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Archibio.com  >  Ambiente >  Qualità ambientale >  Il Fosfato

Il Fosfato

Una metodica che si sta sperimentando per diminuire il problema dell’inquinamento dei metalli pesanti.

Autore Alessia Corami
Categoria Qualità ambientale

Una metodica che si sta sperimentando per diminuire il problema dell’inquinamento dei metalli pesanti è l’immobilizzazione di questi metalli tramite fosfati.
Come metalli pesanti intendo il piombo, il rame, il cadmio e lo zinco.
Questa metodica è oggetto di studio da circa una decina di anni in varie università, tra cui il dipartimento di Scienze della Terra della Sapienza a Roma.
In questi anni si è arrivati a definire questa metodica con molta precisione per ciò che riguarda la parte di laboratorio, i primi studi sono stata condotti tramite idrossiapatite sintetica, che è un fosfato di calcio, il cui vantaggio è l’esatta conoscenza della composizione e quindi del risultato.
I passi successivi sono stati la sostituzione del materiale sintetico con rocce fosfatiche, pensiamo al guano prodotto dagli uccelli, materiali naturali che ovviamente costano di meno. Indipendentemente dal fosfato utilizzato questa tecnologia si basa su un processo chimico molto semplice, vale a dire che i quattro metalli pesanti si legano a questo materiale fosfatico in maniera forte.
Idealmente dovrebbe avvenire una dissoluzione del materiale fosfatico e successiva precipitazione di un nuovo fosfato contenente uno di questi quattro metalli. Nella realtà le cose sono differenti, perché ci sia la precipitazione, cioè la formazione di un nuovo composto le condizioni sono molto particolari, dai vari studi eseguiti si è visto che questi metalli o si legano sulla superficie di questo materiale in maniera forte o c’è la sostituzione del calcio con uno di questi metalli.
Il tipo di meccanismo di immobilizzazione dipende dal metallo considerato, dalla temperatura, dal tipo di materiale che usiamo per l’immobilizzazione e dal pH cioè se la reazione tra il materiale inquinato e il fosfato avviene in un ambiente acido o basico.
Lo studio condotto a Roma, non “aggiusta” il valore del pH per creare l’ambiente migliore per la precipitazione e dissoluzione, comunque ottenendo i medesimi buoni risultati.
Il non variare il pH dell’ambiente in cui avviene la reazione è importante nel caso si voglia trattare suoli inquinati o acque reflue, in cui potrebbe risultare costoso avere il pH migliore per il procedimento di dissoluzione/precipitazione.
Infatti tutti questi studi si conducono per limitare i costi elevati delle attuali metodiche per le bonifiche ambientali.
Attualmente nel caso dei suoli si asporta la parte di suolo inquinata, generalmente la superiore, nel caso di acque inquinate si procede alla loro diluizione.
Tramite l’immobilizzazione in situ, meno costosa, si ottengono minerali stabili e non pericolosi e questo è valido anche per le acque, che riversate nei fiumi non creano altri problemi.
Un difetto è, invece, nell’eccesso di fosforo che porterebbe alle acque problemi di eutrofizzazione, per cui gli studi vengono eseguiti per trovare anche il minimo quantitativo di fosforo da utilizzare per ottenere il massimo dell’immobilizzazione.
Il primo fattore da considerare è il quantitativo di elementi inquinanti che sono mobili, vale a dire non stabilmente legati e che sono i principali agenti dell’inquinamento, dal suolo possono arrivare alla falda acquifera e agli alimenti.
Determinato questo ammontare, si procede al processo di immobilizzazione.
In laboratorio le prove sono state eseguite in “batch”, vale a dire creando delle soluzioni inquinate artificialmente o con un metallo singolo o con più metalli a diverse concentrazioni, le prove che si stanno eseguendo ora sono prove in colonna che riguardano principalmente i suoli in cui più fattori intervengo nel processo, tra cui la componente organica del suolo stesso e altri minerali presenti. In laboratorio si crea nella colonna un sequenza che rappresenta la sequenza di suolo che si ritrova nella realtà, cercando di riprodurre anche i fenomeni della pioggia.
Allo stesso tempo si stanno eseguendo studi su altri metalli pesanti, quali cobalto, nickel, antimonio e arsenico. Nelle prove in colonna si vuole determinare cosa accade in un suolo se si applica la metodica in situ e se intervengono fattori di competizione interna cioè se la percentuale di metalli pesanti immobilizzati diminuisce per la presenza di altri elementi chimici che vanno a legarsi con il fosfato presente.
Questo è un fenomeno che succede nel momento in cui si applica il procedimento di immobilizzazione ad una soluzione contenente più metalli pesanti.
Un altro fattore positivo è che il processo è valido anche per alte concentrazioni, l’immobilizzazione avviene in circa ventiquattro ore, aumentando il tempo di interazione anche a 6 settimane il valore dell’immobilizzazione aumenta leggermente.
Altro fattore positivo è il tipo di legame tra il metallo e il fosfato che risulta forte, sono state eseguite prove di dissoluzione a diversi valori di pH (particolarmente in ambiente acido) a questo proposito e hanno dimostrato la stabilità del legame considerato.
L’ulteriore passo in avanti è applicarla alla realtà, ci sono ancora pochi studi ma i risultati sono buoni.





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