SCHEDA TECNICA

Tecniche di trattamento per la bonifica delle matrici ambientali

ARIA

Adsorbimento su carboni

Biofiltrazione

Ossidazione (termica e catalitica)

ACQUE

Biodegradazione con acqua ossigenata

Biosparging

Air sparging

Barriere fisiche

Barriere reattive

Bioslurping

Dual phase extraction

Prelievo acque (pump and treat)

Prelievo della fase libera

Monitoraggio dell’attenuazione naturale

Bioreattori

Zone umide ricostruite (lagunaggi)

Adsorbimento su carboni attivi

Filtrazione

Ossidazione UV

Precipitazione

Scambio ionico

Strippaggio ad aria

TERRENO, FANGHI E SEDIMENTI

Biodegradazione

Bioventing

Trattamento del suolo

Aspirazione di aria interstiziale

Aspirazione di aria interstiziale termo incrementata

Fratturazione

Lavaggio (soil flushing)

Separazione elettrocinetica

Solidificazione/stabilizzazione

Monitoraggio dell’attenuazione naturale

Bioreattori

Biopile

Biorisanamento

Compostaggio

Landfarming

Aspirazione di aria (ex situ)

Dealogenazione (Base-catalyzed decomposition)

Dealogenazione (Glycolate)

Desorbimento termico ad alta temperatura

Desorbimento termico a bassa temperatura

Estrazione con solventi

Incenerimento

Lavaggio ex situ (soil washing)

Ossido-riduzione

Scavo, trasporto e smaltimento

Separazione

Solidificazione/stabilizzazione (ex situ)

Vetrificazione (ex situ)

Vetrificazione

 

 

 

 

 

ARIA

Adsorbimento su carboni

Descrizione

L’aria contaminata viene fatta passare attraverso colonne di carbone che adsorbono gli inquinanti. Sono richieste periodiche rigenerazioni o sostituzioni dei carboni esausti.

Applicabilità

Non è raccomandato l’impiego con alte concentrazioni di contaminanti che quindi devono essere pretrattati.

Limitazioni

I carboni esausti devono essere idoneamente maneggiati; inoltre essi devono essere smaltiti in siti idonei oppure i contaminanti adsorbiti devono essere distrutti mediante trattamento termico.

Un’umidità superiore al 50% riduce la resa dei carboni.

Elevate temperature (superiori a 38 °C) inibiscono la capacità di adsorbimento.

La crescita di microrganismi o un elevato contenuto di particolato diminuiscono il flusso attraverso i letti di carbone.

Alcuni composti, quali i chetoni, possono causare la combustione dei carboni, a causa del rilascio di calore al momento dell’adsorbimento.

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Applicazione a sistemi quali soil venting

Applicazione a sistemi di strippaggio ad aria

Controllo delle emissioni a breve termine (< 1 mese)

Portate di efflusso > 340 m³/ora

Concentrazione contaminanti < 100 ppmv

Applicazione a gas con elevata umidità

 

Biofiltrazione

Descrizione

I contaminanti in fase gassosa vengono spinti verso un letto di suolo che adsorbe i composti inquinanti; essi sono poi degradati dai microrganismi presenti nel suolo.

Applicabilità

Si applica ai VOC non alogenati e ai combustibili; può essere utilizzata con resa più limitata anche per i VOC alogenati. Può inoltre essere impiegata per il controllo degli odori.

Limitazioni

La portata di ingresso dell’aria è condizionata dalla dimensione del biofiltro.

La proliferazione di funghi dispersi può costituire un problema.

Basse temperature possono rallentare o impedire la rimozione.

Costi: 5-10 $/kg di contaminante.

 

Ossidazione (termica e catalitica)

Descrizione

I contaminanti sono distrutti ad alta temperatura (1000 °C) in un combustore. I composti organici in traccia sono distrutti a basse temperature (450 °C) passando la miscela attraverso catalizzatori.

Applicabilità

Il sistema si applica a VOC e SVOC non alogenati e ai combustibili. Sono state sviluppate tecniche per la rimozione anche degli alogenati.

Limitazioni

Se nel flusso in emissione si hanno solfuri, composti alogenati o elevate concentrazioni di particolato, la catalisi può essere contaminata/disattivata e si richiede una sostituzione dei materiali.

La distruzione di composti alogenati richiede idonea catalisi e la dotazione degli impianti con specifiche attrezzature.

I gas in afflusso devono avere concentrazioni inferiori al 25% del limite di esplosività inferiore.

La presenza di composti alogenati o di metalli come il Piombo possono contaminare particolari processi di catalisi.

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Controllo delle emissioni regolamentato

Alto contenuto di particolato o carico di gocce d’acqua che richiede filtrazione o separazione.

Concentrazione di contaminanti > 1000 ppmv favorisce l’uso di unità a fiamma

 

Richiesta di rapido trattamento

 

 

ACQUE

IN SITU

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Biodegradazione con acqua ossigenata

Descrizione

Viene iniettata una soluzione acquosa diluita di acqua ossigenata nelle acque sotterranee al fine di incrementare la concentrazione di ossigeno disciolto ed aumentare in questo modo l’attività dei microrganismi in grado di degradare i composti organici contaminanti.

Applicabilità

Si possono trattare VOC, SVOC e combustibili e talora alcuni pesticidi.

Limitazioni

Concentrazioni di acqua ossigenata maggiori di 100-200 mg/l nelle acque sotterranee inibiscono l’attività batterica.

E’ necessario creare un sistema chiuso di circolazione delle acque al fine di impedire la fuga dei contaminanti.

L’eterogeneità condiziona l’efficacia del sistema in quanto i settori più permeabili sono trattati con maggiore efficacia e con un tempo inferiore rispetto a quelli meno permeabili.

Enzimi microbici e alto contenuto di Ferro del suolo riducono le concentrazioni di acqua ossigenata e conseguentemente le zone di trattamento.

Si hanno maggiori effetti in vicinanza del punto di iniezione in quanto la concentrazione di acqua ossigenata decresce rapidamente con la distanza; inoltre i punti di iniezione possono intasarsi.

E’ necessario un sistema di trattamento delle acque in superficie prima di riutilizzare l’acqua o di scaricarla.

Costi: 10-20 $/m³

Biosparging

Descrizione

Viene iniettata aria nelle acque sotterranee al fine di incrementare la concentrazione di ossigeno disciolto ed aumentare in questo modo l’attività dei microrganismi in grado di degradare i composti organici contaminanti. Eventualmente viene installato anche un sistema di soil venting per recuperare vapori migrati nel mezzo insaturo.

Applicabilità

E’ indicato per trattare VOC e SVOC non alogenati e combustibili.

Si ha una limitata efficacia con alcuni pesticidi.

Limitazioni

Una eventuale fase libera presente deve essere estratta prima di applicare il sistema di biosparging, al fine di non frammentare il pennacchio contaminante.

La stratificazione della permeabilità, dovuta ad esempio alla presenza di un orizzonte di argilla, al di sopra della zona di iniezione dell’aria riduce l’efficacia del sistema.

Il flusso d’aria può spingere i contaminanti lontano dal punto di iniezione come ad esempio in presenza di un orizzonte poco permeabile.

Possono crearsi dei percorsi preferenziali in vicinanza del punto di iniezione che riducono la zona interessata dal trattamento.

I vapori possono risalire attraverso la zona insatura raggiungendo la superficie e l’atmosfera.

Si possono creare ristagni di vapori in corrispondenza di fondazioni di edifici.

Costi: 10-20 $/m³

Trattamenti biologici (in situ ed ex situ)

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Presenza di composti organici solubili in acqua

Presenza di composti organici alogenati

Acquifero con conducibilità idraulica > 10-8 m/s (interventi in situ)

Presenza di prodotto in fase libera

Massa di contaminante tra 450 e 3500 kg

Presenza di contaminanti inorganici

 

TRATTAMENTI CHIMICO-FISICI

Air sparging

Descrizione

Viene iniettata aria nelle acque sotterranee al fine di rimuovere i contaminanti in essa presenti mediante volatilizzazione. Generalmente viene installato anche un sistema di soil venting per recuperare i vapori migrati nel mezzo insaturo.

Applicabilità

Il sistema è valido per VOC e combustibili.

Limitazioni

Deve essere considerata la profondità di contaminazione e le condizioni geologiche del sito.

I pozzi di iniezione d’aria devono essere appositamente adattati alle situazioni locali.

Il flusso di aria può essere non uniforme e si possono creare percorsi preferenziali che limitano la zona di influenza del trattamento.

Costi: 371.000-865 $/ha di superficie trattata.

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Presenza di contaminanti volatili

Ridotta permeabilità dell’acquifero

 

Presenza di prodotto in fase libera con spessore > 15 cm

Bibliografia

 

Barriere fisiche

Descrizione

Possono essere costruite barriere con materiali poco permeabili che limitano la mobilità dei contaminanti. A seconda della posizione le barriere possono essere superficiali (coperture atte ad isolare dall’ambiente circostante i contaminanti ed impedirne la lisciviazione, talora consentendo l’uso della superficie), laterali (diaframmi verticali che ostacolano il movimento verso valle delle acque sotterranee contaminate) e di fondo (impermeabilizzano alla base una massa contaminata rispetto al contatto con le acque sotterranee).

In molti casi e relativamente alle barriere laterali, le barriere fisiche sono abbinate a quelle idrauliche per garantire una maggiore efficacia dell’isolamento.

Applicabilità

Può essere in pratica applicata a qualsiasi contaminante, non costituendo un sistema di bonifica ma solo di messa in sicurezza (impedisce la migrazione dei contaminanti verso valle).

Sono in prevalenza realizzate le opere di impermeabilizzazione superficiali (coperture) e laterali (diaframmi).

Limitazioni

Deve essere presente un substrato impermeabile a profondità raggiungibile dalle opere di impermeabilizzazione superficiale.

Il sistema da utilizzare deve essere specificatamente studiato per un sito.

Deve essere studiata la possibile interazione tra le miscele impiegate e i contaminanti presenti.

Le miscele si degradano nel tempo.

Le impermeabilizzazioni superficiali devono essere oggetto di manutenzione, anche per quanto attiene alle eventuali coperture vegetali.

Le barriere fisiche sono generalmente abbinate a quelle idrauliche e quindi si ha la necessità di un eventuale trattamento delle acque estratte.

Costi: 540-750 $/m² (barriere laterali)

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

a) Coperture

a) Coperture

Precipitazioni > 250 mm/anno

Climi secchi

Superficie ampia di contaminazione

Presenza di materiale che deve essere portato in discarica

Relativamente bassa pericolosità dei contaminanti

 

Uso come misura di sicurezza provvisoria

 

b) Diaframmi

b) Diaframmi

Soggiacenza della falda < 6 m

Climi con variazione elevata di umidità (cicli secchi ed umidi stagionali pronunciati)

Presenza di recettori a rischio

Suoli rigonfianti

Presenza di orizzonte a bassa permeabilità a profondità dal piano campagna < 12 m su cui intestare il diaframma

Contaminanti corrosivi rispetto ai materiali dei diaframmi

 

Terreni molto eterogenei

Bibliografia

 

Barriere reattive

Descrizione

Viene provocato il passaggio delle acque sotterranee contaminate attraverso una barriera costituita da materiale permeabile e reattivo. Il tempo di soggiorno delle acque nella barriera consente lo sviluppo di reazioni che trasformano i prodotti in entrata in altri meno pericolosi all’uscita.

Applicabilità.

Possono essere applicate a VOC e SVOC alogenati e ad alcuni metalli come ad esempio il Cromo esavalente.

Limitazioni

La barriera perde nel tempo la sua reattività e quindi deve essere sostituita se non sono ancora state raggiunti i limiti di bonifica.

L’efficacia dipende dal pH e quando esso cresce all’interno della barriera si riducono le reazioni.

La profondità raggiungibile con la barriera reattiva è limitata.

In genere la barriera reattiva viene impiegata abbinata ad una barriera fisica (funnel and gate) per indirizzare il flusso delle acque sotterranee contaminate e per diminuirne lo sviluppo planimetrico.

Costo del mezzo di trattamento.

L’attività dei microrganismi può limitare la permeabilità della barriera.

 

Bioslurping

Descrizione

Per l’estrazione della fase libera può essere adottato anche un sistema bioslurping che utilizza un tubo a suzione che induce un gradiente di pressione tale da provocare l’afflusso di acqua, prodotto in fase libera e vapori (dal mezzo insaturo) al pozzo.

Il sistema abbina quindi l’approccio del recupero assistito della fase libera (estraendola dal sottosuolo) e del bioventing (favorendo il risanamento del mezzo insaturo).

Applicabilità

Il sistema viene utilizzato in presenza di fase libera (LNAPL) di combustibili, determinando un minore trascinamento di acqua rispetto al sistema tradizionale, non creando un significativo cono di depressione della falda e la conseguente contaminazione dei terreni in profondità (smear zone).

Inoltre si applica a siti con livello della falda profondo (superiore a 10 m).

Limitazioni

Il sistema è poco efficace in terreni a bassa permeabilità.

Un contenuto idrico basso del mezzo insaturo limita la possibilità di biodegradazione.

I composti clorurati possono non subire biodegradazione significativa se non è presente un cometabolita.

Basse temperature rallentano la bonifica.

In genere si richiede un trattamento dei vapori, soprattutto all’inizio delle operazioni.

In qualche caso viene estratta anche una quantità significativa di acqua che deve essere trattata prima dello scarico.

Può essere richiesta anche una separazione acqua-olio.

 

Dual phase extraction

Descrizione

Viene applicata elevata depressione mediante apposito sistema al fine di rimuovere contemporaneamente gas e liquidi dalle acque sotterranee in terreni a bassa permeabilità o eterogenei.

Applicabilità

E’ un sistema che, prevedendo l’applicazione si una elevata depressione per estrarre simultaneamente liquidi e gas, viene utilizzato per VOC e combustibili.

E’ più efficace del soil venting in presenza di terreni fini ed eterogenei.

Limitazioni

Le caratteristiche geologiche del sito e la concentrazione/distribuzione del contaminante condizionano l’efficacia del sistema.

Per acquiferi con elevata portata deve essere abbinato a sistemi di pump and treat.

Devono essere trattati i flussi liquidi e gassosi.

Costi: 85.000-500.000 $/sito

 

Prelievo acque (pump and treat)

Descrizione

Vengono prelevate acque sotterranee contaminate (fase solubile) impedendone la migrazione verso valle e producendo il risanamento dell’acquifero. Le acque devono essere trattate prima dello scarico o del riutilizzo.

Applicabilità

Viene largamente applicato alla fase solubile dei contaminanti presenti nelle acque sotterranee. E’ poco efficace con i composti dotati di solubilità molto bassa.

Inoltre può essere utilizzato anche come barriera idraulica.

Limitazioni

Opera prevalentemente sulla frazione solubile e quindi sono attesi lunghi tempi di impiego in presenza di contaminanti poco solubili,

In presenza di contaminanti poco solubili possono verificarsi anche fenomeni di rimbalzo e di decrescita asintotica delle concentrazioni..

Richiede ottimizzazione del prelievo di acque con metodi sperimentali e teorici per poter raggiungere la massima efficacia.

Possono prodursi interferenze con prelievi di acque sotterranee limitrofi.

Necessità di impianto di trattamento delle acque.

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Presenza di contaminanti solubili

Contaminanti poco solubili

Soggiacenza della falda > 5 m

Bassa permeabilità e/o elevata eterogeneità dell’acquifero

Presenza di impianti di trattamento delle acque

Assenza di impianti di trattamento delle acque

Presenza di recettori a rischio

Presenza di prodotto in fase libera

 

Assenza di interventi sulla sorgente

 

Prelievo della fase libera

Descrizione

La fase separata presente sulla superficie della falda (LNAPL) viene fisicamente rimossa mediante sistemi attivi (pozzi) o passivi; sono usati sistemi a una o due pompe (in un solo pozzo o in due pozzi limitrofi).

Applicabilità

I combustibili e gli SVOC sono i contaminanti su cui viene applicata l’estrazione della fase separata.

Limitazioni

Le condizioni geologiche e idrogeologiche possono limitare l’efficacia dell’estrazione.

Si estrae anche acqua contaminata dalla fase solubile degli inquinanti presenti, che deve essere trattata prima dello scarico.

Una eccessiva depressione del livello della falda può sporcare la matrice dell’acquifero con i contaminanti presenti in fase libera.

Costi: 500-4000 $/mese a seconda del sistema di estrazione utilizzato

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Spessore della fase libera > 15 cm

Prodotto in fase libera viscoso

Soggiacenza della falda < 15 m

Debole spessore della fase libera

 

Soggiacenza della falda > 30 m

 

Monitoraggio dell’attenuazione naturale

Descrizione

Processi naturali quali la diluizione, la volatilizzazione, la biodegradazione, l’adsorbimento e le reazioni chimiche nel sottosuolo, determinano la riduzione delle concentrazioni dei contaminanti a livelli accettabili secondo le normative.

Applicabilità

I contaminanti interessati da questo tipo di processo, che si svolge in seguito a reazioni chimico-fisiche e biologiche naturali, sono i VOC, gli SVOC e i combustibili.

In qualche caso è stato utilizzato anche per i pesticidi.

Limitazioni

Devono essere raccolti dati per poter controllare e modellare il fenomeno

Prodotti di degradazione intermedi possono essere più mobili e tossici di quelli di partenza.

Il processo può essere usato se non vi sono potenziali recettori.

I contaminanti possono migrare durante la loro degradazione.

Il sito non può essere riutilizzato prima che non sia stato decontaminato.

Se esiste una sorgente di contaminazione (prodotto in fase libera) deve essere rimossa.

Alcuni composti inorganici possono essere immobilizzati (come ad esempio il Mercurio) ma non degradati.

E’ necessario un monitoraggio dello stato ambientale.

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Massa di contaminante < 900 kg

Presenza di composti organici alogenati o metalli pesanti

Assenza di recettori a rischio

Presenza di prodotto in fase libera

Bibliografia

 

EX SITU

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Bioreattori

Descrizione

Nei bioreattori le acque sotterranee prelevate sono messe in contatto con microrganismi per favorire la biodegradazione degli inquinanti.

Applicabilità

I bioreattori sono utilizzabili con SVOC, combustibili e ogni sostanza costituita da materia organica biodegradabile; sono stai sperimentati anche su alcuni pesticidi.

Limitazioni

I residui originati dal processo (fanghi) devono essere trattati e/o smaltiti.

Concentrazioni molto elevate di contaminanti possono essere tossiche per i microrganismi.

Deve essere previsto un trattamento dell’aria per fanghi attivi.

Basse temperatura limitano l’efficacia del processo.

Batteri fastidiosi possono colonizzare i bioreattori riducendone l’efficacia.

 

Zone umide ricostruite (lagunaggi)

Descrizione

Viene ricostruito un ecosistema naturale che, mediante reazioni geochimiche e biologiche, è in grado di produrre la rimozione di metalli, esplosivi e altri contaminanti dalle acque che vi affluiscono; possono essere usati anche processi di filtrazione e degradazione..

Includendo suoli organici, fauna microbica, alghe e piante vascolari, il risanamento è raggiunto prevalentemente mediante attività biologica.

Applicabilità

E’ un sistema comunemente utilizzato per depurare le acque di scarico, determinando un decremento del contenuto di materia organica, nutrienti (azoto e fosforo) e sostanze in sospensione.

Il sistema viene applicato anche per i metalli.

Limitazioni

Deve essere studiata la struttura della zona umida in relazione alle caratteristiche del sito e dei contaminanti.

Non è ben conosciuta l’efficacia a lungo termine del sistema in quanto probabilmente si ha una diminuzione del potere di rimozione nel tempo.

Il costo è molto variabile a seconda dei siti e talora non sostenibile.

 

TRATTAMENTI CHIMICO-FISICI

Adsorbimento su carboni attivi

Descrizione

L’acqua contaminata viene fatta passare attraverso colonne di carbone che adsorbono gli inquinanti. Sono richieste periodiche rigenerazioni o sostituzioni dei carboni esausti.

Applicabilità

Possono essere trattati SVOC ed esplosivi e, con minore efficacia, anche VOC alogenati, combustibili e pesticidi.

Limitazioni

La presenza di miscele condiziona la resa dei carboni in quanto l’isoterma di adsorbimento del singolo componente non è applicabile all’insieme dei contaminanti; in tal caso devono essere eseguiti test per la selezione del tipo di carbone da utilizzare.

I metalli possono sporcare il sistema.

Il costo del sistema è elevato se si usa come trattamento primario di acque molto contaminate.

Tipo e granulometria del carbone e temperatura del processo influenzano la resa del trattamento e pertanto tali parametri vanno debitamente studiati.

Il carbone utilizzato per trattare esplosivi nelle acque non è rigenerato, ma deve essere direttamente smaltito.

Composti molto solubili e molecole piccole non sono adsorbite.

Costi: 0.32-1.70 $/m³ (portata di circa 5 l/s)

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Contaminazione < 10 mg/l

Solidi sospesi > 50 mg/l

Presenza di SVOC alogenati e di composti non alogenati

Contenuto di oli e grassi > 10 mg/l

Portata < 0.6 l/s se la contaminazione < 10 mg/l

Alto contenuto di VOC

 

Presenza di acidi umici e fulvici

Bibliografia

 

Filtrazione

Descrizione

La filtrazione isola la massa solida mediante passaggio di un flusso da un mezzo poroso. Le forze che possono agire sono sia la gravità che la differenza di pressione attraverso il mezzo filtrante.

Applicabilità

Viene utilizzata come pre o post trattamento in presenza di solidi sospesi o metalli precipitati.

Limitazioni

La presenza di oli e grassi può interferire con il processo diminuendo le portate di flusso.

Costi: 0.36-1.20 $/m³

 

Ossidazione UV

Descrizione

I raggi ultravioletti, l’Ozono e l’Acqua ossigenata sono usati per distruggere i contaminanti disciolti mediante l’utilizzo in idonei impianti di trattamento. Per trattare i gas prodotti viene inoltre utilizzato un sistema ad Ozono.

Applicabilità

Ogni composto organico che è reattivo con radicali idrossilici può essere potenzialmente trattato.

Pertanto si possono trattare VOC e SVOC, combustibili ed esplosivi.

Limitazioni

La torbidità delle acque causa interferenze e quindi deve essere preventivamente rimossa la presenza di solidi sospesi (soprattutto nel caso di utilizzo di UV leggeri).

Radicali liberi decontaminanti possono inibire l’efficacia di distruzione (come nel caso di un eccessivo dosaggio di additivi).

Il flusso idrico deve avere una concentrazione contenuta di ioni metallici (inferiori a 10 mg/l) e di oli insolubili e grassi in modo da minimizzare effetti di intasamento.

In qualche caso, utilizzando un sistema UV/03, alcuni composti possono essere volatilizzati più che distrutti ed è quindi necessario un impianto di trattamento dei vapori.

Può essere richiesto un pretrattamento dei fluidi in ingresso per minimizzare operazioni di manutenzione e pulizia degli impianti

L’immagazzinamento e il maneggiamento degli agenti ossidanti richiede particolari cautele e procedure di sicurezza.

I costi possono essere elevati rispetto ad altre tecnologia per via dei consumi energetici.

Costi: 0.03-3 $/m³

 

Precipitazione

Descrizione

Il processo trasforma i contaminanti disciolti in forme insolubili, facilitandone la rimozione dalla soluzione mediante sedimentazione e filtrazione. Il processo utilizza generalmente aggiustamento di pH, addizione di reagenti che facilitano la precipitazione e flocculanti.

Applicabilità

Il sistema è utilizzato principalmente per i metalli.

Limitazioni

Se la sorgente non viene rimossa e se l’acqua deriva da un sistema di pump and treat, il trattamento può essere molto impegnativo in termini di durata.

La presenza di diversi metalli può produrre difficoltà di rimozione in ragione del comportamento anfotero di differenti composti e si realizza la situazione per cui l’ottimizzazione di una specie può prevenire la rimozione di un’altra.

In presenza di requisiti allo scarico molto stringenti (limiti bassi) può essere richiesto un ulteriore sistema di trattamento (affinamento).

I fanghi possono richiedere un trattamento di stabilizzazione prima dello smaltimento.

L’aggiunta di reagenti deve essere controllata in modo da prevenirne la consistente presenza nelle acque effluenti.

L’efficacia è condizionata da una efficace separazione dei solidi sospesi.

Possono essere prodotti fanghi tossici che richiedono idonee procedure di smaltimento.

Può essere richiesta l’aggiunta di sali disciolti per aggiustare il pH.

Possono essere aggiunti polimeri per raggiungere un’adeguata fissazione dei solidi.

Le acque di trattamento possono richiedere un aggiustamento del pH.

Il processo può essere molto costoso in relazione al tipo di reagente utilizzato, ai sistemi di controllo e al coinvolgimento degli operatori nelle procedure di trattamento.

 

Scambio ionico

Descrizione

Lo scambio ionico rimuove ioni dalla fase acquosa contaminata mediante scambio con ioni innocui dal mezzo utilizzato.

Applicabilità

Il sistema rimuove metalli e radionuclidi dalle acque; possono inoltre essere rimossi azoto nitrico e ammoniacale, silicati.

Limitazioni

La presenza di oli e grassi ostruisce lo scambio delle resine.

Un contenuto di solidi sospesi superiore a 10 mg/l può causare l’intasamento delle resine.

Il pH delle acque in entrata condiziona la scelta delle resine.

La presenza di ossidanti nelle acque danneggia le resine.

Durante la rigenerazione delle resine si producono acque contaminate che devono a loro volta essere trattate prima dello scarico.

Costi: 0.08-0.21 $/m³

 

Strippaggio ad aria

Descrizione

I composti organici sono estratti dalle acque sotterranee incrementando la superficie delle acque contaminate esposte all’aria.

Applicabilità

E’ utilizzato per i VOC, avendosi come limite indicativo di riferimento, per giudicare la strippabilità di un composto, una costante di Henry di 0.01 atm m³/mole.

Limitazioni

Viene richiesto pretrattamento o periodica pulizia delle colonne a causa della presenza di composti inorganici (ad esempio Ferro > 5 mg/l o durezza > 800 mg/l).

Devono essere selezionati gli impianti in relazione ai VOC trattati.

Viene richiesto riscaldamento dell’acqua in presenza di composti con bassa volatilità a temperatura ambiente.

Devono essere trattati i gas in uscita secondo le norme.

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

VOC > 10 mg/l

Presenza di composti non volatili

 

Contenuto di Ferro > 10 mg/l

 

Durezza > 800 mg/l

 

TERRENO, FANGHI E SEDIMENTI

 

IN SITU

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Biodegradazione

Descrizione

Viene stimolata l’attività microbica mediante circolazione di soluzioni acquose nei suoli contaminati. Vengono usati nutrienti, ossigeno o altri ammendanti per incrementare la biodegradazione ed il desorbimento dei contaminanti dalla matrice solida.

Applicabilità

Disinquinamento suoli, sedimenti, fanghi ed acque sotterranee contaminate da combustibili ed in corso di applicazione anche ad altri composti organici.

Efficace nel risanamento di contaminazione di basso livello unitamente alla rimozione della sorgente.

Limitazioni

I livelli di risanamento finali possono non essere raggiunti se la matrice del terreno impedisce il contatto tra contaminanti e microrganismi.

Lo sviluppo di colonie batteriche può creare fenomeni di intasamento, impedendo il flusso dei fluidi iniettati.

Non può essere usato nei sistemi in cui è limitato lo scambio di ossigeno o di altri accettori di elettroni (ad esempio se nel sottosuolo sono presenti argille, terreni stratificati o molto eterogenei).

I percorsi preferenziali nel sottosuolo diminuiscono il contatto tra i fluidi iniettati e i contaminanti all’interno delle zone inquinate.

Alte concentrazioni di metalli pesanti, composti clorurati, idrocarburi a catena lunga o sali inorganici possono essere tossici per i microrganismi.

La biodegradazione è lenta a basse temperature

Costi: 30-100 $/m³ 1 €=(0.88 $)

 

Bioventing

Descrizione

Viene immessa aria nella zona insatura del sottosuolo per incrementare le concentrazioni di ossigeno e favorire di conseguenza la biodegradazione dei contaminanti.

Applicabilità

Disinquinamento suoli contaminati da combustibili, solventi non clorurati, alcuni pesticidi, sostanze per il trattamento del legno e altri composti organici.

Pur non degradando composti inorganici, la biodegradazione può essere usata per cambiare la valenza dei composti inorganici causando adsorbimento, assorbimento, accumulo e concentrazione di inorganici in macro o microrganismi.

Limitazioni

Si deve determinare la permeabilità all’aria del sistema con prove in sito.

Bassa soggiacenza della falda, orizzonti saturi o di bassa permeabilità riducono le prestazioni del sistema.

I vapori possono ristagnare in vicinanza di fondazioni all’interno del raggio di influenza del sistema e tale problema può essere superati mediante estrazione dell’aria in vicinanza della struttura di interesse.

Una bassa umidità del suolo può limitare la biodegradazione e l’efficacia del bioventing che tende ad asciugare il suolo.

E’ richiesto il monitoraggio di eventuali gas emessi in superficie.

La degradazione aerobica di composti clorurati può non essere efficace se non sono presenti cometaboliti.

La biodegradazione è lenta a basse temperature.

Costi: 10-70 $/m³

Trattamenti biologici: in situ, ex situ (compostaggio), bioventing

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Presenza di umidità

Presenza di prodotto in fase libera

Permeabilità del suolo

Presenza di composti organici alogenati o inorganici

Condizioni di pH neutro o debolmente basico

Suolo saturo o con umidità >50%

Temperatura > 4 °C

Rapida decontaminazione richiesta

Bibliografia

 

Trattamento del suolo

Descrizione

Il terreno contaminato viene trattato in situ dissodandolo in modo tale da favorirne l’aerazione; se necessario vengono aggiunta degli ammendanti. Il terreno viene periodicamente arato per favorire l’arricchimento in ossigeno e facilitare la biodegradazione.

Applicabilità

Viene utilizzato per i combustibili e altri contaminanti biodegradabili e volatili.

Gli idrocarburi oggetto di trattamento sono quelli pesanti in quanto quelli leggeri sono meglio trattati mediante altri sistemi (soil venting, bioventing).

Limitazioni

Ampio spazio da mettere a disposizione per le operazioni di trattamento del terreno.

Le condizioni che regolano la biodegradazione sono incontrollate e ciò incrementa i tempi di risanamento.

Rilascio di VOC durante le operazioni di aratura.

Emissioni di articolato durante le operazioni di campo.

I metalli pesanti non sono trattati, possono essere tossici per i microrganismi ed essere lisciviati verso le acque sotterranee.

Si possono rendere necessari sistemi di drenaggio delle acque di scorrimento superficiale.

Per ottimizzare il sistema devono essere valutati la topografia, il clima, la stratigrafia, la permeabilità e l’erodibilità del suolo.

Per alcuni composti possono esistere regolamentazioni che limitano la presenza nel suolo, anche al fine del futuro utilizzo.

La profondità di trattamento è generalmente limitata a 0.5 m.

 

TRATTAMENTI CHIMICO-FISICI

Aspirazione di aria interstiziale

Descrizione

Il sistema, denominato Soil Vapour Extraction o Soil Venting, consiste nell’applicare una depressione nel mezzo insaturo del sottosuolo.

Il gradiente di pressione/concentrazione provocato determina il flusso di vapori contaminanti verso un pozzo o una trincea di estrazione.

I gas estratti devono poi essere trattati prima dello scarico in atmosfera.

Applicabilità

La tecnica è applicabile a VOC o combustibili con caratteristiche di volatilità descritte da una costante di Henry superiore a 0.01 o pressione di vapore superiore a 0.5 mmHg.

Altri fattori quali l’umidità del suolo, il contenuto organico e la permeabilità all’aria condizionano l’efficacia del sistema.

Il flusso continuo di aria nel suolo promuove anche la biodegradazione dei composti a bassa volatilità presenti.

Limitazioni

Un contenuto idrico superiore al 50% riduce la permeabilità all’aria, richiedendo l’applicazione di una elevata depressione e riduce l’operatività del soil venting.

Intervalli fenestrati estesi dei pozzi di estrazione sono richiesti per le zone con valori variabili di permeabilità o caratterizzate da una stratificazione.

I suoli con un contenuto organico elevato o molto secchi hanno una elevata capacità di adsorbimento di VOC riducendone la mobilità.

Sono richiesti sistemi di trattamento dell’aria prima della loro emissione.

Devono essere smaltiti i liquidi raccolti ed i carboni attivi esausti.

Il soil venting non è efficace nel mezzo saturo.

Costi: 10-50 $/m³

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Concentrazioni di composti volatili nell’aria interstiziale > 1000 ppmv

Soggiacenza della falda < 3 m

Presenza di una copertura impermeabile

Contenuto d’argilla > 20%

Presenza di contaminazione al di sotto di 9.m dal piano campagna

 

Presenza di strutture sepolte che impediscono gli scavi

 

 

Aspirazione di aria interstiziale termo incrementata

Descrizione

Viene utilizzato vapore o il calore emesso in seguito all’utilizzo di frequenze radio per incrementare la mobilità di contaminanti presenti nel sottosuolo, consentendo poi l’applicazione del sistema di aspirazione di aria interstiziale.

Applicabilità

Si applica agli SVOC e conseguentemente agisce anche sui VOC. Talora ha effetti anche su pesticidi e combustibili.

Inoltre dopo l’applicazione si hanno condizioni favorevoli anche per la biodegradazione dei composti organici.

Limitazioni

Detriti o materiali grossolani di riporto possono causare difficoltà operative.

L’efficacia di estrazione di determinati composti dipende dalle temperature raggiunte.

La struttura del suolo può essere modificata.

Un suolo compatto o un contenuto idrico elevato riducono la permeabilità all’aria determinando l’esigenza di applicare depressioni elevate.

Nei suoli eterogenei si hanno irregolari rilasci di gas dalle zone contaminate.

Nei suoli con elevato contenuto idrico si hanno capacità di adsorbimento di VOC che ne riducono la possibilità di rimozione.

Le emissioni di aria devono essere trattate.

I residui liquidi ed i carboni esausti devono essere smaltiti.

Il sistema non è efficace nella zona satura.

Costi: 30-130 $/m³

 

Fratturazione

Descrizione

La fratturazione sviluppa fessure in suoli poco permeabili o sovraconsolidati creando nuovi passaggi e favorendo l’applicazione delle tecniche di bonifica mediante la creazione di nuove superficie di contatto tra la matrice solida, i reagenti o i microrganismi o la possibilità di estrazione di vapori contaminati.

Applicabilità

Il sistema si applica in presenza di tutti i tipi di contaminanti a litotipi quali argille e rocce in genere.

Limitazioni

Il sistema non è utilizzabile in zone sismicamente attive.

Le fratture possono chiudersi in terreni incoerenti.

Sono necessarie indagini per verificare la presenza di infrastrutture sepolte e di prodotti in fase libera intrappolati.

E’ possibile aprire nuove vie di migrazione a contaminanti quali i DNAPL.

 

Lavaggio (soil flushing)

Descrizione

Viene immessa acqua sul suolo o nel sottosuolo con eventuale aggiunta di additivi (per aumentare la solubilità dei contaminanti). I contaminanti trasportati nelle acque sotterranee devono essere estratti, ad esempio con prelievo da pozzi.

Applicabilità

I contaminanti su cui applicare la tecnica sono i composti inorganici inclusi quelli radioattivi.

Il mezzo deve essere permeabile.

La tecnologia è utilizzata per trattare VOC, SVOC, combustibili e pesticidi, anche se il rapporto tra costi e benefici è inferiore a quello di altre tecniche.

Possono essere immesse nel sottosuolo altre sostanze (surfactanti) che aumentano la solubilità dei contaminanti, ma che possono alterare le proprietà chimico-fisiche del mezzo.

Limitazioni

Bassa permeabilità dei litotipi riducono le possibilità di trattamento.

I surfactanti possono aderire al suolo modificandone la porosità originaria.

Le reazioni dei fluidi iniettati possono ridurre la mobilità dei contaminanti.

L’immissione di sostanze nel sottosuolo deve essere regolamentata e i fluidi immessi devono essere recuperati.

 

Separazione elettrocinetica

Descrizione

Attraverso processi elettrocinetici ed elettrochimici il sistema rimuove dalla matrice solida metalli e contaminanti organici da suoli poco permeabili, fanghi e sedimenti.

A tal scopo viene applicata una corrente elettrica a bassa intensità mediante elettrodi inerti (grafite, carbone, platino) o metallici provocando la mobilizzazione delle specie ioniche per elettromigrazione ed elettroosmosi..

Applicabilità

Il sistema è applicato per metalli pesanti, anioni e composti polari, soprattutto in mezzi poco permeabili, che sono generalente saturi d’acqua come nel caso di limi e argille e dove peraltro il drenaggio delle acque è difficile.

Limitazioni

E’ richiesto un contenuto idrico minimo di 14-18% dei materiali da sottoporre a trattamento.

Disturbi alla circolazione della corrente e una conseguente inefficacia del sistema sono causati da strutture metalliche interrate e suoli molto eterogenei in termini di conducibilità elettrica.

La corrosione degli elettrodi metallici può introdurre ulteriori contaminanti nel suolo trattato.

L’efficacia dell’elettrocinesi può essere modificata da variazioni di pH o dall’adsorbimento dei contaminanti durante il processo.

Le reazioni d ossido-riduzione possono provocare la formazione di prodotti indesiderati (vapori di cloro).

 

Solidificazione/stabilizzazione

Descrizione

I contaminanti vengono circondati o relegati all’interno di una massa solida (solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra un agente stabilizzante ed i contaminanti per ridurne la mobilità (stabilizzazione)

Applicabilità

Il sistema è applicabile ai composti inorganici e con efficacia limitata anche agli SVOC e ai pesticidi.

Limitazioni

La profondità di contaminazione limita l’applicabilità di alcuni processi.

L’uso futuro dell’area può alterare i materiali trattati e influenza la possibilità di mantenere immobilizzati i contaminanti.

Si può manifestare un aumento di volume dei materiali (fino al doppio).

Sono richiesti studi di trattabilità per selezionare il tipo di sostanza da utilizzare.

La distribuzione dei reagenti e un efficace mescolamento sono difficili nel sottosuolo rispetto all’utilizzo ex situ della tecnica.

Sono di difficile raccolta i campioni per confermare l’avvenuta solidificazione/stabilizzazione rispetto all’utilizzo ex situ della tecnica.

Costi: 50-80 $/m³ (trattamento superficiale) – 190-330 $/m³ (trattamento profondo)

 

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Presenza di contaminanti inorganici

Presenza di VOC e SVOC

Composti organici non volatili < 1%

Alto contenuto di argilla

 

Alto contenuto di detriti

 

Monitoraggio dell’attenuazione naturale

Descrizione

Processi naturali quali la diluizione, la volatilizzazione, la biodegradazione, l’adsorbimento e le reazioni chimiche nel sottosuolo, determinano la riduzione delle concentrazioni dei contaminanti a livelli accettabili secondo le normative.

Applicabilità

I contaminanti interessati da questo tipo di processo, che si svolge in seguito a reazioni chimico-fisiche e biologiche naturali, sono i VOC non alogenati, gli SVOC e i combustibili.

Limitazioni

Devono essere raccolti dati per poter controllare e modellare il fenomeno

Prodotti di degradazione intermedi possono essere più mobili e tossici di quelli di partenza.

Il processo può essere usato se non vi sono potenziali recettori.

I contaminanti possono migrare durante la loro degradazione.

Il sito non può essere riutilizzato prima che non sia stato decontaminato.

Se esiste una sorgente di contaminazione deve essere rimossa.

Alcuni composti inorganici possono essere immobilizzati (come ad esempio il Mercurio) ma non sono degradati.

E’ necessario un monitoraggio dello stato ambientale.

Bibliografia

 

EX SITU

TRATTAMENTI BIOLOGICI

 Biodegradazione fungina (White rot fungi)

Descrizione

Sono utilizzati funghi del marciume bianco (in situ o in reattori), appositamente coltivati, per degradare composti organici, sfruttando il loro sistema enzimatico che attacca la lignina.

Applicabilità

Può degradare e mineralizzare un numero di composti organici inquinanti includendo i principali esplosivi. Inoltre possono essere degradati o mineralizzati altri inquinanti recalcitranti quali DDT, IPA, PCB e PCP.

Limitazioni

Alta concentrazione di TNT in suoli, sedimenti o fanghi possono limitare l’efficacia del sistema.

La degradazione dei contaminanti può non raggiungere le concentrazioni obiettivo previste dalle normative.

Presenza di fenomeni di competizione tra popolazione batterica autoctona, inibizione della tossicità e adsorbimento chimico.

Costi: 98 $/m³

 

Biopile

Descrizione

I suoli sono scavati e messi a dimora in luoghi chiusi e generalmente impermeabilizzati sul fondo (per poter raccogliere il percolato).

Si somministrano poi in modo controllato nutrienti e ossigeno, controllando umidità, temperatura e pH al fine di favorire la biodegradazione dei contaminanti

Applicabilità

Il trattamento in biopile è riservato ai combustibili e ai VOC non alogenati; possono essere trattati anche VOC alogenati e SVOC e pesticidi, ma con minore efficacia.

Limitazioni

I contaminanti devono essere scavati e messi a dimora in luogo appropriato.

Devono essere condotte prove sperimentali di biodegradazione e verifiche sui quantitativi di nutrienti da somministrare.

Si ha una efficacia limitata sui composti alogenati e di trasformazione.

Il trattamento è lungo rispetto ad altri tipi di biorisanameto.

Il trattamento statico dei materiali nelle biopile può determinare disomogeneità nel grado di risanamento dei terreni.

 

Biorisanamento

Descrizione

Si crea un fango acquoso miscelando il suolo con acqua e altri additivi e somministrandolo ai materiali contaminati ai fini di produrre biodegradazione. Il fango viene poi disidratato e rimesso in posto.

Applicabilità

Il biorisanamento è indicato per VOC non alogenati e per combustibili.

Il processo può essere applicato anche ad alcune categorie di VOC e SVOC alogenati e a pesticidi, ma è lento e meno efficace.

Limitazioni

Ampio spazio da mettere a disposizione per il processo di biorisanamento.

E’ richiesta l’escavazione del materiale contaminato.

Il processo ha effetti dubbi sui composti alogenati e può non avere effetti sui prodotti di trasformazione di esplosivi.

Costi: 130-260 $/m³

 

Compostaggio

Descrizione

I suoli contaminati sono scavati e miscelati con agenti volumizzanti, ammendati organici e cippato di legno, rifiuti animali e vegetali per aumentarne la porosità e il contenuto organico al fine di una loro migliore decomposizione.

Applicabilità

Utilizzabile con terreni e sedimenti contaminati da composti organici biodegradabili. Inoltre alcune ricerche hanno dimostrato la possibilità di degradare anche composti esplosivi e di ridurre i loro effetti tossici.

Limitazioni

Ampio spazio da mettere a disposizione per le operazioni di compostaggio.

Rilascio di VOC durante le operazioni di scavo.

Aumento di volume del materiale causato dall’aggiunta di ammendanti.

I metalli pesanti non sono trattati e possono essere tossici per i microrganismi.

 

Landfarming

Descrizione

I suoli contaminati sono applicati sul suolo e periodicamente lavorati al fine di aumentarne l’aerazione e favorire la biodegradazione degli inquinanti.

Applicabilità

Il metodo è applicabile per i combustibili.

Poiché le frazioni più leggere vengono trattate da sistemi che sfruttano la loro volatilità, il processo di landfarming viene utilizzato per gli idrocarburi più pesanti che però si degradano lentamente.

Anche i composti clorurati e nitrati si degradano lentamente.

Limitazioni

Ampio spazio da mettere a disposizione per le operazioni di landfarming.

Se è richiesta la rimozione del terreno si hanno costi aggiuntivi.

Le condizioni di biodegradazione dei composti non sono controllate e ciò determina un allungamento dei tempi di intervento soprattutto per quanto riguarda la presenza di composti recalcitranti.

La riduzione dei VOC è dovuta soprattutto alla volatilizzazione più che alla biodegradazione.

I composti inorganici non sono biodegradati.

I composti organici volatili, come ad esempio quelli clorurati, durante le operazioni di landfarming possono contaminare l’atmosfera.

Il particolato è un altro problema in quanto causa un problema di polveri.

I metalli possono essere tossici per i microrganismi e possono essere lisciviati verso le acque sotterranee.

 

TRATTAMENTI CHIMICO-FISICI E TERMICI

Aspirazione di aria (ex situ)

Descrizione

Viene applicata una depressione, mediante una rete di tubazioni, ad una massa di terreni contaminati rimossi e si raccolgono i vapori che devono poi essere trattati prima dell’immissione in atmosfera.

Applicabilità

I contaminanti di interesse sono i VOC.

Limitazioni

E’ possibile che durante le attività di movimentazione dei materiali venga richiesto il trattamento dell’aria contaminata.

Un elevato contenuto di acidi umici o un suolo compatto possono ostacolare la volatilizzazione.

Devono essere smaltiti o trattati i fluidi prodotti e smaltiti i carboni esausti, incrementando così i costi di intervento.

Viene richiesto un ampio spazio per il trattamento.

Costi: 110 $/m³

Bibliografia

 

Dealogenazione (Base-catalyzed decomposition)

Descrizione

I contaminanti sono selezionati, frantumati ed impastati e miscelati con idrossido di sodio e cataliti. La miscela viene scaldata in un reattore provocando dealogenazione e una parziale volatilizzazione dei contaminanti.

Applicabilità

E’ applicabile agli SVOC alogenati e ai pesticidi. Si può utilizzare anche per i VOC alogenati che vengono però trattati con metodi meno costosi.

Limitazioni

Un elevato contenuto idrico e di argilla incrementa i costi di trattamento.

Costi: 270 $/m³

 

Dealogenazione (Glycolate)

Descrizione

Viene utilizzato un glicole polietilenico alcalino per dealogenare i composti aromatici alogenati in un reattore batch. I reagenti e i terreni contaminati sono miscelati e riscaldati in un contenitore, provocando la sostituzione degli alogeni con il glicole, rendendo quindi meno pericolosi i composti.

Applicabilità

E’ applicabile agli SVOC alogenati e ai pesticidi. Si può utilizzare anche per i VOC alogenati che vengono però trattati con metodi meno costosi. E’ stata utilizzata a piccola scala anche per i PCB.

Limitazioni

La tecnologia non è costosa per ampi volumi di materiali da trattare.

Un contenuto idrico di circa il 20% in volume richiede un eccessivo volume di reagenti.

Una concentrazione di composti alogenati di oltre il 5% richiede ampi volumi di reagenti.

Costi: 220-550 $/m³

 

Desorbimento termico ad alta temperatura

Descrizione

I terreni sono riscaldati a temperature di 315-538 °C per volatilizzare l’acqua ed i contaminanti organici.. Il flusso gassoso viene quindi indirizzato verso i sistemi di trattamento dell’aria.

Applicabilità

I contaminanti di interesse sono SVOC, IPA, PCB e pesticidi.

Limitazioni

I materiali in alimentazione con diametro superiore a 5 cm possono ridurre l’applicabilità del processo o condizionarne i costi.

E’ richiesta una preventiva disidratazione per abbassare i costi di riscaldamento dei materiali.

I materiali abrasivi possono danneggiare le attrezzature.

Suoli con elevate percentuali di fine e di acidi umici incrementano i tempi di reazione, provocando una inglobamento di contaminanti

Costi: 110-330 $/m³

 

Desorbimento termico a bassa temperatura

Descrizione

I terreni sono riscaldati a temperature di 93-315 °C per volatilizzare l’acqua ed i contaminanti organici.. Il flusso gassoso viene quindi indirizzato verso i sistemi di trattamento dell’aria.

Applicabilità

I materiali a cui si indirizza il processo sono i VOC non alogenati e i combustibili.

Possono essere trattati anche SVOC ma con limitata efficacia.

Limitazioni

Vi sono determinate caratteristiche dimensionali delle particelle che possono condizionare l’applicabilità ed i costi del processo.

E’ richiesta una preventiva disidratazione per abbassare i costi per il riscaldamento dei materiali.

I materiali abrasivi possono danneggiare le attrezzature.

La presenza di metalli pesanti nei materiali può richiedere un processo di stabilizzazione.

Costi: 45-220 $/m³

 

Estrazione con solventi

Descrizione

Vengono disciolti i composti organici nel solvente all’interno di un reattore. Gli inquinanti estratti e il solvente vengono poi immessi in un separatore per poter trattare i fluidi e per poter riutilizzare il solvente.

Applicabilità

E’ un processo indicato per trattare suoli, fanghi e sedimenti contaminati da composti organici come PCB, VOC, solventi alogenati e combustibili.

Per i composti inorganici si possono produrre reazioni che portano ad una trasformazione in composti meno tossici e meno lisciviabili.

Limitazioni

I metalli legati ai composti organici possono estratti assieme ai composti organici di interesse e ciò restringe le modalità di trattamento dei residui.

La presenza di emulsionanti e detergenti diminuisce l’efficacia del sistema.

Tracce di solventi possono rimanere nel suolo e bisogna poi considerare la loro tossicità.

E’ un processo poco efficace con composti organici di elevato peso molecolare e con sostanze idrofile.

Alcune tipologie di suolo e i livelli di umidità possono influenzare le prestazioni del processo.

Costi: 110-440 $/m³

 

Incenerimento

Descrizione

Sono applicate alte temperature di combustione (871-1204 °C) in presenza di ossigeno per distruggere i composti organici presenti nei suoli.

Applicabilità

E’ un processo che interessa suoli contaminati da esplosivi, composti alogenati, PCB e diossine.

Limitazioni

Per PCB e diossine si hanno disponibilità di inceneritori off site.

Vi sono specifiche caratteristiche dimensionali dei materiali che condizionano l’applicabilità e i costi del processo.

I metalli pesanti presenti nelle ceneri richiedono stabilizzazione.

E’ necessario installare specifici sistemi di intercettazione di metalli pesanti volatili (Piombo, Cadmio, Mercurio) e di Arsenico.

I metalli possono reagire con altre sostanze (cloruri e solfuri) nel flusso di alimentazione formando composti più tossici e volatili rispetto a quelli di partenza che devono essere pertanto intercettati.

Sodio e potassio formano ceneri con basso punto di fusione che attaccano il rivestimento in mattoni formando un particolato appiccicoso che intasa le strutture.

Costi: 220-1100 $/m³

 

Lavaggio ex situ (soil washing)

Descrizione

I contaminanti presenti nel suolo sono da essi separati e portati in soluzione anche eventualmente mediante l’uso di additivi. Mediante surfactanti, aggiustamento del pH e l’uso di agenti chelanti si produce la rimozione di composti organici e di metalli. Il fluido di lavaggio deve essere poi trattato prima dello scarico.

Applicabilità

I contaminanti oggetto di trattamento sono i SVOC, i combustibili e i composti inorganici; il processo è stato utilizzato anche per VOC e pesticidi.

Limitazioni

La presenza di materiali fini può richiedere l’aggiunta di polimeri per la loro rimozione dal fluido di lavaggio.

Le miscele di contaminanti provocano difficoltà nella selezione della tipologia e nell’efficacia del fluido di lavaggio.

Un elevato contenuto di acidi umici richiede un pretrattamento dei materiali.

Le acque di processo richiedono un trattamento.

Costi: 130-220 $/m³

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Trattamento termico vietato

Presenza di limo e argilla > 30%

Il suolo non può essere smaltito altrove (off-site)

Presenza di acquifero sensibile che può essere interessato dai reagenti chimici residui

 

Ossido-riduzione

Descrizione

Vengono provocate reazioni di ossido-riduzione mediante aggiunta di reagenti (gli agenti ossidanti più comuni sono Ozono, Acqua ossigenata, Ipocloriti, etc.) che trasformano i contaminanti in composti meno tossici o più stabili, insolubili e inerti.

Applicabilità

Sono interessati da questo processo i composti inorganici; si ha una bassa efficacia sulle altre categorie di contaminanti.

Limitazioni

In relazione agli agenti ossidanti utilizzati si possono formare contaminanti intermedi durante le reazioni.

Sono richieste notevoli quantità di reagenti in presenza di elevate concentrazioni di inquinanti, con conseguente incremento dei costi.

Deve essere minimizzato il contenuto di oli e grassi nel mezzo da trattare per ottimizzare la resa del processo.

Costi: 190-660 $/m³

 

Scavo, trasporto e smaltimento

Descrizione

Le modalità di scavo, trasporto e smaltimento di suoli contaminati dipendono dalla profondità di contaminazione, dalla natura e dallo stato dei contaminanti e dalla loro pericolosità dal punto di vista sanitario e ambientale.

In taluni casi viene richiesto un pretrattamento prima dello smaltimento.

Applicabilità

Il sistema può essere applicato in pratica a tutti i contaminanti.

Si produce uno spostamento del volume contaminato in altra località.

Limitazioni

Produzione di emissioni di gas e polveri durante le operazioni di movimentazione dei materiali.

La distanza dal sito di smaltimento finale influenza i cosi.

La profondità e la composizione dei materiali da scavare devono essere preventivamente valutati.

Il trasporto in vicinanza di centri abitati comporta problemi di accettabilità sociale.

Esistono requisiti di accettabilità dei materiali per gli impianti di smaltimento finale (che assumono caratteristiche di rifiuto).

Devono essere generalmente previste sul posto aree di deposito temporaneo.

Costi: 300-510 $/m³

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Presenza di impianti in grado di trattare i materiali di scavo

Presenza di strutture interrate

Contaminazione a profondità < 5 m rispetto al piano campagna

Presenza di contaminanti pericolosi o volatili

 

Rumori in presenza di ambienti sensibili

 

Separazione

Descrizione

Le tecniche di separazione concentrano gli inquinanti con metodi fisici e chimici cercando di staccare i contaminanti dalla matrice solida.

La separazione avviene per via secca (per setacciatura) o umida (per gravità); in qualche caso è stata utilizzata una separazione magnetica.

Applicabilità

I contaminanti di interesse sono i combustibili, gli SVOC, i composti inorganici e talora i VOC e i pesticidi. La separazione magnetica è riservata ai radionuclidi.

Limitazioni

I costi di trattamento sono incrementati dalla presenza di argilla e alto tenore di umidità.

Devono essere studiate le modalità di separazione, soprattutto nel caso di utilizzo della procedura a gravità.

Si possono sviluppare odori che richiedono misure per la loro mitigazione.

 

Solidificazione/stabilizzazione (ex situ)

Descrizione

Come per i trattamenti in situ, ma con modalità diverse, i contaminanti vengono circondati o relegati all’interno di una massa solida (solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra un agente stabilizzate ed i contaminanti per ridurne la mobilità (stabilizzazione)

Applicabilità

I contaminanti di interesse sono i composti inorganici, compresi i radionuclidi; una limitata efficacia si registra per SVOC e pesticidi.

Limitazioni

Le condizioni ambientali possono condizionare gli effetti di immobilizzazione a lungo termine dei contaminanti.

Si registra un significativo incremento dei volumi dei materiali (fino al doppio).

La miscela di contaminanti risulta non compatibile con un determinato trattamento che agisce solo su un composto e devono pertanto essere affrontati appositi studi.

I VOC non sono generalmente immobilizzati.

Gli effetti a lungo termine non sono stati dimostrati per molti contaminanti e processi di trattamento.

Costi: 110 $/m³

 

Vetrificazione (ex situ)

Descrizione

I solidi contaminati sono fusi ad alta temperatura, generando una struttura vetrosa che produce un rilascio molto basso di inquinanti.

Applicabilità

I contaminanti obiettivo sono i composti inorganici compresi i radionuclidi che vengono incapsulati in matrice vetrosa resistente alla lisciviazione per tempi che si possono considerare geologici.

Limitazioni

I gas organici prodotti devono essere controllati, così come alcuni metalli pesanti e radionuclidi volatili

E’ richiesto lo smaltimento o il riuso dei materiali trattati.

Costi: 770 $/m³

 

Trattamenti termici: alta e bassa temperatura

Fattori favorevoli

Fattori sfavorevoli

Alta concentrazione di contaminanti

Alto contenuto di argilla

Presenza di prodotto in fase libera

 

Contenuto idrico < 20%

 

Massa di contaminante > 900 kg per trattamento on site

 

Rapida decontaminazione richiesta

 

 

Vetrificazione

Descrizione

Vengono utilizzati elettrodi infissi nel suolo per fondere solidi contaminati, generando una struttura vetrosa che produce un rilascio molto basso di inquinanti.

Applicabilità

Il processo distrugge o rimuove i composti organici ed immobilizza gli inorganici nei suoli, fanghi o altri materiali contaminati.

Inoltre è stato sperimentato per un’ampia fascia di VOC e SVOC e altri composti organici compresi le diossine, i PCB ed anche i radionuclidi.

Limitazioni

Macerie eccedenti il 20% in peso

Il calore può provocare la migrazione di contaminanti nei terreni limitrofi non contaminati.

Composti organici combustibili nel suolo eccedenti il 5-10% in peso, in relazione al valore di temperatura raggiunta dal riscaldamento.

Il materiale solidificato può impedire l’uso futuro del sito.

Il trattamento di contaminanti al di sotto della superficie della falda può determinare una limitazione della ricarica.