Micro e nanoparticelle di ferro per la bonifica di acquiferi contaminati: dal laboratorio all'applicazione in campo

Abstract

L'uso di micro e nanoparticelle di ferro zerovalente si è dimostrato essere una delle tecniche più promettenti sviluppate negli ultimi anni per la bonifica di acquiferi contaminati. Le particelle vengono disperse in soluzioni colloidali e iniettate direttamente in falda, consentendo il trattamento sia del plume contaminato sia della sorgente. Il presente lavoro, condotto nell’ambito del progetto europeo AQUAREHAB (FP7 - G. A. Nr. 226565), descrive prove di laboratorio e di campo relative al trasporto di microparticelle ferrose in mezzi porosi saturi. Le particelle sono state disperse in soluzioni di guar gum a diverse concentrazioni, caratterizzate da proprietà reologiche di tipo pseudoplastico, che ne assicurano la stabilità colloidale. Lo studio dei meccanismi di trasporto in mezzo poroso e l'influenza della velocità di flusso e della viscosità del fluido disperdente sono state studiate in laboratorio mediante prove di iniezione in colonna. Sulla base di tali prove è stato sviluppato un software per la simulazione dei processi accoppiati di trasporto, filtrazione delle particelle di ferro e intasamento del mezzo poroso, implementato in geometria 1D e radiale (MNMs, disponibile liberamente al link: www.polito.it/groundwater/software/MNMs). Sono infine presentate due applicazioni in campo a scala pilota, relative all'iniezione di sospensioni di microparticelle ferrose disperse in soluzioni di guar gum, realizzate in due diversi regimi di flusso: iniezione con sistema direct push ad elevata pressione, con la generazione controllata di vie di migrazione preferenziali; ed iniezione a bassa pressione in un pozzo fenestrato, con regime di flusso intermedio tra permeazione e fratturazione.