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Progettazione di barriere permeabili reattive per la bonifica di acquiferi contaminati da metalli pesanti

Moraci Nicola Bilardi Stefania Calabrò P. S.
Articolo Immagine
ISSN:
0557-1405
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2015
Numero:
2
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N. 2/2015

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Le Barriere permeabili reattive (BPR) rappresentano una recente tecnica di bonifica in situ per il trattamento di acque di falda contaminate. Nella configurazione più semplice una BPR è rappresentata da un diaframma permeabile riempito di materiale reattivo che, posto perpendicolarmente al flusso di falda, consente mediante meccanismi chimici, fisici, biologici o misti di immobilizzare o trasformare gli inquinanti in esso disciolti. Il meccanismo di filtrazione attraverso la barriera permeabile è principalmente dovuto al gradiente idraulico di falda e pertanto tale tecnica di bonifica non necessita di alcuna energia per il suo funzionamento (tecnica di tipo passivo). Nella presente memoria sono illustrate le principali modalità costruttive, configurazioni e tecniche utilizzate per la realizzazione delle BPR, le possibili applicazioni delle stesse con riferimento alla bonifica di siti contaminati da metalli pesanti, le caratteristiche fisico, chimiche e geotecniche dei materiali comunemente utilizzati per la realizzazione dei diaframmi reattivi, con particolare riferimento a quelle che impiegano come mezzo reattivo miscele granulari a base di ferro zero valente, e le conoscenze necessarie per condurre una corretta progettazione alla luce delle più recenti ricerche disponibili in letteratura. La presente memoria, illustra i principali risultati di un esteso studio sperimentale volto a valutare l’efficienza di miscele reattive di ferro zero valente (Fe0) e pomice da utilizzare nelle BPR per il trattamento delle acque di falda contaminate da metalli pesanti quali il nichel, il rame e lo zinco. I risultati di tali ricerche hanno consentito di valutare l’efficacia di rimozione degli inquinanti e il comportamento idraulico a breve e a lungo termine dei materiali reattivi, al variare della velocità di flusso e della concentrazione degli inquinanti. I risultati della ricerca hanno inoltre consentito di valutare l’affidabilità delle prove in colonna accelerate ai fini del dimensionamento delle BPR.

Design of permeable reactive barriers for remediation of groundwater contaminated by heavy metals 

Permeable reactive barriers (PRBs) represent a recent in situ technology for groundwater remediation. The simplest configuration consists of a permeable diaphragm filled with a reactive material and placed mainly perpendicularly to the groundwater flow in order to immobilize or transform the contaminants through chemical, physical or biological mechanisms. The filtration mechanism through the barrier is mainly due to the hydraulic gradient therefore no external energy is required (passive technology). In this paper the main installation methods, configurations and techniques used for PRB construction, their applications, the physical, chemical and geotechnical characteristics of the reactive media commonly used for PRB realization, with specific reference to zero valent iron (Fe0), and the knowledge necessary for their correct design, in the light of the most recent researches available in the literature, are described. Furthermore, this paper describes the main results of an extensive experimental study aimed at evaluating the efficiency of Fe0 and pumice mixtures to be used in PRBs for the remediation of groundwater contaminated by heavy metals like nickel, copper and zinc. The results of such researches allowed to evaluate the removal efficiency and the hydraulic behavior of the reactive media, in the short and long period, by varying flow velocity and contaminants concentration. The results allowed also to evaluate the reliability of accelerated column tests for PRB design.