Le innovazioni tecnologiche nel settore della caratterizzazione e bonifica dei siti contaminati

Enrico Brugnoli
Carmine Massarelli
Cacucci Editore, 2014
ISBN 978-88-6611-364-5


Indice dell'Opera

Premessa

Introduzione

Tecnologie innovative nell’ambito bonifica

Degradazione di contaminanti organici in acque di falda contaminate mediante trattamenti avanzati di ossidazione

La tecnologia proposta consiste nell’utilizzare i trattamenti avanzati di ossidazione (advanced oxidation technologies, AOT) che impiegano radiazione ultravioletta (UV) ed acqua ossigenata (H2O2), UV e biossido di titanio (TiO2), radiazione ultravioletta ed ozono, per la rimozione di inquinanti organici in acque sotterranee contaminate. In situazioni in cui la decontaminazione degli acquiferi inquinati debba avvenire in tempi brevi, ossia tali da non consentire di ricorrere a processi di "cle...

Fitorimedio bioassistito

Nell’ambito delle strategie di fitorimedio, il fitorimedio bioassistito è una tecnica, messa a punto dal CNR, per ridurre al di sotto dei limiti di legge la concentrazione di alcuni contaminanti cloro-organici del suolo sfruttando le interazioni che si instaurano tra le piante ed i microrganismi della rizosfera. Le piante arboree, selezionate con cura ed utilizzate in impianti agro-forestali ad alta densità e a turno breve, favoriscono un’elevata e omogenea produzione di radici nel suolo che ...

Risanamento biologico di falde e suoli contaminati da inquinanti organici persistenti

Si propone una metodologia mirata a valutare la potenzialità di risanamento biologico di acque di falda e suoli contaminati da composti organici persistenti. Attraverso studi sito-specifici si ottengono le informazioni necessarie alla selezione e alla corretta progettazione di un opportuno intervento di trattamento biologico. La metodologia prevede la conduzione di studi di trattabilità in scala laboratorio, nei quali vengono riprodotte le condizioni presenti nel sito contaminato e vengono de...

Microalghe e cianobatteri per integrare il biorimedio con la produzione di biocombustibile

Questa tecnologia integra l’utilizzo di microalghe e cianobatteri per il biorimedio con la produzione di biocarburanti di terza generazione e di altri composti ad alto valore aggiunto (es. proteine). Questi microrganismi autotrofi sono, infatti, in grado di fissare CO2 e produrre, con un’elevata efficienza, lipidi che possono essere successivamente trasformati in biodiesel. Contestualmente, è possibile utilizzare le microalghe e i cianobatteri per un trattamento terziario delle acque reflue, ...

Tecnologie meccanochimiche per la decontaminazione dei suoli inquinati da xenobiotici organici ed inorganici basate sull'utilizzo di substrati argillosi ed ossidi/idrossidi

I trattamenti meccanochimici, detti anche macinazione meccanica ad alta energia, sono delle tecnologie moderne di decontaminazione di siti inquinati. Essi sono realizzati mediante mulini ad alta energia nei quali si consegue l’ultra-macinazione a secco. Tali trattamenti sono in grado di incrementare le potenzialità catalitiche dei substrati naturali, come ad esempio le argille (e/o suoli a dominante argillosa) e gli ossidi/idrossidi, nella degradazione di xenobiotici organici e nell’immobiliz...

Bonifica in situ di suoli con il Bioventing passivo

La presente innovazione è finalizzata a gestire efficacemente interventi di bioventing passivo ottimizzando la conduzione delle operazioni di campo sulla scorta del monitoraggio di parametri rilevati in situ e/o derivanti dal stazioni meteorologiche presenti nell’area. Come noto, il bioventing passivo è la tecnica di bonifica biologica che, basandosi sulle differenze di pressione tra l’atmosfera ed il soil-gas, permette all’aria, attraverso una valvola unidirezionale montata in testa ad un po...

TPPBs (Two-Phase Partitioning Bioreactors)

La tecnologia proposta prevede l’applicazione dei reattori a doppia fase (TPPBs Two-Phase Partitioning Bioreactors) in combinazione con un processo di estrazione solido-solido per il biorisanamento ex situ di suoli contaminati. Il principio di funzionamento dei TPPBs è basato sull’impiego di una fase di partizione (solvente organico o polimero) biocompatibile con la biomassa ed in grado di immagazzinare elevate quantità di contaminante che si distribuisce, in funzione del coefficiente di part...

Strategie per il risanamento di acque di vegetazione reflue dell'industria olearia mediante utilizzo di microrganismi autoctoni non convenzionali

L’approccio utilizzato è di tipo biotecnologico e prevede l’impiego di nuovi microrganismi isolati da differenti fonti ambientali con capacità di metabolizzare i composti tossici contenuti nelle acque di vegetazione (AV) e ridurne quindi il carico inquinante. I microrganismi possono essere prodotti come starter per la fermentazione e il trattamento delle AV in forma di cellule libere o immobilizzate. In tal modo si può ottenere una riduzione sensibile, dal 30 al 50%, della domanda chimica di ...

Tecnologie innovative negli ambiti caratterizzazione e monitoraggio

Sviluppo ed integrazione di metodologie e tecniche chimico-biofisiche per la caratterizzazione ed il monitoraggio di siti inquinati

La tecnologia proposta si basa sullo sviluppo ed applicazione di un sistema integrato di monitoraggio finalizzato alla caratterizzazione e controllo della qualità del sistema aria-suolo in aree contaminate. Particolare attenzione è dedicata al monitoraggio del particolato atmosferico fine ed ultrafine (PM 2.5 e PM1), alla sua caratterizzazione chimica (elementi in traccia come Al, Cd, Cr, Pb, Mn,Zn ecc.), trasporto e ricaduta al suolo. Il particolato immesso in atmosfera rappresenta un’import...

Protocolli di laboratorio e strumenti bioinformatici innovativi per l'analisi composizionale dei microbiomi ambientali

La tecnologia proposta permette la caratterizzazione tassonomica di intere comunità microbiche (analisi del microbioma) di campioni provenienti da ambienti specifici e selezionati. La tecnologia "metagenomica" consente di individuare, e caratterizzare a livello molecolare i microrganismi presenti in un preciso habitat utilizzando specifici protocolli di laboratorio biomolecolare e strumenti di analisi bioinformatica. In particolare, i primi includono procedure sperimentali per l’estrazione de...

Caratterizzazione di siti contaminati attraverso utilizzo di immagini nel visibile vicino infrarosso e termico da piattaforma aerea

L’utilizzo di immagini nel visibile/vicino infrarosso (VNIR) e termiche (TIR) acquisite da piattaforme remote (aerei o satelliti) permette di acquisire utili informazioni sui siti contaminati in funzione delle loro caratteristiche spettrali, spesso non riconoscibili ad occhio nudo. Sfruttando quella che viene definita "firma spettrale" identificativa di ogni oggetto (di seguito illustrata) è pertanto possibile riconoscere alcune caratteristiche peculiari del sistema oggetto di investigazione....

Sequenziamento massale di acidi nucleici e genomica in campo agro-alimentare e ambientale

La tecnologia di sequenziamento massale di acidi nucleici su piattaforma Illumina appartiene alle tecnologie di next-generation-sequencing (NGS) ad elevata processività. Il sequenziamento è realizzato su una miscela di frammenti di acidi nucleici (DNA o cDNA retrotrascritti da RNA) opportunamente preparati, che prendono il nome di librerie. Queste sono covalentemente legate ad un supporto solido (flow cell) e servono da stampo per l’incorporazione enzimatica, mediata da una DNA polimerasi, di...

Tecniche Geofisiche di tipo EM per la caratterizzazione ed il monitoraggio di siti contaminati

L’inquinamento dei suoli, delle acque superficiali e sotterranee è un fenomeno che interessa tutti i siti altamente antropizzati del pianeta e che talvolta investe aree di particolare pregio ambientale e/o architettonico. Pertanto, l’efficacia della caratterizzazione ed il monitoraggio degli effetti sull’ambiente è strettamente condizionata dalla conoscenza delle caratteristiche del sito e delle tecnologie di intervento, dai loro costi e dalla consapevolezza dei benefici ottenibili. Per model...

Biomonitoraggio dei processi di degradazione di contaminanti in matrici ambientali

Il monitoraggio di siti contaminati mediante tecniche di analisi avanzate permette di rilevare i microorganismi coinvolti nei processi di biodegradazione degli inquinanti nelle matrici ambientali (acqua, suolo e sedimento). L’approccio proposto consiste in una combinazione di metodologie biomolecolari che consente in modo rapido e specifico di valutare la presenza e l’attività di specifici batteri, anche detti biomarcatori, coinvolti nella degradazione di sostanze inquinanti. Nel manuale si r...

Quasi-Steady Centrifuge Method

Quasi-Steady Centrifue Method" (QSC method) è un metodo innovativo da annoverare tra i metodi avanzati di caratterizzazione idrogeologica dei siti contaminati. Messo a punto contestualmente alla progettazione di un nuovo apparato sperimentale consente la misura diretta delle proprietà idrauliche di mezzi porosi in condizioni di saturazione variabile. Si basa sull’impiego della forza centrifuga per la determinazione diretta della conducibilità idraulica, K, di rocce porose in tutto il range di...

Metodo per la valutazione enzimatica della tossicità di matrici acquose ambientali

L’invenzione consiste in un metodo brevettato (brevetto n. MI2008A008813) per la misura del grado di tossicità di campioni ambientali dovuta a inquinanti chimici organici e inorganici in modo rapido, semplice, a basso costo e senza l’utilizzo di organismi vivi. L’idea innovativa alla base del presente metodo consiste nella misura in vitro del grado di inibizione dell’enzima anidrasi carbonica come strumento di rivelazione della tossicità generale di campioni ambientali, intendendo per tossici...

Caratterizzazione chimica di campioni di acqua della Basilicata

La qualità delle acque destinate ad uso potabile è una delle problematiche dei nostri tempi, in quanto in essa convergono le esigenze della salute pubblica e di tutela ambientale. Sempre più si è andato diffondendo il consumo delle acque cosiddette minerali, per le loro caratteristiche chimico-fisiche e per il ruolo svolto nei processi digestivi e diuretici; tuttavia, non mancano in letteratura scientifica, prove a sostegno dell’ipotesi che determinate tipologie di acque minerali possono cont...

Misure fisico chimiche e metodi di analisi multidimensionale per la caratterizzazione di siti contaminati. Misure di suscettività magnetica ed indici sintetici multivariati

La metodologia integra misure in situ ed in laboratorio di parametri elettromagnetici e chimici del suolo a tecniche di analisi multivariata. Le misure di parametri elettromagnetici di suolo e sottosuolo sono non invasive e hanno il pregio di combinare un basso costo di esplorazione ed un’elevata accuratezza nello studio della dinamica spazio-temporale dei fenomeni di degrado ambientale. Esse si prestano all’integrazione con tecniche convenzionali analitiche di determinazione di contaminanti ...

Apparato per il riscaldamento del sottosuolo

Una nuova classe di tecnologie è stata progettata e realizzata in forma di prototipi e dimostratori, che includono uno o più pompe centrifughe e reattori a cavitazione idrodinamica, sono alimentati dalla sola elettricità e comprendono soltanto componenti commerciali non proprietarie, destinati prioritariamente a conseguire la più efficiente conversione elettrotermica possibile in impianti autonomi. Un processo conseguente alla cavitazione idrodinamica è la focalizzazione della conversione ele...

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