BONIFICA VS IDROCARBURI CON IL METODO WATERLOO EMITTER

LE DIVERSE TECNICHE DISPONIBILI

Esistono varie tecniche per introdurre ossigeno nelle zone contaminate: tra le più comuni da citare la bio-ventilazione, l'insufflazione d'aria e di ossigeno gassoso in forma di micro-bolle, il rilascio di composti ossigenati, l'infiltrazione di acqua ossigenata e l’iniezione di ossigeno puro o di ozono.
Recentemente è stato proposto il rilascio dell'ossigeno mediante diffusione: questa tecnica consiste nell'impiego di tubazioni polimeriche pressurizzate, che rilasciano uniformemente ossigeno disciolto nelle falde acquifere. Rispetto alle altre tecniche per il rilascio di ossigeno, la diffusione ha il vantaggio di fornire ai microorganismi molecole di ossigeno immediatamente utilizzabili, evitando le dispersioni di ossigeno (che invece si verificano con l'insufflazione in bolle); inoltre, si evita la produzione di fanghi, residui chimici e altri sottoprodotti, e anche il consumo di energia elettrica è praticamente nullo; infine, il rilascio diffuso di ossigeno è efficace ad ogni profondità.

LA DIFFUSIONE ATTRAVERSO TUBI IN PLASTICA

L'Università canadese di Waterloo ha progettato e brevettato un diffusore di ossigeno, attualmente prodotto dalla ditta canadese Solinst Canada.
Esso consiste in una struttura cilindrica in PVC della lunghezza di 130 cm, attorno alla quale sono avvolti tubi di silicone o di LDPE (polietilene a bassa densità) di 60 mm di diametro. I tubi sono collegati con un serbatoio di aria pressurizzata o di ossigeno puro. Questi diffusori di ossigeno sono posizionati a una profondità variabile da 5 a 15 cm entro il terreno da bonificare oppure immersi nella falda acquifera; questa è la posizione ottimale, perché la struttura di diffusori consente all'acqua di fluire attraverso e intorno l'impianto di ossigenazione, assicurando un buon contatto con le tubazioni.
L'emissione di ossigeno si basa sulla legge della diffusione di Fick, secondo la quale il movimento di una sostanza attraverso una membrana polimerica avviene da un'area ad alta concentrazione verso un'area a bassa concentrazione, ad una velocità che dipende dalla differenza delle concentrazioni, dalla pressione e dal coefficiente di permeabilità del materiale polimerico.
Quando l'ossigeno viene introdotto nel diffusore, che è a contatto con la falda, si crea un gradiente di concentrazione tra l'interno della tubazione e la falda stessa, che spinge l'ossigeno molecolare attraverso la tubazione in modo controllato, facendolo entrare immediatamente in contatto con la falda acquifera da depurare. Dato che il tubo entro cui entra l'ossigeno è chiuso al fondo, e il flusso avviene unicamente per diffusione, il consumo di energia è minimo.
Poiché l'acqua di falda fluisce in modo continuo intorno al diffusore, il flusso di ossigeno viene mantenuto costante, senza mai raggiungere un punto di equilibrio.
Questo comporta una diffusione stabile e omogenea dell'ossigeno all'interno della falda, senza alcun decremento della concentrazione e senza che ci sia pericolo di sovradosaggi: ciò costituisce una condizione necessaria per la preservazione e lo sviluppo della popolazione microbica naturalmente presente all'interno del terreno.

UN ESEMPIO CONCRETO

Come esempio dell'efficacia di questa tecnologia, può essere citato il caso della contaminazione di una falda acquifera avvenuto in Canada, e causata da perdite nei serbatoi di una stazione di rifornimento carburanti.
Il livello di questa falda varia da 3 a 13 metri nel corso dell'anno, e le analisi geochimiche indicavano una concentrazione limitata di ossigeno; la falda era posizionata nei pressi di un centro commerciale, interessato da un ampio flusso di persone, e quindi si rendeva necessaria l'adozione di una soluzione che fosse in grado di ridurre al minimo il disagio per il traffico e le attività commerciali. Nell'estate del 2009, la compagnia incaricata per la bonifica del sito ha installato 58 diffusori, distribuiti in 29 pozzi (posti a circa due metri l'uno dall'altro, perpendicolarmente alla falda), e due impianti in ciascun pozzo; in questo modo è stata creata una barriera permeabile reattiva in grado di depurare l'acqua presente nella falda acquifera nel momento in cui essa passa attraverso fa barriera.
Sono stati impiegati diffusori del diametro di 10cm, alcuni dei quali in LDPE; mentre, nelle aree di maggior flusso idrico sono state adottate tubazioni rivestite con silicone, al fine di rilasciare una maggiore quantità di ossigeno.
I risultati ottenuti presso il sito canadese sono stati estremamente positivi: il sistema è stato concepito per trattare contaminazioni da idrocarburi fino a 5.000 µg/l, ma ha mostrato capacità di depurazione 3 volte superiori; le acque trattate banno mostrato concentrazioni inferiori a 1 µg/l di idrocarburi aromatici (BTEX) e meno di 145 µg/l di altri idrocarburi, e dopo tre anni il sistema di depurazione continua a funzionare efficacemente, senza incremento di costi.
In altri progetti, i diffusori di ossigeno sono stati utilizzati per completare la bonifica di un sito dopo un trattamento primario di estrazione dei vapori. oppure combinati ad altre tecnologie di depurazione.