Conduzione della prova

Prima di avviare la prova, la colonna è stata saturata con acqua di rete non contaminata ed è stata instaurata e portata a regime stazionario la circolazione idraulica desiderata (acqua circolante a 3 l/d).

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7.2.3.1 Durata della sperimentazione

La durata della prova è prevista pari a 43 giorni. Al giorno 2 la sperimentazione è stata sospesa per risolvere alcuni problemi di tenuta dei vapori organici; la ripartenza è avvenuta due giorni dopo. I giorni di fermo non sono stati conteggiati come giorni di prova.

7.2.3.2 Contaminazione dell’acqua

La soluzione contaminata in ingresso alla colonna è stata preparata mettendo a contatto acqua di rete e benzina verde commerciale (TAMOIL) in rapporto volumetrico 100:1. La preparazione della miscela avviene secondo la seguente procedura: bottiglie di vetro destinate allo stoccaggio dell’acqua contaminata sono riempite con 1 litro di acqua di rete e aggiunti 10 ml di benzina; le bottiglie sono agitate manualmente per alcuni minuti, così da consentire un migliore contatto del prodotto libero con l’acqua ed agevolare la solubilizzazione degli inquinanti; le bottiglie vengono lasciate a riposo per 3 giorni prima di essere utilizzate. Prove preliminari attestano che questo intervallo di tempo consente agli inquinanti considerati in questa sperimentazione di raggiungere le concentrazioni di saturazione in acqua.

Durante la prova in colonna, come soluzione in ingresso è stata introdotta solo acqua contaminata e sono stati tenuti sotto controllo i livelli dell’acqua e del prodotto libero nel serbatoio in ingresso per impedire al prodotto libero di entrare in vasca. L’eventuale ingresso di prodotto libero in vasca avrebbe infatti comportato il fallimento della prova: scopo della sperimentazione è infatti quello di verificare il funzionamento della zona reattiva di una BB che deve degradare i contaminanti disciolti in falda. E’ però necessario avere del prodotto libero nel serbatoio IN per mantenere costanti le concentrazioni degli inquinanti nella soluzione di ingresso. L’eccesso di prodotto libero, che necessariamente si accumula durante le ricariche del serbatoio, è stato rimosso periodicamente, ma lasciandone sempre almeno qualche millimetro di spessore in testa alla soluzione acquosa. 7.2.3.3 Operazioni di manutenzione

Le principali operazioni di manutenzione periodica durante la prova hanno riguardato:

 ricarica del serbatoio IN, effettuata rigorosamente sotto cappa.

 sostituzione delle taniche adibite allo stoccaggio dell’OUT, una volta piene;  cambio di posizione del tubo utilizzato dalla pompa IN, per limitarne l’usura;

 sostituzione del tubo utilizzato dalla pompa OUT, in quanto soggetto a lesioni periodiche.

7.2.3.4 Campionamento

Il campionamento è avvenuto, in generale, due volte alla settimana; solamente durante la prima e la quinta settimana di prova è stato condotto un unico monitoraggio. Durante il

121 monitoraggio, la sperimentazione viene arrestata per permettere al serbatoio IN di essere spostato sotto cappa.

Da ogni piezometro della colonna vengono prelevate diverse aliquote di acqua contaminata attraverso siringhe di plastica (nuove o opportunamente lavate), come mostrato nella foto di Figura 7.7a. Le siringhe sono sostituite dopo due giornate di campionamento per evitare possibili alterazioni chimiche dei campioni. La prima aliquota di acqua viene inserita in vials di vetro da 15 ml (due per ciascun piezometro) ed è destinata alle analisi chimiche. Prima dell’inserimento del campione, in ogni vial sono state inserite 2 gocce (circa 0.06- 0.08 ml) di acido fosforico al 50 % (v/v) al fine di stabilizzare i campioni portandone il pH a valori inferiori a 2. Tale operazione si è resa necessaria poiché le analisi chimiche sui campioni sono state svolte dopo un certo periodo dal momento del campionamento.

Per quanto riguarda i parametri chimici analizzati in ogni campione, sono state condotte delle prove preliminari per capire quali fossero, oltre a MtBE e BTEX, i composti rilevabili in acqua dopo contatto con benzina verde (dati non mostrati). Sono state rilevate in acqua concentrazioni significative (ovvero sopra la soglia di rilevabilità dello strumento di misura) di 1,2,4-trimetilbenzene (1,2,4-TMB), di EtBE e di naftalene, che sono quindi stati misurati nei campioni di acqua raccolti durante la sperimentazione. I campioni sono stati analizzati anche per quantificarne il contenuto di TBA, essendo considerato il principale prodotto della degradazione del MtBE. Infine, per quanto riguarda i BTEX, sono state determinate le concentrazioni dei seguenti parametri: benzene, toluene, etilbenzene, m+p- xileni e o-xilene.

Terminata l’acquisizione di tutti i campioni per le analisi chimiche, sono state raccolte delle seconde aliquote di campioni liquidi da ogni piezometro per la determinazione di alcuni parametri chimico-fisici; in particolare, sono stati monitorati gli andamenti di pH, ossigeno disciolto (OD), conducibilità elettrica specifica (K) e temperatura (T) dell’acqua. A titolo di esempio, in Figura 7.8 si riporta il momento della misurazione dell’ossigeno disciolto. Le misure fisiche sono state ottenute grazie agli strumenti:

 pHmetro elettronico (XS pH 6 – Oakton) per la determinazione del pH; l’effetto della temperatura sul pH è ritenuto trascurabile;

 sonda (OXI 340i – WTW) per la rilevazione elettronica di OD e T; la misura di ossigeno viene normalizzata automaticamente a 20°C dallo strumento.

 Conduttimetro elettronico (LM 8 - EH Conducta) per la determinazione di K e T; la conducibilità viene normalizzata a 25°C, secondo la (7.1) (APHA, 2005):

(7.1) Si ricorda che tutte le operazioni di campionamento, eccetto il prelievo di acqua dai piezometri, sono state eseguite sotto cappa.

Al termine della sperimentazione è stata prelevata anche una terza aliquota di acqua dai soli piezometri D e H per valutarne il contenuto dei nutrienti. Non è stato possibile raccogliere campioni di acqua per valutarne il contenuto di nutrienti anche durante il corso

) 25 ] [ ( 019 , 0 1 25 @      C T K K m C

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della prova a causa dell’ingente volume di campione necessario per l’analisi, che avrebbe potuto portare ad una parziale desaturazione della colonna in prossimità dei piezometri, con conseguenti effetti sulla stazionarietà del regime idraulico della prova.

(a) (b)

Figura 7.7 (a) Campionamento da un piezometro della colonna. (b) Trasferimento del campione

nella vial per le analisi chimiche.

Figura 7.8 Il secondo prelievo è destinato a determinare alcuni parametri fisici dell’acqua. In

figura la sonda di ossigeno misura l’ossigeno disciolto dell’acqua prelevata da un piezometro.

7.2.3.5 Dismissione

Al termine dei 43 giorni di prova, il sistema è stato arrestato definitivamente. La vasca è stata svuotata dell’acqua contaminata residua e, prima di essere riaperta, è stata sottoposta a strippaggio per alcuni giorni grazie all’aria insufflata da un compressore collegato per un certo intervallo di tempo ad ogni piezometro. Gli inquinanti così strippati sono stati adsorbiti dallo strato di carbone attivo sovrastante e dalla trappola a carbone attivo

123 collegata al coperchio della colonna. Terminate queste operazioni, la vasca è stata aperta, svuotata interamente del suo contenuto e la pomice contaminata smaltita.

7.2.4 Elaborazioni numeriche per la stima dei parametri inerenti il trasporto degli