Bardari, Roberto (2014) METODOLOGIE DI BONIFICA DI SITI CONTAMINATI: APPLICAZIONI DELLA TECNICA DEL SOIL WASHING CON EDTA E VFA A CASI DI TERRENI CONTAMINATI DA METALLI. [Tesi di dottorato]

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Item Type: Tesi di dottorato
Lingua: Italiano
Title: METODOLOGIE DI BONIFICA DI SITI CONTAMINATI: APPLICAZIONI DELLA TECNICA DEL SOIL WASHING CON EDTA E VFA A CASI DI TERRENI CONTAMINATI DA METALLI
Creators:
CreatorsEmail
Bardari, Robertoroberto.bardari@unina.it
Date: 31 March 2014
Number of Pages: 190
Institution: Università degli Studi di Napoli Federico II
Department: Ingegneria Civile, Edile e Ambientale
Scuola di dottorato: Ingegneria civile
Dottorato: Ingegneria dei sistemi idraulici, di trasporto e territoriali
Ciclo di dottorato: 26
Coordinatore del Corso di dottorato:
nomeemail
Petroncelli, Elvirapelvira@unina.it
Tutor:
nomeemail
Pirozzi, FrancescoUNSPECIFIED
Date: 31 March 2014
Number of Pages: 190
Uncontrolled Keywords: Soil Washing EDTA VFA
Settori scientifico-disciplinari del MIUR: Area 08 - Ingegneria civile e Architettura > ICAR/03 - Ingegneria sanitaria-ambientale
Date Deposited: 07 Apr 2014 08:52
Last Modified: 13 Jan 2015 10:59
URI: http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/10015

Abstract

L'alterazione delle caratteristiche qualitative dei terreni e delle acque superficiali e sotterranee derivante da attività umane unitamente ai conseguenti necessari interventi di bonifica rappresentano fra i temi più attuali dell’Ingegneria Sanitaria Ambientale. L’elevato numero di casi in cui sono state rilevate gravi situazioni di contaminazione delle originarie condizioni naturali, nonché le difficoltà tecniche ed operative connesse alla conduzione delle operazioni di risanamento e l’entità delle risorse economiche necessarie per l’attuazione degli interventi di decontaminazione e/o di messa in sicurezza dei siti costituiscono solo alcune delle problematiche connesse all’argomento. Numerosi sono i contaminanti dei terreni che possono arrecare danno alla salute dell’uomo e degli ecosistemi; tra i principali vi sono i metalli pesanti, valutati come i più diffusi nei siti inquinati degli Stati Uniti d’America (siti Superfund) e dell’Unione Europea (U.S.EPA, 1997) (U.E.EEA, 2007). Le principali contaminazioni dei terreni da metalli pesanti, sono dovute principalmente a errate condotte nella gestione di alcuni comparti industriali, del ciclo dei rifiuti nonché di attività militari. Le tecnologie in uso per la bonifica dei terreni contaminati da metalli pesanti sono diverse, ma la più versatile, di semplice esecuzione e adatta anche ad aree di vasta estensione con costi ragionevoli è il lavaggio dei terreni, il “Soil Washing”, che rientra tra i sistemi cosiddetti on-site, può essere utilizzato con acqua e/o opportune soluzioni chimiche e/o biologiche ed è stato specificatamente oggetto della presente ricerca. Diverse sono le soluzioni estraenti sperimentate negli anni per il washing dei terreni: acidi inorganici come l’acido cloridrico, acidi organici come l’acetico ed il citrico, agenti chelanti come l’EDTA e l’EDDS (R.J. Abumaizar, 1999), (A. Polettini, 2009). In genere, si preferisce utilizzare questi ultimi, poiché presentano una minore aggressività nei confronti della matrice solida a fronte di efficienze di rimozione dei metalli confrontabili con quelle degli acidi. Ciò nonostante, il costo degli agenti chelanti, ne limita l’utilizzo per le applicazioni in scala reale, rendendo sempre più necessari studi volti al parziale recupero degli stessi (Maja Pociecha, 2012) o all’individuazione di nuove sostanze estraenti, a basso costo, derivanti dal riutilizzo di scarti di selezionati rifiuti organici (C.C. Liu, 2013) o dall’uso di specifiche specie batteriche (A. A. Juwarkar, 2007) e fungine (D. Ousmanova, 2007). Nel presente studio l’attenzione è stata volta alla rimozione dei metalli pesanti Zinco (Zn), Rame (Cu), Piombo (Pb) e Cobalto (Co), sia attraverso l’uso dell’agente chelante Acido EtilenDiamminoTetraacetico (EDTA) che di un’innovativa soluzione biologica ricca di Acidi Grassi Volatili (Volatile Fatty Acids, VFA), sottoprodotto della “Dark Fermentation” volta alla produzione di idrogeno da digestione anaerobica di sostanza organica(E. Lucena, 2012). In entrambi i casi, per i suoli esaminati, in prima istanza, le attività sperimentali sono state volte alla rilevazione delle capacità di estrazione dei metalli, alla messa a punto delle condizioni operative ottimali di rimozione al confronto delle rese dei trattamenti. In merito al trattamento dei suoli con l’uso della soluzione biologica ricca di VFA, in particolare, si è voluto altresì verificarne le capacità estrattive a diversi rapporti di concentrazione Liquido Solido (L/S) e in due distinte condizioni ambientali (aerobiche ed anaerobiche), valutando, all’occorrenza, la concentrazione dei VFA in soluzione al variare del tempo di lavaggio e la distribuzione nel suolo, al termine del processo, delle diverse componenti dei metalli residui. Nello studio, dopo aver inquadrato il problema dei siti contaminati nelle società occidentali, con particolar riferimento alla realtà degli Stati Uniti d’America e dell’Unione Europea, sono stati definiti il contesto dei siti contaminati e degli standard di qualità per i terreni in Italia, con specifici focus su realtà regionali quali quella Lombarda e Campana. Nel secondo capitolo sono state valutate le principali caratteristiche dei metalli pesanti presi in considerazione, sia rispetto ai loro effetti negativi sulla salute umana che ai principali parametri che ne influenzano la possibile estrazione dai suoli. Definito lo stato dell’arte in cui si contestualizza il lavoro di ricerca, focalizzando l’attenzione sul processo di soil washing oggetto delle attività sperimentali, sono state presentate le soluzioni estraenti sperimentate, evidenziandone le principali caratteristiche. Il quinto capitolo è dedicato al sito da cui sono stati prelevati i campioni per la conduzione delle attività di laboratorio, oggetto del capitolo successivo. I principali risultati relativi alle prove sperimentali effettuate sono presentati nel settimo capitolo e sono relativi sia alla caratterizzazione del terreno (cfr. paragrafo 7.1), sia alle prove di estrazione con l’uso dell’EDTA quale sostanza estraente (cfr. paragrafo 7.2), sia all’uso della soluzione biologica con VFA (cfr. paragrafo 7.3) A tal proposito, si evidenzia che nel medesimo paragrafo sono state presentate e commentate le specifiche misure di approfondimento in merito al contenuto di VFA presente in soluzione al variare del tempo di trattamento in condizioni aerobiche ed anaerobiche di lavaggio del suolo. Quindi, l’attenzione è stata volta alla speciazione dei metalli residui nel suolo al termine del trattamento con VFA, operando il raffronto con quella eseguita sul terreno tal quale (cfr. paragrafo 7.3.4), e sono stati posti a raffronto i risultati delle prove di rimozione eseguite con EDTA e VFA in condizioni anaerobiche (cfr. paragrafo 7.4). Infine, nell’ultimo capitolo sono riportate le principali risultanze dello studio eseguito, evidenziandone le possibili ricadute ed i futuri possibili sviluppi.

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