| dc.description.abstract | Principale obiettivo della presente ricerca è stato quello di studiare ed applicare la tecnologia di
decontaminazione elettrocinetica per la bonifica di sedimenti marini co-contaminati da metalli
pesanti ed IPA, utilizzando idonei agenti solubilizzanti quali i biotensioattivi, non tossici,
biodegradabili ed economici.
I sedimenti marini contaminati rappresentano oggigiorno una problematica ambientale
estremamente complessa per la natura dei sedimenti, per gli ingenti volumi interessati e per il
contesto in cui si deve intervenire. Risulta quindi fondamentale l’individuazione di opportune ed
efficaci tecniche di trattamento al fine di poter eseguire tali interventi di risanamento in un quadro
sinergico di sostenibilità tecnica, economica ed ambientale, anche in presenza di uno specifico
quadro normativo non sempre univoco e chiaro.
La presenza di più tipologie di contaminanti organici ed inorganici estremamente diversi tra loro
rende significativamente più difficile l’individuazione di un’unica tecnica di trattamento. Le tecniche
convenzionali quali quelle di tipo chimico (estrazione con solventi), termiche (desorbimento
termico) o biologico risultano infatti efficaci solo su specifiche forme di contaminazione. Risulta
quindi di fondamentale importanza lo studio, l’applicazione e l’ottimizzazione di mirate tecnologie
di risanamento. In tal senso, le tecniche di decontaminazione elettrocinetica, fino ad oggi applicate
con successo a suoli contaminati (Acar et al. 1993, Alcàntara et al. 2008, 2010, Pazos et al. 2010,
Reddy et al. 1999, 2001, 2003, 2006, Xu et al. 2014), potrebbero rappresentare una scelta ottimale
per la soluzione al problema, ad oggi però sulla loro potenzialità per il trattamento di sedimenti
contaminati da metalli pesanti ed IPA, sono stati condotti limitati studi.
Nel caso di contemporanea presenza di metalli pesanti e contaminanti organici come gli IPA, la
decontaminazione elettrocinetica può rappresentare una soluzione ottimale per la rimozione in
unico stadio. Si rende però necessario l’utilizzo di specifici agenti solubilizzanti per superare la
limitazione dovuta alla bassa solubilità nell’acqua degli IPA e di metalli idrifobi come il mercurio,
senza introdurre nella matrice sottoposta a trattamento nuove forme di contaminazione. In
particolare è necessario focalizzare l’attenzione su fattori chiave del processo, quali l’individuazione
di agenti solubilizzanti idonei e l’utilizzo di condizioni di processo finalizzate all’ottimizzazione
dell’efficacia del trattamento.
La sperimentazione svolta e descritta nel presente elaborato di tesi, ha previsto la conduzione di
specifici test di trattamento elettrocinetico su campioni di sedimenti prelevati dai fondali della Rada
di Augusta (SIN 4 – Priolo Gargallo - SR) mediante l’utilizzo di un setup bench-scale
appositamente progettato e realizzato, con cui sono stati simulati dei trattamenti innovativi di
decontaminazione elettrocinetica.
La prima fase dell’attività sperimentale ha riguardato l’esecuzione di una serie di prove in batch in
due cicli separati per selezionare il miglior agente condizionante e valutare l’effetto della
concentrazione sulle efficienze di rimozione. Per la determinazione dell’idoneo agente
solubilizzante da utilizzare, sono stati selezionati degli opportuni biotensioattivi tra gli esteri di
glucosio, ovvero agenti solubilizzanti altamente innovativi per la loro non tossicità, biodegradabilità
ed economicità. Sulla base dei dati forniti dalle prove sperimentali in batch, è stata selezionata la
miscela di Sinerex SMO 20 - Doblyn ANX (50:50).
La seconda fase dell’attività ha riguardato la progettazione e la realizzazione del setup sperimentale.
Il Setup, realizzato a scala di laboratorio, è costituito principalmente da un reattore cilindrico con
struttura in plexiglass (lunghezza= 25cm; ø= 9,20 cm), e due comparti (anodico e catodico)
all’interno dei quali sono allocati i due elettrodi in acciaio inox. Gli elettrodi sono collegati
elettricamente ad un generatore di tensione ed un multimetro. Sono stati svolti, preliminarmente,
una serie di test EK su matrice sintetica al fine di verificare il corretto funzionamento idraulico ed
elettrico del reattore sperimentale.
Sui sedimenti reali da trattare è stata effettuata una caratterizzazione completa ed è stata rilevata
un’alta concentrazione media di Hg pari a 28.20 mg/kg, mentre le concentrazioni di IPA sono
risultate inferiori ai limiti di normativa.
I trattamenti elettrocinetici sui sedimenti reali, sono stati condotti in 3 diverse condizioni operative,
variando i tempi di trattamento e le forme di contaminazione. Infatti, nei primi due trattamenti ci si
è concentrati sulla rimozione di Hg, mentre, nell’ultimo trattamento, è stata preventivamente
effettuata una contaminazione artificiale con IPA, utilizzando una miscela di naphthalene, pyrene e
benzo(a)antracene in parti uguali, ottenendo nei sedimenti un quantitativo di IPA pari a 54,90
mg/Kg. Le efficienze di rimozione ottenute sono state molto positive sul mercurio con
decontaminazione fino all’80%, quando il test è durato 400 ore, e valori molto simili quando il test
è durato 240 ore, utilizzando all’anodo la miscela al 5% di Sinerex SMO 20 - Doblyn ANX ed al
catodo una soluzione 0,1 M di EDTA. E’ stato monitorato il Ph durante tutti i trattamenti. Per
quanto riguarda l’efficienza di rimozione degli IPA, utilizzando gli stessi parametri operativi e le
medesime soluzioni agli elettrodi, con un test della durata di 240 ore si sono ottenute efficienze di
rimozione fino al 70% circa, con contemporanea rimozione dei metalli pesanti quali Hg (72%), Zn
(66%), As (37%). I risultati e il monitoraggio dei parametri di processo, hanno confermato la
riproducibilità della tecnica di trattamento innovativa adottata.
E’ stata inoltre condotta un’analisi economica per definire la reale applicabilità delle tecniche testate
in interventi di bonifica a scala reale. Dal confronto dei dati ricavati, si è riscontrata una particolare
convenienza per impianti in grado di trattare in unico stadio almeno 50 m3 di sedimenti. I risultati
ottenuti confermano che, il lavoro svolto nella presente ricerca ha ottimizzato le tecniche di
decontaminazione elettrocinetica applicate a sedimenti co-contaminati da metalli pesanti ed IPA,
massimizzando le efficienze di rimozioni in unico stadio. [a cura dell'autore] | en_US |
