Biorisanamento di terreni contaminati da Cr(VI) e studio della dissoluzione dei metalli pesanti in acqua di falda conseguente la bonifica.

Il cromato [Cr(VI)], molto tossico, mutageno e cancerogeno, costituisce uno dei maggiori problemi legati all'inquinamento ambientale da metalli pesanti. Dal punto di vista biotico, numerosi microrganismi presenti nel suolo hanno la capacità di ridurre il Cr(VI) a Cr(III). Sfruttando tale capacità, il biorisanamento con nutrienti zuccherini costituisce un'alternativa di grande interesse alle tecnologie di risanamento tradizionali di tipo chimico-fisico attualmente in uso. Tale tecnica, sebbene semplice, poco invasiva ed economica, è interessata dalla problematica di ridissoluzione in acqua di falda di metalli pesanti quali Fe, Mn e Ni, naturalmente presenti nel terreno, costituenti o ancorati agli ossidi di ferro e manganese costituenti una frazione delle particelle del sedimento (speciazione secondo Tessier). Tale frazione è in natura poco mobile mentre, in condizioni fortemente riducenti, questi ossidi possono essere ridotti diventando assai più solubili, rilasciando i metalli su di essi legati. Tali condizioni riducenti si possono ottenere in seguito all'attività batterica opportunamente stimolata con nutrienti zuccherini per promuovere rapidamente la riduzione del Cr(VI) a Cr (III). Lo studio in campo di un sistema così complesso è spesso difficoltoso. Pertanto, per approfondire le conoscenze sui meccanismi coinvolti nel processo biologico di riduzione, è stata attuata in laboratorio una modellizzazione chimica della tecnica di biorisanamento, mediante il riducente NH2OH.HCl (idrossilammina cloridrato). Il sistema chimico, essendo un sistema semplificato rispetto al sistema biologico dal punto di vista della varietà composizionale, ha permesso la sperimentazione di validi rimedi alla problematica di ridissoluzione, quali la precipitazione dei metalli Fe, Mn, e Ni sia sotto forma di idrossidi, sia di solfuri metallici. Si è agito basificando il sistema per promuovere la formazione degli idrossidi metalli e, in un secondo momento, aggiungendo lo ione solfuro per precipitare i metalli sotto forma di solfuri. Oppure, ossigenando il sistema, portato a pH alcalino, per ottenere la precipitazione totale del Mn rendendo l'ambiente ossidante e riportando i metalli nel loro stato iniziale. Questo studio preliminare a livello chimico, ha permesso di meglio comprendere i processi coinvolti nel modello biologico, condotto, in laboratorio, mediante prove di riduzione biologica con glucosio puro, sciroppo di glucosio commerciale e melassa di canna da zucchero. I nutrienti zuccherini stimolano l'attività metabolica dei microorganismi presenti nel suolo che avviano la riduzione del Cr(VI). Si promuovono anche le condizioni riducenti opportune ai processi coinvolti nella ridissoluzione dei metalli. Elevati valori di pH e opportune concentrazioni di nutrienti impiegati favoriscono la cinetica di riduzione del Cr(VI) e rallentano il rilascio dei metalli. L'aggiunta dello ione solfuro non apporta miglioramenti significativi al sistema, mentre, dal modello chimico è emerso che ossigenare il sistema insufflando aria a valle dopo la quasi completa riduzione del Cr(VI), potrebbe essere un valido rimedio alla problematica riscontrata. Ciò permette di creare un ambiente ossidante che riporti il Fe, Mn e Ni allo stato precedente la bonifica.