Studio della mobilità ambientale di contaminanti inorganici su fanghi da dragaggio

La gestione di fanghi da dragaggio richiede una buona conoscenza della natura degli inquinanti da cui essi sono contaminati. Questo studio si è posto l’obiettivo di individuare una strategia di caratterizzazione applicata a sedimenti dragati nel Porto di Ravenna. Particolare attenzione è stata rivolta allo studio della mobilità degli inquinanti inorganici (metalli pesanti), sia sul materiale tal quale che sui residui ottenuti dopo trattamento di soil washing, operazione prevista al fine di separare sabbie a basso carico di contaminanti dalla frazione sitosa-argillosa dove si ha la maggior concentrazione di contaminanti. Lo studio sulla mobilità è stato eseguito avvalendosi di opportuni test di rilascio, valutando gli effetti di diversi parametri, quali pH, tempo di dilavamento, rapporto solido-liquido. In conclusione, dai risultati della caratterizzazione chimica si è potuto valutare l’efficienza del Soil Washing sui sedimenti trattati: efficienza elevata per le componenti organiche, meno vistosa la decontaminazione dei metalli sulle sabbie per valori bassi di contaminazione. I sedimenti e le sabbie non presentano livelli di contaminazione preoccupanti, cosa che li renderebbe idonei al riuso secondo le modalità previste. Il metallo la cui lisciviazione dipende maggiormente dal pH è lo Zn, il Cu è il metallo più influenzato dalla complessazione con la sostanza organica, l’As è l’unico metallo ad avere massima lisciviazione a pH basico. Dopo trattamento Soil Washing tutti i metalli ad esclusione di Cu e del Fe aumentano la loro mobilità nella frazione fina rispetto al sedimento tal quale.

Soil remediation using a coupled process: soil washing with surfactant followed by photo-Fenton oxidation

In the present work the use of a coupled process, soil washing and photo-Fenton oxidation, was investigated for remediation of a soil contaminated with p.p'-DDT (DDT) and p.p'-DDE (DDE), and a soil artificially contaminated with diesel. In the soil washing experiments,Triton X-100(TX-100) aqueous solutions were used at different concentrations to obtain wastewaters with different compositions. Removal efficiencies of 66% (DDT). 80% (DDE) and 100% (diesel) were achieved for three sequential washings using a TX-100 solution strength equivalent to 12 times the effective critical micelle concentration of the surfactant (12 CMC(eff)). The wastewater obtained was then treated using a solar photo-Fenton process. After 6 h irradiation, 99, 95 and 100% degradation efficiencies were achieved for DDT, DDE and diesel, respectively. In all experiments, the concentration of dissolved organic carbon decreased by at least 95%, indicating that residual concentration of contaminants and/or TX-100 in the wastewater was very low. The co-extraction of metals was also evaluated. Among the metals analyzed (Pb, Cr, Ni, Cu. Cd, Mn and Co), only Cr and Mn were detected in the wastewater at concentrations above the maximum value permitted by current Brazilian legislation. The effective removal of contaminants from soil by the TX-100 washing process, together with the high degradation efficiency of the solar photo-Fenton process, suggests that this procedure could be a useful option for soil remediation. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Biogenesis soil, washing technology.

[cat;jmn]

Comparison of a plant based natural surfactant with SDS for washing of As(V) from Fe rich soil

This study explores the possible application of a biodegradable plant based surfactant, obtained from Sapindus mukorossi, for washing low levels of arsenic (As) from an iron (Fe) rich soil. Natural association of As(V) with Fe(III) makes the process difficult. Soapnut solution was compared to anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) in down-flow and a newly introduced suction mode for soil
column washing. It was observed that soapnut attained up to 86% efficiency with respect to SDS in removing As. Full factorial design of experiment revealed a very good fit of data. The suction mode generated up to 83 kPa pressure inside column whilst down-flow mode generated a much higher pressure of 214 kPa, thus making the suction mode more efficient. Micellar solubilisation was found to
be responsible for As desorption from the soil and it followed 1st order kinetics. Desorption rate coefficient of suction mode was found to be in the range of 0.005 to 0.01, much higher than down-flow mode values. Analysis of the FT-IR data suggested that the soapnut solution did not interact chemically with As, offering an option for reusing the surfactant. Soapnut can be considered as a soil washing
agent for removing As even from soil with high Fe content.

Performance Evaluation of Two-Stage Electrokinetic Washing as Soil Remediation Method for Lead Removal using Different Wash Solutions

The study explores the application of a two-stage electrokinetic washing system on remediation of lead (Pb) contaminated soil. The process involved an initial soil washing, followed by an electrokinetic process. The use of electrokinetic process in soil washing not only provided additional driving force for transporting the desorbed Pb away from the soil but also reduced the high usage of wash solution. In this study, the effect of NaNO3, HNO3, citric acid and EDTA as wash solutions on two-stage electrokinetic washing system were evaluated. The results revealed that a two-stage electrokinetic washing process enhanced Pb removal efficiency by 2.52-9.08% and 4.98-20.45% in comparison to a normal electrokinetic process and normal washing process, respectively. Low pH and adequate current were the most important criteria in the removal process as they provided superior desorption and transport properties. The effect of chelating by EDTA was less dominant as it delayed the removal process by forming a transport loop in anode region between Pb ion and complexes. HNO3 was not suitable as wash solution in electrokinetic washing in spite of offering highest removal efficiency as it caused pH fluctuation in the cathode chamber, corroded graphite anode and showed high power consumption. In contrast, citric acid not only yielded high Pb removal efficiency with low power consumption but also maintained a low soil: solution ratio of 1 g: <1 mL, stable pH and electrode integrity. Possible transport mechanisms for Pb under each wash solution are also discussed in this work.

Application of colloidal gas aphron suspensions produced from Sapindus mukorossi for arsenic removal from contaminated soil

Colloidal gas aphron dispersions (CGAs) can be described as a system of microbubbles suspended homogenously in a liquid matrix. This work examines the performance of CGAs in comparison to surfactant solutions for washing low levels of arsenic from an iron rich soil. Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) and saponin, a biodegradable surfactant, obtained from Sapindus mukorossi or soapnut fruit were used for generating CGAs and solutions for soil washing. Column washing experiments were performed in down-flow and up flow modes at a soil pH of 5 and 6 using varying concentration of SDS and soapnut solutions as well as CGAs. Soapnut CGAs removed more than 70% arsenic while SDS CGAs removed up to 55% arsenic from the soil columns in the soil pH range of 5–6. CGAs and solutions showed comparable performances in all the cases. CGAs were more economical since it contains 35% of air by volume, thereby requiring less surfactant. Micellar solubilization and low pH of soapnut facilitated arsenic desorption from soil column. FT-IR analysis of effluent suggested that soapnut solution did not interact chemically with arsenic thereby facilitating the recovery of soapnut solution by precipitating the arsenic. Damage to soil was minimal arsenic confirmed by metal dissolution from soil surface and SEM micrograph.

Valutazione della mobilita' di contaminanti inorganici tramite test di cessione su matrici ambientali contaminate

La caratterizzazione di sedimenti contaminati è un problema complesso, in questo lavoro ci si è occupati di individuare una metodologia di caratterizzazione che tenesse conto sia delle caratteristiche della contaminazione, con analisi volte a determinare il contenuto totale di contaminanti, sia della mobilità degli inquinanti stessi. Una adeguata strategia di caratterizzazione può essere applicata per la valutazione di trattamenti di bonifica, a questo scopo si è valutato il trattamento di soil washing, andando ad indagare le caratteristiche dei sedimenti dragati e del materiale in uscita dal processo, sabbie e frazione fine, andando inoltre a confrontare le caratteristiche della sabbia in uscita con quelle delle sabbie comunemente usate per diverse applicazioni. Si è ritenuto necessario indagare la compatibilità dal punto di vista chimico, granulometrico e morfologico. Per indagare la mobilità si è scelto di applicare i test di cessione definiti sia a livello internazionale che italiano (UNI) e quindi si sono sviluppate le tecnologie necessarie alla effettuazione di test di cessione in modo efficace, automatizzando la gestione del test a pHstat UNI CEN 14997. Questo si è reso necessario a causa della difficoltà di gestire il test manualmente, per via delle tempistiche difficilmente attuabili da parte di un operatore. Le condizioni redox influenzano la mobilità degli inquinanti, in particolare l’invecchiamento all’aria di sedimenti anossici provoca variazioni sensibili nello stato d’ossidazione di alcune componenti, incrementandone la mobilità, si tratta quindi di un aspetto da considerare quando si individuano le adeguate condizioni di stoccaggio-smaltimento, si è eseguita a questo scopo una campagna sperimentale.

Produção e aplicação de ramnolipídios produzidos por Pseudomonas aeruginosa LBI 2A1

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Assessing abundance and diversity patterns of soil microarthropod assemblages in northern Victoria Land (Antarctica)

This study aimed to: (1) assess differences between two quantitative sampling methods of soil microarthropods (visual census vs. stone washing) in ice-free areas located along a latitudinal gradient (from 72 degrees 37'S to 74 degrees 42'S) in northern Victoria Land (Antarctica); (2) furnish preliminary results on the abundance and diversity of mites and springtails in the studied areas. Visual census yielded reliable density estimates for adult collembolans and larger prostigmatic mites but did not detect small species. The study updates the distribution of several mites, including the southernmost record of an Oribatida species at global scale. Species composition was correlated with latitude but the uneven abundance distribution and local high beta-diversity probably reflect habitat fragmentation and population isolation. Under this circumstance nested sampling design should be usefully employed. Priorities and suitable methods for studying terrestrial microarthropod communities in continental Antarctica are discussed.

Efficacy of instant hand sanitizers against foodborne pathogens compared to hand washing with soap and water in food preparation settings: a systematic review

Hands can be a vector for transmitting pathogenic microorganisms to foodstuffs and drinks, and to the mouths of susceptible hosts. Hand washing is the primary barrier to prevent transmission of enteric pathogens via cross contamination from infected persons. Conventional hand washing involves the use of warm water, soap and friction to remove dirt and microorganisms. Over recent years there has been an increasing availability of hand sanitizing products for use when water and soap are unavailable. The aim of this systematic review was to collate scientific information on the efficacy of hand sanitizers compared to hand washing with soap and water for the removal of foodborne pathogens from the hands of food handlers. An extensive literature search was carried out using three electronic databases - Web of Science, Scopus and PubMed. Twenty-eight scientific publications were ultimately included in the review. Analysis of the literature showed various limitations in the scientific information due to the absence of a standardized protocol to evaluate efficacy of hand products, and variation in experimental conditions applied in different studies. Despite the existence of conflicting results, scientific evidence seems to support the historical scepticism about the use of water-less hand sanitizers in food preparation settings. Water and soap appear to achieve greater removal of soil and microorganisms than water-less products from hands. None of the hand sanitizers tested in the literature seemed to achieve complete inactivation or removal of all foodborne pathogens tested, and the presence of food debris significantly affected inactivation rates of hand products.

Il monitoraggio suolo-pianta per la valutazione dell'inquinamento da metalli pesanti nell'ambiente urbano

Il lavoro di tesi è incentrato sulla valutazione del degrado del suolo dovuto a fenomeni di inquinamento da metalli pesanti aerodispersi, ovvero apportati al suolo mediante deposizioni atmosferiche secche ed umide, in ambiente urbano. Lo scopo della ricerca è legato principalmente alla valutazione dell’efficienza del metodo di monitoraggio ideato che affianca al campionamento e all’analisi pedologica l’utilizzo di bioindicatori indigeni, quali il muschio, il cotico erboso, le foglie di piante arboree e il materiale pulverulento depositatosi su di esse. Una semplice analisi pedologica infatti non permette di discriminare la natura dei contaminanti in esso ritrovati. I metalli pesanti possono raggiungere il suolo attraverso diverse vie. In primo luogo questi elementi in traccia si trovano naturalmente nei suoi; ma numerose sono le fonti antropiche: attività industriali, traffico veicolare, incenerimento dei rifiuti, impianti di riscaldamento domestico, pratiche agricole, utilizzo di acque con bassi requisiti di qualità, ecc. Questo fa capire come una semplice analisi del contenuto totale o pseudo - totale di metalli pesanti nel suolo non riesca a rispondere alla domanda su quale si la fonte di provenienza di queste sostanze. Il metodo di monitoraggio integrato suolo- pianta è stato applicato a due diversi casi di studio. Il primo denominato “Progetto per il monitoraggio e valutazione delle concentrazioni in metalli pesanti e micro elementi sul sistema suolo - pianta in aree urbane adibite a verde pubblico dell’Emilia – Romagna” ha permesso di valutare l’insorgenza di una diminuzione della qualità dell’ecosistema parco urbano causata dalla ricaduta di metalli pesanti aerotrasportati, in tre differenti realtà urbane dell’Emilia Romagna: le città di Bologna, Ferrara e Cesena. Le città presentano caratteristiche pedologiche, ambientali ed economico-sociali molto diverse tra loro. Questo ha permesso di studiare l’efficienza del metodo su campioni di suolo e di vegetali molto diversi per quanto riguarda le aliquote di metalli pesanti riscontrate. Il secondo caso di studio il “Monitoraggio relativo al contenuto in metalli pesanti e microelementi nel sistema acqua-suolo-pianta delle aree circostanti l’impianto di termovalorizzazione e di incenerimento del Frullo (Granarolo dell’Emilia - BO)” è stato invece incentrato sulla valutazione della qualità ambientale delle aree circostanti l’inceneritore. Qui lo scenario si presentava più omogeneo dal punto di vista pedologico rispetto al caso di studio precedente, ma molto più complesso l’ecosistema di riferimento (urbano, extra-urbano ed agricolo). Seppure il metodo suolo-pianta abbia permesso di valutare gli apporti di metalli pesanti introdotti per via atmosferica, non è stato possibile imputarne l’origine alle sole emissioni prodotte dall’inceneritore.

Analisi della distribuzione di metalli pesanti tramite estrazioni sequenziali su sedimenti portuali: il caso della Pialassa Piomboni

Tramite il presente lavoro di tesi si intende effettuare un’analisi specifica su sedimenti provenienti dalla Pialassa Piomboni, una Zona Umida di Interesse Comunitario dal delicato equilibrio ed in continua evoluzione, che fin dalla sua nascita ha sempre assunto un ruolo di importanza sia ecologico-naturale che socio-economica, vista la posizione che la pone a metà tra il Canale Candiano, il Porto di Ravenna, la zona industriale e il mare Adriatico. Oltre ad arricchire il database di dati, l’obiettivo principale dello studio è ottenere una nuova informazione per la valutazione dello stato di qualità dei sedimenti con un’indagine ancora più specifica: si analizza la distribuzione che i metalli pesanti assumono in relazione alle diverse frazioni e caratteristiche del materiale presente tramite estrazioni sequenziali, effettuate secondo la procedura ufficiale per l’analisi di questi tipi di suoli, recentemente approvata e standardizzata a livello europeo dalla BCR (European Community Bureau of Reference) e migliorata da esperimenti interlaboratorio (Rauret et al., 1999). Attraverso attacchi con reagenti sempre più forti, si valuta a quale frazione del sedimento (scambiabile, riducibile o ossidabile) i metalli risultino maggiormente associati, valutandone mobilità e disponibilità in relazione a cambiamenti di condizioni fisiche e chimiche in cui si trova il materiale, come il variare di pH e degli equilibri ossido-riduttivi. E’ stato inoltre elaborato un inquadramento dal punto di vista geochimico, considerando i livelli di concentrazione di fondo degli elementi già naturalmente presenti in zona. Le concentrazioni totali sono infine stati confrontati con il Manuale ICRAM (2007), che fornisce linee guida per la valutazione della qualità dei sedimenti e la loro movimentazione, per poterne ipotizzare l’eventuale destino, scelta spesso problematica nella gestione di sedimenti in ambito portuale. In sintesi, questo lavoro si inserisce all’interno di un ampio progetto di gestione, approfondendo la letteratura scientifica presente sui criteri di analisi di qualità dei sedimenti e sulle problematiche di diffusione, trasporto e destino finale dei contaminanti nell’ambiente, verificando l’applicazione della procedura analitica di estrazione sequenziale, metodologicamente complessa e soggetta a migliorie e modifiche, riconsiderata in tempi recenti per la sua efficacia e per i vantaggi che comporta grazie all’acquisizione di dati ad alto contenuto di informazione.

Distribution of metals in several vineyards of North Italy: from soil to wine

Nowadays we live in densely populated regions and this leads to many environmental issues. Among all pollutants that human activities originate, metals are relevant because they can be potentially toxic for most of living beings. We studied the fate of Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn in a vineyard environment analysing samples of plant, wine and soil. Sites were chosen considering the type of wine produced, the type of cultivation (both organic and conventional agriculture) and the geographic location. We took vineyards that cultivate the same grape variety, the Trebbiano). We investigated 5 vineyards located in the Ravenna district (Italy): two on the Lamone Valley slopes, one in the area of river-bank deposits near Ravenna city, then a farm near Lugo and one near Bagnacavallo in interfluve regions. We carried out a very detailed characterization of soils in the sites, including the analysis of: pH, electric conductivity, texture, total carbonate and extimated content of dolomite, active carbonate, iron from ammonium oxalate, Iron Deficiency Chlorosis Index (IDCI), total nitrogen and organic carbon, available phosphorous, available potassium and Cation Exchange Capacity (CEC). Then we made the analysis of the bulk chemical composition and a DTPA extraction to determine the available fraction of elements in soils. All the sites have proper ground to cultivate, with already a good amount of nutrients, such as not needing strong fertilisations, but a vineyard on hills suffers from iron deficiency chlorosis due to the high level of active carbonate. We found some soils with much silica and little calcium oxide that confirm the marly sandstone substratum, while other soils have more calcium oxide and more aluminium oxide that confirm the argillaceous marlstone substratum. We found some critical situations, such as high concentrations of Chromium, especially in the farm near Lugo, and we noticed differences between organic vineyards and conventional ones: the conventional ones have a higher enrichment in soils of some metals (Copper and Zinc). Each metal accumulates differently in every single part of grapevines. We found differences between hill plants and lowland ones: behaviors of plants in metal accumulations seems to have patterns. Metals are more abundant in barks, then in leaves or sometimes in roots. Plants seem trying to remove excesses of metal storing them in bark. Two wines have excess of acetic acid and one conventional farm produces wine with content of Zinc over the Italian law limit. We already found evidence of high values relating them with uncontaminated environments, but more investigations are suggested to link those values to their anthropogenic supplies.