Silvia Sbaffoni silvia.sbaffoni@uniroma1.it BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI Studio sperimentale di applicazione della Fenton ad un sito contaminato da TCE Silvia Sbaffoni silvia.sbaffoni@uniroma1.it

Studio sperimentale sulla Fenton Attività produttiva dello stabilimento: Miscelazione di eccipienti e principi attivi per il confezionamento di: Solidi (compresse) Liquidi (sciroppi e gocce) Iniettabili (soluzioni sterili in fiale e flaconi)

Indagini investigative iniziali Area Clorurati: concentrazioni di TCE al di sopra dei limiti Area A: rifiuti abbancati Area serbatoi interrati: prodotto surnatante

Destino del TCE Rilasciato come liquido puro Rilasciato come acqua di lavaggio 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 TCE nella zona clorurati SORGENTE PRIMARIA SORGENTE SECONDARIA MECCANISMO DI TRASPORTO PERCORSO DI ESPOSIZIONE percolamento e trasporto in soluzione nelle acque sotterranee contaminazione di terreno profondo (  1m dal p.c.) ACQUE SOTTERRANEE UTILIZZO IDORPOTABILE E DOMESTICO (Solo falda profonda) AREA CLORURATI presenza di prodotto in fase libera migrazione di prodotto in fase libera

Piano della caratterizzazione Approvato in Conferenza dei servizi nel Dicembre 2001 Obiettivi: Piano di monitoraggio del suolo e delle acque sotterranee nelle tre aree Ricostruzione litostratigrafica del sito attraverso: Indagini geofisiche Carotaggi Valutazione dell’andamento della falda superficiale e dell’eventuale falda profonda Rimozione della potenziale fonte inquinante in Area A Intervento di messa in sicurezza senza misure di emergenza per l’estrazione del surnatante in area gasolio

Pianta di monitoraggio approvata Area Clorurati Area surnatante Area A: zona rifiuti interrati Legenda

Copertura superficiale di spessore variabile Indagini 1 m 2-20 m 15-25 m 25-58 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 Indagini geofisiche: Disegnare la geometria dell’acquifero profondo Ricostruzione dettagliata Area Clorurati Ricostruzione litostratigrafica

Valutazione dell’andamento della falda superficiale Permeabilità qualitativa k= 9,82·10-6 m/s (valutata attraverso Slug-Test su 19 pozzi) Gradiente idraulico medio i = 2-2.5% Velocità media di deflusso v = k·I =9 m/anno

Risultati monitoraggio Area di picco TCE Pozzo TCE (mg/l) MW7 142 MW15 4130 MW16 17 MW8 2.39 MW20 3.83 MW18 MW5 9.07 MW4 74.9 Limite di legge: 1.5 mg/l per aree industiali

Analisi comparata delle tecnologie disponibili Informazioni necessarie: Tecnologie in situ Contaminante principale: TCE Inquadramento ambientale Efficienza di rimozione Stato di avanzamento della tecnologia Proprietà che influenzano l’applicabilità della tecnologia Tempi dell’intervento Pericolosità della tecnologia Piano economico-finanziario Tecnologie disponibili: Bioremediation (cometabolismo o dealogenazione) Ossidazione chimica con permanganato Barriere permeabili reattive Ossidazione con Fenton/Fenton like Pump & Treat

Fasi della sperimentazione Studio in scala di laboratorio del processo di Fenton: Caratterizzazione della matrice terrosa Prove in batch di decomposizione dell’H2O2 in slurry di suolo Prove in colonna small scale Compatibilità di alcune delle sue caratteristiche chimico-fisiche con la reazione Fenton Tempi di vita dell’H2O2 Simulazione del contatto ossidante-suolo del processo in situ

Caratterizzazione di un campione di suolo dall’area clorurati 47.05 pH 6.46 TOC (%) 1 Fetot (mg/g) 69.71 Fescambiabile (mg/g) 0.007 Fecarbonati (mg/g) 0.008 Feossidi (mg/g) 3.75 Fesostanza organica (mg/g) 0.20 Mgtot (mg/g) 0.02 Mgscambiabile (mg/g) 0.011 Mgcarbonati (mg/g) 0.046 Mgossidi (mg/g) 0.029 Mgsostanza organica (mg/g) 0.01

Granulometria e permeabilità del campione Ghiaia 0.5% Sabbia 37.5% Limo 61% Argilla 1% La superficie specifica influenza l’interazione liquido-solido Permeabilità 2.18·10-6 cm/s Influenza l’immissione dei reagenti, la pressione di immissione e la distanza tra i pozzi di iniezione

Prove batch tempi di contatto: 30 min, 1h, 2 h, 4h, 6h Vials da 50 ml 12,5 ml di soluzione ossidante +2,5g di suolo H2O2 (%) pH FeSO4 (mM) 6 7 2.5 10 1 2 tempi di contatto: 30 min, 1h, 2 h, 4h, 6h

Cinetiche di decomposizione dell’H2O2 pH FeSO4 (mM) k (min-1) Tempo di vita (min) 6 7 < 30 2.5 5,1*10-3 902,97 min 10 4*10-3 1151,29 1 3,6*10-3 1279,21 2 2,9*10-3 1587,99 In presenza del catalizzatore il tempo di vita aumenta

Prove in colonna Caratteristiche della colonna: Portata: 3 ml/min Lunghezza: 10 cm Diametro: 2.5 cm Portata: 3 ml/min Iniezione dell’ossidante in controcorrente H2O2 (%) pH 6 6.5 2.5 10

Prove in colonna Fasi della sperimentazione: Saturazione del terreno con la soluzione ossidante e inizia la reazione Il terreno reagisce perdendo la consistenza e la struttura iniziale assumendo una consistenza fluida