Riassunto Bonifiche dei siti contaminati

T

θ Porosità effettiva del terreno in zona insatura adim.

e

θ Contenuto volumetrico di acqua adim.

w

θ Contenuto volumetrico di aria adim.

a Contenuto volumetrico di acqua nella frangia

θ adim.

wcap capillare

Contenuto volumetrico di aria nella frangia

θ adim.

acap capillare

Frazione di carbonio organico nel suolo

f adim.

oc insaturo

I Infiltrazione efficace cm/anno

ef

p pH del suolo insaturo adim.

H Terreno e le sue proprietà

Terreno è lo strato più superficiale della crosta terrestre, formato dalla disintegrazione e

decomposizione di rocce ad opera di processi fisici e chimici.

Il terreno insaturo è diviso in un suolo superficiale o suolo profondo; questo terreno è un

sistema trifasico perché il terreno essendo insaturo le parti bianche tra le particelle

vengono riempite da:

Solida: (Es. granelli nel terreno) è costituita da particelle discrete, di varie forme,

 dimensioni e composizione.

Le particelle di terreno possono essere ripartire sulla base della loro dimensione in

frazioni granulometriche.

Le frazioni granulometriche sono le seguenti:

I. Argilla < 2μm;

II. Limo 2 – 63μm;

III. Sabbia 63 – 2000μm;

IV. Ghiaia 2 – 20mm;

V. Ciottoli > 20mm.

Le dimensioni delle particelle influiscono sulla porosità e sulla superficie specifica

che regola l’adsorbimento ed il contenuto di acqua e aria.

La fase solita è costituita dalle componenti minerali ed organiche.

Organica è costituita da una sostanza organica non vivente (Es. humus, residui

vegetali e animali non trasformati o solo parzialmente decomposti) e da biomassa

(Es. batteri, funghi, alghe)

Liquida: (Es. acqua) soluzione contenente un ampio spettro di ioni organici ed

 inorganici e molecole neutre, che entrano in gioco nel ciclo idrologico.

Aeriforme: gas che possono essere dei composti volatili.



N.B. questo sistema trifasico è differente dal sistema bifasico perché ho matrice solo solida

e liquida.

Relazioni volumetriche e massiche

Queste fasi per legarsi tra di loro utilizzano queste relazioni.

Va: volume aria;

 Vw: volume acqua;

 Vs: volume solido;

 Vf: volume fase fluida, dato dalla seguente formula Vf = Va + Vw;

 Vt: volume totale, dato dalla seguente formula Vt = Vf + Vs.



Lo stesso discorso lo facciamo anche per la massa:

Ma: massa aria Ma ≈ 0;

 Mw: massa acqua;

 Ms: massa solido;

 Mt: massa totale, dato dalla seguente formula Mt = Ma + Mw +Ms ≈ Mw +Ms;



Queste relazioni servono per determinare le proprietà del terreno.

Proprietà del terreno

Densità dei solidi (densità media delle particelle): dato dalla seguente formula:

 ρs = Ms / Vs (≈ 2600 – 2700 Kg/m³ valori che trovo nel terreno)

Porosità totale: pori possono essere riempiti sia da acqua che da aria; dato dalla

 seguente formula:

f = Vf / Vt (≈ 0.3 – 0.6);

Umidità: è importante perché ha incidenza sulla velocità di infiltrazione dell’acqua

 meteorica (+ umido + velocità di infiltrazione); perché i microrganismi per poter

vivere necessitano dell’acqua, quindi ho un elevato contenuto di umidità; se non ho

un livello di umidità sufficiente durante la bonifica EX-SITU devo effettuare un

abbattimento delle polveri.

La formula è la seguente:

w = Mw / Ms (%);

Grado di saturazione dell’acqua: se ho un terreno insaturo questo grado diminuisce

 perché aumenta lo spazio tra i pori.

È dato dalla seguente formula:

s = Vw / Vf (0 < s <=1) Acque sotterranee

Le acque sotterranee si organizzano in corpi idrici aventi caratteristiche differenti a

seconda della natura dei terreni entro cui scorrono.

I terreni saturi d’acqua all’interno dei quali avviene il deflusso sotterraneo vengono

denominati acquiferi; mentre il termine falda viene usato per le acque che vi scorrono

dentro.

Classificazione degli acquiferi

Gli acquiferi vengono classificati in:

Acquifero in pressione (artesiano): è limitato superiormente e inferiormente da

 setti o diaframmi impermeabili continui attraverso i quali non avviene la filtrazione

d’acqua.

Acquifero libero (freatico): è solo inferiormente limitato da un substrato e la

 falda in esso contenuta può liberamente sollevarsi nel corso dell’anno.

Acquifero semilibero o semiartesiano: un acquifero non limitato alla base o al

 tetto da un livello perfettamente impermeabile, o che consente comunicazione con

falde inferiori o superiori.

Principali parametri idrologici

Con questo termine intendiamo quelle proprietà dei terreni che controllano:

Capacità di infiltrazione: è data dalla quantità di acqua per superficie unitaria

 che un terreno non saturo può assorbire alla pressione atmosferica quando viene a

contatto con acqua.

Capacità di trasmissione: è l’attitudine di un mezzo poroso a lasciarsi

 attraversare da un fluido che si sposta mediante il movimento di filtrazione.

Le grandezze più importanti che caratterizzano gli acquiferi sono:

Porosità: rappresenta l’esistenza di spazi vuoti all’interno della matrice solida,

 determina la possibilità che attraverso di essa si realizzi un flusso idrico;

Coefficiente di immagazzinamento: permette di valutare il volume d’acqua che

 si può liberare da un acquifero;

Trasmissività: è il prodotto tra lo spessore dell’acquifero e la sua conducibilità;

 Permeabilità: rappresenta la capacità di lasciarsi attraversare da un flusso in fase

 liquida e/o gassosa, tale proprietà dipenderà dal mezzo (permeabilità intrinseca o

geometrica) e dal fluido che circola nel sottosuolo (conducibilità idraulica).

Rappresentazione delle falde

Determinando il livello al quale l’acqua di una falda si stabilizza nei pozzi e misurando la

quota si può identificare l’ideale superficiale che collega tutti questi livelli, denominata

superficie piezometrica.

Carte a isopieze rappresentano l’andamento della superficie piezometrica: il livello

piezometrico di ciascuna di queste curve serve a rappresentare la quota sul livello del

mare alla quale si stabilizza la falda nei pozzi.

Pompaggio e raggio di influenza

Raggio di influenza è la distanza fino alla quale si risente in modo apprezzabile la

depressione piezometrica provocata da un pozzo di pompaggio.

Campionamento

Campionamento è rappresentativo se garantisce un’accurata fotografia dello stato di

contaminazione del sito in esame in un determinato momento.

Campionamento d e l’analisi dei suoli contaminati

L’attività di campionamento deve porsi l’obiettivo che i campioni prelevati devo avere

un’adeguata caratterizzazione dl sito, in particolare:

Devono consentire la valutazione delle potenziali fonti di contaminazione;

 Deve permettere la definizione qualitativa/quantitativa dell’impatto ambientale sul

 suolo, sottosuolo, acque superficiali e falde;

Deve verificare l’inquinamento dell’aria dovuto a volatilizzazione di sostanze

 organiche a basso peso molecolare.

La progettazione delle attività di campionamento inizierà dopo un’approfondita analisi del

modello concettuale del sito; in particolare, si dovrà tener conto dei seguenti punti:

Valutazione dei dati esistenti , con particolare riferimento a quelli acquisiti durante

 sopralluoghi preliminari del sito;

Potenziali vie di migrazione degli inquinanti e bersagli finali .

 Le prime sono i possibili percorsi degli inquinanti a partire dalle zone contaminate; i

secondi sono i potenziali ricettori che risultano esposti, per via diretta o indiretta,

alla contaminazione (in primis, gli esseri umani);

Analisi speditive di campo e indagini geofisiche , utili come fase preliminare di

 screening da svolgersi prima di quella di campionamento e analisi di laboratorio;

Scelta del metodo di campionamento , da effettuarsi sulla base della geologia del

 sito;

Ubicazione dei punti di campionamento ed individuazione del numero di campioni ;

 Criteri necessari per il controllo della qualità delle operazioni di campionamento.



Modalità di campionamento

Le variabili che influenzano la rappresentatività dei campioni sono:

Variabilità geologiche e di concentrazione degli inquinanti;

 Variabilità imputabile alle modalità di raccolta e preparazione dei campioni da

 analizzare;

Variabilità analitica durante le fasi di estrazione, concentrazione ed analisi.



Questa attività devono rispettare alcune condizioni per ottenere dei campioni

rappresentativi, esse sono:

La composizione chimica o biologica del materiale prelevato non deve essere

 alterata;

La profondità del prelievo nel suolo deve essere determinata con la massima

 accuratezza possibile;

Il campione prelevato deve essere conservato con tutti gli accorgimenti necessari

 affinché non subisca alterazioni.

Abbiamo diversi tipi di campioni:

Campione rimaneggiato: è il materiale di recupero della perforazione, non

 consente l’identificazione della maggior parte delle caratteristiche fisico-

meccaniche del materiale, viene utilizzato per la determinazione della

granulometria;

Campione semidisturbato: campione su cui si possono effettuare le analisi

 granulometriche (Es. terre sciolte) e in cui si può determinare il contenuto d’acqua

(Es. limi e argille);

Campione indisturbato: campione che conserva la struttura, il contenuto d’acqua

 e la composizione chimica del terreno in situ e che risulti rappresentativo ai fini

della determinazione dei parametri di resistenza al taglio, deformabilità e

permeabilità.

Questo prelievo viene effettuatati attraverso i seguenti utensili:

Carotieri:

I. costituiti da un tubo di ferro (l = 1.5m) dotato alla sommità di una

testa che ne permette l’avvitamento delle aste e alla base di una corona

tagliente che serve per lo scavo del materiale.

Campionatori:

II. vengono infissi tramite percussione o pressione in modo tale

da introdurre il minor disturbo possibile al campione da prelevare.

Campioni di bianco di riferimento: campioni prelevati in prossimità, ma al di

 fuori, dell’aria contaminata e servono per verificare se la concentrazione di un

contaminante differisce rispetto a quelle naturalmente presenti nel sito.

Campioni singoli o compositi: dal materiale estratto si possono ottenere diversi

 campioni prelevati:

Campioni relativi a profondit&