Materiali economici ed eco-sostenibili per la rimozione di inquinanti organici ed inorganici nel percolato da discarica di rifiuti urbani

Nonostante la tendenza degli ultimi anni ad evitare l’impiego di discariche per lo smaltimento dei rifiuti urbani, numerosi sono ancora i siti ad oggi attivi, senza contare quegli impianti chiusi meno di trenta anni fa che richiedono ancora speciali manutenzioni. Tra queste attenzioni, vi è la gestione del percolato da esse derivanti. Il percolato è definito dal D. Lgs n. 36 del 13 gennaio del 2003 come un refluo caratterizzato dalla presenza di inquinanti organici ed inorganici (la cui concentrazione dipende da numerosi fattori ambientali, merceologici e dalla fase di vita della discarica), derivante da processi biologici e chimico-fisici che si originano all’interno delle discariche, principalmente in seguito ad infiltrazione di acqua. In virtù della presenza di queste sostanze tossiche, e nel rispetto della legislazione vigente, sono state elaborate una serie di metodologie di trattamento del percolato volte ad abbattere sia il contenuto organico che quello inorganico. Tra queste vi sono le tecniche di adsorbimento. Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di testare adsorbenti economici ed eco-sostenibili nella rimozione dei contaminanti organici e inorganici presenti nel percolato di una discarica di rifiuti solidi urbani del territorio piemontese. Le due tipologie di materiali adsorbenti studiati sono stati i biochar, materiali derivanti dalla combustione di biomasse, solo recentemente studiati per applicazioni di rimozione di inquinanti, e le zeoliti. In dettaglio sono stati considerati sei biochar derivanti da differenti feedstock vegetali, e trattamenti termici (gassificazione e pirolisi) e due zeoliti, una chabasite di origine naturale e un setaccio molecolare 13X di sintesi. Per tutti gli adsorbenti è stata studiata la resa di rimozione di metalli pesanti, ammonio e contenuto organico (misurato come colore) a causa della loro pericolosità per l’uomo e per l’ambiente. È stata inoltre studiato l’effetto del dosaggio di materiale adsorbente (0.5, 1.5 e 3.5 g in 50 mL di percolato) sull’efficienza di rimozione degli inquinanti. Dai dati ottenuti è stato osservato come il biochar prodotto per gassificazione da matrici lignee derivate da pino, faggio e nocciolo dimostri un’efficienza di rimozione di metalli e colore superiore rispetto agli altri materiali adsorbenti testati (maggiore dell’80% per il Fe), mentre non si è rivelato in grado di rimuovere l’ammonio. Buone interazioni con tale molecola, invece, sono state osservate con le due zeoliti, ottenendo rese di rimozione superiori al 50%, indipendentemente dalla soluzione di attivazione testata (NaCl o NaOH). Infine, le proprietà chimico-fisiche dei biochar e le rese di rimozione precedentemente ottenute sono state trattate tramite l’analisi delle componenti principali (PCA), al fine di evidenziare possibili correlazioni e comprendere quali proprietà dei biochar influenzino il trattenimento degli inquinanti.