STUDIO DI UN MATERIALE REATTIVO PER LA DECONTAMINAZIONE DICAMP – Dipartimento di Ingegneria Chimica, dell’Ambiente e delle Materie Prime Università degli Studi di Trieste Lunedì, 29 Gennaio 2007 Aula Arich, Edificio B STUDIO DI UN MATERIALE REATTIVO PER LA DECONTAMINAZIONE DI FALDE ACQUIFERE Dottoranda: Tatiana BINCOLETTO Relatore: Prof. Paolo BEVILACQUA Scuola di dottorato in Metodologie di Biomonitoraggio dell’Alterazione Ambientale

Decontaminazione della falda acquifera Il progetto di ricerca TEMATICA AMBIENTALE SUOLO ACQUA Decontaminazione della falda acquifera Tecnologie ex - situ Tecnologie in- situ

Il progetto di ricerca (continua) Progetto D4 iniziato nel 2003. Possibile soluzione per la decontaminazione di acque di processo da diclorometano. Difficoltà nella determinazione della concentrazione del contaminante. Inquinamento del bianco. Utilizzo di ECG: metodo IRSA (concentrazioni troppo elevate), acqua (mancanza di ripetibilità delle analisi) e estrazione con pentano (efficace).

Il progetto di ricerca (continua) BARRIERE REATTIVE PERMEABILI Semplicità di messa in opera Efficacia e persistenza nel tempo Prodotti finali non tossici Bassa manutenzione Costi minimi di gestione Ottimo rapporto costi-benefici

Materiale reattivo posto all’interno del sistema acquifero contaminato; processi chimico-fisici all’interno della barriera: degradazione, immobilizzazione o adsorbimento del contaminante sfruttando il gradiente naturale della falda

Varie tipologie di materiali reattivi Degradazione Precipitazione Adsorbimento Ferro zero-valente il più diffuso Reattivi bimetallici agiscono come catalizzatori Iron foam rimuovono NH3, As, Cd,Cr,Mn,Se… Calce Ca(OH)2 favorisce la precipitazione di idrossidi metallici CaCO3 favorisce la precipitazione del Cr(III) e di altri metalli Carboni attivi Zeoliti Resine sintetiche Fosfati

CONTAMINANTI NON TRATTABILI I materiali reattivi (continua) FERRO ZERO VALENTE CONTAMINANTI NON TRATTABILI Diclorometano PCB Cloroetano Clorometano Clorobenzene Vari pesticidi Mercurio…

Obbiettivo della ricerca RICERCA E SPERIMENTAZIONE DI UN MATERIALE NUOVO PER IL TRATTAMENTO DI SOLVENTI CLORURATI E METALLI PRODUZIONE IN LABORATORIO BIMETALLO Cu/Al DA Lien H., Zhang W. (2002). Enhanced dehalogenation of halogenated methanes by bimetallic Cu/Al. Chemosphere 49, pp. 371-378 PROVE IN BATCH CON I CONTAMINANTI SCELTI PROVE IN COLONNA CONFRONTO CON IL FERRO ZEROVALENTE DETERMINAZIONE DEI MECCANISMI E DELLE CINETICHE DI REAZIONE

Produzione del bimetallo Cu/Al Attività svolte 2006 Produzione del bimetallo Cu/Al REAGENTI UTILIZZATI Idrossido di sodio Solfato di rame pentaidrato Polvere di alluminio metallico PREPARAZIONE Gel di solfato di rame: soluzione 0.27 M di solfato di rame a cui viene aggiunto l’idrossido di sodio. Bimetallo: polvere di alluminio nel gel. Materiale di colore nero. Reazione fortemente esotermica (Al in acqua) Produzione di vapori : H2? Variazione della quantità di Alluminio nella reazione riportato in bibliografia

Produzione del bimetallo Cu/Al (continua) Due granulometrie di Alluminio metallico di partenza: 25 μm e 60 μm Analisi in difrattometria: Nordstrandite Al(OH)3, Alluminio e materiale amorfo Nordstrandite Alluminio

TRATTAMENTO CON IL MATERIALE REATTIVO Prime prove in batch Prima sperimentazione con un materiale prodotto partendo da una granulometria di 25 μm. Soluzione acquosa con 150 ppm di diclorometano PROVE 1°PROVA 200 ml soluzione 2g materiale 2°PROVA 100 ml soluzione 3g materiale TRATTAMENTO CON IL MATERIALE REATTIVO

Ricerca bibliografica DA Lien H., Zhang W. (2002). Enhanced dehalogenation of halogenated methanes by bimetallic Cu/Al. Chemosphere 49, pp. 371-378 Guerin T.F., Honer S., McGovern T., Davey B. (2002). An application of permeable reactive barrier technology to petroleum hydrocarbon contaminated groundwater. Water Research 36, pp. 15-24. Muftikian R., Fernando Q., Korte N. (1995). A method for the rapid dechlorination of low molecular weight chlorinated hydrocarbons in water. Water Research Vol. 29, No. 10, pp. 2434-2439. United States Environmental Protection Agency (1998). Permeable Reactive Barrier Technologies for Contaminant Remediation. EPA/600/R-98/125. Vogan J.L., Focht R.M., Clark D.K., Graham S.L. (1999). Performance evaluation of a permeable reactive barrier for remediation of dissolved chlorinated solvents in groundwater. J. Hazardous Materials 68, pp. 97-108. Zhang W., Wang C., Lien H. (1998). Treatment of chlorinated organic contaminants with nanoscale bimetallic particles. Catalysis Today 40, pp. 387-395.