Tecnica di bonifica in situ: Air Sparging
L’air sparging è una tecnica utilizzata in situ per la bonifica dei terreni e delle falde acquifere contaminate da idrocarburi, tipicamente in fase liquida, mediante l'immissione d'aria in pressione su pozzi trivellati nella zona contaminata. L’aria viene iniettata nella zona satura, al di sotto della zona contaminata, in maniera tale da mobilitare i composti volatili che vengono poi intercettati nella zona parzialmente satura attraverso dei sistemi di Soil Vapor Extraction. Le correnti esauste così intercettate, vengono convogliate e avviate ai sistemi di trattamento prima dell’immissione in atmosfera. L’air sparging si applica generalmente ai costituenti del gasolio più leggeri (BTEX), perché passano prontamente dalla fase disciolta a quella gassosa \cite{Pleasant_2014,leeson2001,sparging,Bruell_1997}
L’applicabilità del processo è legata alla permeabilità del sottosuolo, che influenza la diffusione dell’aria e la partizione tra fase vapore e fase disciolta che regola la distribuzione del contaminante e fornisce un’indicazione sulla tendenza di quel contaminante a rimanere presente in fase disciolta piuttosto che a passare in fase vapore. All’aumentare della permeabilità e all’aumentare della partizione aumentano le possibilità di un’efficace applicazione di questa tecnologia.
Altro parametro che influenza l’efficacia dell’air sparging è la concentrazione di ferro in falda, in quanto il ferro disciolto viene ossidato e può formare dei precipitatati che vanno a ridurre la permeabilità. In genere, concentrazioni di ferro bivalente inferiore a mg/l non creano questi problemi, all’aumentare della concentrazione, l’efficacia dell’Air Sparging si riduce con rese praticamente nulle per valori della concentrazione di ferro disciolto maggiori di 20 mg/l.
Fondamentali sono anche i parametri relativi ai contaminanti da trattare, in particolare si dovrà tenere conto della costante di Henry ( > 100 atm), pressione di vapore ( > 0.5 mmHG), punto di ebollizione ( < 200 – 300 °C )
Passando alla fase di progetto, i parametri da valutare sono: 1) raggio d’influenza, nel momento in cui viene iniettata aria nella zona parzialmente satura, l’iniezione di aria determina un raggio di influenza sia nella zona satura che nella zona parzialmente satura, 2) portata d’aria e pressione di iniezione, determinate attraverso delle prove a scala pilota, in genere l’ordine di grandezza della portata del pozzo è tra 1 e 10 l/s; mentre per la pressione di iniezione essa sarà contenuta in un range che è funzione delle caratteristiche del terreno 3) orientamento e caratteristiche dei pozzi, i quali possono avere due configurazioni, una verticale, se l’area d’intervento è a profondità maggiore di 7 metri, oppure una configurazione orizzontale per falde superficiali e aree contaminate delimitate da specifiche unità stratigrafiche \cite{suthersan1999}. Un ruolo fondamentale è rappresentato anche dal monitoraggio dei parametri misurati nel suolo come la concentrazione di ossigeno disciolto o di anidride carbonica, inoltre studi più recenti hanno permesso di valutare l’attività dell’air sparging tramite elementi già presenti nel sottosuolo ( gas Radon) facilitando il processo di controllo post messa in opera \cite{Schubert_2011} .