The effects of anthropogenic activity on soil pollution are of increasing concern. In particular, potentially toxic elements (EPTs), the contaminants of greatest concern because they are ubiquitous, persistent and, at high concentrations, endanger the health of living organisms. This study was carried out on 2 different soils: a polluted one sampled in the urban area of Turin (A26) and an agricultural one to which metals were added 6 months before the start of the experimental work. The objective of the study was to test the effect of products from basic hydrolysis of compost and digestate produced from municipal waste on the mobility of EPTs. The best-performing products could be used for EPT stabilization or in soil remediation actions, such as through soil washing. The experimental plan involved urban soil sampling and characterization to define the amounts of EPT present. Having found EPT contamination in the first sample, particularly Pb, Zn and Cu, the agricultural soil was added with amounts similar to the first. The study continued with the choice of different hydrolysates based on experiences in the literature. The following products were chosen: a hydrolysate of mixed compost (SOS CVD), a hydrolysate of digestate from FORSU (SOS FORSUD), and two products derived from it after oxidation with ozone and ultrafiltration, carried out to divide the soluble organic matter present into size classes (SOS oz R750 and SOS oz P0.2). These 4 materials were placed in contact with the samples at different solute/solution ratios and for different extraction times their effect was compared with the effect of surfactants traditionally used in soil remediation. The effect of hydrolysis and oxidation products was studied by chemical analysis of soils and single and sequential extractions, with the aim of understanding from what fraction of soil the 'extraction occurred. Element behavior differed from treatment to treatment, depending on the compound, the concentration used and the ratio of product to soil. The best extractants for each element (SOS Forsud ozonated R750 for Cu, SOS CVD for Pb, and SOS Forsud R750 for Zn) resulted in 89% extraction of Cu from CLI soil and 100% from A26 soil, 85% and 100% of Pb from the two soils, and 84.94% from CLI and 100% from A26 of Zn, respectively. The SOS FORSUD material was the one that presented on average the best extraction percentages for all 3 elements, which is an interesting aspect since it would allow multiple ETPs to be acted upon simultaneously. Sequential extraction (BCR) performed after treatment with the 3 best extractables showed that Cu and Pb are most likely to be bound to the iron oxides, Cu also gave results during the first step as did Zn, which is therefore highly extracted in the fraction of exchangeables. The 'interesting aspect is the combined application of these extractives with soil remediation techniques such as soil flushing and soil washing.
Sono sempre più preoccupanti gli effetti dell’attività antropica sull’ inquinamento dei suoli. In particolare, gli elementi potenzialmente tossici (EPT), i contaminanti più preoccupanti in quanto ubiquitari, persistenti che, ad elevate concentrazioni, mettono a rischio la salute degli organismi viventi. Questo studio è stato effettuato su 2 suoli differenti: uno inquinato campionato nell’area urbana di Torino (A26) ed uno agricolo a cui sono stati addizionati i metalli 6 mesi prima dell’inizio del lavoro sperimentale. L‘obiettivo dello studio è stato quello di testare l’effetto di prodotti derivanti dall’idrolisi basica di compost e digestato prodotti a partire da rifiuti urbani sulla mobilità degli EPT. I prodotti con le migliori performance potrebbero essere utilizzati per la stabilizzazione degli EPT o in azioni di bonifica dei suoli, ad esempio tramite il lavaggio dei suoli. Il piano sperimentale ha previsto il campionamento del suolo urbano e la sua caratterizzazione per definire le quantità di EPT presenti. Riscontrata una contaminazione da EPT nel primo campione, in particolare da Pb, Zn e Cu, il suolo agricolo è stato addizionato con quantitativi simili al primo. Lo studio è proseguito con la scelta di diversi idrolizzati in base alle esperienze presenti in letteratura. Sono stati scelti i seguenti prodotti: un idrolizzato di compost misto (SOS CVD), un idrolizzato di digestato da FORSU (SOS FORSUD) e due prodotti derivanti da questo dopo ossidazione con ozono e ultrafiltrazione, effettuata per dividere in classi dimensionali la sostanza organica solubile presente (SOS oz R750 e SOS oz P0.2). Questi 4 materiali sono stati posti a contatto con i campioni a diversi rapporti soluto/soluzione e per diversi tempi di estrazione il loro effetto è stato confrontato con l’effetto di tensioattivi tradizionalmente impiegati nelle bonifiche dei suoli. L’effetto dei prodotti di idrolisi e ossidazione è stato studiato tramite analisi chimiche dei suoli ed estrazioni singole e sequenziali, con l’obiettivo di capire da che frazione di suolo è avvenuta l’ estrazione. Il comportamento degli elementi è risultato diverso da trattamento a trattamento, a seconda del composto, della concentrazione usata e del rapporto fra prodotto e suolo. I migliori estraenti per ogni elemento (il SOS Forsud ozonizzato R750 per il Cu, il SOS CVD per il Pb ed il SOS Forsud R750 per lo Zn) hanno portato ad una estrazione rispettivamente dell’89% del Cu dal suolo CLI e del 100% dal suolo A26, dell’85% e del 100% del Pb dai due suoli e del 84,94% dal CLI e 100% dal A26 di Zn. Il materiale SOS FORSUD è stato quello che ha presentato in media le percentuali di estrazione migliori per tutti e 3 gli elementi, aspetto interessante poiché permetterebbe di intervenire su più ETP contemporaneamente. L’estrazione sequenziale (BCR) effettuata dopo il trattamento con i 3 migliori estraenti ha evidenziato che il Cu e il Pb risultano legati molto probabilmente agli ossidi di ferro, il Cu inoltre ha dato risultati anche durante il primo step come anche lo Zn che risulta quindi molto estratto nella frazione degli scambiabili. L’ aspetto interessante è l’applicazione combinata di questi estraenti con tecniche di risanamento del suolo quali ad esempio il soil flushing ed il soil washing.
Utilizzo di idrolizzati derivanti da biomasse di scarto nella bonifica di suoli contaminati da metalli
ALFARANO, LUCA
2021/2022
Abstract
Sono sempre più preoccupanti gli effetti dell’attività antropica sull’ inquinamento dei suoli. In particolare, gli elementi potenzialmente tossici (EPT), i contaminanti più preoccupanti in quanto ubiquitari, persistenti che, ad elevate concentrazioni, mettono a rischio la salute degli organismi viventi. Questo studio è stato effettuato su 2 suoli differenti: uno inquinato campionato nell’area urbana di Torino (A26) ed uno agricolo a cui sono stati addizionati i metalli 6 mesi prima dell’inizio del lavoro sperimentale. L‘obiettivo dello studio è stato quello di testare l’effetto di prodotti derivanti dall’idrolisi basica di compost e digestato prodotti a partire da rifiuti urbani sulla mobilità degli EPT. I prodotti con le migliori performance potrebbero essere utilizzati per la stabilizzazione degli EPT o in azioni di bonifica dei suoli, ad esempio tramite il lavaggio dei suoli. Il piano sperimentale ha previsto il campionamento del suolo urbano e la sua caratterizzazione per definire le quantità di EPT presenti. Riscontrata una contaminazione da EPT nel primo campione, in particolare da Pb, Zn e Cu, il suolo agricolo è stato addizionato con quantitativi simili al primo. Lo studio è proseguito con la scelta di diversi idrolizzati in base alle esperienze presenti in letteratura. Sono stati scelti i seguenti prodotti: un idrolizzato di compost misto (SOS CVD), un idrolizzato di digestato da FORSU (SOS FORSUD) e due prodotti derivanti da questo dopo ossidazione con ozono e ultrafiltrazione, effettuata per dividere in classi dimensionali la sostanza organica solubile presente (SOS oz R750 e SOS oz P0.2). Questi 4 materiali sono stati posti a contatto con i campioni a diversi rapporti soluto/soluzione e per diversi tempi di estrazione il loro effetto è stato confrontato con l’effetto di tensioattivi tradizionalmente impiegati nelle bonifiche dei suoli. L’effetto dei prodotti di idrolisi e ossidazione è stato studiato tramite analisi chimiche dei suoli ed estrazioni singole e sequenziali, con l’obiettivo di capire da che frazione di suolo è avvenuta l’ estrazione. Il comportamento degli elementi è risultato diverso da trattamento a trattamento, a seconda del composto, della concentrazione usata e del rapporto fra prodotto e suolo. I migliori estraenti per ogni elemento (il SOS Forsud ozonizzato R750 per il Cu, il SOS CVD per il Pb ed il SOS Forsud R750 per lo Zn) hanno portato ad una estrazione rispettivamente dell’89% del Cu dal suolo CLI e del 100% dal suolo A26, dell’85% e del 100% del Pb dai due suoli e del 84,94% dal CLI e 100% dal A26 di Zn. Il materiale SOS FORSUD è stato quello che ha presentato in media le percentuali di estrazione migliori per tutti e 3 gli elementi, aspetto interessante poiché permetterebbe di intervenire su più ETP contemporaneamente. L’estrazione sequenziale (BCR) effettuata dopo il trattamento con i 3 migliori estraenti ha evidenziato che il Cu e il Pb risultano legati molto probabilmente agli ossidi di ferro, il Cu inoltre ha dato risultati anche durante il primo step come anche lo Zn che risulta quindi molto estratto nella frazione degli scambiabili. L’ aspetto interessante è l’applicazione combinata di questi estraenti con tecniche di risanamento del suolo quali ad esempio il soil flushing ed il soil washing.| File | Dimensione | Formato | |
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