Fra le tecnologie di tipo biologico per il risanamento di falde contaminate sono ormai ben note quelle che si basano su processi aerobici di biodegradazione, tra cui l’iniezione diretta di aria in falda (Air Sparging), il pompaggio-trattamento e reiniezione di acqua di falda arricchita, in vari modi, con ossigeno e nutrienti (Pump, Treat and Reinjection) o l’introduzione diretta in falda di composti che rilascino ossigeno (Oxygen Releasing Compounds). Tali tecnologie sono applicate con successo per il trattamento di plume dovuti a contaminazioni da vari tipi di idrocarburi, in particolare idrocarburi alifatici, BTEX e IPA. Oltre a tali composti, che sono in genere facilmente biodegradabili aerobi-camente, si ritrovano frequentemente nelle falde anche composti clorurati, e fra questi sono particolarmente diffusi gli alifatici clorurati. Per questa categoria di sostanze la biodegradazione aerobica non sempre è possibile; in particolare, la sua efficacia dipende dal grado di clorurazione della molecola da trattare: per bassi gradi di clorurazione il trattamento può essere efficace (caso tipico è quello del cloruro di vinile) ma per gli ele-vati gradi di clorurazione la biodegradazione anaerobica può rilevarsi, fra le tecnologie di tipo biologico, l’unica applicabile. I processi anaerobici benché siano in atto in nume-rosi siti inquinati e se ne possano rilevare gli effetti, sono più difficilmente controllabili di quelli aerobici, inoltre sono processi lenti e in talune situazioni di difficile attuazione. Esiste d’altra parte la possibilità di accrescere il campo d’azione dei processi aerobi-ci anche alle sostanze con grado di clorurazione intermedio e non degradabili con mec-canismo aerobico diretto. Tale opportunità è offerta dai processi cometabolici nei quali la biomassa cresciuta su un opportuno substrato (aggiunto al sistema) è in grado di de-gradare le sostanze clorurate di interesse. Sfruttando tali processi possono essere degra-date diverse sostanze che tenderebbero a persistere a lungo nelle falde in condizioni ae-robiche. Tuttavia per l’applicazione in campo di tali metodologie si richiedono conoscenze approfondite su vari aspetti del processo tra cui la conoscenza di tipo e dosi di impiego del substrato da somministrare (che ovviamente non dovrà costituire un’ulteriore fonte di inquinamento), la conoscenza dei tempi necessari allo sviluppo della biomassa idonea a realizzare la degradazione dei composti clorurati di interesse, la capacità di questa bio-massa di colonizzare la zona di acquifero che si intende trattare e la sua persistenza, gli intervalli possibili per le concentrazioni degli inquinanti, le velocità di degradazione ot-tenibili, l’efficacia nel portare a termine la degradazione, la completezza della minera-lizzazione delle sostanze inquinanti e i rischi di formazione di metaboliti pericolosi. Una volta noti tali aspetti si può, almeno in linea di principio, procedere alla progettazione razionale degli impianti di trattamento. Nel presente Capitolo sarà esposto lo stato dell’arte sui trattamenti cometabolici ae-robici per falde contaminate da alifatici clorurati e saranno illustrati i risultati di recenti ricerche in atto nel settore.

Processi cometabolici in falda

NOCENTINI, MASSIMO;FRASCARI, DARIO;ZANNONI, ARIANNA
2004

Abstract

Fra le tecnologie di tipo biologico per il risanamento di falde contaminate sono ormai ben note quelle che si basano su processi aerobici di biodegradazione, tra cui l’iniezione diretta di aria in falda (Air Sparging), il pompaggio-trattamento e reiniezione di acqua di falda arricchita, in vari modi, con ossigeno e nutrienti (Pump, Treat and Reinjection) o l’introduzione diretta in falda di composti che rilascino ossigeno (Oxygen Releasing Compounds). Tali tecnologie sono applicate con successo per il trattamento di plume dovuti a contaminazioni da vari tipi di idrocarburi, in particolare idrocarburi alifatici, BTEX e IPA. Oltre a tali composti, che sono in genere facilmente biodegradabili aerobi-camente, si ritrovano frequentemente nelle falde anche composti clorurati, e fra questi sono particolarmente diffusi gli alifatici clorurati. Per questa categoria di sostanze la biodegradazione aerobica non sempre è possibile; in particolare, la sua efficacia dipende dal grado di clorurazione della molecola da trattare: per bassi gradi di clorurazione il trattamento può essere efficace (caso tipico è quello del cloruro di vinile) ma per gli ele-vati gradi di clorurazione la biodegradazione anaerobica può rilevarsi, fra le tecnologie di tipo biologico, l’unica applicabile. I processi anaerobici benché siano in atto in nume-rosi siti inquinati e se ne possano rilevare gli effetti, sono più difficilmente controllabili di quelli aerobici, inoltre sono processi lenti e in talune situazioni di difficile attuazione. Esiste d’altra parte la possibilità di accrescere il campo d’azione dei processi aerobi-ci anche alle sostanze con grado di clorurazione intermedio e non degradabili con mec-canismo aerobico diretto. Tale opportunità è offerta dai processi cometabolici nei quali la biomassa cresciuta su un opportuno substrato (aggiunto al sistema) è in grado di de-gradare le sostanze clorurate di interesse. Sfruttando tali processi possono essere degra-date diverse sostanze che tenderebbero a persistere a lungo nelle falde in condizioni ae-robiche. Tuttavia per l’applicazione in campo di tali metodologie si richiedono conoscenze approfondite su vari aspetti del processo tra cui la conoscenza di tipo e dosi di impiego del substrato da somministrare (che ovviamente non dovrà costituire un’ulteriore fonte di inquinamento), la conoscenza dei tempi necessari allo sviluppo della biomassa idonea a realizzare la degradazione dei composti clorurati di interesse, la capacità di questa bio-massa di colonizzare la zona di acquifero che si intende trattare e la sua persistenza, gli intervalli possibili per le concentrazioni degli inquinanti, le velocità di degradazione ot-tenibili, l’efficacia nel portare a termine la degradazione, la completezza della minera-lizzazione delle sostanze inquinanti e i rischi di formazione di metaboliti pericolosi. Una volta noti tali aspetti si può, almeno in linea di principio, procedere alla progettazione razionale degli impianti di trattamento. Nel presente Capitolo sarà esposto lo stato dell’arte sui trattamenti cometabolici ae-robici per falde contaminate da alifatici clorurati e saranno illustrati i risultati di recenti ricerche in atto nel settore.
Bonifica dei siti contaminati - Caratterizzazione e tecnologie di risanamento
463
492
M. Nocentini; D. Frascari; A. Zannoni
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