Capitolo 5 : Caratterizzazione aggiuntiva del materiale di riempimento
5.3 Risultati e discussione 1 Test di cessione dei nutrient
In Tabella 5.2 si riportano i risultati delle prove di cessione. Confrontando le concentrazioni dei nutrienti all’interno delle bottiglie riempite con pomice e il bianco, non si riscontrano differenze significative né per l’azoto né per il fosforo. Questi risultati indicano che la pomice non rilascia nutrienti in acqua.
Tabella 5.2 Risultati del test di cessione dei nutrienti da parte della pomice.
Analisi Unità di misura Bianco Prova 1 Prova 2 Prova 3
Fosfati mg P/l < 0,06 < 0,06 < 0,06 < 0,06 Fosforo totale mg P/l < 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05
Azoto nitrico mg N/l 7,7 7,6 7,6 7,7
Azoto ammoniacale mg N/l 0,03 0,04 0,03 0,03
Azoto totale mg N/l 8,7 9,2 9,2 9,5
5.3.2 Test di degradazione con microrganismi autoctoni
La concentrazione degli inquinanti nello spazio di testa non fornisce informazioni quantitative sull’eventuale attività degradativa della biomassa nei confronti dei contaminanti presenti nella fase acquosa; la legge di Henry, che lega le pressioni parziali dei composti rispetto alla loro concentrazione a saturazione in acqua, è valida solo all’equilibrio: fintanto che si verificano processi degradativi all’interno del sistema essa non è pertanto applicabile. Ciò non toglie che la fase liquida e quella aeriforme dei contaminanti cerchino sempre di portarsi in una condizione di equilibrio: nelle bottiglie di prova, la rimozione per via biologica o per adsorbimento degli inquinanti dalla fase acquosa comporta il passaggio in soluzione dei contaminanti dalla fase aeriforme a quella in soluzione. Tale processo non si arresta finché non viene raggiunto un nuovo stato di equilibrio. La rimozione dalla fase acquosa del contaminate causerà quindi l’abbassamento della sua concentrazione nello spazio di testa. E’ possibile comprendere se la degradazione in questione sia di natura biologica confrontando l’andamento temporale delle concentrazioni delle prove sterilizzate e non sterilizzate.
Dalla Tabella 5.3 alla 5.9 sono riportati i risultati delle prove di degradazione rispettivamente per MtBE, benzene, toluene, etilbenzene, p-xilene, m-xilene e o-xilene: per ciascun inquinante sono indicate le concentrazioni nello spazio di testa ad un determinato tempo di prova. L’andamento temporale delle concentrazioni è rappresentato nelle Figure da 5.1 a 5.7. Dai risultati di queste prove emerge che sulla pomice commerciale è presente una biomassa autoctona e che è anche in grado di degradare biologicamente alcuni degli inquinanti testati. Infatti, dopo nove giorni di prova per il benzene, il toluene ed l'etilbenzene sono state misurate concentrazioni trascurabili nello spazio di testa delle
97 prove biotiche, mentre nelle rispettive prove sterili le concentrazioni sono risultate ancora consistenti. Per quanto riguarda invece il MtBE, non è stata riscontrata un’attività biologica considerevole, poiché non vi sono differenze significative tra le concentrazioni nello spazio di testa delle prove con pomice non sterilizzata e con pomice sterilizzata. Lo stesso comportamento è stato riscontrato per gli xileni.
Tabella 5.3 Concentrazioni di MtBE rilevate nello spazio di testa delle prove atte a indagare
l’attività biologica autoctona della pomice commerciale.
MtBE [ng/µl]
Tempo [d] Pomice A Pomice B Media Pomice sterile A Pomice sterile B Media, sterile
0 121 133 127 ± 6 177 148 163 ±15
4 137 121 129 ± 8 119 110 115 ± 5
8 117 116 117 ± 1 141 137 139 ± 2
Figura 5.1 Concentrazioni di MtBE nello spazio di testa delle prove con pomice e pomice
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Tabella 5.4 Concentrazioni di benzene rilevate nello spazio di testa delle prove atte a indagare
l’attività biologica autoctona della pomice commerciale.
Benzene [ng/µl]
Tempo [d] Pomice A Pomice B Media Pomice sterile A Pomice sterile B Media, sterile
0 3,1 3,3 3,2 ± 0,1 3,1 3,1 3,1 ± 0,0
4 1,6 2,2 1,9 ± 0,3 3,2 3,0 3,1 ± 0,1
8 <0,4 <0,4 <0,4 2,7 2,4 2,6 ± 0,3
Figura 5.2 Concentrazioni di benzene nello spazio di testa delle prove con pomice e pomice
sterilizzata.
Tabella 5.5 Concentrazioni di toluene rilevate nello spazio di testa delle prove atte a indagare
l’attività biologica autoctona della pomice commerciale.
Toluene [ng/µl]
Tempo [d] Pomice A Pomice B Media Pomice sterile A Pomice sterile B Media, sterile
0 3,5 3,6 3,6 ± 0,0 3,7 3,4 3,6 ± 0,2
4 <0,4 2,1 2,1 3,5 3,5 3,5 ± 0,0
8 <0,4 <0,4 <0,4 2,4 2,4 2,4 ± 0,0
Figura 5.3 Concentrazioni di toluene nello spazio di testa delle prove con pomice e pomice
99
Tabella 5.6 Concentrazioni di etilbenzene nello spazio di testa delle prove atte a indagare l’attività
biologica autoctona della pomice.
Etilbenzene [ng/µl]
Tempo [d] Pomice A Pomice B Media Pomice sterile A Pomice sterile B Media, sterile
0 5,3 6,7 6,0 ± 0,7 6,6 5,9 6,3 ± 0,4
4 <0,4 2,1 2,1 ± 0,0 5,5 6,0 5,8 ± 0,3
8 <0,4 <0,4 <0,4 2,4 2,7 2,6 ± 0,2
Figura 5.4 Concentrazioni di etilbenzene nello spazio di testa delle prove con pomice e pomice
sterilizzata.
Tabella 5.7 Concentrazioni di p-xilene nello spazio di testa delle prove atte a indagare l’attività
biologica autoctona della pomice.
p-xilene [ng/µl]
Tempo [d] Pomice A Pomice B Media Pomice sterile A Pomice sterile B Media, sterile
0 4,4 5,5 5,0 ± 0,6 5,7 4,9 5,3 ± 0,4
4 4,5 2,7 3,6 ± 0,9 4,7 4,9 4,8 ± 0,2
8 2,5 1,5 2,0 ± 0,5 1,9 2,2 2,1 ± 0,1
Figura 5.5 Concentrazioni di p-xilene nello spazio di testa delle prove con pomice e pomice
100
Tabella 5.8 Concentrazioni di m-xilene rilevate nello spazio di testa delle prove atte a indagare
l’attività biologica autoctona della pomice commerciale.
m-xilene [ng/µl]
Tempo [d] Pomice A Pomice B Media Pomice sterile A Pomice sterile B Media, sterile
0 5,0 6,6 5,8 ± 0,8 7,0 5,9 6,5 ± 0,6
4 6,2 3,2 4,7 ± 1,5 5,7 6,0 5,9 ± 0,2
8 3,2 1,9 2,6 ± 0,7 2,1 2,3 2,2 ± 0,1
Figura 5.6 Concentrazioni di m-xilene nello spazio di testa delle prove con pomice e pomice
sterilizzata.
Tabella 5.9 Concentrazioni di o-xilene rilevate nello spazio di testa delle prove atte a indagare
l’attività biologica autoctona della pomice commerciale.
o-xilene [ng/µl]
Tempo [d] Pomice A Pomice B Media Pomice sterile A Pomice sterile B Media, sterile
0 3,7 5,5 4,6 ± 0,9 6,0 4,8 5,4 ± 0,6
4 5,3 2,3 3,8 ± 1,5 4,8 5,0 4,9 ± 0,1
8 2,6 1,5 2,1 ± 0,6 1,7 2,1 1,9 ± 0,2
Figura 5.7 Concentrazioni di o-xilene nello spazio di testa delle prove con pomice e pomice
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5.4 Conclusioni
Le ulteriori prove di caratterizzazione condotte sulla pomice hanno evidenziato la presenza di biomassa autoctona sulla stessa, in grado di degradare alcuni dei composti caratteristici di una contaminazione tipo delle acque sotterranee dovuta ad uno sversamento di benzina per autotrazione. Le prove svolte non consentono di stabilire quantitativamente l’entità della degradazione, né tanto meno di stabilire se gli xileni o il MtBE siano effettivamente recalcitranti alla degradazione: la configurazione e la limitatezza temporale del test svolto impediscono infatti di trarre conclusioni più approfondite. Visti però i risultati di queste prove, la pomice selezionata può essere utilizzata come riempimento di una BB già biologicamente attivo. Grazie alla successiva prova in colonna, sarà poi possibile studiare più approfonditamente la biomassa autoctona presente sulla pomice, valutandone l’efficienza di rimozione nei confronti dei principali contaminanti di interesse quando stimolata con ossigeno e macronutrienti.
I test di cessione condotti hanno evidenziato un rilascio trascurabile di composti dell'azoto e del fosforo dalla pomice; tale informazione verrà considerata al momento del calcolo dei nutrienti da dosare nella prova in colonna.
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