Informazioni su Aquaferrox®

  • Permette l’immobilizzazione duratura di ioni/complessi di metalli pesanti e metalloidi disciolti nelle acque sotterranee mediante adsorbimento.
  • Permette un effetto di immobilizzazione duraturo grazie all’elevata capacità di adsorbimento e alla stabilità termodinamica delle particelle di goethite.
  • È sicuro dal punto di vista ecotossicologico.
  • Può essere iniettato con sistemi standard a spinta diretta.

Gli ossidi di ferro sono minerali presenti in natura che si formano nei suoli e nei sedimenti a partire dai prodotti di meteorizzazione dei minerali contenenti Ferro. Essi hanno un’elevata superficie specifica e un caratteristico colore rosso/arancio. Gli ossidi di ferro agiscono come componenti reattivi chiave nei terreni e sono anche responsabili della tipica colorazione marrone dei nostri suoli. Nel settore industriale, gli ossidi di ferro sono utilizzati in particolare come pigmenti e come materiali adsorbenti per l’immobilizzazione dei contaminanti.

Aquaferrox® consiste in particelle di goethite che, stabilizzate in forma colloidale, vengono iniettate nel sottosuolo. Dopo una dispersione controllata, vengono immobilizzate nella falda acquifera, formando così una barriera di adsorbimento in situ attraverso la quale scorre l’acqua freatica. Grazie all’elevata affinità di Aquaferrox® per i metalli pesanti e i semi-metalli (ad esempio l’Arsenico), questi contaminanti possono essere immobilizzati in loco senza ricorrere a misure dispendiose in termini di energia e costi, come il pump and treat, lo scavo o il soil washing.

Proprietà

Brevetto EU‐Patent 2 334 608,
DE‐Gebrauchsmuster 20 2017 001 526.9
Superficie specifica 120-200 m2/g-1
Dimensione particelle ~ 2 µm
Concentrazione ~ 100 g Particelle L-1
Componenti
  • Ossido di Ferro appositamente trattato (goethite, α-FeOOH)
  • Stabilizzatore a base di polimeri
  • Acqua

Adsorbente per metalloidi e metalli pesanti

Grazie ad uno specifico trattamento degli ossidi di ferro convenzionali, gli aggregati di ossidi di ferro in Aquaferrox® sono colloidalmente stabilizzati e raggiungono capacità di adsorbimento più elevate rispetto agli ossidi di ferro non trattati o macinati in modo convenzionale. Di conseguenza, a concentrazioni di 1 mg di As L-1 nelle acque sotterranee, si può prevedere un carico di As su Aquaferrox® di circa il doppio rispetto alle controparti convenzionali.

Gli ossidi di ferro presentano prevalentemente il loro punto di carica zero (punto isoelettrico, PI) tra 7 ≤ pH ≤ 8; ciò vuol dire che a pH < PI presentano una carica netta positiva e a pH > PI una carica superficiale netta negativa. Pertanto, l’adsorbimento di anioni (i.e. complessi di As disciolti nelle acque sotterranee) è elettrostaticamente favorito a pH < PI, mentre a pH > PI l’adsorbimento di As è meno efficace. Con Aquaferrox®, questa dipendenza dell’adsorbimento dal pH gioca un ruolo minore. Come conseguenza del trattamento applicato, le superfici delle particelle di ossido di ferro in Aquaferrox® hanno una carica netta negativa (maggior numero di siti superficiali caricati negativamente rispetto a quelli caricati positivamente; UE = -38 ± 3 mV nella Tabella 1) anche a valori di pH relativamente bassi (pH < 7). Nonostante questa carica netta negativa sulle superfici delle particelle di ossido di ferro in Aquaferrox®, sono state comunque ottenute intensità di adsorbimento più elevate rispetto agli ossidi di ferro non trattati ma con carica superficiale netta positiva (pH = 5.7, i.e. pH < PI; Figura 1). Le temporanee fluttuazioni del pH delle falde acquifere fino a valori > 7-8 sono quindi, a differenza degli ossidi di ferro convenzionali, meno critiche per quanto riguarda le prestazioni di adsorbimento di anioni come le specie di As disciolte nelle acque freatiche.

Figure 1: Carichi di As  (Asadsorbito) in condizioni di equilibrio su Aquaferrox® rispetto agli ossidi di ferro (FeOx) non trattati (con o senza macinazione convenzionale) in funzione della concentrazione di As nella fase mobile (Aseq). Soluzione di fondo: acqua di falda sintetica con cationi ed anioni inorganici. Marcatore: valori osservati. Grafico: isoterme di Freundlich.

Caratteristiche e proprietà della sospensione di Aquaferrox®

La sospensione di Aquaferrox® contiene aggregati di goethite di ~2 μm, che ne facilitano notevolmente la manipolazione ed il controllo durante l’iniezione negli acquiferi. La forma in cui Aquaferrox® viene iniettato nel sottosuolo – ossia una sospensione di ossido di ferro all’1% (m/V) – é caratterizzata da una forza ionica relativamente bassa, determinata dai coformulanti ionici di sintesi. Di conseguenza, la conducibilità elettrica è simile a quella delle acque sotterranee naturali.

I singoli componenti di Aquaferrox® – acqua, goethite e uno stabilizzatore organico – sono sicuri dal punto di vista ecotossicologico.

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