RICERCA ITALIANA     

Processi innovativi biologici e chimico-fisici e tecniche di monitoraggio per la bonifica di suoli inquinati

Politecnico di Torino

Abstract

Il programma di ricerca proposto si colloca nell'ambito degli interventi mirati alla tutela dell'ambiente ed intende proporre approfondimenti innovativi, significativi sia dal punto di vista della ricerca, sia da quello della piena applicazione sul campo.
Tra le tematiche relative alla bonifica dei siti contaminati due aspetti sono apparsi particolarmente interessanti: da un lato l'esecuzione nel modo più rigoroso ed allo stesso tempo più accessibile delle metodologie di caratterizzazione, dall'altro lo sviluppo di processi di trattamento utili per inquinanti refrattari a soluzioni consolidate, quali i metalli pesanti da rimuovere mediante sistemi di tipo biologico, o i composti organici refrattari da degradare in reattori di tipo slurry o mediante estrazione con fluidi supercritici.
Relativamente alla prima parte del programma, si è proposta la tecnica PIXE nella caratterizzazione degli elementi inquinanti e la stima dell'estensione dell'inquinamento mediante tecniche di telerilevamento: la prima tecnica, da applicarsi a campioni di terreno o di acqua interstiziale, consente in modo rapido e con un largo spettro di concentrazioni la determinazione della presenza di inquinanti inorganici, mentre per quanto riguarda il telerilevamento si analizzeranno diversi tipi di sensori montati su aereo, a differente risoluzione e di diversa banda spettrale.
In merito alle tecnologie di intervento, verranno valutate sia tecnologie dirette alla separazione per >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giuseppe GENON Politecnico di TORINO

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il programma si propone di fornire strumenti operativi per la bonifica di siti contaminati: la fase di caratterizzazione, tradizionalmente condotta mediante carotaggio e prelievo di acqua e gas interstiziale, potrà trovare supporto iniziale nelle tecniche di remote-sensing. L'uso di tecniche PIXE per l'analisi di campioni ambientali è destinata a consentire in tempi rapidi la raccolta di informazioni multiple, ad elevata sensibilità, da confermare in seguito con indagini statistiche di dettaglio.
Verranno sperimentate tecniche di rimozione degli inquinanti di tipo chimico, essenzialmente basate sulla ossidazione con persolfato, verificando l'influenza delle condizioni operative sulla rimozione di specifici contaminanti. Saranno inoltre studiate tecnologie mirate alla rimozione di inquinanti inorganici (essenzialmente metalli pesanti), mediante tecniche di bioconcentrazione ed estrazione con specie vegetali idonee.
Per quanto riguarda la rimozione aerobica dei composti organo-alogenati si intende acquisire una completa conoscenza dei sistemi biologici adottabili, dei meccanismi biochimici, delle cinetiche, del tipo di prodotti secondari coinvolti; la verifica della fattibilità su scala semi-pilota con reattori slurry costituisce un importante traguardo applicativo per verificare le possibilità operative del sistema.
A proposito della bonifica di siti contaminati da idrocarburi polinucleari aromatici (PAH), verrà studiata l'interazione tra il naftalene ed >>>

Risultati parziali attesi

Per quanto riguarda la tecnica PIXE, su campioni di suoli contaminati, ottenuti in campo in condizioni rappresentative, verranno eseguite operazioni di preparazione del campione stesso, estrazione, concentrazione, al fine di valutare la sensibilità analitica e le condizioni operative. Si sfrutteranno laboratori appositamente attrezzati con strumentazione per analisi PIXE (acceleratore Van de Graaf presso i laboratori INFN di Legnano), clean room presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile dell'Università di Modena. Verrà inoltre preso in considerazione l'aspetto del trasferimento di inquinanti dalla superficie del suolo all'atmosfera: campioni di aerosol prodotti da asportazione eolica saranno analizzati con la tecnica PIXE per determinare il contenuto di elementi e verranno determinate le curve di distribuzione dimensionale.
A proposito delle tecniche di telerilevamento, dopo la pre-elaborazione dei dati e la georeferenziazione, saranno valutati i parametri utili per la caratterizzazione di un sito contaminato. In particolare saranno presi in considerazione:
- Tipo di suolo e copertura vegetale;
- Tenore della vegetazione;
- Temperatura del suolo e inerzia termica;
- Presenza di particolari inquinanti (amianto, idrocarburi) rilevabili mediante spettri di riflettanza.
La verifica della fitoestrazione, condotta in mesocosmi attrezzati con sistemi di campionamento e di controllo, prevederà la valutazione del trasferimento >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La caratterizzazione mediante telerilevamento di un’area da bonificare è una tecnologia emergente: le immagini rilevate, acquisite da sensori a bordo di aerei o di satelliti, sono frequentemente utilizzate mediante misure di radianza spettrale, in base alla lunghezza d’onda a cui operano i differenti sensori, a stima delle caratteristiche chimico-fisiche delle superfici, ed alla identificazione di inquinanti in esse contenuti.
La risoluzione spettrale, oggi dell’ordine del metro, permette una mappatura da utilizzare all’interno di sistemi informativi territoriali mediante software GIS. L’acquisizione di immagini nell’infrarosso termico o la valutazione dello spettro di riflessione consentono l’identificazione di specifiche sostanze inquinanti o la valutazione di fenomeni degradativi in atto nelle varie regioni del suolo. In campo più strettamente analitico, la tecnica PIXE (Particle Induced X-Ray Emission) rivelando emissioni X da parte di un bersaglio esposto ad un fascio di particelle accelerate può essere applicato nella determinazione di soluti in campioni liquidi; tale tecnica, nel campo dello studio dei terreni contaminati, può avere un uso sistematico per campioni di suolo ed acqua interstiziale, con prestazioni paragonabili all’analisi chimica classica.
Il sistema PIXE, già largamente adottato per controlli ambientali negli Stati Uniti, consente la contemporanea rivelazione di elementi naturali ed >>>