Valutazione dell'applicabilità della tecnologia di decontaminazione elettrocinetica ad un caso reale: sperimentazione, modellizzazione computazionale e analisi di sostenibilità LCA

Abstract

Il mercurio (Hg) `e un metallo pesante tossico e rappresenta un inquinante globale che pu`o provocare gravi effetti negativi sulla salute umana e sugli ecosistemi. Tra i danni pi`u rilevanti causati da questa sostanza vi sono le lesioni al sistema nervoso centrale, che possono diventare permanenti. Particolarmente vulnerabili ai suoi effetti sono i feti, i neonati e i bambini, a causa della loro maggiore suscettibilit`a. Sebbene il mercurio sia presente in natura in alcune formazioni minerali, le attivit`a antropogeniche rappresentano oggi la principale fonte di emissioni in atmosfera e di rilasci nell’acqua e nel suolo, contribuendo alla sua diffusione ambientale. In questo contesto, la tecnologia di decontaminazione elettrocinetica (EKRT) `e oggetto di grande interesse tra i processi di bonifica poich´e potenzialmente efficace per la rimozione del contenuto di mercurio nel suolo. Essa sfrutta l’applicazione di campi elettrici per indurre il trasporto e la rimozione degli inquinanti dal suolo, il quale `e preventivamente saturato con una apposita soluzione elettrolitica per favorire il processo di bonifica. Il seguente lavoro mira a verificare l’applicabilit`a di suddetta tecnologia a un caso reale di contaminazione da mercurio. L’attivit`a si `e focalizzata in primis sull’analisi sperimentale del suolo contaminato, che `e stato oggetto di una approfondita caratterizzazione presso i laboratori UNIGE. Successivamente il focus si `e spostato sulla modellizzazione del processo di decontaminazione su scala pilota, effettuando quindi uno scale-up della parte sperimentale tramite un software simulativo, e correlando cos`ı le analisi effettuate in laboratorio e i dati trovati in bibliografia al fine di ottimizzare il processo di desorbimento e rimozione del contaminante target. Infine si `e provveduto a svolgere un’analisi di sostenibilit`a del ciclo di vita (LCA) al fine di valutare l’impatto ambientale del processo in oggetto.

Mercury (Hg) is a toxic heavy metal and a global pollutant that can cause serious adverse effects on human health and ecosystems. Among the most significant damages caused by this substance are injuries to the central nervous system, which can become permanent. Particularly vulnerable to its effects are foetuses, infants and children, due to their increased susceptibility. Although mercury occurs naturally in some mineral formations, anthropogenic activities are now the main source of atmospheric emissions and releases to water and soil, contributing to its environmental diffusion. In this context, electrokinetic decontamination technology (EKRT) is of great interest among remediation processes as it is potentially effective in removing mercury content in soil. It exploits the application of electric fields to induce the transport and removal of pollutants from the soil, which is pre-saturated with a special electrolyte solution to aid the remediation process. The following work aims to verify the applicability of this technology to a real case of mercury contamination. The activity focused first of all on the experimental analysis of the contaminated soil, which was thoroughly characterised at the UNIGE laboratories. Subsequently, the focus shifted to the modelling of the decontamination process on a pilot scale, thus carrying out a scale-up of the experimental part by means of simulative software, and thus correlating the analyses carried out in the laboratory and the data found in the bibliography in order to optimise the process of desorption and removal of the target contaminant. Finally, a life-cycle sustainability analysis (LCA) was carried out in order to assess the environmental impact of this process.