Ridurre la scarsità di acqua ripristinando le falde freatiche contaminate
La domanda municipale, agricola e industriale di acqua sta crescendo in tutto il mondo. Al tempo stesso, le risorse idriche sono sempre più degradate a causa dell’erosione delle infrastrutture e dell’inquinamento. I metalli tossici che contaminano i siti di acque freatiche, i pozzi di acqua potabile o i siti di filtrazione delle sponde dei fiumi rappresentano la minaccia più comune, con numerosi metodi disponibili per la loro rimozione o immobilizzazione. Tuttavia, questi richiedono frequentemente investimenti finanziari e tecnici proibitivi, rendendoli non disponibili per molte regioni. Per affrontare questa situazione, il progetto REGROUND, finanziato dall’UE, ha sviluppato una nanogeotecnologia a basso costo per l’immobilizzazione di contaminanti tossici. Il progetto ha applicato la tecnologia di bonifica delle acque freatiche su scala reale, con tre prove pilota e due barriere di grandi dimensioni installate all’interno di siti inquinati industrialmente, osservando la riduzione dei metalli pesanti tossici disciolti nelle acque freatiche.
Una barriera adsorbente in situ
Prima del progetto REGROUND, il team aveva già avuto alcuni anni di esperienza nello sviluppo di una tecnologia che iniettava nanoparticelle (NP, nanoparticles) di ossido di ferro in pennacchi contaminanti delle acque freatiche. La fattibilità di questo approccio è stata testata con successo in esperimenti di laboratorio e sul campo. Delineando REGROUND, il coordinatore del progetto, il dott. Sadjad Mohammadian, afferma: «Il nostro consorzio ha lavorato su diversi progetti che utilizzano le nanotecnologie per applicazioni ambientali. Diversi aspetti della tecnologia proposta, inclusa la distribuzione di particelle nel sottosuolo, la sintesi di nuove particelle, la reattività e la tossicità ambientale, sono stati sviluppati dai nostri membri. In REGROUND abbiamo consolidato questa conoscenza per ampliarla e portarla sul mercato». Il metodo di barriera di REGROUND funziona iniettando le NP di ossido di ferro ad alta tecnologia in sedimenti, utilizzando pozzi semplici nelle falde acquifere. Le NP viaggiano su distanze prestabilite e poi precipitano sul materiale acquifero, senza bloccare i pori. Per il dott. Mohammadian questa fase rappresentava la più grande sfida per il progetto: «Dovevamo produrre NP metastabili, ossia che rimangono in sospensione, non precipitano o sedimentano durante la sintesi, la produzione, il trasporto e l’iniezione, ma che iniziano a precipitare solo dopo l’iniezione». Come continua a spiegare il dott. Mohammadian: «Questo ci ha richiesto di sviluppare una sintesi innovativa, facilmente adattabile alle proprietà di ogni falda acquifera». L’acqua freatica contaminata attraversa quindi questa zona di NP, dove i metalli pesanti tossici disciolti vengono adsorbiti dalle NP, con l’acqua priva di metalli rilasciata a valle. Poiché è facile da applicare e non richiede una grande infrastruttura e la rimozione del suolo, i costi di pulizia sono significativamente ridotti. L’approccio mira specificamente all’arsenico, al bario, al cadmio, al cromo, al rame, al piombo, al mercurio e allo zinco, tutti identificati come importanti contaminanti delle acque freatiche. Dopo due applicazioni pilota, REGROUND ha adottato l’innovazione per due falde acquifere contaminate in aree industriali, in Spagna e Portogallo. I risultati del monitoraggio post-iniezione del progetto indicano che i metalli pesanti sono stati rimossi con successo ai livelli previsti nel piano di bonifica. Questi risultati indicano che la tecnologia è pronta per il mercato. Il progetto ha ulteriormente approvato l’applicabilità della tecnologia attraverso due ulteriori prove pilota. In un parco industriale in Germania, durante l’esecuzione delle normali operazioni quotidiane sul sito, è stata trattata una contaminazione da zinco. Inoltre, un pozzo di acqua potabile in Iran contaminato da arsenico geogenico è stato pulito con la tecnologia REGROUND. Questi casi hanno dimostrato che la tecnologia può essere applicata in una vasta gamma di siti, indipendentemente dalla fonte e dalle dimensioni della contaminazione. Come riassume il dott. Mohammadian: «La replica in condizioni simili a quelle di mercato della tecnologia e i successivi sforzi di commercializzazione sono parte integrante di REGROUND. Ciò consentirà l’immobilizzazione di contaminazioni da metalli tossici in siti che non sono stati finora trattati a causa di motivi tecnici o economici».
Stimolare l’innovazione del settore idrico
L’ambizione di REGROUND è in linea con il campo di applicazione della politica idrica dell’UE, in particolare la direttiva 2013/39/UE, che mira a introdurre sul mercato nuove tecnologie per la pulizia dell’acqua. Per far avanzare ulteriormente il lavoro in tempi più rapidi, il team del progetto sta ora entrando nel mercato della bonifica delle acque freatiche creando una società spin-off. Questa società, ColFerrox GmbH, offre i suoi prodotti e la sua tecnologia per il trattamento di metalli pesanti e altre fonti di contaminazione, come cianuro e idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Ampliando il discorso in merito, il dott. Mohammadian afferma: «Portando sul mercato la nostra tecnologia economicamente vantaggiosa, contribuiremo a stimolare l’innovazione nel settore idrico, facilitando gli sforzi pubblici e privati per migliorare il recupero europeo e globale delle acque freatiche».
Parole chiave
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