POLITECNICO DI MILANO - Polo Regionale di Como
Corso di Studi in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio
L’ ATTENUAZIONE NATURALE
CONTROLLATA (MNA) PER LA BONIFICA
DELLE CONTAMINAZIONI DA
IDROCARBURI (BTEX)
Laboratorio di sintesi
finale di:
a.a. 2002/2003
Arianna Panzeri
Matr. 645465
Biodegradazione
Adsorbimento
Attenuazione Naturale
processi chimici,fisici o biologici che, senza l’intervento
antropico, riducono massa, tossicità, mobilità, volume o
concentrazioni degli inquinanti nei suoli e nelle acque
sotterranee . (U.S. EPA, 1999)
Dispersione
Reazioni chimiche
Volatilizzazione
Benzene
Etilbenzene
Toluene
BTEX
Xilene
Coeff.di
Caratteristiche:
Tempo
dipartizione
semivita T K½OC
Parametri:
Benzene del
: 38
[L/kg]
•derivati
Benzene:
2.04
petrolio
[y]
•Costante di degradazione 
Toluene : 135 [L/kg]
•idrocarburi
Toluene:
0.17
volatili
[y]
Etilbenzene:95[L/kg]
monoaromatici
Etilbenzene:0.62[y]
Xileni : 240 [L/kg]
•i più investigati
Xileni: 0.038 [y]
o
Tempo di semivita T1/2
Coefficiente di partizione
KOC
SCOPO: valutare se esistono condizioni
idrogeologiche favorevoli allo sviluppo dei
processi di Attenuazione Naturale
Simulazione di diversi scenari
teorici mediante modello di
screening : BIOSCREEN
(U.S. EPA)
Scenari teorici simulati
(1) depositi limosi-
Permeabilità
[cm/s]
argillosi
(2) depositi morenici
limosi-argillosi
(3)depositi fluvio-
glaciali sabbiosi
Porosità
efficace
Frazione
organica [%]
10-5
0.1
2
10-3
0.15
0.25
10-3
0.15
0.023
10-1
0.35
0.023
(4) depositi alluvionali a
matrice grossolana
Sintesi degli scenari simulati:
Gradiente (i) = 0.004
Tempo di simulazione = 10 anni
Massa di inquinante = 1200 kg
Benzene
Acquifero (1)
Toluene
Acquifero (2)
Etilbenzene
Acquifero(3)
Xilene
Acquifero (4)
Biodegradazione
In assenza di biodegradazione
BIOSCREEN: input
Dimensioni del
modello
Dati della
sorgente
Parametri idrogeologici:
Permeabilità (k)
Gradiente
idraulico (i)
Adsorbimento
Porosità
(n)b)
Densità
del efficace
terreno (
Coefficiente di partizione (KOC)
Massa di (f )
Frazione Biodegradazione
di carbonio organico
inquinante OC
Tempo di semivita del composto (T 1/2)
Effetto di lisciviazione della falda
Acquifero
k
[cm/s]
(1)
1  10
1  10-3
(2)
(3)
(4)
-5
-3
1  10
1  10-1
Distanza percorsa dopo 10 anni
Distanza [m]
Benzene
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0,0001
3.35
Toluene
Etil-benzene
Xilene
85.36
0.3 1284.270.6
1524
9.1412.19
0 123.4
25.91
0.3
411.5
0.91
MCLs [mg/L] (USA)
Benzene 0.005
Toluene 1
Etilbenzene 0.7
Xileni 10
1
2
3
Tipo di acquifero
4
0.91
Massa disciolta dopo 10 anni
Massa del plume [kg]
Benzene
Toluene
Etil-benzene
Xilene
1000,0
10,0
0,1
0,0
1
2
3
4
Benzene
0,0
1,3
2,9
313,2
Toluene
0,0
0,2
0,4
42,0
Etil-benzene
0,0
0,4
1,0
130,5
Xilene
0,0
0,2
0,3
29,7
Tipo di acquifero
Impatto su un recettore sensibile a 50 m
Be
nze ne
Benzene
Benzene
Benzene
Tolue
ne
Toluene
Toluene
Etil-be
nze ne
Xile
ne
Etil-benzene
Xilene
Etil-benzene
Xilene
Etil-benzene
Xilene
Concentrazione [mg/L]
[mg/L]
Concentrazione
Concentrazione
Concentrazione
Concentrazione [mg/L]
[mg/L]
7
77
6
66
5
55
6,116
MCL=
MCL=0.7
10 mg/L
mg/L
MCL= 1mg/L
MCL=0.005
mg/L
5,426
44
4
3,446
33
3
1,679
22
2
11
1
00
0
0
0 0
0 0 0,275
0
1
11
1
0 0
2
22
0
0,424
0,0310
3
3
33
Tipo
Tipodi
acquifero
acquifero
Tipo
didiacquifero
acquifero
4
4 44
Efficienza di degradazione
Benzene
Tipo di
Scenario
acquifero
(1)
(2)
(3)
(4)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Massa plume senza
degradazione [kg]
0,1
0,1
0,1
0,1
7,9
7,9
7,9
7,9
7,9
7,9
7,9
7,9
578,4
578,4
578,4
578,4
Etilbenzene
Massa plume con
Massa rimossa [kg]
biodegradazione [kg]
0,0
0,0
0,0
0,0
1,3
0,2
0,4
0,2
2,9
0,4
1,0
0,3
313,2
42,0
130,5
29,7
0,1
0,1
0,1
0,1
6,5
7,6
7,5
7,6
5,0
7,5
6,9
7,6
265,1
536,4
447,9
548,7
Massa
%
Massa rimossa
rimossa %
100
100
100
100
82
96
95
96
63
95
87
96
46
93
77
95
Conclusioni
Permeabilità medio – bassa
(10-3 – 10-5 cm/s)
Buon contenuto di sostanza
organica (0.25 – 1 %)
Efficienza di
degradazione elevata
(>95%)
Condizioni ottimali per l’attenuazione naturale
Conclusioni
Permeabilità alta
(10-1 cm/s)
Basso contenuto di sostanza
organica (0.023 %)
Efficienza di
degradazione ridotta
(50-80%)
Condizioni sfavorevoli all’attenuazione naturale
Conclusioni
Valutazione
Modello
dei processi
di screening
biodegradativi
IndaginiAltre
più accurate
tecnologie
condimodelli
bonifica
complessi
Grazie a tutti
per la cortese
attenzione
Arianna Panzeri