Nell' aprile del 1995, a seguito di controlli dei serbatoi dell'impianto di distribuzione carburanti Q8 di viale Fulvio Testi, in territorio comunale di Cinisello Balsamo (MI), è stata verificata una perdita accidentale di carburante dauno dei contenitori interrati, destinato al deposito di benzina super. Non è stato possibile eseguire una definizione di dettaglio di carburante disperso, in quanto la perdita probabilmente si è protratta per un arco di tempo di alcuni mesi: sulla base di stime sommarie,comunque è stato possibile valutare la perdita in circa 4000 l. Immediatamente dopo la scoperta della perdita sono state eseguite le operazioni di primo intervento, con la rimozione del serbatoio lesionato e asportazione del terreno contaminato attorno al serbatoio, con recapito dello stesso in discarica. Nel contempo ha avuto inizio una articolata successione di operazioni che, attraverso fasi conoscitive, progettuali ed esecutive, ha portato alla bonifica del sito. Tutte le operazioni sono state condotte con il controllo della USSL 31 di Cinisello Balsamo. Il presente aricolo vuole illustrare le metodologie seguite, ritenendo certamente utile far conoscere ai tecnici che operano in campo idrogeologico un esempio di bonifica integrata Soil Vapor Extraction e Pump and Treat, di facile applicazione che anche nel caso specifico ha dato i consueti risultati rapidi e risolutivi.

INDAGINI CONOSCITIVE

La caratterizzazione stratigrafica ed idrogeologica è stata eseguita facendo ricorso alle seguenti indagini:

 I microsondaggi sono stati finalizzati alla verifica della meccanica di propagazione del contaminante nel saturo nell'intorno del punto di sversamento, controllando che tale propagazione non abbia avuto componenti orizzontali lungo il contatto tra accumulo artificiale e terreno naturale. Le indagini hanno consentito di definire un quadro dettagliato della geologia locale e della contaminazione, che così può essere sintetizzato:

FILOSOFIA DELLA BONIFICA

Tenendo presenti i risultati delle indagini conoscitive, è stato necessario impostare l'intervento secondo i seguenti principi generali, distinguendo gli interventi finalizzati al non saturo ed al saturo.Per gli interventi di bonifica del non saturo, è stata immediatamente esclusa l'opzione di tecniche che prevedessero lo scavo dei terreni contaminati, a causa della elevata profondità della contaminazione e della necessità di continuare l'attività produttiva dell'impianto di distribuzione. La tecnologia di bonifica più interessante, in considerazione della elevata volatilità dei contaminanti e della situazione complessiva del sito, è risultata essere l'estrazione forzata dei gas interstiziali (SVE, "soil vapor extraction"). Come è noto, con questa metodologia non soltanto vengono rimossi i gas interstiziali di contaminante, ma viene favorito il passaggio in fase di vapore dei contaminanti in soluzione nell'umidità del terreno o adsorbiti sulla superficie dei granuli. E' altresì riconosciuta a questa tecnologia di stimolare, attraverso la circolazione forzata dell'aria, l'attività di biodegradazione degli idrocarburi compiuta dai batteri naturalmente presenti nei terreni. Per gli interventi di bonifica del saturo, le condizioni idrogeologiche locali hanno portato alla scelta della metodologia "pump and treat" (P&T), che consente sia l'asportazione del contaminante dalle acque di falda, sia la formazione di una efficace barriera protettiva della falda "downgradient".

IMPIANTO DI BONIFICA DEL NON SATURO

L' impianto di bonifica del non saturo è stato strutturato con i seguenti componenti:
-Pozzo d'aspirazione:considerando l'ampio intervallo di terreno insaturo oggetto della bonifica, il pozzo d'aspirazione è stato attrezzato con due colonne filtranti separate, una finestrata da 1 a 13 m di profondità, l'altra finestrata da 13 a 27 metri di profondità, in modo da permettere l'aspirazione selettiva di specifici intervalli di profondità. Il pozzo d'aspirazione (PA) è stato ubicato in corrispondenza del punto di sversamento (cfr.Fig. 1). La sua struttura è illustrata in Fig. 4.
-Aspiratore :è stato utilizzato un aspiratore con potenza di 5 KW, in grado di fornire una depressione di 300 mbar e portate massime di 800 m3/ora. In ingresso all'aspiratore è stato posizionato un separatore di umidità.
-Trattamento gas: per il trattamento dei gas aspirati si è fatto ricorso ad un ossidatore catalitico.

IMPIANTO DI BONIFICA DEL SATURO

I componenti dell'impianto di bonifica del saturo sono i seguenti:
-Pozzo di sbarramento: ubicato in posizione "downgradient" rispetto al punto di sversamento. Il pozzo di sbarramento (PS) è stato perforato con tecnica di percussione con diametro di 1000 mm, colonna con diametro di 400 mm, profondità di 42 m. La sua ubicazione è data in Fig. 1, e la sua struttura è illustrata in Fig. 5.

Si consideri la continuazione del tratto finestrato a quote superiori al livello piezometrico; tale situazione, accuratamente evitata nei pozzi normali, diviene essenziale in casi di pozzi barriera per il convogliamento all'interno del pozzo di contaminazione in fase surnatante:

-Trattamento acque: le acque emunte dal pozzo sono state sottoposte a trattamento mediante torre di strippaggio, con recapito finale delle acque in fognatura. Come è noto questa procedura di depurazione consta in un serbatoio, ripieno di pellets di materiale sintetico, nel quale dall'alto viene fatta percolare l'acqua in depurazione; in senso contrario, dal basso viene immesso un flusso d'aria in grado di produrre il passaggio in fase di vapore del contaminante in soluzione nell'acqua. I vapori escono dalla parte sommitale della torre e vengono trattati, se necessario, con carboni attivi o con ossidatore catalitico; le acque depurate escono dalla base della torre stessa.
-Piezometri di controllo: sono stati eseguiti altri due piezometri (PZ 2 e PZ 3), ubicati in Fig. 1, finalizzati al controllo della effettiva direzione di deflusso della falda mediante misurazione di precisione dei livelli piezometrici e destinati alle azioni di monitoraggio.

PROVE DI EFFICIENZA E DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI

Al fine di verificare l'efficienza degli impianti e per individuare le condizioni ottimali di esercizio, sono state eseguite alcune prove nel pozzo di aspirazione e nel pozzo di sbarramento. La prova nel pozzo di aspirazione ha consentito di fissare in 700 m3/ora circa la portata ottimale dell'aspiratore, con concentrazioni di TPH=2644 mg/m3, BTEX=5100mg/m3 nella colonna da 13 m, e di TPH=7400 mg/m3, BTEX=11503 mg/m3 nella colonna da 27 m. Nel pozzo di sbarramento sono state eseguite una prova di portata a gradini finalizzata alla definizione della portata di esercizio, ed una prova di portata di lunga durata finalizzata alla individuazione dei parametri idrogeologici dell'acquifero. La prova di portata a gradini ha fornito la seguente equazione di pozzo (cfr. Fig. 6):

E' interessante osservare le elevatissime portate specifiche offerte dall'acquifero in esame, nell'ordine dei 20-30 l/s/m (peraltro consuete nel nord-milanese), che determinano abbassamenti molto contenuti anche a fronte di portate rilevanti. La prova di lunga durata, interpretata con il metodo di Cooper-Jacob, ha dato i seguenti risultati:

I valori dei parametri suddetti si adeguano alle stime riconosciute dalla bibliografia in questo settore della pianura milanese. Il complesso delle prove idrogeologiche eseguite ha consentito di fissare la portata di esercizio del pozzo di sbarramento sui 15-20 l/s, con formazione del raggio di influenza (determinato con i consueti modelli di calcolo) illustrato nella Fig. 1.

AZIONI DI MONITORAGGIO

La bonifica è stata sottoposta ad una azione di monitoraggio costante, finalizzata al controllo dei seguenti punti critici degli impianti:

Gas in uscita dal pozzo di aspirazione
Gas in entrata dall'ossidatore catalitico
Aria in uscita dall'ossidatore catalitico
Acqua del pozzo di sbarramento, prelevata alla superficie piezometrica
Acqua in uscita dalla pompa posizionata pozzo di sbarramento
Acqua in uscita dalla torre di strippaggio
Aria in uscita dalla torre di strippaggio
Acqua nei piezometri PZ1, PZ2, PZ3 prelevata alla superficie piezometrica

Si consideri il doppio monitoraggio nel pozzo di sbarramento (su acqua proveniente dalla pompa e su acqua prelevata con campionatore manuale alla superficie di falda): nel corso della bonifica infatti si è osservato che dopo poco tempo dall'inizio della bonifica, mentre l'acqua prelevata dalla pompa (posizionata circa 3m sotto il livello piezometrico dinamico) mostrava un'assenza di contaminazione, sulla superficie piezometrica nel pozzo era presente contaminante, anche in fase surnatante. Questa situazione è facilmente comprensibile, considerando la densità del contaminante in oggetto, la sua solubilità, e la grande diluizione conseguente alle forti portate prelevate dalla pompa.

ANDAMENTO DELLA BONIFICA

L'andamento della bonifica è illustrata nella Fig. 7a-Gas Interstiziale, relativa all'impianto destinato al risanamento dell'insaturo, e nella Fig. 7b-Acqua Pozzo, che riguarda l'azione svolta dall'impianto di controllo del saturo. Per quanto riguarda l'impianto destinato all'insaturo, è possibile notare la rapidità di abbattimento dei valori di concentrazione dei vapori nel soil gas: dagli altissimi valori rilevati nella prova iniziale di aspirazione, si è passati in pochi mesi a concentrazioni di TPH = 50 mg/m3 e di BTEX = 287 mg/m3.L'impianto è stato dismesso (in accordo con l'Ente Pubblico di Controllo) a concentrazioni di TPH < 10 mg/m3 e di BTEX = 26 mg/m3. La durata di circa cinque mesi di bonifica del non saturo è risultata decisamente inferiore rispetto ai tempi di norma indicati dalla bibliografia specialistica (da sei mesi ad un anno); si ritiene che la rapida evoluzione positiva della contaminazione sia fondamentalmente da ascriversi alle litologie grossolane presenti nel sito, ed ai conseguenti alti valori della permeabilità dell'aria nei terreni. Più complessa è stata l'azione di controllo della falda: si osservi che il controllo delle acque provenienti dalla pompa hanno sempre mostrato una pressoché totale assenza di contaminazione, mentre le analisi dell'acqua prelevate con campionatore manuale alla superficie piezometrica dinamica nel pozzo hanno evidenziato per un periodo notevole concentrazioni significative e talvolta anomale. In accordo con l'Ente Pubblico di Controllo, dopo circa quattro mesi dall'avvio del sistema di controllo dell'insaturo, di è deciso di interrompere il monitoraggio sulle acque provenienti dalla pompa e di dismettere la pompa di strippaggio, mantenendo in attività il pompaggio nel pozzo ed il suo effetto di barriera alla propagazione della contaminazione in falda; nel contempo l'attenzione è stata concentrata sulle acque superficiali nel pozzo. Dopo circa otto mesi dall'avvio dell'impianto di controllo del saturo le concentrazioni sono giunte a TPH < 10 mg/l ed a BTEX = 25 mg/l. La non totale aderenza ai parametri di legge per le acque potabili (D.P.R. 236/88) ha consigliato una prosecuzione dell'azione per altri tre mesi, giungendo così al termine dell'azione con concentrazioni TPH<10 mg/l e BTEX<1 mg/l. Si consideri che i risultati ottenuti con l'azione di controllo della falda non sarebbero stati possibili senza la bonifica del non saturo mediante SVE, cioè senza prelevare dai terreni sopra la falda i quantitativi di contaminante che per gravità sarebbero proseguiti sino alla superficie piezometrica, incrementando la contaminazione della falda ed allungando quindi i tempi della sua bonifica.