Il trattamento dei siti contaminati, attraverso processi di bonifica efficienti ed ecocompatibili, rappresenta una sfida importante. In questo articolo parleremo della tecnologia del “Soil Washing”, un sistema di trattamento ex situ spesso impiegato per ridurre il volume dei terreni ricchi di composti organici, metalli pesanti e dei residui conferiti nelle discariche.

Il trattamento dei suoli e dei siti inquinati attraverso tecnologie di bonifica efficienti ed ecocompatibili rappresenta una sfida importante.

Il suolo è una matrice complessa, porosa e solida, costituita da una miscela di particelle minerali, materia organica, acqua, aria e organismi viventi. La presenza di varie fasi carboniose nei suoli può essere associata alla storia specifica di ciascun sito contaminato e può portare a un forte sequestro di composti organici idrofobici. La qualità del suolo è fortemente influenzata dal rilascio di composti organici idrofobici che derivano perlopiù dalle industrie chimiche, del carbone, del legno e del petrolio o dall’inquinamento diffuso derivante dalle attività agricole e di trasporto.

Ma perché ci preoccupano questi composti?


I composti organici idrofobici come gli idrocarburi del petrolio, i policlorobifenili (PCB), gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), le policlorodibenzodiossine e alcuni pesticidi sono caratterizzati da parametri fisico-chimici (solubilità in acqua, accumulo nel suolo, volatilità…) che variano a seconda di ciascun composto e hanno un impatto sulla loro mobilità e disponibilità nel suolo, nonché sull’efficienza della loro rimozione durante il trattamento. Ciò che realmente preoccupa a livello scientifico e normativo è la loro persistenza nei suoli, che si traduce in potenziale tossicità, mutagenicità, cancerogenicità e capacità di bioaccumulo nella catena alimentare. La maggior parte di essi sono persistenti nell’ambiente naturale a causa della loro lenta degradazione dovuta all’attenuazione naturale o a lunghi processi fotochimici e biologici.

Soil Washing”: un trattamento ex-situ


Diverse sono le tecniche di trattamento del suolo contaminato sviluppate fino ad oggi. Generalmente si tratta di tecniche che, in base alla “sede” di applicazione, sono differenziate in: “in situ” (con rimozione dei contaminanti nello stesso sito di prelievo) o “ex situ” (rimozione dei contaminanti in impianti di trattamento specifici che non corrispondono al sito di prelievo).

I processi di trattamento del suolo e la rimozione dei contaminanti ex situ, in particolare il Soil Washing, sono ampiamente utilizzati in Europa e in America.

Il Soil Washing rimuove i contaminanti dal suolo, utilizzando due processi principali: separazione fisica e lisciviazione chimica (con soluzioni acquose).

Il processo funziona così:

  • Escavazione della matrice contaminata (suolo).
  • Separazione granulometrica e omogeneizzazione del terreno. Le particelle grossolane vengono separate in base alla loro densità per ottimizzare il contatto tra gli agenti estraenti e gli inquinanti del terreno. Il concetto di riduzione della contaminazione del suolo attraverso l’uso della separazione granulometrica si basa sul fatto che la maggior parte dei contaminanti organici e inorganici tendono a legarsi, chimicamente o fisicamente, all’argilla, al limo e alle particelle organiche del terreno. Il limo e l’argilla, a loro volta, sono attaccati alle particelle di sabbia e ghiaia. I processi di lavaggio separano le particelle fini (piccole), di argilla e limo, dalle particelle più grossolane, di sabbia e ghiaia, e concentrano efficacemente i contaminanti in un volume più piccolo di terreno (fanghi) che può essere ulteriormente trattato o smaltito con altri metodi come incenerimento o biorisanamento. Nel caso di composti contenenti metalli pesanti (piombo, ossido di radio, ecc.) si preferisce impiegare la separazione per gravità.
  • Lavaggio ed estrazione dei contaminanti: il suolo pretrattato viene miscelato con l’agente estraente, per trasferire i contaminanti dalla fase solida a quella liquida. L’acqua di lavaggio può essere arricchita con un agente basico, un tensioattivo o un agente chelante oppure si opera una regolazione del pH per favorire la rimozione di sostanze organiche e metalli pesanti.
  • Separazione delle fasi (soluzione estraente/sedimento) per sedimentazione.
  • Eventuale nuovo trattamento dei suoli con agente estraente per aumentare l’efficienza della rimozione.

Gli additivi e i reagenti aggiunti all’acqua dipendono dalla natura del contaminante da trattare.

In terreni contaminati da più sostanze con caratteristiche diverse (es. miscele di metalli, sostanze organiche non volatili e semivolatili) l’applicazione della tecnica richiede solitamente un processo sequenziale con l’utilizzo di diverse soluzioni di lavaggio poiché risulta difficile formularne una adatta ad una rimozione affidabile dei diversi tipi di contaminanti.

L’acqua contaminata viene, infine, trattata con la tecnologia adatta al tipo di contaminante.

Applicabilità e limitazioni


Il Soil Washing è adatto ai seguenti gruppi di contaminati: SVOC (composti organici semivolatili), combustibili e metalli pesanti ma anche a COV (composti organici volatili) e pesticidi selezionati.

I fattori che possono limitare l’applicabilità e l’efficacia del processo riguardano il trattamento di miscele di rifiuti complesse (ad esempio, metalli con sostanze organiche) poiché rendono difficile la formulazione del liquido di lavaggio; l’elevato contenuto umico nel suolo che rende necessario un pretrattamento; alti livelli di solvente di lavaggio che può rimanere nei residui trattati e implicare ulteriori fasi di trattamento.

Bisogna considerare anche l’impronta ecologica e l’efficienza in termini di costi dell’intero processo, poiché, questi dipendono fortemente dalla natura del tensioattivo (agente estraente) impiegato. Un tensioattivo di tipo biologico ha un impatto ambientale ridotto rispetto ad un tensioattivo di tipo chimico ma i tensioattivi ecologici sono generalmente più costosi, quindi, l’impiego di grandi quantità di tensioattivo renderebbe il processo economicamente svantaggioso.

Concludendo, il Soil Washing è risultata una strategia efficace di trattamento dei contaminati su matrice solida, soprattutto per la rimozione di inquinanti organici. L’ottimizzazione dei parametri operativi consentirà di migliorare l’efficacia dell’estrazione e di implementare un processo economicamente vantaggioso.

Il Soil Washing si propone come alternativa efficace alla stabilizzazione dei suoli contaminati e al conferimento in discarica.


Fonti:
Hullebusch E., Huguenot D., Oturan M., Oturan N., Mousset E., Pechaud Y., Trellu C., 2021, “Remediation of soils contaminated by hydrophobic organic compounds: How to recover extracting agents from soil washing solutions?”, Journal of Hazardous Materials, Vol. 404, Part A, 15 February 2021
www.clu-in.org


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Maria Francesca Di Blasio
Written by Maria Francesca Di Blasio