Idrogeologia applicata

Indagini multilivello per la differenziazione delle condizioni chimico-fisiche e di contenuto di ione disciolto

In questi casi abbiamo appunto condizioni chimico fisiche e di contenuto di ione disciolto (in particolare nel caso di contaminanti) differenziate lungo la verticale. Questa differenziazione lungo la verticale viene indagata con campionatori multilivello. Prima di ricorrere a campionamenti multilivello bisogna capire se ne vale la pena (procedura costosa). Ovvero capire se il modello concettuale, realizzato sulla base dei dati disponibili, ci dà l'idea che potrebbe esserci una differenziazione dell'inquinamento lungo la verticale. Questo discorso vale sia per i contaminanti che semplicemente per la chimico-fisica delle acque. Infatti anche se questi aspetti vengono particolarmente approfonditi per i contaminanti, sono importanti anche in condizioni naturali ad esempio nel caso dell'interfaccia acqua dolce - acqua salata (monitoraggio in aree costiere). Si può ricorrere ad indagini multilivello anche nel caso in cui gli acquiferi sovrapposti siano caratterizzati da una

componente solida completamentedifferente (es. livelli silicei e livelli carbonatici).

Se si crede che ci possa essere una differenziazione lungo la verticale, ma non se na ha lacertezza o la forza contrattuale per imporre la realizzazione di indagini multilivello vere eproprie, si può cercare di provare l’esistenza della problematica tramite l’utilizzo di un packerrimovibile all’interno di un piezometro normale. Ovvero si utilizza un doppio packer, con unazona di campionamento all’interno. S pompa acqua che viene poi campionata. Il vantaggio èche si ha un’informazione discretizzata rispetto alla verticale e che si ha bisogno di piccoliquantitativi di acqua. Infatti se si isolano 50 cm del piezometro (da 4 pollici) questicorrisponderanno a circa 4 litri di acqua quindi basterà spurgare una decina di litri peressere sicuri di stare campionando acqua che proviene dalla falda. Il limite di questoapproccio è che si deve usare un

piezometro preesistente. Inoltre la presenza del ghiaietto fa sì che si richiami acqua da una zona più ampia rispetto a quella finestrata isolata. Quindi non ho la certezza di stare campionando esattamente da quel livello. Infatti potrebbero entrare acque, attraverso il prefiltro, da altri livelli. A questo limite si ovvia facendo campionamenti abbastanza distanziati (non ogni 50 cm).

Come vediamo dalle foto (packer removibile) c'è una vera propria camera d'aria avvolta attorno ad un cilindro sia nella zona superiore che in quella inferiore. Essa è collegata ad un tubicino per il passaggio dell'aria. Basta una pompa da bicicletta per gonfiare i packer una volta giunti alla profondità voluta. Dalla foto notiamo anche delle fascette collegate alle camere ad aria e un gancio di sicurezza che serve a non far piegare o spezzare la parte più sottile. Fra i due packers, collegato con un sistema a vite, c'è un tubo forato in

HDPE che consente il campionamento. L'acqua entra dai fori grazie ad una pompa posta in superficie. Nel caso di un packer rimovibile non si può mai mettere una pompa in profondità, deve stare in superficie. Ciò limita il quantitativo di acqua che si può campionare ma, come detto prima, basta qualche litro per poter spurgare il pozzo. Si possono ad esempio utilizzare pompe peristaltiche. Questi sono dei risultati ottenuti da campionamenti multilivello con packer rimovibile. Ogni colore corrisponde ad un diverso piezometro ed ogni quadratino a diverse profondità di campionamento. Nei tre piezometri si sono riscontrate diverse concentrazioni di contaminanti. Nel piezometro giallo la quantità di composti clorurati è bassa (qualche 96 microgrammo/litro). Il limite di legge è di 10 microgrammi litro (barra rossa). Questo piezometro non mostra particolare stratificazione. Il quadratino giallo in alto è la concentrazione misurata senza.

packer (campionamento standard). Il valore ottenuto è moltosimile a quello che si ha dal campionamento tramite packer a diverse profondità. Si deduce che il piezometro giallo non rilevi una variazione del contenuto dei composti (lungo la verticale) o che questa variazione non sia apprezzabile. In questo caso non sarebbe giustificato ricorrere a piezometri multilivello per capire come si muove il contaminante.

Il piezometro blu intorno ai 12 m rileva un picco, poi le concentrazioni scendono. Capisco che questo picco è giustificato da una condizione reale all'interno della falda dal fatto che l'analisi, eseguita senza packer (nel piezometro spurgato per lungo tempo), mi da un valore alto di concentrazione (17-18 microgrammi/litro). Come è possibile che questo valore sia superiore a quello che misuro ai singoli intervalli? E' ipotizzabile che ci sia un piccolo livello più ricco in quei composti che non sono riuscito ad intercettare. Questo

dubbio mi viene confermato dal piezometro viola che ci mostra una stratificazione ben evidente dei solventi clorurati andando verso il basso. Ciò fa pensare alla possibile presenza di DNAPL in profondità. Infatti oltre i 12 metri il contaminate comincia ad aumentare per arrivare a concentrazioni di 55 microgrammi/litro. Tale valore è simile a quello ottenuto da uno spurgo prolungato su un piezometro normale senza packer. Abbiamo quindi valori massimi alla base dell'acquifero principale a contatto con il berock. Quindi si possono avere risultati diversi anche se i valori massimi di concentrazione sono gli stessi (?). Se non avessi fatto un campionamento multilivello avrei potuto pensare che tutto l'acquifero presentasse le concentrazioni ricavate con piezometro normale (quadratino in alto). Dal campionamento multilivello capisco che tali concentrazioni si hanno alla base dell'acquifero mentre i primi 8-10 metri dell'acquifero hanno valori più bassi.bassi (al di sotto del limite di legge). Nella seconda tabella sono stati riportati i risultati relativi ai solfati. Essi presentano variazioni significative nella concentrazione lungo la verticale. Lo vediamo da tutti e tre i piezometri. Questo ci fa pensare che la sorgente di solfati e quella di clorurati sia diversa. Altrimenti avremmo una distribuzione simile. La sorgente dei clorurati è infatti un inquinamento antropico classico che si è verificato in passato e che probabilmente ha a che fare con i DNAPL perché si hanno valori maggiori in basso. La concentrazione massima ammissibile di solfati nelle acque è 250 mg/l. In questo caso il piezometro viola è quello che registra concentrazioni minori. Al di sotto dei 12 metri la concentrazione aumenta fino a 1000 mg/l. Il valore ottenuto dal campionamento normale è di circa 550 mg/l. Andamento molto simile lo ha il piezometro giallo che però ha valori di concentrazione più elevati.dato ottenuto dal campionamento classico è simile a quello massimo ottenuto tramite campionamento multilivello. In tutti e tre i piezometri l'aumento dei solfati avviene più o meno alla stessa profondità. Ciò è relativo al fatto che ci troviamo in una zona costiera dove si va a incontrare l'interfaccia acqua dolce - acqua salata. I solfati sono infatti uno dei composti indicativi della presenza dell'acqua di mare. Per avere la conferma devo andare a vedere cloruri. Quindi abbiamo una stratificazione lungo la verticale di uno ione maggiore legata ad un fenomeno naturale ma indotto dall'attività umana. Dall'osservazione dei clorurati, presenti negli stessi piezometri, vediamo che in alcuni casi non sembrano particolarmente stratificati mentre in altri si. Deduciamo quindi che il sito ha una certa eterogeneità sia in termini di inquinamento che di geologia. Probabilmente la sorgente di contaminazione dei solventi.

clorurati non c'è più e siamo in una zona ad altapermeabilità con un bel flusso (piezometro giallo). Per quanto riguarda il piezometro viola 97sembra sempre che la sorgente di contaminazione non sia attiva. Infatti se ci fosserosolventi clorurati che si infiltrano dall'alto vedrei un volume più alto di concentrazione nellaparte alta rispetto a quella bassa. Invece li vedo crescere con la profondità. Posso ipotizzareche vicino al bedrock ci siano delle sorgenti secondarie di contaminazione.In generale vedo che il sito è dinamicamente attivo dal punto di vista geologico, perché vedol'intrusione marina quindi l'acqua si muove. La contaminazione è concentrata nella partebassa dell'acquifero. Questo mi porta a dire che la sorgente primaria di contaminazione nonè più attiva. Non avrei potuto fare questa deduzione senza l'analisi multilivello.Le informazioni ottenute tramite questo

Campionamento multilivello con packer rimovibile mimettono nelle condizioni di poter chiedere di effettuare un’analisi tramite piezometrimultilivello veri e propri. Grazie ai quali otterrò dei dati migliori.

Quindi i dati ottenuti tramite questo campionamento multilivello con packer rimovibile mihanno permesso di migliorare il mio modello concettuale e messo di conseguenza nellecondizioni di richiedere al committente di investire di più per ottenere maggiori informazionianche sullo stato di avanzamento dell’eventuale bonifica.

Realizzare dei veri e propri piezometri multilivello serve a migliorare la caratterizzazione e ilmonitoraggio a medio e lungo termine di un’area dove si pensa ci sia la stratificazione dellacontaminazione.

Ricapitolando:

Caratterizzazione generale dell’inquinamento → mi accorgo che ci può essere unastratificazione → faccio campionamenti multilivello con il packer → progetto dei piezometricluster se servono.

Per capire dove metterli posso fare una campagna di perforazione semplificata (ovvero senza che rimanga il foro nel terreno) in modo da caratterizzare lo stato di inquinamento nei primi metri del terreno.

Screen Point 16 Groundwater Sampler

È un campionatore tra i più avanzati perché senza foro. Ci dà la possibilità di realizzare il campionamento dove vogliamo noi, anche prima di realizzare il piezometro. Non è altro che un puntuale che viene agganciato ad un macchinario registrato con il marchio GeoProbe.

Esso si basa sulla tecnologia direct push. Questa tecnologia prevede che ci siano delle piccole macchine perforatrici in grado di infliggere in un terreno non litificato (primi 20-30 mm massimo) dei puntali e delle aste con diversa funzionalità. In campo idrogeologico i diversi puntali danno origine a sistemi di campionamento, sistemi di misura della conducibilità idraulica, sistemi di misura del potenziale o dei parametri.

chimico-fisici… Lo Screen Point 16 è un filtro in acciaio inossidabile lungo 1m con sopra una parte che si avvita alle aste che vanno giù durante la fase di perforazione. Si infigge nel terreno per filtrare i materiali indesiderati e permettere il passaggio dell'acqua.