Biennio Liceo Tecnico per la salute e l`ambiente ITASS "L. EINAUDI

Classe IV° A Liceo Tecnico per la salute e l’ambiente
I.I.S. "L. EINAUDI"
Badia Polesine (RO)
NELLA PROVINCIA di ROVIGO
RIUTILIZZO DEI FANGHI DI DEPURAZIONE
PER LA CONCIMAZIONE DEI TERRENI
AGRICOLI: PROCESSO SOSTENIBILE ?
PRESENTAZIONE DEL LAVORO
Siamo gli studenti della classe IV° A Liceo Tecnico per l’Ambiente dell’I.I.S. “L. Einaudi”
di Badia Polesine, indirizzo di studio che prepara periti chimici particolarmente versati a
studio e controllo di matrici ambientali.
Il lavoro che qui presentiamo, realizzato completamente da noi nell’ambito delle
discipline Chimica organica e laboratorio di controllo chimico e Chimica degli agenti
inquinanti sotto la guida dei docenti prof. Elisabetta Negrini e dell’I.T.P. Gilberto
Magosso, illustra e sintetizza il percorso didattico svolto dalla classe in questo anno
scolastico e che continuerà nel prossimo, sul tema
sostenibilità sul territorio polesano della riutilizzazione dei fanghi residui
da depurazione delle acque reflue come concime ad uso agricolo, nell’ambito
di un progetto del dipartimento di Politiche Ambientali della Provincia di Rovigo.
Il lavoro è presentato in forma ipertestuale con il programma Power Point e si articola in
una serie di sezioni che ne illustrano le varie componenti
schema e articolazione del progetto
fasi del lavoro compiuto dalle diverse componenti coinvolte
descrizione del lavoro effettuato da noi:
parte sperimentale
normativa sulla gestione dei fanghi residui di depurazione acque
proprietà, fonti e tossicità del metalli pesanti
trattamenti di depurazione dei reflui
Per visualizzare la presentazione si può procedere semplicemente per scorrimento o
utilizzare i pulsanti di navigazione.
Alleghiamo anche la versione cartacea, sintetica, comprendente in forma di allegati una
selezione – tutta la documentazione sarebbe troppo estesa! - di tutti i materiali da noi
prodotti ( e non semplicemente “pescati” da qualche parte!) nel corso dell’attività.
ARTICOLAZIONE DEL LAVORO
Il lavoro prende le mosse da un progetto del Dipartimento alle Politiche
Ambientali della Provincia di Rovigo per la riutilizzazione dei fanghi residui
da depurazione delle acque reflue come concime ad uso agricolo – in questa
prima fase lo scopo è la determinazione del livello di fondo dei metalli pesanti nel
territorio polesano. Questo ha reso necessaria una serie di operazioni volte a individuare
l’impatto ambientale e la sostenibilità del progetto stesso
1
Analisi geologica sulle caratteristiche del suolo
2
Caratteristiche agronomiche del terreno
3
Determinazione quantitativa degli inquinanti a maggior rischio presenti nel
terreno
(metalli pesanti)
4
Determinazione quantitativa degli inquinanti a maggior rischio presenti nei
fanghi
(metalli pesanti)
5
Valutazione della sostenibilità ambientale del progetto
UN PERCORSO POSSIBILE?
DEPURAZIONE DELLE
ACQUE REFLUE
SMALTIMENTO FANGHI
FONTI
TOSSICITA’
DETERMINAZIONE
dei
METALLI PESANTI
Concentrazione
superiore ai limiti di
legge
TRATTAMENTO
DEPURATIVO
Concentrazione
inferiore ai limiti di
legge
USO AGRONOMICO
COME CONCIME
nella provincia
di ROVIGO
ANALISI GEOLOGICA SULLE CARATTERISTICHE DEL TERRENO
La perizia è in fase conclusiva.
La relazione sullo stato delle cose è stata presentata dagli stessi periti al convegno “3 GIORNI
AMBIENTE – tre giornate di educazione ambientale”
organizzato dalla Amministrazione
Provinciale di Rovigo (Area Politiche Ambientali) nelle date 18 e 25 Marzo e 1 Aprile 2004, cui
abbiamo partecipato noi studenti della classe IV° A L.T. sia come uditori su questo tema che come
relatori per un lavoro di analisi da noi condotto sullo stato delle acque del Po – nell’ambito di un
progetto coordinato dal CIDIEP. Riportiamo un estratto dell’intervento.
L’intero territorio provinciale è stato diviso in circa 6500 settori di forma quadrata di 500 m2 per
procedere ad una mappatura delle caratteristiche del terreno agricolo, possibile destinazione dei
fanghi come concime. Sono stati quindi esclusi da questo uso tutti i settori urbani o legati ad
urbanizzazione e ad impianti industriali con una fascia di tutela di 300 m, nonché le aree prossimali a
fiumi, con una fascia protette di 300 m. dall’unghia arginale, nonché dalle arterie di comunicazione.
Ciò ha ridotto di molto le aree da sondare, lasciando circa 2000 campioni di terreno da analizzare
 sotto l’aspetto idro-geologico: natura del terreno, morfologia, pendenza, esposizione, scheletro,
permeabilità, irrigazione e relazione con bacini idrici e falde acquifere. L’operazione è in fase di
ultimazione ad opera dello studio di Geologia del dott. Corrado Ballotta per le relative parti di
competenza.
CARATTERISTICHE AGRONOMICHE DEL TERRENO
Oltre all’analisi del terreno sul piano idro-geologico è necessario acquisire adeguate conoscenze
anche sotto l’aspetto agronomico, in base ai parametri più significativi per la coltivazione:
 determinazione della tessitura a fini agronomici
 determinazione della granulometria di dettaglio per studi pedologici
 determinazione del pH
 determinazione del calcare totale e attivo
 determinazione della sostanza organica
 determinazione dell’azoto totale
 determinazione del fosforo assimilabile
 determinazione del potassio assimilabile
 determinazione della capacità di scambio
Sempre nei lavori del convegno “3 GIORNI AMBIENTE – tre giornate di educazione ambientale”
organizzato dalla Provincia di Rovigo, è emerso che in relazione a questi aspetti, per uno studio
preliminare del problema, si è potuto far ricorso alle associazioni degli gricoltori del territorio per il
reperimento dei dati relativi, in particolare negli archivi dei Consorzi Agrari.
DETERMINAZIONE QUANTITATIVA DEI METALLI PESANTI NEL TERRENO
Oltre all’analisi del terreno sul piano idro-geologico e agronomico, risulta essenziale acquisire, per valutare la
sostenibilità del progetto, il tasso di metalli pesanti presenti nel terreno per non rischiare nella concimazione
ad opera di fanghi residui, che per la loro stessa natura contengono queste sostanze, che l’aggiunta di esse
porti al superamento dei limiti di legge.
Per uno studio preliminare del problema, sono quindi state coinvolte le scuole della Provincia, in particolare
gli Istituti Tecnici maggiormente deputati per la loro stessa specificità a questo tipo di lavoro e cioè l’I.T.I.S.
“G. Viola”, indirizzo Chimico-industriale e l’I.I.S. “L.Einaudi” di Badia Polesine, indirizzo Liceo Tecnico per
l’Ambiente.
La progettazione del lavoro è iniziata nell’anno scolastico 2002-03 con l’individuazione dei parametri da
ricercare
 piombo
 nichel
 cromo
 cadmio
 arsenico
 mercurio
e si è concretizzata in quest’anno scolastico 2003-04, con la suddivisione del lavoro tra i due Istituti:
trattamento dei campioni e successiva analisi di mercurio e arsenico sono stati assegnati all’ l’I.T.I.S. “F.
Viola”, mentre per l’I.I.S. “L.Einaudi” è stato dato incarico alla nostra classe, IV° A L.T, insieme ai ragazzi della
classe V° A L.T, dell’analisi dei campioni per la ricerca e la determinazione di piombo, cadmio, nichel e cromo.
Si tratta di un numero molto elevato di campioni, la cui analisi di routine prenderà avvio, secondo i tempi
attesi, all’inizio del prossimo anno scolastico.
Il lavoro compiuto quest’anno, a partire dal mese di Marzo, consiste nell’individuazione delle metodiche a
norma di legge, nella calibrazione dello strumento e nell’analisi dei primi campioni di terreni e di fanghi di
depurazione, supportato, sotto l’aspetto teorico da ricerca e documentazione su caratteristiche, fonti ed
effetti dei metalli pesanti e sulle problematiche inerenti alla matrice ambientale suolo nonché sui tarttamenti
di depurazione delle acque.
DETERMINAZIONE QUANTITATIVA DEI
PRESENTI NEI FANGHI DA DEPURAZIONE.
METALLI
PESANTI
Oltre alla ricerca e alla determinazione dei metalli pesanti nel terreno è ovviamente necessario determinare il
tasso di metalli pesanti presenti nei fanghi di depurazione prima di impiegarli nella concimazione per
controllare che essi siano presenti nei limiti di legge
Alcune di queste analisi sono state effettuate già da quest’anno nel nostro Istituto, da noi studenti.
MATRICE: residuo dei fanghi da depurazione di reflui, destinati allo smaltimento
DETERMINAZIONI ANALITICHE EFFETTUATE:
 piombo
 nichel
 cromo
 cadmio
VALUTAZIONE
PROGETTO
DELLA
SOSTENIBILITA’
AMBIENTALE
DEL
Al termine delle analisi svolte, in linea di massima entro la fine dell’anno solare, comunque in modo
continuativo all’arrivo dei campioni da analizzare, saremo in grado di trasmettere alla Provincia i risultati
delle analisi svolte e le relative valutazioni in base alla normativa vigente.
In base alle risultanze delle analisi chimiche compiute dagli Istituti coinvolti, ai dati relativi alle caratteristiche
geografiche, geologiche e agronomiche del terreno i responsabili provinciali saranno in grado di
valutare la sostenibilità del progetto da tutti i punti di vista, effettuando eventualmente i correttivi
necessari (ad esempio la bonifica dei fanghi).
Ci auguriamo che il progetto, così vantaggioso in via teorica, sia effettivamente realizzabile sul nostro
territorio, in modo che ancora una volta la chimica, oltre a generare mostri” sia in grado di favorire il
progresso (ci sembra inutile vagheggiare una utopistica “età dell’oro”!) Senza venir meno alla salvaguardia
dell’ambiente.
Il contributo della chimica ci appare fondamentale quindi non solo dal punto di vista teorico
per la progettazione di “processi verdi” che limitino l’inquinamento o permettano, come nel
nostro caso, l’eliminazione “pulita” – e addirittura il recupero – delle scorie, ma anche per
garantire, attraverso un adeguato monitoraggio ambientale e un attento controllo delle
variabili interessate, l’effettiva applicabilità e sostenibilità di questi processi nelle realtà
specifiche.
Per citare un esempio negativo ricordiamo il grave inquinamento, in particolare da metalli pesanti (con
concentrazioni di cromo e zinco pari ad almeno 10 volte il limite di legge)rilevato in una vasta area (300
ettari!) nell’altipiano delle Murge, in una zona in cui è prevista dal 1996 l’istituzione del primo Parco Nazionale
Rurale Italiano, sita tra Altamura, Ruvo e Gravina di Puglia, su cui è aperta un’indagine della Magistratura
(cfr. “Corriere della Sera”- Settembre 2003) dovuta all’uso della zona come discarica abusiva ma anche
probabilmente all’uso nella concimazione di compost derivati da fanghi non adeguatamente testati o
bonificati. GRAZIE A NOI QUI NON ACCADRA’!
NORMATIVA CONCERNENTE L’USO DEI FANGHI COME CONCIME AGRICOLO
•
•
•
o
o
o
•
L’utilizzo dei fanghi derivanti da trattamenti di depurazione delle acque reflue domestiche,
urbane o industriali nei terreni agricoli è disciplinato dal D. Lgs. n. 99 del 27 gennaio 1992
di recepimento della Direttiva 86/278/CEE mentre, per quanto riguarda gli aspetti gestionali
generali (trasporto, stoccaggio, trattamento, ecc.), dal D. Lgs. n. 22 del 5 febbraio 1997
relativo alla gestione dei rifiuti.
Per la Regione Veneto tali normative vanno integrate con quanto previsto dalla DGR n.
3247 del 6 giugno 1995 , "Norme tecniche in materia di utilizzo in agricoltura di fanghi di
depurazione e di altri fanghi e residui non tossico e nocivi di cui sia comprovata l'utilità ai
fini agronomici", che identifica ulteriori criteri di valutazione e limiti rispetto a quanto
previsto dal D. Lgs. n. 99/92. Inoltre, con la L.R. n. 3 del 21 gennaio 2000, art. 6, è
riconfermata la delega alle Province della competenza, già trasferita con la L.R. n. 15 del 30
marzo 1995, per il rilascio delle autorizzazioni.
L’art. 3 del D. Lgs. n. 99/92 ammette l’utilizzazione in agricoltura dei fanghi solo se
concorrono le seguenti tre condizioni:
sono stati sottoposti a trattamento;
sono idonei a produrre un effetto concimante e/o ammendante e correttivo del terreno;
non contengono sostanze tossiche e nocive e/o persistenti, e/o bioaccumulabili in
concentrazioni dannose per il terreno, per le colture, per gli animali, per l’uomo e per
l’ambiente in generale.
Tali condizioni costituiscono il principio fondamentale su cui basare la valutazione
dell’idoneità sul piano agronomico, della tutela ambientale e sanitaria di una determinata
combinazione fanghi suolo.
NORMATIVA CONCERNENTE
IL CONTENUTO DI METALLI PESANTI NEL SUOLO
Nome Indicatore
Contenuto in metalli
pesanti totali nei suoli
agrari
Finalità
Descrivere la presenza di
metalli pesanti nel suolo
dovuta alle caratteristiche dei
materiali originari o a sostanze
usate per la difesa
antiparassitaria o per la
fertilizzazione
DPSIR
Rif. Normativi
D. lgs. 99/92
DPR 915/82
D. lgs. 22/97
DM Ambiente 27/03/98
DM Ambiente 471/99
S
PARTE SPERIMENTALE
PARAMETRI ANALITICI
Determinazione quantitativa mediante spettrofotometria A.A. dei seguenti elementi:
nichel
cromo
cadmio
piombo
Sulle matrici: suolo; fanghi da smaltimento provenienti da depurazione di acque reflue
SCELTA DELLA METODICA ANALITICA
In base alla normativa vigente abbiamo selezionato la metodica riportata sul supplemento
ordinario alla G.U. n° 248 del 21/10/99 METODO XI.1 concernente la “determinazione del
contenuto di cadmio, cobalto, cromo, rame, manganese, nichel, piombo, zinco estraibili in
acqua regia”. Si allega la procedura sperimentale seguita.
RISULTATI OTTENUTI
Il lavoro è stato avviato quest’anno con la messa a punto dello strumento e della metodica e
alcune analisi dei primi campioni di terreno e di fanghi. Si allegano
esempi di curve di taratura: Cr, Cd
risultati delle analisi effettuate: sono riportati a titolo esemplificativo solo due campioni
rappresentativi tra quelli esaminati.
In collaborazione con il Dipartimento di Chimica dell’Università di Ferrara, in una giornata di
attività nei laboratori di Chimica Analitica abbiamo ripetuto le analisi su due campioni (uno di
terreno e uno di fango da depurazione) mediante ICP-OES, ottenendo risultati compatibili.
Analisi Chimica di un campione per la determinazione dei metalli pesanti in
Spettrofotometria di Assorbimento Atomico (FAAS).
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Principio del metodo
II metodo per la determinazione dei metalli pesanti si basa sulla spettroscopia di assorbimento atomico previo trattamento di
mineralizzazione del campione con acidi forti, riprendendo con acqua acidulata.
Apparecchiature
-Spettrofotometro ad assorbimento atomico adeguatamente corredato;
-Piastra di riscaldamento;
-Beute da 100mL;
- Vetrini d'orologio.
Procedimento secondo la metodica
- Il campione viene preventivamente essiccato in stufa a 105—110°C, macinato ed omogeneizzato. Una quantità da 0,5 a 1,0 g,
esattamente pesata, viene posta in beuta da 100mL.
- Si aggiungono 10 mL di HNO3 avendo cura di coprire la beuta con vetrino da orologio e si lascia reagire a freddo per 2 h.
- La sospensione viene quindi posta a digerire su piastra riscaldata.
- Dopo 2 h è fatta raffreddare ed addizionata di altri 10 mL di HNO3 e 2 mL di HCIO4. Prima dell'aggiunta dei 2 mL di HCIO4 è
necessario assicurarsi che la digestione di HNO3 sia stata completata e che quindi non si sviluppino più vapori rossi.
- La digestione è protratta fino a completa distruzione della sostanza organica,(la soluzione deve essere incolore, nel caso in cui
rimanesse colorata in giallo-bruno si aggiungono altri 5 mL di HNO3, protraendo ulteriormente la digestione), quindi si allontana il
vetrino da orologio e si evapora fino a scomparsa dei fiumi bianchi.
- Tutte le operazioni di mineralizzazione vanno eseguite sotto una cappa munita di griglie metalliche di protezione.
- Si aggiungono infine 1mL di 2 20 di acqua deionizzata e si porta all'ebollizione per facilitare la solubilizzazione.
- Si filtra in matraccio tarato, si lava accuratamente il beker ed il filtro con acqua deionizzata, si raffredda e si porta a volume di
100 mL con acqua.
-La soluzione ottenuta viene analizzata,all’assorbimento atomico alle lunghezze d’onda caratteristiche per ogni elemento.
Reagenti
-Acido nitrico (HNO3 al 70%)
-Acido perclorico concentrato(HClO4)
-H2O distillata
-Soluzione standard in commercio a titolo garantito di rame(Cu) 1mg/mL
-Soluzione standard in commercio a titolo
garantito di piombo(Pb) 1mg/mL
-Soluzione standard in commercio a titolo garantito di nichel (Ni) 1mg/mL
-Soluzione standard in commercio a titolo
garantito di zinco(Zn) 1mgm/L
-Soluzione standard in commercio a titolo garantito di cadmio(Cd) 1mg/mL
-Soluzione standard in commercio a titolo
garantito di cromo(Cr) 1mgm/L
Preparazione degli standard Per le soluzioni standard di lavoro di Pb,Ni,Zn,Cd,Cu,prelevare con una buretta di precisione e trasferire
in 4 matracci da 500mL gli opportuni volumi di soluzione standard eventualmente diluita di ciascun metallo, in modo da ottenere le
concentrazioni comprese nel range ottimale : per tutti gli elementi in esame da 1mg/L a 4 mg/L. Portare a volume con acqua.
Costruire le rette di taratura per ogni elemento
Leggere l’assorbanza del campione e ricavarne la concentrazione.
Analisi Chimica di un campione per la determinazione dei metalli pesanti in
Spettrofotometria di Assorbimento Atomico (FAAS):
esempio di curva di taratura per la determinazione del cromo
Curva di taratura del Cromo
0,08000
0,07000
Assorbanza
0,06000
0,05000
0,04000
0,03000
0,02000
0,01000
0,00000
0
0,5
1
1,5
2
CONC.
mg/L
2,5
3
3,5
4
4,5
Analisi Chimica di un campione per la determinazione dei metalli pesanti in
Spettrofotometria di Assorbimento Atomico (FAAS):
esempio di curva di taratura per la determinazione del cadmio
Curva di taratura del cadmio
0,90000
0,80000
Assorbanza
0,70000
0,60000
0,50000
0,40000
0,30000
0,20000
0,10000
0,00000
0
0,5
1
1,5
CONC. mg/L
2
2,5
Analisi Chimica di un campione per la determinazione dei metalli pesanti in
Spettrofotometria di Assorbimento Atomico (FAAS):
risultati per un campione di terreno e un campione di fango di depurazione
Elemento
Campione di fango da
depurazione
Concentrazione(mg/kg)
Campione di terreno agricolo
Comune di Badia Pol.
Concentrazione(mg/kg)
Pb
36,8
29,44
Ni
38,5
27,26
Zn
29,67
61,67
Cd
1.8
0.32
Cr
23,2
28,02
Cu
75,4
25,18
I valori limiti (mg/kg) dei metalli pesanti nei fanghi destinati all’utilizzazione in agricoltura
secondo il D.L.gs 27 gennaio 1992,n.99 sono i seguenti: Cadmio 20, Nichel 300, Piombo
750, Rame 1.000, Zinco 2.500, Cromo 100.
Dalla lettura dei dati di analisi si evince che i valori delle concentrazioni riscontrati sono
inferiori al limite normativo prestabilito, pertanto questo tipo di fango depurato può
essere utilizzato in agricoltura in quanto non produrrà effetti nocivi sul suolo, sulla
vegetazione, sugli animali e sull’uomo.
Il campione di terreno evidenzia un tasso dei metalli pesanti determinati nella norma.
METALLI PESANTI: TOSSICITA’
Sono così definiti i metalli con densità maggiore di 5. Fra questi, alcuni (piombo, cadmio,
mercurio, antimonio, selenio, nichel, vanadio e altri), sono immessi nell'ambiente, sotto forma
di ossidi o di solfuri, attraverso la combustione di olio combustibile, di carbone e/o rifiuti, che
ne contengono tracce, oppure nel caso di processi industriali.
Tali composti, dopo una certa permanenza in aria o sotto forma di vapore ma più spesso
adsorbiti sulla superficie o facenti parte del particolato atmosferico passano nel sistema
acqua-suolo e possono entrare nella catena alimentare dando luogo a pericolosi fenomeni di
bio-accumulo negli organismi viventi.
I metalli pesanti possono essere presenti nel suolo per alterazione naturale delle rocce, o
perchè immessi sotto forma di carichi inquinanti prodotti dalle attività antropiche. Possono
essere prodotti nelle attività agricole, dagli insediamenti urbani ovvero dai processi
industriali.
Alcuni di essi sono fortemente nocivi, in particolare per il gruppo mercurio, piombo, cadmio e
arsenico – particolarmente in forma cationica o legati a brevi catene idrocarburiche) ma anche
per altri , sotto il profilo biochimico la tossicità deriva dalla forte affinità dei cationi metallici
per lo zolfo (basti pensare alla grande stabilità e diffusione dei solfuri di questi elementi!) . Per
questo i gruppi tiolici –SH presenti negli enzimi si legano facilmente ai cationi dei metalli
pesanti che entrano nell’organismo o a molecole che contengono tali metalli. Il complesso
metallo-zolfo coinvolge così tutta la molecola enzimatica compromettendone la funzione e
sconvolgendo i processi biologici che la vedono coinvolta.
Nei casi di avvelenamento acuto il più efficace trattamento vede la somministrazione di agenti
chelanti (EDTA) che grazie all’altissima affinità per questi metalli legata agli elevati valori delle
costanti di formazione dei rispettivi complessi sono in grado di rimuovere il metallo
dall’enzima, ripristinandolo, o di molecole contenenti gruppi –SH che svolgono la stessa
funzione (BAL).
METALLI PESANTI E LORO AZIONE NEL TERRENO: FORME CATIONICHE
Contrariamente ai composti organici, i metalli non possono essere metabolizzati. La bonifica
di suoli contaminati con metalli consiste primariamente nel modificare la mobilità dei
contaminanti metallici per ottenere un suolo che presenti livelli accettabili nel contenuto di
metalli. La mobilità dei metalli dipende da una serie di fattori. La mobilità dei metalli in un
sistema suolo dipende dal tipo e dalla natura del suolo, dalla concentrazione del contaminante
di interesse, dalla concentrazione e dal tipo di ioni che possono essere competitivi, dai leganti
complessanti, sia organici che inorganici, dal pH, e dallo stato di ossidazione. In genere,
diventa quindi impossibile usare dati dalla letteratura che non mimino la specificità del suolo e
del rifiuto e non risultino adeguati per descrivere o prevedere il comportamento dei metalli in
un determinato tipo di suolo. I dati devono essere sito-specifici.
Consideriamo le caratteristiche che hanno alcuni dei metalli che più facilmente ritroviamo
come contaminanti di un suolo. Cd, Cr(III), Ni e Pb normalmente sono presenti in forma
cationica Queste specie generalmente non sono mobili nell'ambiente ma tendono a rimanere
nel punto della iniziale deposizione. La capacità del suolo di assorbire metalli cationici
aumenta all'aumentare del pH, della capacità di scambio cationica, e del contenuto di carbonio
organico. In condizioni di neutralità, questi metalli sono fortemente assorbiti dalla frazione
argillosa del suolo e possono essere assorbiti dagli ossidi idrati di ferro, di manganese, di
alluminio presenti nel suolo. I metalli cationici precipiteranno come idrossidi, carbonati o
fosfati. In terreni sabbiosi, acidi, i metalli cationici sono più mobili. In condizioni atipiche per
un suolo (pH< 5; concentrazioni elevate di ossidanti o di riducenti; alte concentrazioni di
sostanze colloidali e complessanti solubili organici o inorganici), che si riscontrano come
risultato di processi di bonifica, la mobilità di questi metalli può essere sostanzialmente
aumentata. In alcuni esperimenti in cui sono presenti solidi aventi in superficie degli ossidi (gFeOOH, a-SiO2, g-Al2O3), è stato osservato un assorbimento competitivo tra i vari metalli. La
competizione per i siti disponibili in superficie si osserva quando una piccola percentuale di
siti è occupata.
METALLI PESANTI E LORO AZIONE NEL TERRENO:
FORME ANIONICHE O ELEMENTARI
As, Cr(VI) ed Hg si comportano diversamente da Cd, Cr(III) e Pb. As e Cr(VI) esistono in natura
sotto forma anionica. I composti del cromo hanno una diversa tossicità in funzione dello stato
di ossidazione dell'elemento. E' generalmente accettato che l'ossido di Cr(III) ha una bassa
tossicità a causa della sua scarsa solubilità. In realtà questa valutazione non tiene conto del
fatto che il Cr(III) può essere mobilizzato al suolo ed ossidato a Cr(IV) in una atmosfera
ossidante, generando una specie riconosciuta come tossica.
Hg presenta una alta tensione di vapore, infatti a 24 °C, una atmosfera satura di mercurio
contiene circa 18 mg/m3. Questo livello è 360 volte più alto della media (0.05 mg/m3)
raccomandata per l'esposizione. Esiste in natura nei tre diversi stati di ossidazione.
L'assorbimento di composti del mercurio al suolo è probabilmente il processo dominante che
determina la sua presenza nell'ambiente terrestre. Il mercurio non assorbito al suolo sarà
probabilmente assorbito dalle piante. L'assorbimento del mercurio dipende da numerosi
fattori quali la struttura chimica, la quantità e la natura chimica del suolo, il pH, il potenziale di
riduzione.
PIOMBO
MERCURIO
NICHEL
CROMO
ARSENICO
CADMIO
MERCURIO
Elemento metallico, a temperatura ambiente è un liquido splendente, di colore argenteo, molto
volatile; ha coefficiente di dilatazione termica praticamente costante, cioè subisce per lo più la
stessa variazione di volume per ogni grado di temperatura (il mercurio viene usato nella
costruzione dei termometri). Il mercurio si combina con tutti i metalli più comuni, a eccezione di
ferro e platino, per formare leghe dette amalgama.
Fonti principali Piuttosto raro in natura, si trova sia in forma pura sia combinato con argento,
ma soprattutto sotto forma di solfuro nel minerale cinabro HgS. Esso è comunemente ottenuto
come co-prodotto nel trattamento dei minerali che contengono miscele di ossidi, solfuri e cloruri.
Hg nativo o metallico è trovato in piccole quantità in miniera. E' un elemento velenosissimo;
anche allo stato metallico deve essere maneggiato con cautela e sempre in ambienti ben aerati: a
causa della sua relativamente elevata tensione di vapore passa allo stato gassoso abbastanza
facilmente. E’ presente nei combustibili di origine fossile.
La sorgente più significativa che ne comporta rilascio nell’ambiente è il settore energetico, che
utilizza su vasta scala i combustibili fossili. Anche sali ed ossidi di mercurio, presenti nelle pile,
se non adeguatamente smaltiti, sono fonti di inquinamento da Hg.
Altre sorgenti significative sono rappresentate dagli inceneritori di rifiuti urbani ed ospedalieri e
da alcune attività produttive (cementifici, produzione dei cloro-alcali e industria cartaria. In
atmosfera si trova principalmente sotto forma di vapore e solo in minima parte adsorbito sul
particolato. Attualmente è posta molta attenzione al “rilascio” del metallo nell'ambiente poiché, a
causa dell'aumento dell'inquinamento delle acque, sono state ritrovate quantità significative di
mercurio in alcune specie di pesci, in particolare sotto forma di metil-mercurio, nato dalla
combinazione di Hg con radicali metilici in ambienti anaerobi come il fondo di fiumi o laghi
Effetti sull’uomo e sull’ambiente Il mercurio è estremamente tossico, sia in forma di vapore sia
come sale solubile che come metil-mercurio, poichè viene rimosso molto lentamente attraverso i
meccanismi biologici, dando così origine a significativi fenomeni di bioaccumulo e
biomagnificazione. L'avvelenamento cronico da mercurio causa danni irreversibili al cervello, al
fegato e ai reni, trasmissibili anche a feti di donne anche solo lievemente intossicate (“sindrome
di Minamata”).
PIOMBO
E’ probabilmente uno dei più antichi metalli conosciuti.
Ha alta densità (11.35 g/cm3) e basso punto di ebollizione (327.4°C). La concentrazione
media del piombo sulla crosta terrestre è di 1.6 g Pb per 100 Kg di suolo. Le più comuni
forme di minerali di Pb sono cerussite (PbCO3), anglesite (PbSO4), e crocoite (PbCrO4).
Il piombo metallico è tenero, malleabile, duttile, di colore grigio-bluastro; si ossida molto
velocemente quando è esposto all'aria; reagisce lentamente con l'acqua, in presenza d'aria,
per formare idrossido di piombo, un composto leggermente solubile.
Fonti principali
Il piombo è abbondantemente diffuso in tutto il mondo sotto forma di solfuro.
Attività industriali: il piombo è usato in enormi quantità nelle batterie e come rivestimento di
cavi elettrici, tubi, serbatoi e negli apparecchi per i raggi X. Numerose leghe contenenti
un'alta percentuale di piombo sono utilizzate nella saldatura, per i caratteri da stampa, per
gli ingranaggi. Una quantità considerevole di composti di piombo è inoltre consumata nelle
vernici e nei pigmenti. Non trascurabile per l’impatto ambientale l’uso del piombo nelle
munizioni, con conseguente avvelenamento cronico di esemplari sopravvissuti alle ferite ma
contaminati da proiettili rimasti nel corpo.
Gas di scarico dei veicoli: il piombotetraetile era il componente principale degli additivi
antidetonanti contenuti nella benzina tradizionale (rossa) ed era considerato uno dei
maggiori inquinanti dell'aria, fino a quando il suo uso non è stato vietato.
Effetti sull'uomo e sull'ambiente
Molto tossico in forma ionica – come elemento non è invece pericoloso, ma grazie alla sua
solubilità in acque acide e/o “leggere” non va mai sottovalutato. Notevole il suo tasso di
bioaccumulazione e biomagnificazione. Gli effetti tossici del piombo si manifestano sotto
forma di anemia e di seri disturbi al sistema nervoso. Attraverso il ciclo sanguigno si
accumula nello scheletro e nei denti. Può passare nel latte materno. Quelle dei lattanti e i dei
bambini sono infatti categorie particolarmente a rischio a causa del loro sistema nervoso
non ancora completamente sviluppato che può riportare danni rilevanti al sistema di
apprendimento in fase di sviluppo.
NICHEL
Il nichel è un metallo duro, duttile, malleabile e lucidabile, di colore bianco-argenteo; si ritrova in
forma elementare soltanto nelle meteoriti ma, combinato con altri elementi, è piuttosto diffuso
sulla crosta terrestre in diversi minerali.
Fonti principali
Gas di scarico dei veicoli.
Attività industriali: produzione di batterie, leghe contenenti nichel-acciai industriali, inceneritori,
catalizzatori.
Componente delle vernici.
Anche sali ed ossidi di nichel, presenti nelle pile, se non adeguatamente smaltiti, sono fonti di
inquinamento da Ni.
Effetti sull’uomo e sull’ambiente
Le particella contenenti nichel si depositano al suolo e penetrano nell’organismo principalmente
attraverso la catena alimentare. Presenti nell’aria in forma di fini particelle, penetrano attraverso
le vie respiratorie. Il nichel rappresenta un importante allergene in grado di causare dermatiti da
contatto ed effetti respiratori di tipo asmatico, oltre ad essere un irritante diretto delle vie
respiratorie. I composti del nichel sono inclusi dallo IARC nel gruppo I ovvero tra le sostanze
cancerogene per l’uomo (tumore al polmone), mentre il nichel metallico è individuato come
possibile cancerogeno per l’uomo (gruppo 2B).
CROMO
Il cromo puro è di colore grigio lucente, è uno dei metalli meno comuni sulla crosta terrestre ED
è presente in piccole quantità, in organismi vegetali e animali.
Si trova solo come composto. Il più comune è il minerale cromite (FeCr2O4).
Fonti principali
Processi metallurgici, industria automobilistica, produzione di materiali refrattari. È pure
importante l'uso dei composti del cromo in conceria e in tintoria, in particolare nella produzione
di pigmenti. Viene utilizzato inoltre come pigmento nelle vernici, nelle fotocopiatrici
fotomeccaniche, come anticorrosivo nell'industria del petrolio.
Può afferire al suolo anche con l’uso di concimi: sia quelli minerali (molte fosforiti utilizzate per
produrre i concimi fosfatici sono ricche di arsenico, cadmio e cromo) che di concimi organici (il
cuoio torrefatto, ad es., contiene fino al 3 % s.s. di cromo, così come i sottoprodotti dell’industria
conciaria .
Effetti sull’uomo e sull’ambiente
Il cromo (III), è da considerarsi, in tracce, essenziale alle forma di vita umana e animale, mentre i
composti del cromo (VI), sono riconosciuti tossici e cancerogeni (IARC, gruppo 1);
Effetti della concimazione nel sistema acqua-suolo
FERTILIZZAZIONE E METALLI PESANTI
TIPO DI CONCIME
DOSI
CADMIO
PIOMBO
CROMO
kg/ha
MIN-MAX
MIN-MAX
MIN-MAX
NITRATO AMMONICO
200
0.6 - 60
15 - 208
7.5 - 31.5
PERFOSFATO
MINERALE
40
2 - 44
0.6 - 3.5
7.9 - 26.8
SOLFATO POTASSICO
150
2 - 1.37
0.5 - 6.3
0.7 - 1.01
ARSENICO
E’ un elemento semimetallico o metalloide che ha molte forme allotropiche. Il più stabile tra
queste forme allotropiche è un solido cristallino grigio-argento che si ossida all'aria. Si trova
come As2O3, può essere ritrovato come co-prodotto nelle miniere di ferro, piombo, zinco oro ed
argento. Si ritrova in una grande varietà di forme minerali, come l'arsenopirite (FeAsS4), che è il
minerale di As più commercializzato nel mondo.
Fonti principali
Uso continuativo nei pesticidi dei suoi composti, anche se ormai quasi abbandonato. Uso di
concimi minerali: molte fosforiti utilizzate per produrre i concimi fosfatici sono ricche di
arsenico, cadmio e cromo. Involontaria liberazione durante la produzione di zinco e di piombo,
nei cui minerali è spesso presente e nella combustione di carbon fossile, di cui è un
contaminante. La lisciviazione di miniere abbandonate può provocare contaminazioni idriche di
sensibile portata.
Anche il fumo di tabacco è portatore di arsenico.
Effetti sull’uomo e sull’ambiente
La forma As(III) è maggiormente tossica che As(V), si pensa che ciò sia dovuto alla maggior
persistenza nell’organismo della forma ridotta grazie alla sua affinità per i gruppi –SH.
Comunque l’arsenico anche in forma elementare è tossico sia in forma acuta (letale per danni
gastrointestinali) che in forma cronica sia per ingestione che per inalazione. In particolare è nota
la sua attività cancerogena, soprattutto ai danni del polmone, ma anche di fegato, reni e vescica,
nonché alla cute.
CADMIO
Elemento metallico di colore bianco-argenteo, duttile e malleabile. A temperatura ambiente si
conserva inalterato per lungo tempo, ma se riscaldato si incendia facilmente in presenza d'aria, e
si trasforma rapidamente in ossido, CdO.
In natura, il cadmio non si trova mai allo stato nativo ed è presente in piccole quantità in alcuni
minerali, come ad esempio la greenockite
Fonti principali Gas di scarico dei veicoli, soprattutto quelli diesel.
Attività industriali: produzione di batterie, industria delle vernici, inceneritori, industria della
plastica, attività di zincatura. Anche sali ed ossidi di cadmio, presenti nelle pile, se non
adeguatamente smaltiti, sono fonti di inquinamento da Cd.
E’ presente anche nel fumo di tabacco, per assorbimento fogliare (pagina fogliare larga)
dall’atmosfera. Il contributo delle sorgenti industriali negli ultimi anni è in diminuzione mentre, a
livello internazionale l’attenzione viene oggi rivolta alle emissioni provenienti dagli inceneritori di
rifiuti. Può afferire al suolo anche con l’uso di concimi minerali: molte fosforiti utilizzate per
produrre i concimi fosfatici sono ricche di arsenico, cadmio e cromo.
Effetti sull’uomo e sull’ambiente
Tranne che per i lavoratori dei settori che impiegano cadmio esso viene assunto quasi
esclusivamente in forma ionica, ma raramente dall’acqua potabile a causa della sua grande
affinità con ioni solfuro che lo precipitano subito come sale insolubile, bensì per adsorbimento
nel particolato dell’aria. I granuli contenenti il metallo presenti nell’aria in forma di fini particelle
in genere di dimensioni inferiori a 1 m, penetrano attraverso le vie respiratorie. Si depositano al
suolo e raggiungono l’organismo attraverso la catena alimentare; inoltre possono essere inalati
ed assorbiti con il fumo da sigaretta. Il cadmio rappresenta un irritante delle vie respiratorie. Si
accumula nel fegato e nel rene e può causare danni renali. Da studi su lavoratori esposti sono
stati evidenziati eccessi di malattie ostruttive delle vie respiratorie.
Ha una grande tossicità acuta: la dose letale è di 1 grammo.
E’ classificato dallo IARC nel gruppo 1 come cancerogeno per l’uomo (tumore al polmone).
TRATTAMENTI PER LA BONIFICA DA METALLI PESANTI
PRECIPITAZIONE
Trattamento con carbonato o con idrossido di calcio, che
aumenta il pH dei sedimenti immobilizzandovi i metalli
contenuti.
ACIDIFICAZIONE E/O
CHELAZIONE
I sedimenti vengono acidificati e/o trattati con un agente
chelante: in entrambi i casi essi divengono idrosolubili e
possono passare in fase acquosa staccandosi dal
particolato solido.
RICOPERTURA CON
SOSTANZE SOLIDE
CHIMICAMENTE
ATTIVE
I sedimenti vengono ricoperti con calcare (CaCO3), gesso
(CaSO4), solfato ferrico, o carbone attivo che esercitano
una graduale azione detossificante sui sedimenti.
Il trattamento dei reflui
Trattamenti preliminari
§
Grigliatura
§
Dissabbiatura
§
Disoleatura
§
Equalizzazione ed omogeneizzazione
Al fine di rendere omogeneo il liquame che deve essere
trattato
Trattamenti prImari
§ Separazione dei materiali organici solidi più pesanti che
sono tenuti in sospensione dalla turbolenza delle acque; se
poste in condizione di quiete si depositano e vengono quindi
rimossi. Il processo è in grado di ridurre del 20% il BOD.
Trattamenti secondari
Trattamenti terziari
§ Attivazione di processi di ossidazione biologica della
sostanza organica disciolta e di quella sospesa non
sedimentabile attraverso batteri aerobi.
§ Perfezionamento della depurazione dei materiali organici
e riduzione del carico di elementi, quali azoto e fosforo, che
porterebbero effetti eutrofizzanti nel corpo idrico recettore.
Trattamenti finali di disinfezione
Smaltimento dei fanghi
§ Si effettuano quando il corpo idrico recettore è destinato
ad un impiego richiedente una particolare tutela igienicosanitaria ( balneazione, acquicoltura, ecc…) tramite
trattamento con reagenti chimici, di norma a base di cloro,
con ozono, oppure con trattamenti fisici.
I fanghi di supero vengono estratti periodicamente e inviati in
testa ai trattamenti aerati. In tal modo si ottengono fanghi
misti che tramite alcuni meccanismi vengono smaltiti in una
discarica controllata oppure in un sistema di compostaggio
oppure possono essere utilizzati a scopo agronomico.
I TRATTAMENTI PRELIMINARI
Questi trattamenti hanno lo scopo di rimuovere dalle acque reflue provenienti dalla fognatura tutto ciò che è
estraneo e che può in qualsiasi modo compromettere il processo di depurazione biologica; e di preparare nel
modo migliore le acque di scarico al trattamento.
I pretrattamenti sono di tipo meccanico, fisico e chimico. Vengono descritti nel seguito, secondo
l’ordine con cui operano nell’impianto:

SOLLEVAMENTO: non è un vero e proprio trattamento, ma consiste semplicemente nel sollevare le
acque della fognatura, che sono sotto il livello del piano campagna, ad una altezza sufficiente per farle
defluire lungo le varie zone di trattamento dell’impianto per gravità.

GRIGLIATURA: serve ad eliminare i rifiuti solidi grossolani (stracci, pezzi di legno, rami, ecc) che negli
impianti provocherebbero intasamenti nelle tubazioni e nei collegamenti e danni alle apparecchiature
presenti. Viene realizzata facendo passare il liquame attraverso delle griglie metalliche; la velocità di
attraversamento della griglia deve essere di circa 1 m/sec per evitare trascinamento o deposito. Il materiale
setacciato viene inviato ad una pressa e quindi scaricato in appositi cassonetti della nettezza urbana.

DISSABBIATURA: serve a rimuovere i materiali sabbiosi che possono provocare abrasioni e rotture di
parti meccaniche si effettua, di solito, con lunghe e strette vasche in cui l’acqua, scorrendo lentamente, lascia
sedimentare le particelle sabbiose.

DISOLEATURA: serve a separare i grassi, gli oli, i tensioattivi, ma anche altri materiali leggeri come
pezzi di sughero o vegetali, che ostacolerebbero l’aerazione del liquido nella vasca di ossidazione e la
sedimentazione dei solidi. Si realizza insufflando minute bolle d’aria dal fondo di una vasca per provocare la
flottazione in superficie dei grassi e degli altri materiali, i quali sono poi rimossi da uno sfioratore meccanico.

EQUALIZZAZIONE ED OMOGENEIZZAZIONE: le acqua reflue possono avere portate e
concentrazioni molto variabili, soprattutto in presenza di un sistema fognario misto. La compensazione della
variabilità della portata è detta equalizzazione, quella della concentrazione è detta omogeneizzazione.
Queste si ottengono con una vasca di accumulo che funge da stoccaggio preliminare, da cui poi vengono
inviate all’impianto acque reflue con portate e composizione il più costanti possibile.
TRATTAMENTO PRIMARIO
Questo trattamento viene anche definito sedimentazione primaria, nella quale si
sfrutta la forza di gravità per separare dall’acqua le particelle solide sedimentabili
caratterizzate dal peso specifico maggiore di quello dell’acqua. Questo processo si realizza
ponendo in condizioni di relativa quiete i liquami provenienti dai trattamenti preliminari.
I materiali più pesanti sedimentano nel fondo delle vasche, mentre quelli più
leggeri si raccolgono in superficie. Questi materiali si distinguono in granulari e flocculenti: i
primi sono tipo sabbie o polveri i cui granuli sedimentano individualmente, i secondi di natura
inorganica ed organica, come i fanghi biologici, tendono ad aggregarsi formando fiocchi di
dimensioni e velocità di sedimentazione crescente.
I sedimentatori sono solitamente di forma rettangolare o circolare, dotati, secondo
la forma di raschiatori a catena o a pettine nei primi e a braccio nei secondi. Il materiale
depositato viene spinto verso un pozzetto e successivamente estratto.
Il materiale raccolto
successivamente alla discarica.
viene
trasportato
e
inviato
alla
disidratazione
e
TRATTAMENTI SECONDARI
Questa fase comprende due trattamenti:
• trattamento biologico o fase ossidativa
• sedimentazione secondaria
Nella fase di ossidazione i protagonisti sono i batteri, che nutrendosi di sostanza organica in
parte la mineralizzano in acqua, anidride carbonica e composti azotati, e in parte la
convertono nelle loro strutture cellulari.
Nel caso in cui la biomassa batterica che si forma durante la depurazione, rimanga dispersa
nel liquido, formando fiocchi; avremo sistemi di depurazione a biomassa dispersa, che
comprendono:
- impianti a fanghi attivi
-
- stagni biologici
Invece, nel caso in cui la biomassa batterica rimanga attaccata ad una superficie inerte,
ricoprendola con un film (pellicola) avremo sistemi di depurazione a biomassa adesa, che
comprendono:
- filtri percolatori
- biodischi.
SISTEMI A BIOMASSA DISPERSA: IMPIANTI A FANGHI ATTIVI.
Gli impianti a fanghi attivi sono i più diffusi e vengono utilizzati per il trattamento dei reflui di centri abitati.
I fanghi attivi sono costituiti dalla biomassa batterica dispersa sotto forma di piccoli fiocchi che si formano,
tramite flocculazione, nella vasca di ossidazione dove viene mantenuto costantemente un ambiente aerobico,
che permette di ottenere una migliore efficienza nell’azione dei batteri. L’aerazione è assicurata da mezzi
meccanici posti in superficie (turbine, spazzole rotanti) o mediante insufflazione di aria dal fondo (vedi foto);
questi sistemi producono turbolenza nella massa liquida (favorendo l’incontro e l’unione delle particele),
garantendone l’areazione e il completo rimescolamento. La miscela di fanghi attivi e liquido passa quindi
dalla vasca di ossidazione a quella di sedimentazione secondaria, in cui le due componenti vengono
separate; il liquido in uscita è depurato.
SISTEMI A BIOMASSA DISPERSA: STAGNI BIOLOGICI
Gli stagni biologici o lagune sono sistemi di trattamento molto semplici, essendo costituiti da grandi bacini
artificiali in cui viene immesso il liquame da trattare; i solidi sedimentano, mentre le frazioni non sedimentabili
e disciolte nel liquame vengono in parte degradate dai batteri. Il processo depurativo non è suddiviso in
diversi stadi ma si concentra in un unico bacino. I liquami vengono immessi nei bacini con un carico organico
di norma molto basso, mentre il tempo di resistenza idraulica è elevato (50-150 gg). Il fango che si produce è
ben stabilizzato.
I bacini vengono di solito scavati nel terreno e devono essere impermeabilizzati per evitare infiltrazioni nel
sottosuolo. Lo stagno biologico richiede la disponibilità di ampie superfici in rapporto alla quantità di liquami
trattati, ma i dispositivi tecnologici e i consumi energetici sono molto bassi o nulli; queste caratteristiche lo
rendono una soluzione idonea per il trattamento di reflui di piccole comunità.Un limite dei sistemi di
lagunaggio sono i cattivi odori e la presenza di insetti.
SISTEMI A BIOMASSA ADESA: FILTRI PERCOLATORI
Il filtro è costituito da una vasca, che di solito ha forma cilindrica, riempita con materiale inerte poroso sul
quale si sviluppa la pellicola di batteri (biofilm).
Il liquame viene immesso dall’alto con irrorazione a spruzzo e percola lentamente attraverso il letto poroso; i
materiali organici in sospensione nel liquame rimangono adsorbiti sul biofilm, quelli in soluzione lo
attraversano e sono degradati dai batteri.
Lo spessore del biofilm è costante nel tempo, in quanto le parti più esterne si staccano regolarmente e
fuoriescono insieme all’acqua trattata. Sul fondo del filtro percolatore vengono raccolti i fanghi e l’acqua, che
sono poi inviati ad un sedimentatore secondario che separa le due frazioni.
In Italia, i filtri percolatori sono impiegati solo per impianti di piccole dimensioni.
SISTEMI A BIOMASSA ADESA: BIODISCHI
Un impianto a biodischi ( o dischi biologici) è formato da una vasca semicilindrica, disposta orizzontalmente,
in cui scorre il liquame e nella quale è alloggiata una serie di dischi (con diametri compresi fra 1 e 3 metri,
realizzati con materiale plastico)fissati ad un albero rotante centrale. I dischi vengono fatti ruotare lentamente
e la loro superficie risulta alternativamente immersa nel liquame e a contatto con l’aria. Sulla superficie dei
dischi si forma una pellicola biologica, simile a quella dei filtri percolatori, che svolge la funzione depurativa.
Lo spessore della pellicola rimane costante, in quanto il biofilm, man mano che si ispessisce, si distacca e
cade nel liquame. Un sedimentatore secondario posto in coda all’unità a biodischi, separa la fase liquida
depurata dalla biomassa microbica (biofilm).
La vasca contenente i biodischi è chiusa nella parte superiore, al fine di mantenere uniforme la temperatura.
I TRATTAMENTI TERZIARI
L’obiettivo principale di questi trattamenti è la rimozione dei composti di azoto e fosforo presenti in soluzione
nell’effluente dell’impianto di depurazione, con lo scopo di limitare gli effetti eutrofizzanti nel corpo idrico
recettore.
L’efficienza della rimozione di azoto e fosforo oscilla fra l’80 e il 90%.
RIMOZIONE DELL’AZOTO
Interessa le forme minerali e solubili dell’azoto, che non vengono separate con la sedimentazione dei fanghi;
è un processo di natura biologica ed avviene in due stadi:
Nel primo stadio l’ammoniaca viene ossidata a nitrato, grazie ad una serie di reazioni operate da batteri in
ambiente aerobico. I batteri che svolgono quest’ossidazione sono batteri chemiosintetici in grado di
organicare il carbonio inorganico sfruttando come fonte di energia l’ossidazione di composti ridotti dell’azoto. I
Nitrosomonas ossidano l’ammoniaca a nitrito; mentre i Nitrobacter ossidano il nitrito a nitrato.
Nel secondo stadio i nitrati vengono denitrificanti ad azoto molecolare gassoso, ad opera di diversi generi di
batteri eterotrofi, quali ad esempio Pseudomonas e Bacillus, che, in ambiente anossico, utilizzano i nitrati
come composto ossidante in sostituzione dell’ossigeno.
RIMOZIONE DEL FOSFORO
Può essere effettuata per via biologica, grazie a batteri che sono in grado di assumere fosforo oltre le usuali
esigenze metaboliche, rimuovendolo dall’effluente depurato.
Esistono alcuni sistemi per la rimozione biologica del fosforo, il cui principio si basa su un’unità depurativa in
cui si alterna una condizione anaerobica ad una aerobica; questo dispositivo è in grado di indurre un’elevata
assunzione di fosforo nei batteri.
Tuttavia, il trattamento più diffuso per la riduzione dei composti di fosforo è per via chimica: si immettono nel
reattore biologico dei reagenti (solitamente una soluzione di cloruro ferrico) in grado di far precipitare in forma
solida il fosforo disciolto.
TRATTAMENTO FINALE DI DISINFEZIONE
La disinfezione si effettua usualmente mediante un trattamento con reagenti chimici di norma
a base di cloro, con ozono, oppure con trattamenti fisici ( es: raggi ultravioletti).
Nel trattamento finale dei liquami, la clorazione, è sicuramente il metodo più utilizzato per la
sterilizzazione del liquame, sia grezzo che depurato.
La clorazione viene effettuata al fine di garantire che le acque in uscita dal depuratore
presentino delle analisi batteriologiche conformi ai limiti di accettabilità fissati dalla vigente
normativa, relativamente al contenuto residuo di coliformi e streptococchi; infatti, l’efficacia del
cloro è dovuta soprattutto alla sua azione ossidante ed al suo potere di uccidere gli organismi
sia animali che vegetali.
Come agente disinfettante è previsto l’utilizzo dell’ipoclorito di sodio in quanto richiede
modesti costi e non presenta particolari accorgimenti d’impiego.
SMALTIMENTO DEI FANGHI
I fanghi separati dal sedimentatore secondario vengono in parte reimmessi nella vasca di
ossidazione al fine di mantenere in essa una adeguata biomassa batterica; questo processo
viene detto ricircolo dei fanghi.
I fanghi che risultano in eccesso rispetto all’esigenza del ricircolo sono detti fanghi di supero
ed escono dalla linea di depurazione delle acque per entrare nella linea di trattamento dei
fanghi, che ha lo scopo di ridurne il volume, eliminando parte dell’acqua in essi contenuta
tramite ispessimento, e di abbassarne la putrescibilità.
Segue una disidratazione meccanica dei fanghi mediante presse a nastri filtranti; il fango
disidratato viene trasportato in appositi contenitori e può quindi essere smaltito in una
discarica controllata oppure in un sistema di compostaggio assieme ai rifiuti solidi urbani
oppure può essere utilizzato a scopo agronomico, Naturalmente in conformità alla
normativa vigente.
I RAGAZZI DELLA
Valentina Bedon
Sara Bonafin
Alessandro Dian
Alberto Gelati
Valentina Guglielmo
Antonio Guardalben
IV° A L.T.
Giulia Ghirardello
Francesca Manfrin
Diego Porfido
Martina Rizzi
Alexis Secondi
Gianna Vesentini
E insieme a noi:
gli allievi della V° A L.T.
i proff:
Elisabetta Negrini e Gilberto Magosso
Emanuela Zebini
Mario Salomoni