Destino inquinanti

Destino inquinanti

Gli inquinanti possono entrare negli ecosistemi attraverso le acque superficiali, la contaminazione del suolo e lo scarico in atmosfera.

Modalità di dispersione del contaminante

• Se volatili → Rilasciati nell'aria e trasportati dal vento.
• Se non volatili → Possono essere trasportati dalla polvere per mezzo del vento.
• Se solubili in acqua → Possono essere liscivati, infiltrare e percolare nelle acque di falda, possono sciogliersi in acqua di ruscellamento e scaricarsi in acque superficiali.

Processi a cui può andare incontro una molecola di inquinante

• Volatilizzazione
• Trasporto: liscivazione, dilavamento e trasporto via corrente
• Immobilizzazione: assorbimento (avviene principalmente nel biota), adsorbimento (sulle particelle di particolato, sedimenti e suolo)
• Degradazione: chimica (idrolisi, ossidazione e riduzione), fisica (fotolisi, dissociazione e ionizzazione), biologica (biodegradazione)

Solubilità

La solubilità è uno dei più importanti fattori che determinano il trasporto degli inquinanti nel sottosuolo, rappresenta la capacità di una sostanza di sciogliersi in acqua ed è indicata dal rapporto tra la quantità del soluto e il volume del solvente, generalmente espresso in mg/L.

• Sostanze ioniche polari → Si dissolvono in acqua
• Sostanze non polari o debolmente polari → Si dissociano in acqua in percentuali basse
• Sostanze ambientalmente rilevanti → Come pesticidi, sono debolmente disciolti in acqua

Volatilità

La costante di Henry è definita come la partizione tra aria e acqua di un determinato composto, ed è data dal rapporto tra la pressione parziale di un composto in fase gassosa e la sua solubilità. Essa permette di valutare la volatilità dall'acqua:

• KH < 3 • 10^-7 → Meno volatile dell'acqua
• 10^-7 < KH < 10^-5 → Lentamente volatile
• 10^-5 < KH < 10^-3 → Moderatamente volatile
• KH > 10^-3 → Volatile in soluzione acquosa

Ripartizione solido-liquido

La ripartizione tra queste due fasi, presenti entrambe nel suolo o nei sedimenti, è regolata dall'isoterma di Freundlich: C_solido = kd • C_H2O

Si chiama isoterma perché varia al variare della temperatura (T). All'aumento di T, un gas è meno solubile, mentre un solido è più solubile.

• Se il composto inquinante considerato è più solubile in acqua, viene trasportato e non inquina le falde.
• Se il composto inquinante è idrofobo, viene adsorbito dal terreno, la sua mobilità è diminuita e la sua trasformazione rallenta, risultando momentaneamente reso inattivo, ma conservato in loco nel tempo. L'acqua percolante viene filtrata e quindi purificata.

Questa relazione ci permette di determinare la ripartizione tra il suolo e l'acqua dell'inquinante, ma non tiene conto di tutto il carbonio organico, quindi utilizziamo il parametro koc, che invece tiene conto di tutto il carbonio organico ed è un indicatore più attendibile per la misura della ripartizione dell'inquinante tra suolo e acqua.

Il koc rappresenta la tendenza di una sostanza ad essere assorbita in una fase solida. Lo misuriamo in funzione del kd: koc = kd / foc dove f è la concentrazione di tutto il carbonio organico oppure lo possiamo misurare in funzione della kow, che invece è la ripartizione di un inquinante tra acqua e ottanolo. L'ottanolo, grazie alla sua somiglianza ai tessuti grassi, ci indica se un inquinante è liposolubile o meno, e quindi tenderà o meno al bioaccumulo.

Log koc = a • log kow + b, dove a e b sono parametri che dipendono dalle caratteristiche chimico-fisiche del suolo e dell'inquinante. Se il valore è basso, abbiamo un'alta mobilità e quindi tenderà a stare in acqua; se il valore è alto, avremo una bassa mobilità e quindi tenderà a stare nel suolo.

Relazione tra assorbimento e KOW

Vi è una stretta relazione tra idrofobicità e assorbimento su carbonio organico. Il rapporto tra ottanolo e acqua è uno dei parametri chimico-fisici più utilizzati nel caratterizzare il pericolo delle sostante chimiche. Kow (o P) = [sost.]_ottanolo / [sost.]_H2O nel biota si considera il logP o logKow. Questo parametro indica la tendenza di un prodotto chimico a ripartirsi nella fase organica o nella fase acquosa, misurando l'idrofobicità di una sostanza.

L'ottanolo viene usato perché simula i fosfolipidi della membrana cellulare. Viene usato l'ottanolo perché è simile ai lipidi contenuti nel compartimento biotico, simula la sostanza grassa.

Es. DDT ha un Kow = 10⁶ → Completamente adsorbito.