Parametri fisic

7.3.2.1 pH

In Tabella 7.2 si riportano i valori di pH monitorati durante la sperimentazione. L’incertezza della misura è pari all’incertezza dello strumento. Nelle Figure 7.10, 7.11 e 7.12 sono raffigurati gli andamenti temporali di pH relativi a ciascun piezometro.

Il pH della colonna non supera i 9 punti durante quasi tutta la prova; unica eccezione è costituita dai piezometri F, G e H per i quali, nei primi quindici giorni di sperimentazione, si monitorano valori minori o uguali a 9,4. Complessivamente, alla luce di tali valori si può comunque escludere che vi sia stato un pericolo di inibizione dell’attività microbica a seguito di valori eccessivamente alti di pH.

Il pH nella colonna dipende quasi interamente dall’attività del EHC®-O: il rilascio di ossigeno da parte di questo prodotto comporta, infatti, la produzione di idrossido di calcio, con conseguente innalzamento del pH del sistema. Gli andamenti di pH per i vari piezometri suggeriscono una distribuzione disomogenea del prodotto lungo la colonna, a causa molto probabilmente di fenomeni di trasporto. Le punte di pH monitorate dai piezometri F, G, e H sono probabilmente indicative di un accumulo del EHC®-O nella parte terminale della vasca. Con il passare dei giorni, il pH del sistema si abbassa complessivamente fino a raggiungere la neutralità, come ben evidenziato dai grafici nelle Figure 7.13, 7.14 e 7.15 (che riportano l’andamento spaziale del pH durante le differenti giornate di campionamento): al giorno 20 (circa a metà della sperimentazione) solamente gli ultimi tre piezometri mostrano valori di pH superiori a 8, mentre al termine dei 43 giorni sono registrati valori prossimi a 7 su tutta la vasca. Si ritiene che anche questo comportamento sia legato all’attività del EHC®-O che produce ossigeno in maniera più consistente nelle prime settimane di prova, diminuendo poi il tasso di rilascio (come dimostrato anche dalle prove condotte su tale composto e discusse nel Capitolo 6) .

Tabella 7.2 Valori di pH monitorati durante la sperimentazione.

Piezometro IN A B C D E F G H Tempo [d] pH 1 7,6 ± 0,1 7,8± 0,1 8,0± 0,1 8,8± 0,1 8,9± 0,1 9,0± 0,1 9,3± 0,1 9,3± 0,1 9,4± 0,1 5 8,1 ± 0,1 8,6± 0,1 7,9± 0,1 8,6± 0,1 8,8± 0,1 8,5± 0,1 9,2± 0,1 9,3± 0,1 9,4± 0,1 9 6,9 ± 0,1 8,1± 0,1 7,5± 0,1 7,0± 0,1 8,5± 0,1 8,6± 0,1 9,1± 0,1 9,2± 0,1 9,3± 0,1 13 7,6 ± 0,1 7,2± 0,1 7,2± 0,1 8,1± 0,1 8,3± 0,1 8,3± 0,1 8,8± 0,1 8,9± 0,1 9,4± 0,1 15 7,8± 0,1 7,5± 0,1 7,6± 0,1 7,8± 0,1 8,1± 0,1 8,2± 0,1 6,7± 0,1 8,7± 0,1 9,0± 0,1 20 7,4± 0,1 7,7± 0,1 7,7± 0,1 7,6± 0,1 7,5± 0,1 7,6± 0,1 8,2± 0,1 8,5± 0,1 9,0± 0,1 23 7,5± 0,1 7,4± 0,1 7,4± 0,1 7,6± 0,1 7,4± 0,1 7,6± 0,1 8,2± 0,1 8,3± 0,1 8,9± 0,1 27 7,4± 0,1 7,5± 0,1 7,3± 0,1 7,6± 0,1 7,5± 0,1 7,8± 0,1 7,9± 0,1 8,2± 0,1 8,7± 0,1 34 7,6± 0,1 7,5± 0,1 7,4± 0,1 7,1± 0,1 7,5± 0,1 7,7± 0,1 7,8± 0,1 8,2± 0,1 8,4± 0,1 37 7,4± 0,1 7,3± 0,1 7,3± 0,1 7,5± 0,1 7,1± 0,1 7,6± 0,1 7,2± 0,1 8,1± 0,1 8,2± 0,1 41 7,4± 0,1 7,4± 0,1 7,4± 0,1 7,5± 0,1 7,3± 0,1 7,5± 0,1 7,7± 0,1 7,7± 0,1 7,8± 0,1 43 7,5± 0,1 7,2± 0,1 7,2± 0,1 7,3± 0,1 7,3± 0,1 7,5± 0,1 7,5± 0,1 7,6± 0,1 7,6± 0,1

127

Figura 7.10 Andamento temporale del pH per i piezometri A e B e per la soluzione in ingresso alla

colonna.

128

Figura 7.12 Andamento temporale del pH per i piezometri F, G e H.

Figura 7.13 Andamento spaziale del pH durante le prime due settimane di prova. La distanza

129

Figura 7.14 Andamento spaziale del pH durante la terza e la quarta settimana di prova. La distanza

riportata nel grafico è quella dalla porta di ingresso dell’acqua contaminata.

Figura 7.15 Andamento spaziale del pH per le ultime tre settimane di prova. La distanza riportata

nel grafico è quella dalla porta di ingresso dell’acqua contaminata.

7.3.2.2 Conducibilità elettrica specifica

La conducibilità elettrica specifica (K) fornisce una misura del contenuto dei solidi disciolti presenti nell’acqua in forma ionica (Bonomo, 2007). Le misure di conducibilità

130

elettrica specifica relative alla prova in colonna sono riportate in Tabella 7.3. I valori sono stati normalizzati alla temperatura di 25°C secondo la (7.1); l’incertezza delle misure corrisponde alla propagazione degli errori delle misure di conducibilità e temperatura.

Tabella 7.3 Valori di conducibilità elettrica specifica monitorati durante la sperimentazione.

Piezometro IN A B C D E F G H Tempo [d] K [µS/cm] 1 665 ± 15 1032 ± 22 736 ± 16 1177 ± 25 1336 ± 28 1368 ± 28 2080 ± 43 1896 ± 41 2549 ± 53 5 702 ±15 1264 ± 25 800 ± 16 1271 ± 26 1359 ± 27 1317 ± 26 1836 ± 37 1830 ± 37 2320 ± 46 9 694 ± 14 1020 ± 21 745 ± 16 1084 ± 22 1217 ± 25 1187 ± 24 1712 ± 35 1684 ± 35 2187 ± 44 13 696 ± 15 764 ± 16 741 ± 15 912 ± 19 987 ± 21 1015 ± 21 1400 ± 28 1543 ± 31 2265 ± 45 15 651 ± 13 740 ± 15 675 ± 13 776 ± 15 846 ± 17 866 ± 17 1260 ± 24 1297 ± 25 1770 ± 34 20 673 ± 14 741 ± 15 799 ± 16 857 ± 17 833 ± 17 853 ± 17 1000 ± 20 1148 ±23 1616 ± 31 23 696 ± 14 712 ± 15 716 ± 15 752 ± 16 769 ± 16 790 ± 16 969 ± 20 1068 ± 22 1510 ± 31 27 689 ± 15 691 ± 15 689 ± 15 713 ± 15 714 ± 16 716 ± 18 788 ±17 869 ±20 1257 ± 27 34 703 ± 15 712 ± 15 704 ±15 695 ±14 708 ±15 714 ±15 733 ±15 751 ±16 760 ±16 37 705 ± 15 694 ± 14 703 ±15 708 ±15 685 ±14 709 ±15 720 ±15 739 ±15 743 ±15 41 704 ± 15 695 ±14 703 ±15 702 ±15 705 ±15 715 ±15 724 ±15 726 ±15 728 ±15 43 678 ± 14 678 ±14 676 ±14 683 ±14 680 ±14 696 ±15 705 ±15 715 ±15 718 ±15

Come per il pH, anche la conducibilità elettrica specifica dell’acqua all’interno della vasca è strettamente legata all’attività e al quantitativo del EHC®-O presente: infatti, durante la produzione di ossigeno, esso rilascia ioni calcio che incrementano il valore di K. L’acqua contaminata in ingresso alla vasca, priva di EHC®-O, mantiene una conducibilità più o meno costante, compresa tra i 650 e 700 µS/cm. Confrontando questi valori con quelli monitorati dalle porte della colonna è possibile allora avere un’idea dell’attività del EHC®- O durante la sperimentazione. Gli andamenti temporali di K per i singoli piezometri e per l’acqua in ingresso sono rappresentati nelle Figure 7.16, 7.17 e 7.18; nelle Figure 7.19, 7.20 e 7.21 sono invece rappresentati gli andamenti spaziali di K durante le differenti giornate di campionamento. Il comportamento osservabile da tutti piezometri è analogo a quello monitorato per il pH: vengono registrati valori di conducibilità crescenti lungo la colonna, a parità di giornate di campionamento; in particolare questo è evidente per le prime due settimane di prova, dove l’attività del EHC®-O è più intensa, come mostra il grafico di Figura 7.19. Con il passare dei giorni, la riduzione del tasso di rilascio di O2 si

riflette sulla conducibilità dell’acqua in vasca, che si porta sempre più prossima ai valori dell’IN, come indicano i grafici di Figura 7.20 e Figura 7.21, in particolare per le ultime tre settimane di sperimentazione.

131

Figura 7.16 Andamento temporale della conducibilità specifica per A e B e per l’IN.

132

Figura 7.18 Andamento temporale della conducibilità specifica per i piezometri F, G e H.

Figura 7.19 Andamento spaziale di K per le prime due settimane di prova. La distanza riportata nel

133

Figura 7.20 Andamento spaziale della conducibilità specifica per la terza e quarta settimana di

prova. La distanza riportata nel grafico è quella dalla porta di ingresso dell’acqua contaminata.

Figura 7.21 Andamento spaziale della conducibilità per le ultime tre settimane di prova. La

distanza riportata nel grafico è quella dalla porta di ingresso dell’acqua contaminata.

7.3.2.3 Ossigeno disciolto

In Tabella 7.4 si riportano i valori di ossigeno disciolto monitorati durante la prova. Nelle Figure 7.22, 7.23 e 7.24 si riportano gli andamenti temporali di OD per i singoli piezometri e per l’acqua in ingresso; nelle Figure 7.25, 7.26 e 7.27 sono invece rappresentati gli andamenti spaziali di OD durante le differenti giornate di campionamento. I dati mostrano che le condizioni aerobiche (OD superiore ad almeno 2 mg/l) sono state sempre mantenute

134

in colonna, indicando quindi che l’attività batterica aerobica non è stata limitata da una eventuale mancanza di ossigeno.

Le concentrazioni di OD lungo la colonna dipendono per lo più da tre fattori: il contenuto di O2 dell’acqua in ingresso alla colonna, l’attività di rilascio di O2 da parte del EHC®-O

inserito e l’eventuale consumo di OD a seguito di attività biologica aerobica. EHC®-O è sicuramente responsabile dei considerevoli valori di OD registrati nella parte terminale della vasca: per le prime settimane di sperimentazione in particolare, si sono misurati valori per la porta H addirittura superiori al limite di saturazione dell’ossigeno in acqua. Tale comportamento è probabilmente imputabile all’accumulo di prodotto nella parte finale della colonna. Come si nota dal grafico di Figura 7.27 (in cui si riporta l’andamento lungo la colonna di ossigeno disciolto nelle ultime tre settimane di prova), il ridimensionamento dei valori di OD monitorati alla porta H può essere dovuto alla diminuzione del tasso di rilascio di ossigeno da parte del EHC®-O nel tempo.

Osservando gli andamenti di OD nella prima metà della sperimentazione, rappresentati nei grafici delle Figure 7.25 e 7.26, è possibile notare come tra le concentrazioni di ossigeno IN e quelle registrate al piezometro A sia presente una diminuzione consistente di ossigeno; questo potrebbe essere indicativo di un incremento dell’attività biologica. Al giorno 1 non si è verificato questo comportamento, probabilmente per una questione di adattamento della biomassa alle nuove condizioni ambientali.

Dagli andamenti di OD monitorati da ciascun piezometro (Figure 7.22, 7.23 e 7.24), è possibile notare come le porte A, B, C, D e E mostrino al giorno 5 un punto di minimo di concentrazione di ossigeno. La spiegazione è molto probabilmente riconducibile all’arresto della prova, avvenuto durante la prima settimana di sperimentazione: l’OD presente nell’acqua della vasca è stato consumato per la degradazione dei contaminanti organici già arrivati a queste porte di campionamento e che ci fossero apporti di OD provenienti dall’IN. Per i piezometri finali, l’arresto della sperimentazione è stato relativamente poco influente in termini di OD, essendo presente una maggiore quantità del EHC®-O dovuta al suo trasporto (tale da sopperire al mancato apporto di ossigeno dall’IN) e non essendo probabilmente ancora arrivati dei contaminanti che possano generare una richiesta di OD per la loro degradazione biologica.

A causa della distribuzione disomogenea del EHC®-O che si è venuta probabilmente a creare in vasca e dall’andamento irregolare di OD nell’acqua di ingresso, non è comunque possibile trarre considerazioni quantitative sull’eventuale consumo di ossigeno disciolto per via biologica.

135

Tabella 7.4 Valori di OD monitorati durante la sperimentazione.

Piezometro IN A B C D E F G H Tempo [d] OD [mg/l] 1 6,6 ± 0,1 7,4± 0,1 4,3± 0,1 3,8± 0,1 4,3± 0,1 5,8± 0,1 7,2± 0,1 6,2± 0,1 9,9± 0,1 5 7,1± 0,1 3,5± 0,1 3,5± 0,1 3,0± 0,1 3,8± 0,1 3,0± 0,1 6,4± 0,1 6,2± 0,1 9,6± 0,1 9 9,1± 0,1 4,9± 0,1 4,5± 0,1 5,3± 0,1 4,5± 0,1 4,6± 0,1 6,4± 0,1 6,6± 0,1 11,4± 0,1 13 9,9± 0,1 5,7± 0,1 5,7± 0,1 6,0± 0,1 6,8± 0,1 5,5± 0,1 6,5± 0,1 6,1± 0,1 11,8± 0,1 15 9,3± 0,1 5,3± 0,1 5,8± 0,1 5,7± 0,1 6,0± 0,1 5,1± 0,1 6,4± 0,1 5,3± 0,1 7,7± 0,1 20 5,6± 0,1 5,0± 0,1 5,6± 0,1 5,3± 0,1 5,3± 0,1 5,5± 0,1 5,2± 0,1 5,0± 0,1 6,3± 0,1 23 7,0± 0,1 5,5± 0,1 5,3± 0,1 5,2± 0,1 6,0± 0,1 5,5± 0,1 5,9± 0,1 5,5± 0,1 6,3± 0,1 27 7,1± 0,1 5,5± 0,1 5,8± 0,1 6,0± 0,1 5,7± 0,1 5,6± 0,1 5,7± 0,1 5,7± 0,1 6,7± 0,1 34 8,8± 0,1 5,9± 0,1 5,0± 0,1 5,8± 0,1 6,0± 0,1 5,5± 0,1 5,9± 0,1 5,4± 0,1 5,4± 0,1 37 7,0± 0,1 6,9± 0,1 5,8± 0,1 5,4± 0,1 6,3± 0,1 6,2± 0,1 6,4± 0,1 5,3± 0,1 5,0± 0,1 41 8,8± 0,1 6,0± 0,1 5,6± 0,1 5,8± 0,1 5,7± 0,1 5,6± 0,1 4,8± 0,1 5,4± 0,1 5,3± 0,1 43 8,3± 0,1 5,2± 0,1 4,8± 0,1 4,7± 0,1 4,8± 0,1 5,0± 0,1 5,0± 0,1 5,4± 0,1 5,3± 0,1

Figura 7.22 Andamento nel tempo dell’ossigeno disciolto monitorato dai piezometri A, B e dal

136

Figura 7.23 Andamento nel tempo dell’ossigeno disciolto monitorato dai piezometri C, D e E.

137

Figura 7.25 Andamento spaziale di OD per le prime due settimane di prova. La distanza riportata

nel grafico è quella dalla porta di ingresso dell’acqua contaminata.

Figura 7.26 Andamento spaziale di OD per la terza e quarta settimana di prova. La distanza

138

Figura 7.27 Andamento spaziale di OD per le ultime tre settimane di prova. La distanza riportata

nel grafico è quella dalla porta di ingresso dell’acqua contaminata.

7.3.2.4 Temperatura

I dati di temperatura sono riportati in Tabella 7.5.

Tabella 7.5 Valori di temperatura monitorati durante la sperimentazione.

Piezometro IN A B C D E F G H Tempo [d] T [°C] 1 24,7±0,1 24,5±0,1 24,4±0,1 24,5±0,1 24,6±0,1 24,4±0,1 24,5±0,1 24,8±0,1 24,6±0,1 5 22,6±0,1 23,4±0,1 22,8±0,1 23,5±0,3 23,6±0,1 23,3±0,1 23,5±0,3 24,0±0,1 23,7±0,1 9 23,7±0,1 23,8±0,1 24,0±0,1 24,0±0,1 24,2±0,1 24,1±0,1 24,4±0,1 24,5±0,1 24,4±0,1 13 24,0±0,1 23,8±0,1 23,9±0,1 24,5±0,1 24,7±0,1 23,9±0,1 24,0±0,1 24,0±0,1 24,0±0,1 15 26,7±0,1 25,6±0,1 25,5±0,1 25,3±0,1 25,7±0,1 25,5±0,1 25,4±0,1 25,8±0,1 25,6±0,1 20 26,0±0,1 25,4±0,1 25,9±0,1 25,5±0,1 25,7±0,1 25,7±0,1 26,0±0,1 26,2±0,1 26,2±0,2 23 23,3±0,1 23,8±0,1 23,7±0,1 24,0±0,1 24,2±0,1 24,1±0,1 24,1±0,1 24,4±0,1 24,3±0,1 27 24,3±0,1 24,3±0,1 24,5±0,1 24,6±0,1 24,8±0,1 24,8±0,2 24,6±0,1 24,8±0,1 24,7±0,1 34 22,6±0,1 23,1±0,1 23,5±0,1 23,3±0,1 23,3±0,1 23,5±0,2 23,4±0,1 23,5±0,1 23,5±0,1 37 22,3±0,1 22,9±0,1 22,9±0,2 22,9±0,1 22,8±0,1 22,8±0,1 22,8±0,1 22,9±0,1 22,8±0,1 41 22,7±0,1 22,7±0,1 22,8±0,1 22,7±0,1 22,7±0,1 22,8±0,1 22,9±0,1 23,0±0,1 22,9±0,1 43 23,9±0,1 23,8±0,1 24,1±0,1 24,2±0,1 23,9±0,1 23,9±0,1 24,0±0,1 24,1±0,1 24,2±0,1

139 Durante ogni campionamento la temperatura si è mantenuta più o meno costante lungo tutta la colonna. I valori di T della prova rimangono in un range assolutamente accettabile per l’attività batterica, spaziando dai 22°C a circa 27°C. La temperatura del sistema (vasca e serbatoio in ingresso) dipende dalla temperatura esterna del laboratorio come mostra l’evidente analogia tra gli andamenti della T dell’IN e dei vari piezometri, riportati nei grafici delle Figure 7.28, 7.29 e 7.30.

Figura 7.28 Andamento nel tempo della temperatura monitorato dai piezometri A e B e dal

serbatoio d’ingresso.

140

Figura 7.30 Andamento nel tempo della temperatura monitorato dai piezometri F, G e H.

7.3.3 Nutrienti

In Tabella 7.6 si riportano le concentrazioni dei nutrienti (azoto e fosforo) nei campioni prelevati al termine della prova dalle porte D e H. Confrontando le concentrazioni misurate con quelle riscontrate nell’acqua di rete non contaminata (vedere Tabella 5.2) e considerando anche i quantitativi di nutrienti aggiunti all’inizio della prova e l’apporto di azoto da parte del EHC®-O (vedere Paragrafo 6.3.3), è possibile riscontrare come in vasca sia verificato un considerevole consumo di nutrienti. Questi dati supportano la tesi che durante la prova in colonna si sia sviluppata una consistente attività biologica. L’assenza di fosforo al piezometro D e la sua presenza al piezometro H può essere indice di un possibile trasporto solido anche pei nutrienti aggiunti omogeneamente lungo tutta la lunghezza ad inizio della prova, così come è stato osservato per il EHC®-O.

Tabella 7.6 Nutrienti monitorati a fine prova. I campioni per le analisi sono stati prelevati dalle

porte D e H.

Analisi Unità di misura PD PH

Fosfati mg P/l < 0,05 0,14 Fosforo totale mg P/l < 0,05 0,18 Azoto nitrico mg N/l <0,23 <0,23 Azoto ammoniacale mg N/l 1,6 3,9

141