Risanamento di terreni a bassa permeabilità mediante combinazione di tecnologie innovative

This study deals with an innovative remediation approach for low permeability soils, based on the technology train In Situ Chemical Oxidation (ISCO) – Electrokinesis (EK) – Electrical Resistance Heating (ERH), where persulfate is used as the oxidant, transported in the soil by EK and thermally activated by ERH. This approach is promising to overcome the existing difficulties in the transport of the oxidant and offers the advantage of using common electrodes for both EK and ERH. After reviewing the literature, the modeling aspects of the problem were considered for treating an important contaminated site in northern Italy, characterized by significant concentrations of chlorinated organic solvents, among which perchlorethene (PCE) prevails, in clay. Different configurations were simulated, to evaluate the optimal arrangement of the electrodes and persulfate injections in order to reduce PCE concentration below the table value reported in the Italian Legislative Decree 152/06 for groundwater (1.1 µg/L). Various voltage values were taken into account for EK, while ERH were simulated according to the conditions of the national power system (single phase, effective voltage of 230 V, frequency of 50 Hz). The simulations performed showed that the electrokinetic process promotes persulfate distribution in soil and thermal desorption is effective in heating the soil at the desired temperature for persulfate activation.

Questo lavoro propone un approccio innovativo di bonifica basato sulla combinazione Ossidazione Chimica In Situ (ISCO) –Elettrocinesi (EK) – Riscaldamento per Resistenza Elettrica (ERH), con utilizzo di persolfato come ossidante, distribuito mediante ausilio di EK e attivato termicamente mediante ERH, per il risanamento di terreni a bassa permeabilità. L’approccio risulta promettente per il superamento degli ostacoli legati alla distribuzione dell’agente ossidante in litologie poco permeabili e offre il vantaggio di utilizzare gli elettrodi della EK anche per il riscaldamento del terreno per effetto Joule nella fase di ERH. Dopo un’analisi della letteratura, si è affrontato l’aspetto modellistico del problema per un importante sito contaminato in nord Italia, caratterizzato da significative concentrazioni di solventi organici clorurati, tra i quali prevale il percloroetilene (PCE), in argilla. Sono state studiate diverse configurazioni, al fine di stabilire la disposizione ottimale di elettrodi e delle iniezioni di persolfato, così da ridurre le concentrazioni di PCE, raggiungendo anche la Concentrazione Soglia di Contaminazione di cui al D.Lgs. 152/06 (1,1 µg/L). Sono stati presi in considerazione diversi valori di potenziale durante la fase di EK, mentre per la fase di ERH si è fatto riferimento alla rete nazionale (sistema monofase, tensione efficace di 230 V, frequenza 50 Hz). Le simulazioni effettuate hanno mostrato come il processo elettrocinetico sia effettivamente utile per sopperire ai limiti del trasporto dell’agente ossidante e il riscaldamento resistivo idoneo all’attivazione del persolfato.