ITMI20121827A1 - Processo per la decontaminazione di terreni inquinati da insetticidi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“PROCESSO PER LA DECONTAMINAZIONE DI TERRENI INQUINATI

DA INSETTICIDI”

La presente invenzione si riferisce ad un processo per la decontaminazione biologica di terreni inquinati da parte si insetticidi. In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un metodo per decontaminare i terreni inquinati da DDT,DDE,DDD e loro isomeri.

Il trattamento e la decontaminazione di matrici contenenti sostanze nocive per la salute umana è di notevole e crescente importanza nei più svariati settori.

La contaminazione del suolo può essere causata sia da sostanze presenti in natura, per esempio la contaminazione del suolo da parte dei derivati del petrolio (idrocarburi), sia da sostanze di sintesi non presenti in natura (definite xenobiotiche), un esempio, importante per intensità ed estensione, è rappresentato dai suoli inquinati da insetticidi a base di DDT. La degradazione biologica di terreni inquinati da parte di sostanze xenobiotiche è un processo molto complesso e di difficile realizzazione dal momento che queste sostanze sintetiche sono difficilmente attaccabili. Ne è un esempio la bonifica biologica dei terreni inquinati da parte di insetticidi, come il DDT. Infatti, per questi terreni inquinati esiste una forte domanda di risanamento da realizzarsi preferibilmente con processi rispettosi deN'ambiente.

La scoperta nel 1939 delle proprietà insetticide del 4,4' DDT ha rappresentato un importante vantaggio per l'umanità risultando il DDT estremamente efficace nella lotta alla zanzara anofele responsabile della diffusione della malaria nei paesi in via di sviluppo. Inoltre, lo stesso è risultato essere efficace per il controllo di altri parassiti della frutta, delle verdure e delle coltivazioni di cereali.

Tuttavia, all'inizio degli anni '60 sono stati evidenziati anche gli effetti dannosi dei pesticidi a base di DDT; infatti, negli anni 70 l'Agenzia per la Protezione Ambientale (USEPA) ha vietato l'impiego del DDT negli USA e, successivamente, il divieto si è esteso ad altri paesi (qualche resta ancora qualche eccezione al divieto per i paesi in cui l'uso è concesso allo scopo di controllare il vettore della malaria nelle aree endemiche).

Il DDT rientra nella convenzione di Stoccolma sulle sostanze inquinanti organiche persistenti (POP) e nel protocollo sui POP (CLRTAP-POP) nella convenzione sull'inquinamento transfrontaliero a grande distanza della Commissione Economica delle Nazioni Unite per l'Europa (UNECE).

Il DDT, i suoi isomeri e i suoi metaboliti primari, cioè il DDE e DDD, sono prodotti di sintesi e non sono presenti in natura (WHO 1979). Storicamente il DDT, il DDE, il DDD e i loro isomeri sono presenti nel suolo per rilascio diretto o indiretto in seguito alle operazioni di produzione, formulazione, stoccaggio e smaltimento.

Quando si depositano sul suolo DDT, DDE, DDD e loro isomeri sono fortemente assorbiti e possono volatilizzare; inoltre, possono essere fotodegradati (nel caso in cui sono rimasti negli strati superficiali del terreno) oppure possono essere biodegradati. In particolare, il DDT in condizioni aerobiche viene biodegradato principalmente a DDE, mentre in condizioni anaerobiche è biodegradato a DDD. Tuttavia, anche questi metaboliti (cioè DDE e DDD) risultano molto tossici e vanno assolutamente rimossi dal terreno. La rimozione di queste sostanze è tuttavia molto difficile da concretare dal momento che si tratta di molecole molto stabili da un punto di vista chimico, sono molecole insolubili e quindi quasi inattaccabili.

Allo scopo di eliminare o di rendere innocue le sostanze che inquinano un suolo distinguiamo diverse tecnologie di bonifica che, a seconda del meccanismo prevalente su cui si basano, si possono distinguere in: tecnologie di tipo chimico, fisico, termico o biologico.

I trattamenti chimici, sfruttando opportune reazioni del tipo di ossidoriduzione (reazioni redox), trasformano gli agenti inquinanti in sostanze meno tossiche.

I trattamenti fisici (per esempio l'estrazione con vapore) si basano su sistemi in grado di separare i contaminanti dalla matrice e di concentrare gli stessi. Successivamente i contaminanti concentrati vengono sottoposti a un trattamento finale (per esempio ad estrazione con solvente).

I trattamenti termici mirano sia a distruggere la sostanza inquinante (pirolisi), sia ad immobilizzarla, ciò tramite fusione del mezzo che la contiene.

I trattamenti biologici utilizzano generalmente microrganismi che nutrendosi dei contaminanti li degradano trasformandoli in anidride carbonica ed acqua.

I processi di bonifica possono essere applicati direttamente sul luogo della contaminazione, cioè in situ, oppure possono essere realizzati dopo aver effettuato l'escavazione del terreno contaminato, ovvero ex situ. A loro volta i trattamenti ex situ vengono definiti on site se effettuati sul luogo dell'escavazione, oppure sono definiti off site se per realizzarli è necessario ricorrere ad impianti remoti.

I trattamenti chimici hanno lo svantaggio correlato all’uso di aggressivi chimici sintetici allo scopo di bonificare il terreno, che a loro volta possono essere molto pericolosi per l’ambiente.

In secondo luogo, i trattamenti chimici, fisici e termici hanno prodotti di scarto inquinanti che quindi necessitano a loro volta di particolari accorgimenti per evitare ulteriori inquinamenti.

Inoltre, nella maggior parte delle applicazioni, questi metodi di bonifica prevedono che il suolo contaminato debba essere scavato e trasportato in un sito remoto di decontaminazione con il risultato di un incremento dei costi e del tempo necessario per la decontaminazione.

Infine, in generale, i metodi descritti durano per un periodo relativamente lungo di tempo.

I limiti dei trattamenti citati fanno in modo che la pratica del collocamento del terreno inquinato in discarica, che non rappresenta una soluzione effettiva dell'inquinamento, ma solo un suo spostamento, risulti ancora oggi molto diffusa.

Da quanto sopra riportato risulta evidente che è ancora molto sentita l’esigenza di riuscire a decontaminare i terreni inquinati da insetticidi come il DDT, DDE, DDD e loro isomeri, senza impattare ulteriormente suN’ambiente, quindi senza produrre altri inquinanti, in un tempo breve e ad un costo contenuto.

La Richiedente ha trovato una soluzione al problema tecnico sopra riportato con un processo per la decontaminazione di terreni inquinati da insetticidi come DDT, DDE, DDD e loro isomeri, secondo le annesse rivendicazioni indipendenti.

Gli aspetti preferiti del processo di decontaminazione secondo la presente invenzione sono precisati nelle annesse rivendicazioni dipendenti.

II metodo di decontaminazione della presente invenzione è particolarmente vantaggioso nella decontaminazione di terreni inquinati da DDT, DDE e DDD e loro isomeri, perché non prevede l'utilizzo di aggressivi chimici sintetici, che siano loro stessi pericolosi a livello ambientale ed, inoltre, non produce scarti inquinanti.

Un ulteriore vantaggio del metodo di decontaminazione secondo la presente invenzione è che il processo è realizzabile direttamente sul posto (quindi può essere un processo di decontaminazione on site) mediante escavazione del terreno contaminato e suo trattamento in loco.

Infine, il processo di decontaminazione della presente invenzione ha una durata relativamente breve, ma allo stesso tempo consente di ottenere una ottimale riduzione dei livelli di contaminazione. Infatti, il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione, quando viene utilizzato per esempio per decontaminare il terreno inquinato da DDT, DDE, DDD e suoi isomeri, consente di ottenere vantaggiosamente in tempi relativamente brevi (si tratta di ore) una ottima riduzione dell'inquinante. In particolare, la Richiedente ha trovato che applicando il metodo dell'invenzione si ottiene una riduzione delle quantità di DDT, DDE, DDD e suoi isomeri dai terreni inquinati pari ad almeno il 35% rispetto al livello iniziale degli inquinanti. Ad oggi, i processi per la decontaminazione di terreni inquinati da parte di questi tipi di sostanze (processi ancora in via sperimentale) richiedono tempi dell’ordine di mesi (circa 45-50 giorni) per arrivare ai valori di riduzione dell’inquinante che, invece il processo di decontaminazione della presente invenzione, consente di ottenere in poche ore. Pertanto il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione è risultato essere molto affidabile e molto economico, soprattutto per i terreni inquinati da DDT, DDE, DDD e loro isomeri, dal momento che i costi di realizzazione relativamente risultano essere contenuti.

Le caratteristiche ed i vantaggi del metodo di decontaminazione della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di seguito riportata con riferimento anche alle annesse Figure in cui:

- la Figura 1 mostra uno schema di un impianto idoneo ad attuare il processo di decontaminazione oggetto della presente invenzione;

- la Figura 2 mostra con uno schema a blocchi la modalità di funzionamento dell'impianto di Figura 1.

Ai fini della presente invenzione per DDT si intende il composto 4,4' diclorodifeniltricloroetano, il cui nome IUPAC è 1 ,1 ,1-tricloro-2,2-bis(pclorofenil)etano; per DDE si intende il composto 4,4' diclorodifenildicloroetilene, il cui nome IUPAC è 1 ,1-dicloro-2.2-bis(p-clorofenil)etilene, per DDD si intende il composto 4,4' diclorodifenildicloroetano, il cui nome IUPAC è 1 ,1-dicloro-2,2-bis(p-clorofenil)etano.

Il processo per la decontaminazione di un terreno inquinato da almeno una sostanza insetticida, preferibilmente scelta tra: DDT, DDE, DDD e/o loro isomeri, comprende le fasi di:

(i) escavare un terreno inquinato da almeno una sostanza insetticida, preferibilmente scelta tra: DDT, DDE, DDD e/o loro isomeri (fase di escavazione);

(ii) vagliare detto terreno inquinato escavato per separare una prima parte con granulometria inferiore a un valore di soglia predefinito, da una seconda parte con granulometria superiore a tale valore di soglia predefinito detto valore soglia predefinito essendo inferiore o uguale a 100 mm (fase di vagliatura);

(iii) addizionare ad una quantità predeterminata della prima parte di terreno inquinato vagliato, preferibilmente all’interno di un reattore, una prima soluzione acquosa contenente uno o più enzimi in modo da ottenere una massa solido-liquida;

(iv) agitare la massa solido-liquida per un tempo predeterminato in modo che detti uno o più enzimi catalizzino la degradazione, parziale o totale, di detta almeno una sostanza insetticida per mezzo dei microrganismi presenti nel terreno inquinato (fase di agitazione);

(v) separare la massa solido-liquida in una sospensione acquosa residua ed in una parte solida (fase di separazione).

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, detta fase di escavazione comprende ulteriormente una fase di omogeneizzazione del terreno da decontaminare. Ciò allo scopo di ovviare al problema di eventuale presenza di alte concentrazioni di contaminanti e di alte concentrazioni di argilla. Preferibilmente detta fase di omogeneizzazione del terreno è effettuata mediante mescolamento del terreno stesso.

Il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione comprende successivamente a detta fase di escavazione una fase di vagliatura del terreno, preferibilmente una vagliatura a secco.

Detta fase di vagliatura è realizzata allo scopo di separare la parte con granulometria inferiore a un valore di soglia predefinito dalla parte con granulometria superiore a tale valore di soglia predefinito.

Ai fini della presente invenzione il valore di soglia predefinito è preferibilmente inferiore o uguale a 100 mm, più preferibilmente inferiore o uguale a 30 mm, ancora più preferibilmente inferiore o uguale a 10 o a 4 mm. Il valore de soglia maggiormente preferito ai fini delle presente invenzione è inferiore o uguale a 2 mm.

Ciò significa che, preferibilmente, solo il terreno inquinato con granulometria inferiore o uguale a detto valore soglia sarà sottoposto al procedimento di contaminazione secondo la presente invenzione.

In generale il valore soglia predefinito è funzione della curva granulometrica del terreno. In particolare, il valore di soglia predefinito sarà scelto verso i limiti inferiori dell'intervallo quando la curva granulometrica non presenta elevate percentuali di argilla, e verso i limiti superiori dell'intervallo in caso di elevata presenza di argilla.

Tale fase di vagliatura viene effettuata in quanto la parte di terreno con granulometria maggiore (costituito normalmente da pietre) generalmente non risulta inquinata e può quindi essere stoccata ed esclusa dal trattamento essendo già adatta a essere ridepositata sul suolo come terreno non inquinato. Pertanto la fase di vagliatura preventiva riduce la quantità di terreno da trattare, con un notevole vantaggio in termini economici.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, il processo di decontaminazione può comprendere in aggiunta alla fase di vagliare il terreno inquinato, una fase di riduzione della granulometria del terreno inquinato, ciò allo scopo di poterlo trattare più efficacemente. Detta fase di riduzione della granulometria è realizzata preferibilmente mediante la macinatura del terreno o mediante altri sistemi analoghi atti allo scopo. Detta fase di riduzione della granulometria del terreno inquinato può awenire sia prima, sia dopo la fase di vagliatura del terreno inquinato. Il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione comprende, successivamente a detta fase di vagliatura, una fase di addizionare ad una quantità predeterminata di terreno inquinato vagliato una prima soluzione acquosa contenente uno o più enzimi. Questa fase consente di ottenere una massa solido-liquida ed ha lo scopo di accelerare la degradazione delle sostanze inquinanti da parte dei microrganismi. Detta fase di agitazione è realizzata preferibilmente in un reattore che preferibilmente comprende un agitatore interno. All’interno di detto reattore viene messo il terreno inquinato che naturalmente comprende già microrganismi, accettori di elettroni (principalmente ossigeno) e/o surfattanti.

Gli enzimi presenti nella prima soluzione acquosa hanno la funzione di accelerare la degradazione microbica degli inquinanti, cioè la degradazione ad opera dei microrganismi e degli accettori di elettroni già presenti nel terreno. In questo modo, l’inquinante in parte o in tutto si stacca grazie all’azione meccanica di detta prima soluzione acquosa su detto terreno.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, detti uno o più enzimi sono preferibilmente selezionati nel gruppo consistente in: idrolasi, proteasi, lipasi, amilasi, cellulasi, lattasi, laccasi, carbossilasi, catalasi e fosfolipasi.

Preferibilmente detti uno o più enzimi sono derivati da: almeno un batterio scelto tra: almeno un batterio della famiglia dei Bacilli, preferibilmente Bacillus licheniformis e/o Bacillus subtilis, almeno un batterio Pseudomonas; e/o detti uno o più enzimi sono derivati da almeno un fungo scelto tra: almeno un fungo della famiglia dei Termomiceti, preferibilmente Thermomyces lanuginosus, o Aspergillus Oryzae; e/o detti uno o più enzimi sono contenuti nella pancreatina; e/o loro combinazioni. Maggiormente preferita ai fini della presente invenzione è la una prima soluzione acquosa comprendente la seguente combinazione di enzimi: pancreatina, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Thermomyces lanuginosus e Aspergillus Oryzae.

Detta prima soluzione acquosa preferibilmente contiene anche un agente di correzione di pH, preferibilmente un acido debole come l’acido acetico. Preferibilmente esso è aggiunto in una quantità tale da permettere il raggiungimento di un valore di pH idoneo a consentire le reazioni enzimatiche. Preferibilmente il pH varia tra 3 e 6.

Detta fase di agitazione è realizzata per un tempo predeterminato. La durata di detta fase di agitazione consente a detti uno o più enzimi di esplicare la loro azione catalitica nella demolizione degli inquinanti per mezzo dei microrganismi presenti nel terreno inquinato. Infatti, l'agitazione ha la funzione di migliorare il contatto solido-liquido e l'acqua ha la funzione di creare le migliori condizioni per l'attacco dell'inquinante da parte dei microrganismi. Quindi questa fase migliora, velocizza la degradazione dell’inquinante da parte dei microrganismi.

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, detta fase di agitazione è effettuata per un tempo variabile da 3 a 12 ore, preferibilmente da 4 a 8 ore, più preferibilmente da 5 a 7 ore.

Nella forma di realizzazione maggiormente preferita detta fase di agitazione è effettuata per almeno 6 ore, preferibilmente per 6 ore.

In una ulteriore forma di realizzazione preferita dell’invenzione, detta fase di agitazione è effettuata ad una temperatura ambiente, preferibilmente che varia da 15 a 30Ό.

Il rapporto tra la quantità di detta prima soluzione acquosa e la quantità di detto terreno inquinato, la concentrazione di detti uno o più enzimi nella prima soluzione acquosa e la durata di detta fase di agitazione della massa solido-liquida sono funzione di vari parametri. In particolare, sono funzione della curva granulometrica del terreno inquinato, e/o dell'entità di inquinamento (quantitativo di inquinante) e/o del tipo di inquinamento. Pertanto, il rapporto tra la quantità di detta prima soluzione acquosa e la quantità di detto terreno inquinato, la concentrazione di detti uno o più enzimi e la durata di detta fase di agitazione dovranno essere determinati caso per caso a seconda delle esigenze, mediante test preventivi di messa a punto su impianto pilota.

La presenza del mezzo acquoso esplica due azioni fondamentali: (1) migliora le prestazioni dei microrganismi in quanto l'efficacia della loro azione è proporzionale al valore della attività dell'acqua (aw) del mezzo in cui si trovano (massa solido-liquida); (2) consente agli enzimi di esplicare la loro azione catalitica dal momento che riescono a entrare in contatto più facilmente con i componenti della reazione da catalizzare rispetto a ciò che accadrebbe se ci fosse solo il terreno contaminato.

Preferibilmente il rapporto tra il terreno inquinato e detta prima soluzione acquosa è di 1 : 1-2 (cioè 1 (terreno inquinato) a 1-2 (prima soluzione acquosa). Detta prima soluzione acquosa contiene una quantità enzimi che varia preferibilmente da 1 a 5%, preferibilmente da 1 a 2% rispetto al peso del terreno in detta soluzione acquosa.

Inoltre, è stato notato che la presenza di surfattanti (prodotti ad esempio dai microrganismi presenti nel terreno) favorisce la formazione di emulsioni inquinanti-acqua. Gli inquinanti emulsionati acquistano caratteristiche di idrofilicità tali da poter attraversare la parete cellulare del microrganismo. Gli inquinanti, quando riescono a penetrare il microrganismo, vengono progressivamente demoliti mediante una successione di reazioni chimiche, per esempio reazioni di ossidazione. Per poter avvenire, ciascuna di queste reazioni necessita di un accettore di elettroni, normalmente ossigeno, e di un catalizzatore costituito da una proteina specifica (cioè un enzima).

Si attiva così un percorso metabolico con più fasi, che prevede una reazione chimica, con l'intervento di un enzima, che catalizza la trasformazione di un inquinante in un primo sottoprodotto. Tale primo sottoprodotto viene a sua volta trasformato in un secondo sottoprodotto, grazie a un successivo enzima, con un'ulteriore reazione chimica. Il percorso metabolico continua con reazioni chimiche successive analoghe, fino alla parziale o completa mineralizzazione dell'inquinante e quindi la sua trasformazione in anidride carbonica e acqua. Sia gli alcoli, sia gli acidi carbossilici che si formano durante le reazioni chimiche sono secreti dalla cellula del microrganismo. Essi vengono poi demoliti a anidride carbonica e acqua o nello stesso processo o in un trattamento biologico successivo e sono a loro volta utilizzati come surfattanti per migliorare la dispersione degli inquinanti nell'acqua.

Il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione comprende successivamente a detta fase di agitazione una fase di separare la massa solido-liquida.

Detta fase di separazione della massa solido-liquida prevede di suddividere la massa solido-liquida in una sospensione acquosa residua ed in una parte solida. Detta parte solida contiene un quantitativo di inquinante ridotto. Detta fase di separazione è effettuata preferibilmente con l’uso di un idrociclone e/o un ulteriore filtrazione in filtropressa o centrifuga. Alternativamente detta separazione è realizzata con qualsiasi altro sistema atto allo scopo.

Secondo una forma di realizzazione preferita detta fase di separazione comprende due ulteriori fasi operative. Una prima fase di vagliare la massa solido-liquida, in modo tale da dividerla nella parte solida e in una seconda sospensione acquosa. La vagliatura avviene in modo che la parte solida comprenda il terreno con una granulometria superiore a 500 micron (ovviamente, nel caso in cui sia stata effettuata una vagliatura preventiva all'inizio del processo, la parte solida avrà una granulometria compresa tra 500 micron e il valore di soglia predefinito). Successivamente, si effettua una seconda fase di filtrare la seconda sospensione acquosa in modo da ottenere la sospensione acquosa residua.

Preferibilmente, il terreno decontaminato proveniente dalla filtrazione, che preferibilmente contiene il 15-20% di acqua con la parte di enzimi non deteriorati durante il processo, viene mescolato al terreno decontaminato con granulometria compresa fra 500 micron e il valore di soglia predefinito, proveniente dalla fase di vagliare la massa solido-liquida (contenente 15-20% di acqua con i suoi enzimi non deteriorati), ottenendo la parte solida costituita da un terreno decontaminato umido.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione detto terreno decontaminato umido può essere ulteriormente decontaminato in maniera naturale per altri mesi. Preferibilmente per altri 1-2 mesi. In questo modo si assiste ad un ulteriore abbattimento dell'ordine del 50-70% dell’inquinante. L’ulteriore abbattimento è reso possibile dalla presenza di aria inglobata nelle operazioni di miscelazione, dall’umidità, dai microrganismi e dagli enzimi presenti nel terreno decontaminato umido che consentono il proseguimento della biodegradazione microbica del contaminante eventualmente residuo nel terreno.

Il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione comprende, successivamente alla fase di separare la parte solida dalla sospensione acquosa residua, una fase in cui la parte solida viene stoccata ed, eventualmente, unita e miscelata con la parte di terreno bonificato avente granulometria superiore al valore di soglia predefinito. Detto terreno bonificato avente granulometria superiore al valore di soglia predefinito è quello stoccato durante la fase di vagliatura.

Il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione può prevedere successivamente fasi operative diverse.

Secondo una forma di realizzazione preferita, il processo può prevedere la fase di reintegrare la sospensione acquosa residua con enzimi freschi e, successivamente, utilizzare questa soluzione acquosa reintegrata come prima soluzione acquosa. Pertanto, tale soluzione acquosa reintegrata viene utilizzata e miscelata nel reattore con il terreno inquinato, durante una nuova fase operativa di addizionare al terreno inquinato la prima soluzione acquosa.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione preferita il processo può prevedere la fase di inviare la sospensione acquosa residua ad un trattamento biologico e, pertanto, la prima soluzione acquosa viene completamente rinnovata.

Vantaggiosamente, il processo può in alternativa prevedere di utilizzare parzialmente entrambe le due soluzioni precedenti.

In particolare, nella forma realizzativa preferita, la sospensione acquosa residua, in parte viene reintegrata e utilizzata come prima soluzione acquosa e, in parte viene inviata al trattamento biologico e sostituita con una soluzione fresca. Nel trattamento biologico prosegue il metabolismo dei prodotti formatisi nel corso del trattamento e disciolti o dispersi nella soluzione acquosa.

Il processo per la decontaminazione di terreni inquinati da insetticidi come DDT, DDE e DDD e loro isomeri secondo la presente invenzione può essere effettuato sia on site (cioè in prossimità del sito da bonificare, evitando in tal modo la necessità di trasportare lontano il terreno inquinato), sia trasportando il terreno inquinato in impianti dislocati in altri siti (cioè off site).

Inoltre tale processo viene preferibilmente effettuato a temperatura ambiente. In particolare, se il processo viene effettuato sul posto, la temperatura dipende dal periodo dell'anno e dalla zona in cui è situato il terreno.

Vi è però inoltre la possibilità di condurre il processo a temperature superiori a quelle ambiente immettendo un fluido di riscaldamento nella camicia del reattore. La temperatura a cui viene effettuato il processo è vantaggiosamente compresa tra i 30 e 40° C, preferibi Imente tra i 36 e i 37°C, più preferibilmente pari a 36,5°C.

Il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione quando applicato a terreni inquinati da DDT, DDE, DDD e/o loro isomeri determina nel terreno inquinato una riduzione minima della concentrazione degli inquinanti di almeno il 35%.

Il processo di decontaminazione secondo la presente invenzione può essere realizzato mediante appositi impianti in due modi: come processo in discontinuo o come processo in continuo.

Il processo di decontaminazione in discontinuo è vantaggiosamente realizzato con un impianto come rappresentato nelle Figure 1 e 2.

Tale impianto è formato da un sistema di carico del terreno inquinato, preferibilmente una tramoggia di caricamento 1 che elimina in partenza il terreno con una granulometria molto elevata. Detto terreno a granulometria elevata può danneggiare le apparecchiature a valle.

Successivamente il terreno viene trasportato ad un sistema di vagliatura preventiva a umido. Ciò allo scopo di separare il terreno con granulometria superiore al valore di soglia predefinito dal terreno con granulometria inferiore.

Tale vagliatura è preferibilmente effettuata mediante un primo vaglio vibrante 2.

Gli spostamenti del terreno tra le varie fasi operative del processo vengono preferibilmente effettuati mediante i nastri trasportatori 3.

Il terreno con granulometria superiore al valore di soglia predefinito non viene trattato e viene pertanto trasportato all'esterno deirimpianto.

Il terreno con granulometria inferiore al valore di soglia predefinito viene invece inviato ad un reattore 4, preferibilmente verticale, più preferibilmente con un rotore interno e deflettori sulle pareti.

All'interno del reattore 4, oltre al terreno inquinato, viene immessa la prima soluzione acquosa 5 contenente gli enzimi. La massa solido-liquida che si ottiene viene quindi agitata per un tempo predeterminato come prima descritto.

Una volta terminata la fase di agitare, la massa solido-liquida viene trasferita a un sistema per separare la parte solida dalla sospensione acquosa residua.

Preferibilmente, la massa solido-liquida viene trasportata ad un secondo vaglio vibrante 7.

Durante tale vaglio, viene separato il terreno con granulometria superiore a 500 micron dalla seconda sospensione acquosa. Tale terreno può essere considerato decontaminato (e cioè con una concentrazione di inquinante nulla o inferiore a un determinato limite) e viene pertanto trasportato all'esterno deirimpianto.

La seconda sospensione acquosa viene invece preferibilmente inviata ad un serbatoio di stoccaggio 8. Successivamente essa viene preferibilmente filtrata mediante l'utilizzo di un filtro pressa 9, ottenendo la sospensione acquosa residua.

Alternativamente alla vagliatura e alla filtrazione, per separare la parte solida dalla parte liquida, si possono prevedere altri metodi, quale ad esempio la sedimentazione.

Tale sospensione acquosa residua viene reintegrata con una soluzione di enzimi fresca e viene riciclata. Alternativamente detta sospensione acquosa residua viene sostituita da soluzione fresca e inviata al trattamento biologico 10.

L'impianto per la realizzazione del processo in continuo di decontaminazione di terreni inquinati secondo la presente invenzione ha una struttura pressoché uguale a quella dell'impianto in discontinuo. L'unica fase operativa che si differenzia è la fase di miscelazione e agitazione della massa solido liquida.

Infatti, il terreno inquinato con granulometria inferiore al valore di soglia predefinito che. preferibilmente esce dal primo vaglio vibrante 2. viene inviato, insieme alla prima soluzione acquosa 5 ad un reattore 4, preferibilmente orizzontale.

Tale reattore 4 è provvisto di un rotore interno che convoglia il terreno inquinato in controcorrente rispetto alla prima soluzione acquosa 5. Pertanto, preferibilmente il terreno inquinato viene inserito da un primo ingresso del reattore 4 mentre la prima soluzione acquosa 5 viene alimentata da un secondo ingresso, posizionato dal lato opposto rispetto al primo ingresso.

Tutte le altre fasi operative dell'impianto a processo in continuo sono uguali a quelle dell'impianto a processo in discontinuo.

Tutte le apparecchiature che formano gli impianti sopra descritti (sia quelli in discontinuo che quelli in continuo) possono essere progettate in modo da poter essere trasportate per realizzare la bonifica sul posto.

A titolo di esempio viene qui di seguito riportata una prova effettuata sul campo.

E' stato prelevato un campione rappresentativo del terreno inquinato dal sito da bonificare. Detto campione ha una volumetria stimata in 650.000 me ed è inquinato da DDT, DDE e DDD e loro isomeri.

Sul terreno contaminato aveva operato negli anni 1940-1960 un impianto di produzione di DDT ed è risultato contaminato da DDT, DDE, DDD e loro isomeri per livelli medi di 2500 ppm.

La decontaminazione del terreno è avvenuta con un prototipo di impianto di decontaminazione di terreni inquinati da DDT, DDE, DDD e loro isomeri con processo in discontinuo. Detto impianto è costituito da un reattore con rotore interno, da un vaglio a umido e da un impianto di filtrazione.

La capacità del prototipo di impianto è stata di 100 kg/h di terreno da trattare.

Il terreno contaminato è stato previamente vagliato a secco per separare la frazione con granulometria superiore a 2 mm (scelto come valore di soglia predefinito e rappresentante il 10-15% del totale).

La frazione di terreno contaminato con granulometria inferiore a 2 mm è stata caricata nel reattore nella quantità di 100 kg per carica.

Al reattore è stata successivamente aggiunta una prima soluzione acquosa.

Tale soluzione comprendeva acqua, enzimi (ottenuti da pancreatina, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Thermomyces lanuginosus e Aspergillus Oryzae) e un agente di correzione del pH allo scopo di portare il pH ad un valore ottimale per l'azione enzimatica.

Il quantitativo (in peso) di acqua è stato pari al quantitativo di terreno trattato, il quantitativo (in peso) di enzimi è stato pari aM'1.5% in peso rispetto al quantitativo di acqua.

Quindi si è agitata la massa solido-liquida per un tempo di circa 6 ore a temperatura ambiente generalmente compresa fra 15 e 30Ό.

La massa solido-liquida è stata quindi scaricata dal reattore e inviata al vaglio che ha provveduto a separare il terreno trattato.

Tale terreno separato presentava le seguenti caratteristiche: concentrazione di DDT, DDE, DDD e loro isomeri ridotta del 38,7%, ed una umidità del 25%.

La sospensione acquosa residua è stata analizzata e sono stati trovati solo rifiuti non pericolosi (classificati come 161002 nella lista di rifiuti pericolosi contenuta nell'allegato alla decisione della Commissione Europea 2000/532/CE modificata).

Pertanto, il processo per la decontaminazione di terreni inquinati da insetticidi come DDT, DDE, DDD e loro isomeri oggetto della presente invenzione consegue gli scopi prefissati. Infatti, esso: non prevede l'utilizzo di aggressivi chimici sintetici che siano loro stessi pericolosi a livello ambientale ,non prevede la produzione di scarti inquinanti, può essere effettuato direttamente sul posto, ha una durata relativamente breve e con una ottimale riduzione dei livelli di contaminazione.

Va infine rilevato che la presente invenzione risulta affidabile e che anche il costo connesso all'attuazione dell'invenzione risulta relativamente contenuto.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Processo per la decontaminazione di terreni inquinati da almeno una sostanza insetticida, preferibilmente scelta tra: DDT, DDE, DDD e/o loro isomeri, comprendente le fasi di: (i) escavare un terreno inquinato da almeno una sostanza insetticida, preferibilmente scelta tra: DDT, DDE, DDD e/o loro isomeri (fase di escavazione); (ii) vagliare detto terreno inquinato escavato per separare una prima parte con granulometria inferiore a un valore di soglia predefinito da una seconda parte con granulometria superiore a tale valore di soglia predefinito detto valore soglia predefinito essendo inferiore o uguale a 100 mm (fase di vagliatura); (iii) addizionare ad una quantità predeterminata della prima parte di terreno inquinato vagliato, preferibilmente all’interno di un reattore, una prima soluzione acquosa contenente uno o più enzimi in modo da ottenere una massa solido-liquida; (iv) agitare la massa solido-liquida per un tempo predeterminato in modo che detti uno o più enzimi catalizzino la degradazione, parziale o totale, di detta almeno un insetticida per mezzo dei microrganismi presenti nel terreno inquinato (fase di agitazione); (v) separare la massa solido-liquida in una sospensione acquosa residua ed in una parte solida (fase di separazione).
2. 2. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui detto valore soglia è inferiore o uguale a 30 mm, preferibilmente inferiore o uguale a 10 mm, più preferibilmente inferiore o uguale a 4 mm, ancora più preferibilmente inferiore o uguale a 2 mm.
3. 3. Processo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta prima sospensione acquosa comprende ulteriormente un agente correttore del pH, preferibilmente un acido debole, preferibilmente acido acetico.
4. 4. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui detta prima sospensione acquosa ha un pH che varia da 3 a 6.
5. 5. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui detti uno o più enzimi sono derivati da: almeno un batterio scelto tra: almeno un batterio della famiglia dei Bacilli, preferibilmente Bacillus licheniformise/o Bacillus subtilis, almeno un batterio Pseudomonas; almeno un fungo scelto tra: almeno un fungo della famiglia dei Termomiceti, preferibilmente Thermomyces lanuginosus, o Aspergillus Oryzae; e/o dalla pancreatina; e/o loro combinazioni.
6. 6. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui detti uno o più enzimi sono scelti tra: idrolasi, proteasi, lipasi, amilasi, cellulasi, lattasi, laccasi, carbossilasi, catalasi e fosfolipasi.
7. 7. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui il rapporto tra il terreno inquinato vagliato e detta prima soluzione acquosa è di 1 :1-2.
8. 8. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7, in cui detta prima soluzione acquosa contiene una quantità di enzimi che varia preferibilmente da 1 a 5%, preferibilmente da 1 a 2% rispetto al peso del terreno in detta soluzione acquosa.
9. 9. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, in cui detta fase di agitazione è effettuata per un tempo variabile da 3 a 12 ore, preferibilmente da 4 a 8 ore, più preferibilmente da 5 a 7 ore.
10. 10. Processo secondo la rivendicazione 9, in cui detta fase di agitazione è effettuata per un tempo di almeno 6 ore, preferibilmente per 6 ore.
11. 11. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-10, in cui detta fase di agitazione è effettuata a temperatura ambiente, preferibilmente ad una temperatura che varia da 15 a 30*0.
12. 12. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11 , in cui detta fase di separazione è effettuata con l’uso di un idrociclone e/o una filtrazione in filtropressa o centrifuga.
13. 13. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-12, in cui detta fase di escavazione comprende ulteriormente una fase di omogeneizzazione del terreno inquinato, preferibilmente detta fase di omogeneizzazione del terreno è effettuata mediante mescolamento del terreno stesso.
14. 14. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-13, comprendente ulteriormente una fase di riduzione della granulometria del terreno inquinato.
15. 15. Processo secondo la rivendicazione 14, in cui detta fase di riduzione della granulometria è realizzata mediante la macinatura del terreno inquinato
16. 16. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-15, in cui detta fase di separazione comprende ulteriormente una fase di vagliare la massa solido-liquida, in modo tale da ottenere una parte solida e in una seconda sospensione acquosa; e/o una fase di filtrare la seconda sospensione acquosa in modo da ottenere detta sospensione acquosa residua.
17. 17. Processo secondo la rivendicazioni 16, in cui detta parte solida comprende il terreno con una granulometria superiore a 500 micron.