BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI Studio sperimentale di applicazione della Fenton ad un sito...

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATIStudio sperimentale di applicazione Studio sperimentale di applicazione della Fenton ad un sito contaminato della Fenton ad un sito contaminato da TCEda TCE

Silvia SbaffoniSilvia Sbaffoni

[email protected]@uniroma1.it

22

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI

Studio sperimentale sulla FentonStudio sperimentale sulla Fenton

Attività produttiva dello stabilimento:Attività produttiva dello stabilimento:– Miscelazione di eccipienti e principi attivi per il Miscelazione di eccipienti e principi attivi per il

confezionamento di:confezionamento di: Solidi (compresse)Solidi (compresse) Liquidi (sciroppi e gocce)Liquidi (sciroppi e gocce) Iniettabili (soluzioni sterili in fiale e flaconi)Iniettabili (soluzioni sterili in fiale e flaconi)

33


Area Clorurati: concentrazioni di TCE

al di sopra dei limiti

Indagini investigative inizialiIndagini investigative iniziali

Area serbatoi interrati: prodotto surnatante

Area A: rifiuti abbancati

44


Migra in profondità tra gli strati di terreno per effetto della sola forza di gravità.

L’inquinante può occupare parzialmente tutte le fasce del sottosuolo: solvente in

fase gassosa nella zona vadosa, solvente adsorbito tra i grani, solvente in lenti sopra e sotto la superficie freatica, solvente in fase disciolta, disomogenea.

Destino del TCEDestino del TCE

Rilasciato come Rilasciato come liquido puroliquido puro

Rilasciato come Rilasciato come acqua di lavaggioacqua di lavaggio

55


AREACLORURATI

contaminazionedi terreno profondo

( 1m dal p.c.)

presenza di prodotto in fase

libera

percolamentoe trasporto in

soluzione nelle acque sotterranee

migrazionedi prodotto

in fase libera

ACQUESOTTERRANEE

UTILIZZOIDORPOTABILEE DOMESTICO

(Solo falda profonda)

Destino del TCE nella zona Destino del TCE nella zona cloruraticlorurati

SORGENTE PRIMARIA

SORGENTE SECONDARIA

MECCANISMO DI TRASPORTO

PERCORSO DI ESPOSIZIONE

66


Approvato in Conferenza dei servizi nel Dicembre 2001Piano della caratterizzazionePiano della caratterizzazione

Obiettivi:Obiettivi:– Piano di monitoraggio del suolo e delle acque Piano di monitoraggio del suolo e delle acque

sotterranee nelle tre areesotterranee nelle tre aree– Ricostruzione litostratigrafica del sito attraverso:Ricostruzione litostratigrafica del sito attraverso:

Indagini geofisicheIndagini geofisiche CarotaggiCarotaggi

– Valutazione dell’andamento della falda superficiale e Valutazione dell’andamento della falda superficiale e dell’eventuale falda profondadell’eventuale falda profonda

– Rimozione della potenziale fonte inquinante in Area ARimozione della potenziale fonte inquinante in Area A– Intervento di messa in sicurezza senza misure di Intervento di messa in sicurezza senza misure di

emergenza per l’estrazione del surnatante in area emergenza per l’estrazione del surnatante in area gasoliogasolio

77


Legenda

Area A:zona rifiuti interrati

Area Clorurati

Area surnatante

Pianta di monitoraggio approvataPianta di monitoraggio approvata

88


IndaginiIndagini

Indagini geofisiche:Indagini geofisiche:– Disegnare la geometria dell’acquifero Disegnare la geometria dell’acquifero

profondoprofondo– Ricostruzione dettagliata Area CloruratiRicostruzione dettagliata Area Clorurati

Ricostruzione litostratigraficaRicostruzione litostratigrafica

1 m

2-2

0 m

15-2

5 m

25-5

8 m

Piano campagna

Copertura superficiale di spessore variabile

Sedimenti: limi sabbiosi e sabbia da fini a

finissimi che ospitano la falda superficiale

Strato argilloso di media potenza (10 m) e bassa permeabilità (k = 10-

6÷10-7 m/s)

Rocce calcaree che ospitano un acquifero in

pressione a carattere regionale

99


Permeabilità qualitativa

k= 9,82·10-6 m/s(valutata

attraverso Slug-Test su 19

pozzi)

Valutazione dell’andamento della Valutazione dell’andamento della falda superficialefalda superficiale

Gradiente idraulico medio i = 2-2.5%

Velocità media di deflusso v = k·I =9

m/anno

1010


Area di picco TCE

PozzoPozzo TCE (TCE (g/l)g/l)

MW7MW7 142142

MW15MW15 41304130

MW16MW16 1717

MW8MW8 2.392.39

MW20MW20 3.833.83

MW18MW18 3.833.83

MW5MW5 9.079.07

MW4MW4 74.974.9

Limite di legge: 1.5 mg/l per aree

industiali

Risultati monitoraggioRisultati monitoraggio

1111


Analisi comparata delle tecnologie Analisi comparata delle tecnologie disponibilidisponibili Informazioni necessarie:Informazioni necessarie:

– Tecnologie in situTecnologie in situ– Contaminante principale: Contaminante principale:

TCETCE– Inquadramento ambientaleInquadramento ambientale– Efficienza di rimozioneEfficienza di rimozione– Stato di avanzamento della Stato di avanzamento della

tecnologiatecnologia– Proprietà che influenzano Proprietà che influenzano

l’applicabilità della l’applicabilità della tecnologiatecnologia

– Tempi dell’interventoTempi dell’intervento– Pericolosità della Pericolosità della

tecnologiatecnologia– Piano economico-Piano economico-

finanziariofinanziario

Tecnologie disponibili:Tecnologie disponibili:– Bioremediation Bioremediation

(cometabolismo o (cometabolismo o dealogenazione)dealogenazione)

– Ossidazione chimica Ossidazione chimica con permanganatocon permanganato

– Barriere permeabili Barriere permeabili reattivereattive

– Ossidazione con Ossidazione con Fenton/Fenton likeFenton/Fenton like

– Pump & TreatPump & Treat

1212


Compatibilità di alcune

delle sue caratteristiche

chimico-fisiche con la reazione Fenton

Fasi della sperimentazioneFasi della sperimentazione

Studio in scala di laboratorio del processo Studio in scala di laboratorio del processo di Fenton:di Fenton:– Caratterizzazione della Caratterizzazione della

matrice terrosamatrice terrosa

– Prove in batch di decomposizione Prove in batch di decomposizione dell’Hdell’H22OO22 in slurry di suolo in slurry di suolo

– Prove in colonna small scaleProve in colonna small scale

Tempi di vita dell’H2O2

Simulazione del contatto ossidante-

suolo del processo in situ

1313


Caratterizzazione di un campione di Caratterizzazione di un campione di suolo dall’area cloruratisuolo dall’area clorurati

U (%)U (%) 47.0547.05

pHpH 6.466.46

TOC (%)TOC (%) 11

FeFetottot (mg/g) (mg/g) 69.7169.71

FeFescambiabilescambiabile (mg/g) (mg/g) 0.0070.007

FeFecarbonati carbonati (mg/g)(mg/g) 0.0080.008

FeFeossidi ossidi (mg/g)(mg/g) 3.753.75

FeFesostanza organicasostanza organica (mg/g) (mg/g) 0.200.20

MgMgtottot (mg/g) (mg/g) 0.020.02

MgMgscambiabilescambiabile (mg/g) (mg/g) 0.0110.011

MgMgcarbonati carbonati (mg/g)(mg/g) 0.0460.046

MgMgossidi ossidi (mg/g)(mg/g) 0.0290.029

MgMgsostanza organicasostanza organica (mg/g) (mg/g) 0.010.01

1414


Granulometria e permeabilità del Granulometria e permeabilità del campionecampione

PermeabilitàPermeabilità 2.182.18·10·10-6-6 cm/scm/s

Influenza l’immissione dei Influenza l’immissione dei reagenti, la pressione di reagenti, la pressione di

immissione e la distanza tra immissione e la distanza tra i pozzi di iniezionei pozzi di iniezione

GhiaiaGhiaia 0.5%0.5%

SabbiaSabbia 37.5%37.5%

LimoLimo 61%61%

ArgillaArgilla 1%1%

La superficie specifica La superficie specifica influenza l’interazione influenza l’interazione

liquido-solidoliquido-solido

Curva Granulometrica

0

20

40

60

80

100

0.0010.010.1110Diamentro equivalente (mm)

P%

1515


Vials da 50 ml12,5 ml di soluzione

ossidante +2,5g di suolo

Prove batchProve batch

HH22OO22 (%) (%) pHpH FeSOFeSO44 (mM) (mM)

66 77 00

66 2.2.55

00

1010 2.2.55

00

1010 2.2.55

11

1010 2.2.55

22 tempi di contatto: 30 min, 1h, 2 h, 4h, 6h

1616


Cinetiche di decomposizione Cinetiche di decomposizione dell’Hdell’H22OO22

HH22OO22 (%) (%) pHpH FeSOFeSO44 (mM) (mM) k (mink (min--

11))Tempo di vita Tempo di vita

(min)(min)

66 77 00 < 30< 30

66 2.52.5 00 5,1*105,1*10--

33

902,97 min902,97 min

1010 2.52.5 00 4*104*10-3-3 1151,291151,29

1010 2.52.5 11 3,6*103,6*10--

33

1279,211279,21

1010 2.52.5 22 2,9*102,9*10--

33

1587,991587,99

In presenza del catalizzatore il tempo di vita aumenta

1717


Prove in colonnaProve in colonna

Caratteristiche della Caratteristiche della colonna:colonna:– Lunghezza: 10 cmLunghezza: 10 cm– Diametro: 2.5 cmDiametro: 2.5 cm

Portata: 3 ml/minPortata: 3 ml/min Iniezione dell’ossidante Iniezione dell’ossidante

in in controcorrentecontrocorrente

HH22OO22 (%) (%) pHpH

66 6.56.5

66 2.52.5

1010 2.52.5

1818


Prove in colonnaProve in colonna

Fasi della sperimentazione:Fasi della sperimentazione:1.1. Saturazione del terreno con la soluzione Saturazione del terreno con la soluzione

ossidante e inizia la reazioneossidante e inizia la reazione

2.2. Il terreno reagisce perdendo la consistenza e Il terreno reagisce perdendo la consistenza e la struttura iniziale assumendo una la struttura iniziale assumendo una consistenza fluidaconsistenza fluida

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