CARATTERIZZAZIONE E BONIFICA DI SITI CONTAMINATI
Le urgenze legate al risanamento ambientale di un numero sempre crescente di matrici contaminate spingono verso lo sviluppo di tecnologie innovative di caratterizzazione e di intervento che consentano un rapido ed efficiente recupero delle aree da bonificare e di esplorare nuove potenzialità microbiche per la biodegradazione di contaminanti inclusi quelli emergenti
Obiettivi
- Sviluppo di nuove tecnologie di bonifica
- tecnologie di biorisanamento in situ con minimo impatto ambientale e costi sostenibili basate sulla capacità dei microrganismi ambientali di metabolizzare un gran numero di sostanze organiche di origine xenobiotica quali solventi clorurati, pesticidi, PCB e, recentemente, contaminanti emergenti
- nuove e più sostenibili tecnologie di risanamento basate sull’impiego di elettrodi come donatori o accettori di elettroni nel metabolismo microbico
- biorimedio fitoassistito o fitorimedio bioassitito o pianta assistito, che sfrutta l’azione sinergica che si instaura nella rizosfera tra l’apparato radicale delle piante e i microorganismi per rimuovere, trasformare o contenere sostanze tossiche presenti nei sedimenti, acque e suoli
- trattamenti di ossidazione avanzata (AOP), basati principalmente su processi di ozonizzazione potenziati con acqua ossigenata e processi UV potenziati con acqua ossigenata e/o catalizzatori, per la bonifica di acque e/o suoli/sedimenti contaminati da composti organici tossici
- trattamenti con polimeri adsorbenti per il biorisanamento ex situ di suoli contaminati
- trattamenti di macinazione meccanica ad alta energia in grado di incrementare le potenzialità catalitiche dei substrati naturali e gli ossidi/idrossidi, nella degradazione di xenobiotici organici e nell’immobilizzazione di quelli inorganici
- Definizione e sfruttamento delle potenzialità metaboliche di batteri ambientali e loro impiego ai fini del biorisanamento di matrici contaminate mediante l’applicazione di tecnologie biomolecolari avanzate incluse le tecniche omiche
- Sviluppo di metodologie innovative per la caratterizzazione, il monitoraggio ed il recupero ambientale di aree inquinate e/o interessate da altri rilevanti fenomeni di degrado (erosione, impoverimento sostanza organica, desertificazione, ecc)
Rilievo
La rimozione di inquinanti organici da siti contaminati è una problematica di rilievo sia nazionale che internazionale e la disponibilità di soluzioni tecnologiche alternative ai trattamenti di risanamento ex-situ convenzionalmente utilizzati suscita notevole interesse. In questo contesto si collocano sia le tecnologie ex situ avanzate, in grado di rispondere in tempi rapidi e in modo efficiente a necessità di interventi di bonifica spinti, sia le tecnologie innovative di biorisanamento in situ, che sfruttano le potenzialità metaboliche dei microrganismi presenti nelle matrici contaminate con un maggior controllo della velocità e della resa del processo biodegradativo. Inoltre, il biorimedio fito-assistito è un intervento di risanamento naturale di particolare rilievo nei casi di aree interessate da contaminazione superficiale, diffusa e multipla
Ambito internazionale
Biorisanamento di acque e sedimenti marini contaminati da petrolio: Progetto Europeo FP7 “KILL-SPILL” “Integrated biotechnological solutions for combating marine oil spills”
Ambito nazionale
In ambito nazionale, per le attività inerenti alla tematica in oggetto sono stati attualmente ottenuti i seguenti principali finanziamenti: Progetto bandiera “Ritmare”; Progetto Cariplo bando 2015 “BEVERAGE” (“Bioelectrochemical remediation of groundwater plumes”); progetti con Pubbliche amministrazioni/istituzioni (Commissario Straordinario per le bonifiche di Taranto, Assessorato all’ambiente, rifiuti e bonifiche della Regione Puglia, Autorità di Bacino della Regione Puglia; Policlinico di Bari, Protezione Civile; Provincia di Taranto, Comune di Gallipoli) ed Industrie e imprese del territorio nazionale quali, ASI, Sitael spa, CISA Spa, SIT spa, Progeva s.r.l., tutte le imprese afferenti al DIPAR (distretto produttivo ambiente e riutilizzo), Sysman Progetti & Servizi srl, Ingloba360 srl, Siconet srl, SIT srl.
Attività in corso
- Individuazione di configurazioni reattoristiche e condizioni di processo idonee allo “scaling-up” delle tecnologie bioelettrochimiche di risanamento
- Isolamento di ceppi microbici altamente performanti per la biodegradazione di contaminanti quali solventi clorurati, PCB, idrocarburi e contaminanti emergenti; definizione di specifici biomarcatori ambientali (microrganismi, e geni funzionali) per la valutazione predittiva del potenziale di biorecupero di falde acquifere e sediment marini contaminati
- Applicazione della tecnica di ozonizzazione in fase eterogenea, anche potenziata mediante l’aggiunta di acqua ossigenata, per la bonifica di suoli e sedimenti marini contaminati da PoliCloroBifenili (PCB)
- Applicazione di polimeri assorbenti al biorisanamento ex-situ di suoli contaminati mediante un processo di estrazione-biorigenerazione
- Realizzazione di eco-diagnosi di aree interessate da inquinamento, finalizzate all’identificazione della tipologia di contaminazione e della valutazione dei relativi impatti sulle matrici ambientali. A tal riguardo, la creazione di geodatabase sito-specifici per la gestione dei dati ambientali è funzionale alla definizione di un quadro conoscitivo territoriale integrato, utilizzabile per l’identificazione delle più opportune strategie di mitigazione/bonifica per contrastare problematiche ambientali in atto nelle aree investigate (inquinamento, ecc)
- Principali meccanismi di degradazione di xenobiotici organici (catecolo e pentalocrofenolo) in interazioni meccanochimiche con substrati catalitici quali alcune specifici minerali argillosi (smectiti di- e tri-ottaedriche)
Sviluppi futuri
- Scale-up delle tecnologie in esame ed applicazione per la degradazione di contaminanti ambientali emergenti mediante la selezione di ulteriori composti tra i più diffusi, valutandone la potenziale biodegradazione da parte dei microrganismi nativi delle diverse matrici ambientali, e caratterizzando i consorzi microbici dotati di capacità degradative
- Tecnologie ex situ: scale-up della tecnologia AOP e biorisanamento ex-situ per il recupero di matrici ambientali contaminate mediante l’esecuzione di sperimentazioni in scala pilota e valutazione di dettaglio dei costi operativi del trattamento di bonifica
- Definizione dei principali meccanismi di interazione tra le specie vegetali saggiate ed i microorganismi della rizosfera direttamente coinvolti nei processi di biodegradazione dei policlorobifenili (PCB) e di fitostabilizzazione degli inquinanti inorganici (metalli pesanti)
- Sviluppo di nuovi protocolli sperimentali per la caratterizzazione e il monitoraggio di siti contaminati e degradati, attraverso l'integrazione di dati acquisiti mediante tecniche investigative differenti (tecnologie chimiche, biomolecolari, tecniche di proximal and remote sensing ed indagini geofisiche con georadar, ERT)
- Messa a punto di nuovi protocolli sperimentali meccanochimici per trattamenti di decontaminazione dei suoli inquinati da xenobiotici organici clorurati, da sviluppare in reattori meccanochimici a scala semi-industriale