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A ST C sas Ambiente Sicurezza Tecnologie Consulenza Via Lazzaro Papi, 22

Tel.:+39 02 54121213 20135 Milanowww.astc.it

ISCOIn Situ Chemical Oxidation

Ing. Alberto Piepoli

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CHE COSA SIGNIFICA ISCO?E’ una tecnica per iniettare nel sottosuolo un ossidante per trattare chimicamente composti organici inquinanti e trasformarli in sostanze innocue

Tecnologia innovativa Velocità di trattamento Cantieri temporanei di limitate dimensioni Riduzione della contaminazione sino a bassi livelli Efficace con composti recalcitranti È NECESSARIA UNA BUONA CONOSCENZA DEGLI INQUINANTI E DELLE CARATTERISTICHE DEL SITO PER GARANTIRE IL RISULTATO FINALE

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QUALI LE ASPETTATIVE

ISCO riduce la massa contaminante per mezzo di un processo di ossidazione

Riduzione della massa = riduzione del rischioRapida riduzione delle concentrazioni nella

sorgente a livelli accettabili per attivare l’azione biologia naturale e controllare il plumen

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QUALI SONO LE INFORMAZIONI NECESSARE

Il successo della tecnologia ISCO si basa su tre fattori di pari importanza:

la chimica il sito le modalità esecutive

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IL COMPORTAMENTO DEGLI INQUINAMENTI

Come si ripartisce l’inquinante nel terreno

L’inquinante è presente in quattrofasi nell’area contaminata

La maggior parte(normalmente >80%)è adsorbita o infase liquida nonacquosa NAPL

Soil gas

Massa adsorbita

Massa disciolta

Fase liquida non acquosa (NAPL) o desorbita

Suthersan, 1996Suthersan, 1996

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OSSIDANTI IMPIEGATI

Permanganato: Permanganato di potassio (KMnO4)

– Solido cristallino Permanganato di sodio (NaMnO4)

– Liquido concentrato

Ozono:• O3 (gas)

Perossido (Reagente di Fenton) H2O2 e Fe2+ reagiscono per produrre radicali

La tecnologia dell’ossidazione chimica si basa sulla capacità ossidante di specifici composti

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OSSIDANTI IMPIEGATI Persolfato:

Persolfato di sodio è il più usato Persolfato di potassio a bassa solubilità Produce radicali per innalzamento della

temperatura o per la presenza di ferro

Altri ossidanti:Ossido di Magnesio (MgO2)Calcium peroxide (CaO2)Sodium percarbonate (Na2CO3

•3H2O2)

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COME VALUTARE GLI OSSIDANTI

*These radicals can be formed when ozone and H2O2 decompose.Fonte: Siegrist et al. 2001

-1,8 -2,4 Superoxide ion (O-•)* 0,9 1,2 Oxygen 1,0 1,4 Chlorine 1,2 1,7 Permanganate (Na/K) 1,3 1,8 Hydrogen peroxide 1,5 2,0 Sodium persulfate 1,5 2,1 Ozone1,8 2,5 Sulfate radical (SO4

-•) 2,02,8Hydroxyl radical (OH-•)*

Relative strength(chlorine=1)

Standard oxidationPotential(volts) Chemical species

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QUALI INQUINANTI POSSONO ESSERE TRATTATI

OssidantI Composti trattabili

H2O2 / Fe

TCA, PCE, TCE, DCE, VC, BTEX, CB, fenoli, 1,4 diossano, MTBE, TBA, esplosivi

O3 PCE, TCE, DCE, VC, BTEX, CB, fenoli, MTBE, TBA, esplosivi

O3 / H2O2

TCA, PCE, TCE, DCE, VC, BTEX, CB, fenoli, 1,4 diossano, MTBE, TBA, esplosivi

NaMnO4 KMnO4

TCA, PCE, TCE, DCE, VC, BTEX, PAHs, fenoli, esplosivi

Na2S2O8 TCA, PCE, TCE, DCE, VC, BTEX, CB, fenoli, TBA

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CONOSCENZA DEL SITO

Geologia, topografia dell’area, caratteristiche geochimiche dell’aquifero

Direzione / gradiente / velocità del flusso idrico sotterraneo

Uso delle acque superficiali e potenziali recettori nell’area

Individuazione delle principali vie di migrazione dei conteminanti

Strutture presenti nell’area in superficie e nel sottosuolo Servizi interrati

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CONOSCENZA DEL SITO

Definire il modello concettuale del terreno e di distribuzione della contaminazione

Indagini e campionamenti stratigrafici di dettaglio

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CONOSCENZA DEL SITODistribuzione degli inquinanti

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MODELLO CONCETTUALE

Intervallo fissato

Distribuzione della contaminazione Conducibilità

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MODELLO TRIDIMENSIONALE

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Nuove tecnologie d’indagine

LIF – Laser Induced Fluorecence

• Laser eccita i composti con 2 o 3 anelli aromatici

• Limiti di rilevabilità da 50 mg/kg in relazione ai composti

• Potenzialità sino a 10 – 20 fori al giorno

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FASI DEL TRATTAMENTO

Selezione/individuazione tecnologie applicabili

Valutazione dei reagenti da utilizzare

Test di laboratorio

Campo prove

Applicazione a larga scala

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TEST DI TRATTABILITA’ IN LABORATORIO Metodi per valutare la domanda

di ossigeno (DO) I dati stechiometrici determinano

solo una frazione del DO necessario per ISCO

Test di trattabilità condotti con diverse formulazioni per individuare efficiente curva DO

Gli obiettivi del test di trattabilità includono:

1. individuare la reattività media del sito2. scegliere la formulazione di reagenti

ottimale3. eventuali reazioni indesiderate

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SICUREZZA H&STutti gli ossidanti sono:• Pericolosi per inalazione e

contatto cutaneo, in particolare per gli occhi

• Devono essere indossati indumenti protettivi in materiali sintetici

• Devono essere previste docce e lavaocchi

• Lo stoccaggio dei chemicals deve essere fatto in condizioni di sicurezza

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CONDIZIONI OPERATIVE

ISCO è attuabile in qualunque situazione

Sottoservizie vegetazione

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Traffico

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Condizioni meteorologiche

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ISCO ALCUNE REALIZZAZIONI

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BASE MILITARE IN VIRGINIA

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SITO IN GEORGIA

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INTERVENTO IMPIANTO STOCCAGGIO COMBUSTIBILI

Obiettivi:• Non interrompere l’attività di stoccaggio e

distribuzione• Incrementare il desorbimento di NAPL per

mezzo di forti ossidanti e persistenti per ridurre la massa inquinante

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Planimetria del sito

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Esecuzione

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Area trattamento

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Risultati

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Perdita da oleodotto Luisiana

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Il cantiere

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NAPL riduzione - Luisiana

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Applicazione a Trento

• Contaminazione da IPA• DNAPL a –14 m dal p.c.• Livello freatimetrico – 2 m dal p.c.• Concentrazioni >8500 mg/kg di cui

1640 mg/kg Σ IPA D.Lgs. 152/2006

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Prove in campo

• Campo prove • Acqua di falda• Terreno a -14 m

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Prove in campo

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Risultati dopo 24 gg"DATACAMPIONAMENTO" 19/09/2006 14/10/2006

"DESCRIZIONECAMPIONE"

S3

Car

bo

pre

trat

tam

ento

S3

Car

bo

dopo

tr

atta

men

to

Rid

uzio

ne %

D.L

gs 1

52/2

006

T

ab 1

/b

Acenaftene mg/Kg SS 877,92 127,55 85Acenaftilene mg/Kg SS 11,48 2,1 82Antracene mg/Kg SS 153,74 57,67 62Benzo(a)antracene mg/Kg SS 106,8 27,7 74 10Benzo(a)pirene mg/Kg SS 100,4 16,1 84 10Benzo(b)fluorantene mg/Kg SS 142,1 22,3 84 10Benzo(g,h,i)perilene mg/Kg SS 37,4 6 84 10Benzo(k)fluorantene mg/Kg SS 59,3 9,4 84 10Carbonio Organico % C su SS 4,02 0,55 86Crisene mg/Kg SS 278,4 40,6 85 50Dibenzo(a)pirene mg/Kg SS 0 0 10Dibenzo(a,h)antracene mg/Kg SS 8,3 1,3 84 10Fenantrene mg/Kg SS 2222,93 402,37 82Fluorantene mg/Kg SS 1266,83 187,35 85Fluorene mg/Kg SS 665,94 121,12 82Indeno(1,2,3cd)pyrene mg/Kg SS 50 8,5 83 5Naftalene mg/Kg SS 753,34 84,81 89Pirene mg/Kg SS 1120 144,9 87 50Sommatoria IPA (DM 471/99) mg/Kg SS 7858,9 1260,32 84 100Umidità % % 19,9 20,1

TOC 4,0210 0,5509 86

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Raffronto campioni

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Prove in campopH

0

1

2

3

4

5

6

7

8

12/9 14/9 16/9 18/9 20/9 22/9 24/9 26/9 28/9 30/9 2/10 4/10 6/10

date

pH

Oxygen

0

10

20

30

40

50

60

12/9 14/9 16/9 18/9 20/9 22/9 24/9 26/9 28/9 30/9 2/10 4/10 6/10

date

milli

gram

mi/li

troParametri monitorati in campo:

•pH•Ossigeno disciolto•Redox

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Trattamenti terreni insaturi• Per l’insaturo è stato sviluppato un processo analogo• Si opera con ossidanti in polvere miscelati al terreno scavato e

posto in bacini impermeabilizzati • Massimizzare il desorbimento

- Ossidanti persistenti- Massima produzione di radicali- Riduzione della massa inquinante totale

• Gli ossidanti individuati sono il persolfato di sodio ed il percarbonato attivati

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Test di trattabilità

23%104398pers.+perc.R3

64%355464percarbonatoR2

91%51160persolfatoR1

100%012991280nessunoC1

Massa totale residua

acquaterreno

Dopo TrattamentoPAH iniziali

mg/kgOssidanteTest ID

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Test su terreni insaturi

Terreni inquinati con C>12 :

- iniziale 1977 mg/kg

- finale 790 mg/kg

Terreni inquinati con IPA :

- iniziale 12.288 mg/kg

- finale 1.779 mg/kg

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Interventi full scaleModalità di miscelazione

Modalità di idratazione

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Valutazioni e Costi di trattamento

- Il metodo utilizzato ha dimostrato di raggiungere una efficienza elevata,

- Può essere utilizzato per terreni insaturi non causa la mobilizzazione dei metalli,

- I costi negli U.S.A. sono dell’ordine dei 98 $/cy circa 75 $/t - I costi di smaltimento in discarica 190 – 230 $/m3

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Contatti

Doug D. Carvel, P.E.President

(281) 850-2054(713) 585-7003 office

[email protected]

Alberto Piepoli, Ing.ASTC sas

+39 0254121213 tel+39 025512365 fax

[email protected]

mailto:[email protected]

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