BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Studio sperimentale di applicazione della
Fenton ad un sito contaminato da TCE
Silvia Sbaffoni
[email protected]
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Studio sperimentale sulla Fenton

Attività produttiva dello stabilimento:
– Miscelazione di eccipienti e principi attivi per il
confezionamento di:



Solidi (compresse)
Liquidi (sciroppi e gocce)
Iniettabili (soluzioni sterili in fiale e flaconi)
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Indagini investigative iniziali
Area Clorurati:
concentrazioni di TCE
al di sopra dei limiti
Area A: rifiuti abbancati
Area serbatoi interrati:
prodotto surnatante
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Destino del TCE

Rilasciato come
liquido puro
Migra in profondità tra gli strati
di terreno per effetto della sola
forza di gravità.

Rilasciato come
acqua di lavaggio
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.
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Destino del TCE nella zona clorurati
SORGENTE
PRIMARIA
SORGENTE
SECONDARIA
contaminazione
di terreno profondo
(  1m dal p.c.)
MECCANISMO DI
TRASPORTO
PERCORSO DI
ESPOSIZIONE
percolamento
e trasporto in soluzione
nelle acque sotterranee
ACQUE
SOTTERRANEE
AREA
CLORURATI
UTILIZZO
IDORPOTABILE
E DOMESTICO
(Solo falda
profonda)
presenza di prodotto
in fase libera
migrazione
di prodotto
in fase libera
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Piano
della
caratterizzazione
Approvato in Conferenza dei servizi nel Dicembre 2001

Obiettivi:
– Piano di monitoraggio del suolo e delle acque
sotterranee nelle tre aree
– Ricostruzione litostratigrafica del sito attraverso:


Indagini geofisiche
Carotaggi
– Valutazione dell’andamento della falda superficiale e
dell’eventuale falda profonda
– Rimozione della potenziale fonte inquinante in Area A
– Intervento di messa in sicurezza senza misure di
emergenza per l’estrazione del surnatante in area gasolio
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Pianta di monitoraggio approvata
Area
Clorurati
Area
surnatante
Area A:
zona rifiuti interrati
Legenda
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Indagini
Indagini geofisiche:
Copertura superficiale di
spessore variabile
2-20 m
– Disegnare la geometria dell’acquifero profondo
Sedimenti: limi sabbiosi e
– Ricostruzione dettagliata
Clorurati
sabbiaArea
da fini
a finissimi che
ospitano la falda superficiale
 Ricostruzione litostratigrafica
1m

Piano campagna
Strato argilloso di media
potenza (10 m) e bassa
permeabilità (k = 10-6÷10-7 m/s)
15-25 m
Rocce calcaree che ospitano un
acquifero in pressione a
carattere regionale
25-58 m
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Valutazione dell’andamento della falda
superficiale
Permeabilità
qualitativa
k= 9,82·10-6 m/s
(valutata attraverso
Slug-Test su 19 pozzi)
Gradiente idraulico
medio i = 2-2.5%
Velocità media di
deflusso v = k·I =9
m/anno
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Risultati monitoraggio
Area di picco TCE
Pozzo
TCE (mg/l)
MW7
142
MW15
4130
MW16
17
MW8
2.39
MW20
3.83
MW18
3.83
MW5
9.07
MW4
74.9
Limite di legge: 1.5 mg/l
per aree industiali
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Analisi comparata delle tecnologie disponibili

Informazioni necessarie:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Tecnologie in situ
Contaminante principale: TCE
Inquadramento ambientale
Efficienza di rimozione
Stato di avanzamento della
tecnologia
Proprietà che influenzano
l’applicabilità della tecnologia
Tempi dell’intervento
Pericolosità della tecnologia
Piano economico-finanziario

Tecnologie disponibili:
– Bioremediation
(cometabolismo o
dealogenazione)
– Ossidazione chimica con
permanganato
– Barriere permeabili reattive
– Ossidazione con
Fenton/Fenton like
– Pump & Treat
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Fasi della sperimentazione

Studio in scala di laboratorio del processo di
Fenton:
– Caratterizzazione della
matrice terrosa
– Prove in batch di decomposizione
dell’H2O2 in slurry di suolo
– Prove in colonna small scale
Compatibilità di alcune
delle sue caratteristiche
chimico-fisiche con la
reazione Fenton
Tempi di vita dell’H2O2
Simulazione del contatto
ossidante-suolo del processo
in situ
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Caratterizzazione di un campione di suolo
dall’area clorurati
U (%)
pH
TOC (%)
Fetot (mg/g)
Fescambiabile (mg/g)
Fecarbonati (mg/g)
Feossidi (mg/g)
Fesostanza organica (mg/g)
Mgtot (mg/g)
Mgscambiabile (mg/g)
Mgcarbonati (mg/g)
Mgossidi (mg/g)
Mgsostanza organica (mg/g)
47.05
6.46
1
69.71
0.007
0.008
3.75
0.20
0.02
0.011
0.046
0.029
0.01
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Granulometria e permeabilità del campione
Ghiaia
0.5%
100
Sabbia
37.5%
80
Limo
61%
60
Argilla
1%
P%
Curva Granulometrica
40
20
10 0
1
0.1
0.01
Diamentro equivalente (mm)
0.001
La superficie specifica influenza
l’interazione liquido-solido
Permeabilità
2.18·10-6 cm/s
Influenza l’immissione dei
reagenti, la pressione di
immissione e la distanza tra i pozzi
di iniezione
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Prove batch
H2O2 (%)
pH
FeSO4 (mM)
6
7
0
6
2.5
0
10
2.5
0
10
2.5
1
10
2.5
2
Vials da 50 ml
12,5 ml di soluzione ossidante
+2,5g di suolo
tempi di contatto: 30 min,
1h, 2 h, 4h, 6h
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Cinetiche di decomposizione dell’H2O2
k (min-1)
H2O2 (%)
pH
FeSO4 (mM)
Tempo di vita
(min)
6
7
0
6
2.5
0
5,1*10-3
902,97 min
10
2.5
0
4*10-3
1151,29
10
2.5
1
3,6*10-3
1279,21
10
2.5
2
2,9*10-3
1587,99
< 30
In presenza del catalizzatore il tempo di vita aumenta
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Prove in colonna

Caratteristiche della colonna:
– Lunghezza: 10 cm
– Diametro: 2.5 cm


Portata: 3 ml/min
Iniezione dell’ossidante in
controcorrente
H2O2 (%)
pH
6
6.5
6
2.5
10
2.5
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Prove in colonna

Fasi della sperimentazione:
1.
Saturazione del terreno con la soluzione ossidante e
inizia la reazione
2. Il terreno reagisce perdendo la consistenza e la struttura
iniziale assumendo una consistenza fluida
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