ITVR20090101A1

ITVR20090101A1 - SITU TREATMENT OF PORT AND COASTAL AREAS CONTAMINATED BY HYDROCARBONS BY FORCED BIO-OXIDATION

Info

Publication number: ITVR20090101A1
Application number: IT000101A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Bonardi; Gianpiero Ravagnan
Original assignee: Sapio Produzione Idrogeno Ossigeno S R L
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2011-01-11

Description

Titolo: Title:

“TRATTAMENTO IN SITU DI AREE PORTUALI E/O DI FASCIA COSTIERA CONTAMINATE DA IDROCARBURI MEDIANTE BIO-OSSIDAZIONE FORZATA” "IN-SITU TREATMENT OF PORT AND / OR COASTAL BAND AREAS CONTAMINATED BY HYDROCARBONS BY MEANS OF FORCED BIO-OXIDATION"

CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION

La presente invenzione riguarda una tecnica di trattamento in situ di aree portuali e/o di fascia costiera contaminate da idrocarburi mediante bioossidazione forzata. The present invention relates to an in situ treatment technique of port and / or coastal areas contaminated by hydrocarbons by means of forced biooxidation.

Più particolarmente, la presente invenzione si riferisce ad un trattamento delle acque tipicamente di laguna e/o di darsene portuali mediante aerazione forzata, il che comporta l’introduzione di una grande quantità di ossigeno nell’interfaccia sedimento superficiale-colonna d’acqua sovrastante al fine di stimolare le comunità batteriche aerobiche per creare un ambiente adatto alla biodegradazione di inquinanti organici ed inorganici. More particularly, the present invention relates to a treatment of the waters typically of lagoons and / or docks by means of forced aeration, which involves the introduction of a large amount of oxygen into the surface sediment-water column interface above the in order to stimulate aerobic bacterial communities to create an environment suitable for the biodegradation of organic and inorganic pollutants.

Il metodo secondo l’invenzione è applicabile nel settore del ripristino di eco-ambienti d’acqua, in particolare bacini, lagune e stagni. The method according to the invention is applicable in the field of restoration of water eco-environments, in particular basins, lagoons and ponds.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

È noto che i sedimenti sono un’entità vivente molto complessa, in grado di “respirare”, di assimilare elementi utili quali il carbonio e l’azoto, di degradare e mineralizzare i composti organici e di accumulare sostanze. It is known that sediments are a very complex living entity, able to "breathe", to assimilate useful elements such as carbon and nitrogen, to degrade and mineralize organic compounds and to accumulate substances.

Queste funzioni sono dovute all’innumerevole quantità di microorganismi e di fauna bentonica che popolano il sedimento stesso e che intervengono attivamente con il loro metabolismo sulla composizione, trasformandolo e rigenerandolo. These functions are due to the countless amount of microorganisms and benthic fauna that populate the sediment itself and actively intervene with their metabolism on the composition, transforming and regenerating it.

L’energia entra in questo sistema principalmente tramite la degradazione della materia organica morta o di idrocarburi,di origine fossile, ossia dei residui delle piante e degli animali. Tant’è che un metodo di caratterizzazione del sedimento si basa sulla valutazione della velocità di trasformazione della materia organica, mediata dalla flora batterica. Energy enters this system mainly through the degradation of dead organic matter or hydrocarbons, of fossil origin, ie the residues of plants and animals. In fact, a sediment characterization method is based on the evaluation of the transformation rate of organic matter, mediated by the bacterial flora.

Qualsiasi contaminazione del sedimento, che inibisca o elimini i microrganismi in esso presenti o che modifichi la quantità e la qualità della materia organica, può portare ad un danneggiamento a breve o a lungo termine dell’intero ecosistema acquatico. Nell’ ecosistema naturale, un declino di questa capacità, dovuta a sostanze o elementi tossici avrà, quindi, effetti proporzionalmente più importanti. Any contamination of the sediment, which inhibits or eliminates the microorganisms present in it or which modifies the quantity and quality of organic matter, can lead to short or long-term damage to the entire aquatic ecosystem. In the natural ecosystem, a decline in this capacity, due to toxic substances or elements, will therefore have proportionally more important effects.

I principi ecologici, che la ricerca ha prodotto a livello macroscopico relativamente a questo comparto, sono spesso trasferiti senza adattamento agli organismi che lavorano su scala microscopica, dando fondamenta incomplete per la previsione della sostenibilità. Ciò nonostante, gli ecologi hanno ripetutamente mostrato l’importanza del biota per processi ecosistemici, come il riciclo dei nutrienti, l’accumulo di carbonio e il mantenimento della diversità vegetale. The ecological principles, which research has produced at a macroscopic level in this sector, are often transferred without adaptation to organisms working on a microscopic scale, giving incomplete foundations for the prediction of sustainability. Nonetheless, ecologists have repeatedly shown the importance of biota for ecosystem processes, such as the recycling of nutrients, the accumulation of carbon and the maintenance of plant diversity.

È altresì noto che i processi di accumulo di inquinanti nei fondali dei sistemi acquatici come lagune e regioni marine costiere portano alla formazione di una riserva interna capace, in determinate condizioni, di esercitare una notevole influenza sulla qualità (negativa) delle acque sovrastanti. It is also known that the processes of accumulation of pollutants in the bottoms of aquatic systems such as lagoons and coastal marine regions lead to the formation of an internal reserve capable, under certain conditions, of exerting a considerable influence on the (negative) quality of the overlying waters.

I sedimenti possono comportarsi nei riguardi di diverse sostanze come deposito (processi di accumulo), come luogo di reazione e di trasformazione ma anche come sorgente di immissione verso la colonna d’acqua sovrastante, in seguito a processi di mobilizzazione, di rimaneggiamento e di rilascio. Sediments can behave towards different substances as a deposit (accumulation processes), as a place of reaction and transformation but also as a source of entry towards the overlying water column, following processes of mobilization, rearrangement and release. .

I sedimenti acquatici conservano memoria dei processi di immissione, dispersione e deposizione delle sostanze inquinanti e questo può essere un grande rischio per l’ecosistema: i contaminanti tossici possono accumularsi in grande quantità nei sedimenti, e la colonna d’acqua può continuare ad essere contaminata da questa sorgente secondaria di inquinanti per molto tempo, anche se la fonte primaria di inquinamento è stata individuata e posta sotto controllo. Il rischio connesso alla presenza di elevate concentrazioni di inquinanti nei sedimenti aumenta notevolmente per gli organismi bentonici che sono più facilmente esposti ai contaminanti. Questo può potenzialmente portare a fenomeni di bioaccumulo di sostanze tossiche lungo la catena trofica. Aquatic sediments retain memory of the processes of introduction, dispersion and deposition of pollutants and this can be a great risk for the ecosystem: toxic contaminants can accumulate in large quantities in the sediments, and the water column can continue to be contaminated from this secondary source of pollutants for a long time, even if the primary source of pollution has been identified and placed under control. The risk associated with the presence of high concentrations of pollutants in sediments increases considerably for benthic organisms which are more easily exposed to contaminants. This can potentially lead to bioaccumulation phenomena of toxic substances along the food chain.

I problemi legati alla contaminazione di sedimenti possono essere diminuiti attraverso differenti trattamenti sia in situ, senza rimuovere i sedimenti contaminati, che ex situ (rimuovendo il sedimento dalla sede naturale e trasportarlo presso centri di trattamento). The problems related to sediment contamination can be reduced through different treatments both in situ, without removing the contaminated sediments, and ex situ (by removing the sediment from its natural site and transporting it to treatment centers).

In ogni caso sarebbe prima di tutto necessario individuare e porre sotto controllo la fonte di contaminazione. I trattamenti in situ, rispetto ai trattamenti ex situ presentano sia vantaggi che svantaggi: il fatto che i sedimenti non vengano rimossi consente, ad esempio, di diminuire i rischi di ulteriori contaminazioni dell’acqua dovuti alla risospensione degli inquinanti; diminuiscono anche i rischi associati alle fasi di trasporto (maggior volatilizzazione degli inquinanti in atmosfera, sversamenti accidentali, etc.). In any case it would be first of all necessary to identify and control the source of contamination. In situ treatments, compared to ex situ treatments, have both advantages and disadvantages: the fact that the sediments are not removed allows, for example, to reduce the risk of further contamination of the water due to the resuspension of pollutants; the risks associated with the transport phases also decrease (greater volatilization of pollutants into the atmosphere, accidental spills, etc.).

Inoltre presentano vantaggi in termini economici, dato che i costi dei trattamenti in situ sono molto minori. They also have economic advantages, given that the costs of in situ treatments are much lower.

Per quanto concerne gli svantaggi, è necessario sottolineare che uno dei più importanti limiti dei trattamenti in situ è la difficoltà di controllare i processi che avvengono: in ambiente le variabili che possono intervenire sono numerosissime ed è difficile determinare quale possa essere la loro influenza su l’efficacia del trattamento stesso; solitamente l’efficacia dei trattamenti in situ si è dimostrata essere minore di quella dei trattamenti ex situ. I trattamenti in situ possono essere sostanzialmente suddivisi in metodi di solidificazione/stabilizzazione e metodi chimici-biologici. As regards the disadvantages, it is necessary to underline that one of the most important limitations of in situ treatments is the difficulty of controlling the processes that take place: in the environment the variables that can intervene are very numerous and it is difficult to determine what their influence on the environment may be. effectiveness of the treatment itself; usually the effectiveness of in situ treatments has been shown to be lower than that of ex situ treatments. In situ treatments can be broadly divided into solidification / stabilization methods and chemical-biological methods.

I primi hanno l’obiettivo di prevenire il rilascio nel tempo degli inquinanti presenti nei sedimenti, piuttosto che di diminuire le loro concentrazioni. The former have the objective of preventing the release over time of the pollutants present in the sediments, rather than decreasing their concentrations.

A questo scopo si isolano i sedimenti contaminati ricoprendoli con uno strato di materiale non contaminato (solitamente sabbia), oppure aggiungendo sostanze chimiche o cementi. I metodi chimici-biologici, invece, prevedono l’utilizzo di microrganismi o di sostanze chimiche (nutrienti, ossigeno etc.) allo scopo di accelerare i processi naturali di biodegradazione delle sostanze inquinanti. For this purpose, contaminated sediments are isolated by covering them with a layer of uncontaminated material (usually sand), or by adding chemicals or cements. Chemical-biological methods, on the other hand, involve the use of microorganisms or chemicals (nutrients, oxygen, etc.) in order to accelerate the natural processes of biodegradation of pollutants.

Le reazioni biologiche che avvengono normalmente in natura possono comportare diversi cambiamenti a livello della struttura molecolare e, di conseguenza, a livello delle proprietà chimico-fisiche e tossicologiche dei contaminanti; a seconda delle condizioni, infatti, questi processi possono determinare cambiamenti più o meno significativi nella struttura delle molecole inquinanti fino a portare alla loro completa trasformazione in prodotti finali inorganici. Questa conversione completa è conosciuta col nome di mineralizzazione; poche però sono le reazioni non biologiche che in natura hanno una tale efficacia. The biological reactions that normally occur in nature can involve various changes at the level of the molecular structure and, consequently, at the level of the chemical-physical and toxicological properties of the contaminants; in fact, depending on the conditions, these processes can determine more or less significant changes in the structure of the polluting molecules, leading to their complete transformation into inorganic final products. This complete conversion is known as mineralization; however, there are few non-biological reactions that have such efficacy in nature.

Con il termine di “bioremediation” si descrive un insieme di tecniche che sfruttano l’attività metabolica dei microrganismi per degradare o trasformare i contaminanti in forme meno tossiche o non tossiche, diminuendo o eliminando completamente la contaminazione ambientale. L’obiettivo della “bioremediation” può essere, non solo quello di trasformare i contaminanti in composti a minor tossicità, ma anche quello di immobilizzarli, rendendoli, in ogni caso, meno pericolosi per l’ambiente. The term "bioremediation" describes a set of techniques that exploit the metabolic activity of microorganisms to degrade or transform contaminants into less toxic or non-toxic forms, reducing or completely eliminating environmental contamination. The goal of "bioremediation" can be, not only to transform contaminants into compounds with less toxicity, but also to immobilize them, making them, in any case, less dangerous for the environment.

Più in particolare le tecniche di “bioremediation” in situ sfruttano le attività degradative microbiche direttamente nel luogo della contaminazione ( Hinchee, 1997). Le comunità microbiche naturali presentano una sorprendente versatilità: i microrganismi possono degradare molti composti sintetici e probabilmente ogni prodotto naturale in tipi di habitat anche differenti, sia in condizioni aerobiche che in condizioni anaerobiche. More specifically, in situ “bioremediation” techniques exploit microbial degradation activities directly in the place of contamination (Hinchee, 1997). Natural microbial communities have surprising versatility: microorganisms can degrade many synthetic compounds and probably any natural product in even different types of habitats, both in aerobic and anaerobic conditions.

Durante il processo di “bioremediation” in situ i microrganismi possono utilizzare i contaminanti come fonte di carbonio e di energia per la loro crescita. During the in situ “bioremediation” process, microorganisms can use contaminants as a source of carbon and energy for their growth.

A questo scopo necessitano di un accettore di elettroni che può variare secondo il metabolismo e le condizioni ambientali: in condizioni aerobiche l’accettore finale di elettroni è l’ossigeno molecolare, in condizioni anaerobiche, invece, può essere, ad esempio, il solfato, il nitrato o il diossido di carbonio. L’ossigeno, se presente, è l’accettore di elettroni usato preferibilmente, dato che fornisce la massima quantità di energia per unità di donatore di elettroni utilizzato, massimizzando quindi la produzione energetica della cellula e la crescita dei microrganismi. For this purpose they need an electron acceptor that can vary according to metabolism and environmental conditions: in aerobic conditions the final electron acceptor is molecular oxygen, in anaerobic conditions, however, it can be, for example, sulphate, nitrate or carbon dioxide. Oxygen, if present, is the electron acceptor used preferably, since it provides the maximum amount of energy per unit of electron donor used, thus maximizing the energy production of the cell and the growth of microorganisms.

Pertanto la biodegradazione aerobica procede generalmente più velocemente e fornisce una degradazione più completa dei composti organici rispetto a quanto avviene in condizioni anaerobiche. Therefore aerobic biodegradation generally proceeds faster and provides more complete degradation of organic compounds than under anaerobic conditions.

Le tecnologie di bioremediation insistono in definitiva sul concetto appena esposto: aumentano la velocità di degradazione fornendo accettori elettronici ai microrganismi (in particolare ossigeno), oppure controllando altri fattori che possono essere limitanti. Bioremediation technologies ultimately insist on the above concept: they increase the degradation rate by providing electronic acceptors to microorganisms (in particular oxygen), or by controlling other factors that can be limiting.

Sono molti, infatti, i fattori che possono favorire o rallentare i processi di biodegradazione: la temperatura, il pH, la presenza o meno di nutrienti essenziali sono solo alcuni esempi dei fattori che dovrebbero essere controllati nel corso di un processo di bioremediation il loro monitoraggio dovrebbe essere una parte integrante di queste tecniche di bonifica. In fact, there are many factors that can favor or slow down the biodegradation processes: temperature, pH, the presence or absence of essential nutrients are just some examples of the factors that should be controlled during a bioremediation process and their monitoring it should be an integral part of these remediation techniques.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invenzione (BIO2REMEDIATION) si propone di mettere a disposizione un trattamento in situ di aree lagunari, portuali e/o di fascia costiera contaminate da idrocarburi mediante bio-ossidazione forzata, che sia in grado di eliminare o quantomeno ridurre gli inconvenienti sopra evidenziati principalmente relativi ai risultati a lungo termine ottenuti con le tecniche note. The present invention (BIO2REMEDIATION) aims to provide an in situ treatment of lagoon, port and / or coastal areas contaminated by hydrocarbons by means of forced bio-oxidation, which is able to eliminate or at least reduce the drawbacks highlighted above mainly relating to the long-term results obtained with known techniques.

L’invenzione si propone inoltre di fornire un metodo per il trattamento in situ di aree portuali o costiere contaminate, che sia di semplice attuazione, basandosi sull’ossigenazione mediante aerazione forzata, il che rappresenta un approccio innovativo e molto promettente con risultati quasi immediati. The invention also aims to provide a method for the in situ treatment of contaminated port or coastal areas, which is simple to implement, based on oxygenation by forced aeration, which represents an innovative and very promising approach with almost immediate results.

Ciò è ottenuto mediante un metodo per il trattamento in situ di aree portuali o costiere contaminate, le cui caratteristiche sono descritte nella rivendicazione principale. This is achieved by means of a method for in situ treatment of contaminated port or coastal areas, the characteristics of which are described in the main claim.

Le rivendicazioni dipendenti della soluzione in oggetto delineano forme di realizzazione vantaggiose dell’invenzione. The dependent claims of the solution in question outline advantageous embodiments of the invention.

I principali vantaggi di questa soluzione, oltre a tutti quelli che derivano dalla relativamente semplice attuazione, riguardano innanzitutto il fatto che attraverso l’utilizzo dell’aerazione forzata, vengono introdotte grosse quantità di ossigeno all’interfaccia sedimento superficiale e colonna d’acqua sovrastante con lo scopo: a)di favorire l’ossidazione delle particelle sospese degli apporti di nuovi sedimenti che con il tempo si depositeranno sul fondo creando una copertura di sedimento non inquinato (clean capping) e sigillando i sedimenti di fondo contaminati, The main advantages of this solution, in addition to all those deriving from the relatively simple implementation, first of all concern the fact that through the use of forced aeration, large quantities of oxygen are introduced to the surface sediment interface and overlying water column with the purpose: a) to favor the oxidation of suspended particles of the inputs of new sediments which over time will settle on the bottom creating a cover of unpolluted sediment (clean capping) and sealing the contaminated bottom sediments,

b) di stimolare lo sviluppo di comunità batteriche aerobiche fornendo loro ossigeno (accettori di elettroni per il metabolismo aerobico), c) di creare un ambiente adatto alla biodegradazione degli inquinanti inorganici ed organici, d) di fornire un intermedio di reazione necessario al processo di ciclossigenazione dell’anello aromatico degli idrocarburi inquinanti, b) to stimulate the development of aerobic bacterial communities by supplying them with oxygen (electron acceptors for aerobic metabolism), c) to create an environment suitable for the biodegradation of inorganic and organic pollutants, d) to provide a reaction intermediate necessary for the cyclooxygenation of the aromatic ring of polluting hydrocarbons,

Molti di queste diverse specie di batteri, ossia quelle particolarmente resistenti alla biodegradazione per la presenza di uno o più anelli aromatici nella loro struttura molecolare, in presenza di opportune condizioni di ossigenazione possono interrompere l’anello aromatico mediante particolari enzimi chiamati ciclo-ossigenasi. Many of these different species of bacteria, namely those particularly resistant to biodegradation due to the presence of one or more aromatic rings in their molecular structure, in the presence of appropriate oxygenation conditions can interrupt the aromatic ring by means of particular enzymes called cyclo-oxygenases.

Il processo secondo l’invenzione, utilizza sostanzialmente i microorganismi od i loro enzimi per riportare ambienti contaminati alla loro condizione originale. The process according to the invention essentially uses microorganisms or their enzymes to restore contaminated environments to their original condition.

Il processo prevede, come metodologia di valutazione e controllo, il monitoraggio dell’ambiente in esame (sedimenti e colonna d’acqua sovrastante) al fine di determinare: a) l’effetto dell’aerazione e dell’ossigenazione forzate su sedimenti superficiali e sub-superficiali e sulla colonna dacqua sovrastante; b) la variazione temporale del contenuto degli inquinanti inorganici; c) la correlazione tra le caratteristiche tessiturali, mineralogiche e geochimiche dei sedimenti ed il contenuto dei contaminanti. The process provides, as an evaluation and control methodology, the monitoring of the environment in question (sediments and overlying water column) in order to determine: a) the effect of forced aeration and oxygenation on superficial and sub-surface sediments -surface and on the overlying water column; b) the temporal variation of the content of inorganic pollutants; c) the correlation between the textural, mineralogical and geochemical characteristics of the sediments and the content of contaminants.

La tecnica di bioremediation, ovvero quella tecnica applicata ai fondali di lagune aree portuali o di fascia costiera, ha come obiettivo quello di stimolare la biodegradazione aerobica di composti inquinanti presenti nei sedimenti; in particolare questa tecnica prevede di fornire ossigeno in maniera tale da garantire il mantenimento delle condizioni aerobiche e di fornire alle comunità microbiche endemiche l’accettore elettronico necessario per le reazioni di biodegradazione. The bioremediation technique, that is the technique applied to the seabed of port areas or coastal areas, has the aim of stimulating the aerobic biodegradation of polluting compounds present in sediments; in particular, this technique involves providing oxygen in such a way as to ensure the maintenance of aerobic conditions and providing the endemic microbial communities with the electronic acceptor necessary for biodegradation reactions.

Questo si ottiene attraverso l’ossigenazione non solo dei sedimenti stessi, ma della colonna d’acqua sovrastante mediante introduzione di acqua arricchita di ossigeno ad elevata concentrazione. This is achieved through oxygenation not only of the sediments themselves, but of the overlying water column by introducing water enriched with high concentration oxygen.

L’impianto di bioremediation consiste di: a) una parte a terra (o montata su un pontone ormeggiato a riva) dove è posizionato un serbatoio di ossigeno liquido, una torre di gassificazione ed una centralina di controllo che controlla il flusso di ossigeno in uscita, b) di un sistema di distribuzione in acqua dell’ossigeno gassificato. Attraverso una tubazione in acciaio inox l’ossigeno gassificato viene condotto a delle tubazioni in materiale plastico semiporose adagiate ed ancorate sul fondo che diffondono l’ossigeno in maniera uniforme per tutta la larghezza dell’area oggetto del trattamento. The bioremediation plant consists of: a) a part on the ground (or mounted on a pontoon moored on the shore) where a liquid oxygen tank, a gasification tower and a control unit that controls the flow of outgoing oxygen are positioned , b) a gasified oxygen distribution system in water. Through a stainless steel pipe, the gasified oxygen is led to semi-porous plastic pipes laid and anchored to the bottom that spread the oxygen uniformly over the entire width of the area being treated.

Sostanzialmente il processo, secondo l’invenzione, si avvale di un evaporatore criogenico, di una conduttura principale di distribuzione, e di un set di tubi porosi posati sul fondo del bacino. L’ossigeno gassoso viene automaticamente distribuito attraverso i tubi porosi. Basically, the process, according to the invention, uses a cryogenic evaporator, a main distribution pipeline, and a set of porous pipes laid on the bottom of the basin. The gaseous oxygen is automatically distributed through the porous tubes.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS

Altre caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti, alla lettura della descrizione seguente di una forma di realizzazione dell’invenzione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con l'ausilio dei disegni illustrati nelle tavole allegate, in cui: Other features and advantages of the invention will become evident upon reading the following description of an embodiment of the invention, provided by way of non-limiting example, with the aid of the drawings illustrated in the attached tables, in which:

- la figura 1 rappresenta la vista schematica dei punti di campionamento dei sedimenti per le analisi programmate per il monitoraggio come metodica di valutazione dell’impatto dell’ossigenazione forzata con il trattamento secondo l’invenzione ed il sistema dei tubi porosi per l’ossigenazione mediante aerazione forzata. - figure 1 represents the schematic view of the sediment sampling points for the analyzes planned for monitoring as a method of evaluating the impact of forced oxygenation with the treatment according to the invention and the porous tube system for oxygenation by means of forced ventilation.

- le figure da 2 a 4 indicano le variazioni dei contenuti IPA nei punti di cui alla figura precedente, in seguito al trattamento; - Figures 2 to 4 indicate the variations of the IPA contents in the points referred to in the previous figure, following the treatment;

- la figura 5 è lo schema del sistema di aerazione ed ossigenazione secondo l’invenzione, ovvero il dettaglio della parte sommersa posta inferiormente al pontone. - Figure 5 is the diagram of the aeration and oxygenation system according to the invention, or the detail of the submerged part located below the pontoon.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE DELL’INVENZIONE Facendo riferimento alle figure allegate, ed in particolare alla figura 5, il procedimento secondo l’invenzione prevede l’utilizzo di un impianto 10 che si avvale di un evaporatore criogenico che ha la funzione di stimolare la biodegradazione aerobica dei composti inquinanti presenti nei sedimenti. DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION With reference to the attached figures, and in particular to figure 5, the process according to the invention provides for the use of a plant 10 which makes use of a cryogenic evaporator which has the function of stimulating the aerobic biodegradation of polluting compounds present in sediments.

In particolare questa tecnica prevede di fornire ossigeno in maniera tale da garantire il mantenimento delle condizioni aerobiche e di fornire alle comunità microbiche endemiche l’accettore elettronico necessario per le reazioni di biodegradazione. In particular, this technique involves providing oxygen in such a way as to ensure the maintenance of aerobic conditions and providing the endemic microbial communities with the electronic acceptor necessary for biodegradation reactions.

Questo si ottiene attraverso l’ossigenazione non solo dei sedimenti stessi, ma della colonna d’acqua sovrastante mediante introduzione di acqua arricchita di ossigeno ad elevata concentrazione, come visibile in figura 5. This is achieved through oxygenation not only of the sediments themselves, but of the overlying water column by introducing water enriched with high concentration oxygen, as shown in Figure 5.

L’impianto secondo l’invenzione consiste di una parte a terra, o montata su un pontone 11 ormeggiato a riva, dove è posizionato un serbatoio di ossigeno liquido 12, una torre di gassificazione ed una centralina di controllo che controlla il flusso di ossigeno in uscita. The plant according to the invention consists of a part on land, or mounted on a pontoon 11 moored on the shore, where a liquid oxygen tank 12, a gasification tower and a control unit that controls the flow of oxygen in exit.

Attraverso una tubazione in acciaio inox 13 l’ossigeno gassificato viene condotto a delle tubazioni in materiale plastico semiporose 14 adagiate ed ancorate sul fondo del bacino da trattare, tubazioni che diffondono l’ossigeno in maniera uniforme per tutta la larghezza del canale. Through a stainless steel pipe 13, the gasified oxygen is led to semi-porous plastic pipes 14 lying and anchored to the bottom of the basin to be treated, pipes that spread oxygen uniformly over the entire width of the channel.

Il metodo di controllo dell’effetto di bioremediation secondo l’invenzione prevede la determinazione quantitativa di alcuni tra i principali Idrocarburi Policiclici Aromatici (precisamente sono stati determinati i 16 IPA previsti dalle metodiche EPA)<nei subcampioni. Il metodo consta di:>The method of controlling the bioremediation effect according to the invention provides for the quantitative determination of some of the main polycyclic aromatic hydrocarbons (precisely the 16 PAHs provided for by the EPA methods have been determined) <in the sub-samples. The method consists of:>

� una fase di estrazione; � an extraction phase;

� una di purificazione dell’estratto su colonna<cromatografia, in modo da;>� a purification of the extract on the column <chromatography, in order to;>

� isolare la frazione contenente gli idrocarburi<policiclici aromatici dagli interferenti;>� isolate the fraction containing the <polycyclic aromatic hydrocarbons from the interferents;>

� analisi in gascromatografia con rivelatore a spettrometria di massa (GC-MS Thermofinnigan). � gas chromatography analysis with mass spectrometry detector (GC-MS Thermofinnigan).

Il riconoscimento dei picchi cromatografici di ogni singolo IPA è basato sul confronto dei tempi di ritenzione dei picchi del cromatogramma ottenuto dall’analisi dell’estratto organico del campione con q uelli ottenuti da idonee soluzioni di riferimento. The recognition of the chromatographic peaks of each individual PAH is based on the comparison of the retention times of the peaks of the chromatogram obtained by analyzing the organic extract of the sample with those obtained from suitable reference solutions.

La determinazione quantitativa, invece, viene effettuata confrontando le aree dei rispettivi picchi cromatografici con rette di taratura costruite con soluzioni a concentrazione di riferimento. The quantitative determination, on the other hand, is carried out by comparing the areas of the respective chromatographic peaks with calibration lines constructed with solutions at a reference concentration.

Si riportano di seguito, a titolo esemplificativo, nelle tabelle 2, 3 e 4, per ogni punto di campionamento, (prima e dopo l’aerazione) le concentrazioni dei singoli IPA determinati nei diversi subcampioni. Il valori di concentrazione determinati sono espressi in ng/g di sedimento essiccato (dry weight). Below are, by way of example, tables 2, 3 and 4, for each sampling point, (before and after aeration) the concentrations of the individual PAHs determined in the different sub-samples. The concentration values determined are expressed in ng / g of dried sediment (dry weight).

Per ognuno dei singoli campioni è stata calcolata inoltre la somma totale degli IPA determinati,<considerando le tre zone di campionamento:>For each of the individual samples, the total sum of the PAHs determined was also calculated, <considering the three sampling areas:>

� A = a 50 m dal sistema di tubi porosi in un’area non direttamente interessata all’ossigenazione; � A = 50 m from the porous pipe system in an area not directly affected by oxygenation;

� B = davanti al sistema di tubi porosi in un’area<interessata all’ossigenazione;>� B = in front of the porous pipe system in an area <involved in oxygenation;>

� C = in un’area interessata all’ossigenazione. � C = in an area affected by oxygenation.

Dai grafici si evidenzia che: The graphs show that:

• nei punti B e C si registra un abbattimento degli IPA a seguito dell’aerazione. Nel punto B la concentrazione dopo l’aerazione risulta essere maggiore solo a –6 cm per le altre profondità indagate l’aerazione sembra aver raggiunto l’effetto desiderato. Nel punto C la diminuzione di IPA è evidente in tutta la colonna di sedimento analizzata (fino alla profondità di -10 cm). • in points B and C there is a reduction of PAHs following ventilation. In point B, the concentration after aeration appears to be higher only at –6 cm for the other depths investigated, the aeration seems to have achieved the desired effect. At point C, the decrease in PAH is evident throughout the sediment column analyzed (up to a depth of -10 cm).

• nel punto A i valori mostrano un andamento che sembra addirittura un arricchimento nel sedimento. • in point A the values show a trend that even seems to be an enrichment in the sediment.

Questo particolare fenomeno è ascrivibile oltre al fatto che il punto A è esterno all’aera di aerazione, anche ad un qualche tipo di imprevedibile e incontrollabile contaminazione avvenuta precedentemente alla fase di campionamento del sedimento dopo l’aerazione. This particular phenomenon is attributable not only to the fact that point A is external to the aeration area, but also to some kind of unpredictable and uncontrollable contamination that occurred prior to the sediment sampling phase after aeration.

Possiamo quindi supporre che l’intera area possa essere soggetta alla stesso inquinamento ma che l’aerazione riesca a tamponare ed addirittura abbattere la contaminazione da IPA. Questo fa si che il punto A si differenzi dai punti B e C. We can therefore assume that the entire area may be subject to the same pollution but that the aeration is able to buffer and even break down the IPA contamination. This makes point A different from points B and C.

È inoltre, possibile rafforzare le tesi appena illustrate mediante il rapporto tra gli Idrocarburi a basso peso molecolare LMW (2-3 anelli aromatici) e quelli ad alto peso molecolare HMW (4-5 anelli aromatici); quando tale rapporto risulta essere <1 è possibile supporre che l’origine di contaminazione sia pirolitica; quando invece tale rapporto risulta essere >1 la sorgente è probabilmente petrogenica. Furthermore, it is possible to strengthen the theses just illustrated by means of the ratio between low molecular weight LMW hydrocarbons (2-3 aromatic rings) and those with high molecular weight HMW (4-5 aromatic rings); when this ratio is <1 it is possible to assume that the origin of the contamination is pyrolytic; on the other hand, when this ratio is> 1 the source is probably petrogenic.

Dalla tabella seguente –tabella 10 - si osserva che il rapporto LMW/HMW risulta per tutti i campioni in analisi <1 con un rafforzamento dell’ipotesi di contaminazione di origine pirolitica. From the following table - table 10 - it is observed that the LMW / HMW ratio is <1 for all the samples under analysis, with a strengthening of the hypothesis of pyrolytic contamination.

Riassumendo, le tecniche di bonifica secondo l’invenzione in generale sfruttano l’attività degradativa dei microrganismi per mineralizzare composti tossici presenti in siti contaminati sia da idrocarburi di origine petrogenica che pirolitica ( fumi da combustione motoristica ) In summary, the remediation techniques according to the invention generally exploit the degradative activity of microorganisms to mineralize toxic compounds present in sites contaminated by hydrocarbons of petrogenic and pyrolytic origin (fumes from motor combustion)

L’obiettivo dei processi di bioremediation è quello di immobilizzare gli inquinanti o di trasformarli in composti a minor tossicità rendendoli meno pericolosi per l’ecosistema, ed In situ bioremediation indica il processo di stimolazione dei microrganismi endemici a biodegradare le sostanze tossiche nel luogo della contaminazione. The goal of bioremediation processes is to immobilize pollutants or transform them into compounds with less toxicity, making them less dangerous for the ecosystem, and In situ bioremediation indicates the process of stimulating endemic microorganisms to biodegrade toxic substances in the place of contamination .

Il fine delle tecniche di bioremediation in situ è quello di creare un ambiente favorevole per la vita dei microrganismi endemici attraverso il trattamento di bonifica di sedimenti contaminati da inquinanti organici mediante ossigenazione forzata “in situ", e, tramite<l’ossigenazione del battente d’acqua:>The aim of in situ bioremediation techniques is to create a favorable environment for the life of endemic microorganisms through the remediation treatment of sediments contaminated by organic pollutants through forced oxygenation "in situ", and, through <oxygenation of the head of water:>

� si stimola la crescita delle comunità batteriche<aerobiche presenti nel sedimento;>� the growth of the bacterial communities <aerobic present in the sediment;> is stimulated

� si stimola la biodegradazione aerobica fornendo ossigeno come accettore di elettroni. Aerobic biodegradation is stimulated by supplying oxygen as an electron acceptor.

L’invenzione è stata precedentemente descritta con riferimento ad una sua forma di realizzazione preferenziale. Tuttavia è chiaro che l’invenzione è suscettibile di numerose varianti che rientrano nel proprio ambito, nel quadro delle equivalenze tecniche. The invention has been previously described with reference to a preferential embodiment thereof. However, it is clear that the invention is susceptible to numerous variants that fall within its scope, within the framework of technical equivalences.

Claims

Title: "IN-SITU TREATMENT OF PORT AND / OR COASTAL BAND AREAS CONTAMINATED BY HYDROCARBONS BY MEANS OF FORCED BIO-OXIDATION" CLAIMS 1. Method applicable in the bottoms of lagoons, port areas or coastal areas, without interfering with normal navigation activities, designed to stimulate the aerobic biodegradation of polluting compounds present in sediments, said method being characterized by the fact that it supplies oxygen not only to the surface sediments but also to the water column above, through the introduction of water enriched with high concentration gaseous oxygen, allowing to create and guarantee the maintenance of aerobic conditions and to provide the endemic microbial communities with the electronic acceptor necessary for the reactions of biodegradation.

2. Method applicable in the bottoms of lagoons, or similar, suitable for stimulating the aerobic biodegradation of polluting compounds present in the sediments, according to the previous claim, characterized by the fact of using a "bioremediation" system, which consists of a part on the ground (mounted on a pontoon moored on the shore) where a liquid oxygen tank (12) is positioned, a gasification tower able to send gaseous oxygen towards pipes (14) in semi-porous plastic material lying and anchored to the bottom and a control unit that controls the outgoing oxygen flow.

3. Method applicable in the bottoms of lagoons, or similar, suitable for stimulating the aerobic biodegradation of polluting compounds present in the sediments according to one of the preceding claims, characterized in that through a stainless steel pipe (13) the gasified oxygen is led to semi-porous plastic pipes (14) laid and anchored to the bottom of the lagoon, which diffuse oxygen uniformly over the entire width of the area subject to environmental recovery.

4. Method applicable in the bottoms of lagoons, or similar, suitable for stimulating the aerobic biodegradation of polluting compounds present in the sediments according to one of the preceding claims, characterized in that through a stainless steel pipe (13) the gasified oxygen is led to means of any kind (14), which diffuse oxygen uniformly over the entire width of the area subject to environmental recovery.

5. Method applicable in the bottoms of lagoons, or the like, suitable for stimulating the aerobic biodegradation of hydrocarbon compounds and other pollutants present in the sediments according to one of the preceding claims, characterized by making use of a cryogenic evaporator (10), of a main pipeline distribution (13), and by a set of porous tubes (14) or the like and laid on the bottom of the basin, and by the fact that the liquid nitrogen is automatically distributed through the porous tubes (14) or similar means of diffusion.