BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI Studio sperimentale di applicazione della Fenton ad un sito...
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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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
Legenda
Area A:zona rifiuti interrati
Area Clorurati
Area surnatante
Pianta di monitoraggio approvataPianta di monitoraggio approvata
88
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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