal contaminanti in una forma più stabile dal punto di vista chimicopunto di vista chimico

Per conseguire tali obiettivi si utilizzano:Per conseguire tali obiettivi si utilizzano:– Leganti inorganici: cemento, calce, argilla, Leganti inorganici: cemento, calce, argilla,

pozzolanapozzolana– Leganti organici: asfalto, bitume, resine Leganti organici: asfalto, bitume, resine

termoplastiche e termoindurentitermoplastiche e termoindurenti

8383

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

MISE con solidificazione/stabilizzazione MISE con solidificazione/stabilizzazione (S/S)(S/S)

Condizioni di applicabilità al sitoElementi necessari alla

progettazione

Caratteristiche del sitoPermeabilità e geomorfologiaDistribuzione granulometricaPresenza di strati compattiIndici di plasticitàProfondità della contaminazioneCaratteristiche degli acquiferiCaratteristiche dei contaminantiStruttura chimicaConcentrazionePressione di vaporePunto di ebollizioneCostante di HenryCompresenza di diversi contaminantiPresenza di specie interferenti

Volume di terreno da trattareProfondità degli strati contaminatiEstensione superficiale della

contaminazioneQuantitativo di reagenti e di additivi

8484

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Pump & Treat (P&T)Pump & Treat (P&T)

L’acqua viene emunta, trattata ed L’acqua viene emunta, trattata ed eventualmente reimmessa nel sottosuoloeventualmente reimmessa nel sottosuolo

Può essere inteso come:Può essere inteso come:– Misura di sicurezzaMisura di sicurezza

– Trattamento delleTrattamento delleacque sotterraneeacque sotterranee

Non agisce sulla sorgente di Non agisce sulla sorgente di contaminazionecontaminazione

Barriera idraulica in caso di contaminazione della matrice

solida

Se accoppiata ad un sistema di trattamento chimico o

biologico

8585

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Pump & Treat (P&T)Pump & Treat (P&T)

L’intervento può risultare inefficace a causa L’intervento può risultare inefficace a causa di:di:– Tailing: la velocità di diminuzione delle Tailing: la velocità di diminuzione delle

concentrazioni si riduce nel tempo, a causa degli concentrazioni si riduce nel tempo, a causa degli equilibri di adsorbimento-deadsorbimentoequilibri di adsorbimento-deadsorbimento

– Rebound: a seguito dell’interruzione Rebound: a seguito dell’interruzione dell’estrazione dell’acqua si osserva, alla ripresa dell’estrazione dell’acqua si osserva, alla ripresa delle operazioni, un aumento della concentrazione delle operazioni, un aumento della concentrazione dell’inquinante in soluzionedell’inquinante in soluzione

I tempi di trattamento si allungano

8686

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Pump & Treat (P&T)Pump & Treat (P&T)

8787

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Pump & Treat (P&T)Pump & Treat (P&T)

Vantaggi Svantaggi

La relativa semplicità di esecuzione e la facilità di progettazione di un sistema di pozzi-barriera possono garantire la realizzazione di un intervento di messa in sicurezza a breve termineDurante le attività di bonifica condotte con altre tecniche si possono realizzare barriere di pozzi per controllare le attività svolte sul sito di intervento

Questa tecnica non riduce la concentrazione della sorgente quando questa è costituita da sottosuolo inquinatoGli svantaggi principali riscontrabili sono relativi agli effetti di tailing (con aumento dei tempi di funzionamento richiesti) e rebound (con un aumento della concentrazione all’interruzione della fase di pompaggio)Il raggiungimento degli obiettivi di bonifica può richiedere anni

8888

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Tecnologie di bonificaTecnologie di bonifica

Tecnica

Matrice a cui è applicabilesottosuolo acque

sotterranee

rifiuti

Estrazione di vaporeEstrazione di vapore XX

Air spargingAir sparging XX XX

Ossidazione chimicaOssidazione chimica XX XX

FitorisanamentoFitorisanamento XX

BiorisanamentoBiorisanamento XX XX

Barriere reattiveBarriere reattive XX

Desorbimento termicoDesorbimento termico XX

IncenerimentoIncenerimento XX XX

Messa in sicurezza permanenteMessa in sicurezza permanenteDiaframmi plasticiDiaframmi plastici XX XX XXStabilizzazione/Stabilizzazione/solidifcazionesolidifcazione

XX XX

Misure di sicurezzaMisure di sicurezzaPump&treatPump&treat XX