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Leona Landi
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1 Studio del gas Radon come tracciante della presenza di inquinamento del suolo e delle acque sotterranee da parte dei NAPL (non-aqueous phase liquids). Dr. Gabriele De Simone Università degli Studi Roma Tre Dip. Scienze Sez. Geologia Gabriele.desimone@uniroma3.it In collaborazione con Golder Associates S.r.l. - Roma

2 STUDIO DEL RADON INTESO COME ELEMENTO IDENTIFICATORE DI AREE DEL SOTTOSUOLO INQUINATE DA NAPL In questa ricerca ci si prefigge di intervenire in una o più aree che abbiano subito un inquinamento da NAPL, utilizzando il Radon per circoscrivere in modo preciso e poco costoso l'area del sottosuolo inquinata, ricorrendo solo ad analisi di superficie

3 ESTENSIONE DELL AREA DEL SOTTOSUOLO INQUINATA Rilevazione del carbonio organico nei gas del suolo Utilizzo di CO 2 come tracciante per i NAPL Le attività spesso si svolgono partendo con sondaggi, con l'installazione di pozzi e con il prelievo di carote Necessità di un altra metodologia d indagine

4 ARGOMENTI Perché il Radon 222 può essere utilizzato come tracciante dei NAPL Precedenti studi Attività da svolgere per poter identificare aree del sottosuolo inquinate con questo metodo Descrizione del sito d interesse Breve cenno sulla strumentazione utilizzata Attività svolte al momento Primi risultati

5 Per la ricerca di depositi di Uranio Possibili precursori di eventi sismici (in questo campo la ricerca è ancora agli albori) Nel campo geotermico Ricerca di sistemi di fratture e faglie

6 Perche il Radon 222 è un tracciante dei Napl? Il Rn ha un elevata solubilità in una vasta gamma di NAPL, tanto da generare delle anomalie negative di concentrazione nel suolo dove vi èla presenza di questi inquinanti. K = NAPL/aria M. Schubert et al. 2002

7 GARCÍA GONZÁLEZ J.E., ORTEGA M.F., CHACÓN E., MAZADIEGO L.F., DE MIGUEL E., 2008.

8 Articolazione della ricerca (1) Caratterizzazione geologica ed idrogeologica del sito Stima del background dei valori di Rn nell area Griglia di punti di misura di soil Radon e di permeabilità del suolo (variabili meteoclimatiche, umidità e temperatura del suolo) Misure dei VOC e di CO 2 e CH 4 Prelievo di campioni di suolo (spettrometria γ) Stazioni fisse

9 Castelluccio (2010); Lucchetti (2012) Variabilità stagionale del Radon

10 Articolazione del progetto di ricerca (2) Analisi dei parametri chimico fisici delle acque Analisi della presenza di NAPL nella zona satura con tecnica Push Pull con traccianti Avvio dell attività di bonifica in collaborazione con una ditta che si occupa di tematiche ambientali Verifica dei risultati ottenuti con l attività di bonifica

11 Sito d interesse N Capacità 32400m 3 Pareti di calcestruzzo 4m Microfiltrazione Pompe per trasferimento Carburante da oleodotti interrati Stratigrafia 0,5m= Terreno di riporto 2,5m=Falda 0,5 3m= Sabbia media 3 6m= Sabbia medio fina 30m

12 Sito d interesse

1 AREA DI BACKGROUND in quest area è stata creata una griglia di 15 punti di misura, dall elaborazione dei quali è stata creata una mappa di concentrazione di Radon222

13 1 AREA DI BACKGROUND in quest area è stata creata una griglia di 15 punti di misura, dall elaborazione dei quali è stata creata una mappa di concentrazione di Radon222 nel suolo in questo sito inoltre sono state effettuate misure di concentrazione di thoron, di CO 2 accompagnate ovviamente da misure della permeabilità intrinseca del suolo

14 Strumentazioni Determinazione soil radon, flusso di radon, radon nelle acque e concentrazioni di CO 2 e CH 4

Radon Jok Strumentazioni Determinazione della permeabilità intrinseca del suolo Il tempo di apertura della cella di gomma compressibile è correlabile alla permeabilità intrinseca (k) del suolo k = (

15 Radon Jok Strumentazioni Determinazione della permeabilità intrinseca del suolo Il tempo di apertura della cella di gomma compressibile è correlabile alla permeabilità intrinseca (k) del suolo k = ( V * μ ) ( F * Δp * t) Neznal & Neznal, 2005 V: volume d aria nella cella di gomma compressibile µ: viscosità dinamica dell aria a 10 C F: fattore di forma dell asta cava infissa nel terreno p: differenza di pressione tra la superficie e la profondità di misura t: tempo di apertura della cella 5,2 E 14 mq 1,8 11 mq Bassa:K < 4 E 13 mq Media:4 E 13 mq < K < 4 E 12 mq Alta: K > 4 E 12 mq

16 X Y radonometro CO2 % K RADONJOK K GASP Matu 16 6,60 4,00E 12 5,10E Emilio 18 8,40 3,70E 12 4,10E Matu 17 11,20 8,50E 12 1,10E Emilio 19 6,80 1,50E 12 2,60E Matu 18 9,40 6,10E 12 8,7E Gabry 1 12,20 5,6E 12 6,90E Emilio 20 6,20 9,90E 12 1,30E Matu 19 2,80 1,2E 11 1,6E Gabry 2 1,60 3,10E 11 7,90E Matu 20 4,40 1,60E 11 2,00E Emilio 21 4,00 3,60E 11 7,80E Gabry 3 4,20 5,50E 12 6,90E Gabry 4 5,20 2,80E 11 3,90E Matu 21 7,60 2,70E 11 n.d Emilio 12 4,60 1,5E 11 2,00E 11 Rn ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±1502 Rn ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±5804 Flusso radon L/m 0,65 0,65 0,67 0,64 0,65 0,83 0,65 0,66 0,83 0,65 0,64 0,83 0,85 0,65 0,63 Background 1

17 Bq/m 3 AREA DI BACKGROUND 1 RADON

18 AREA DI BACKGROUND 1 THORON

19 Thoron Radon

20 AREA DI BACKGROUND 1 CO 2

21 CO 2 Radon

22 AREA DI BACKGROUND 1 PERMEABILITA

23 AREA DI STUDIO In quest area di circa 2980 m 2 sono stati effettuati in 31 punti e ad una profondità di 80 dal p.c. misure della concentrazione nel suolo di: Radon 222 Thoron CO 2 CH 4 permeabilità Viadotto Stazione Fissa Sensori fissi di temperatura e umidità a 30cm e ad 80 cm di profondità

24 X Y radonometro CO2 % K RADONJOK K GASP Emilio ,00E 12 n.d Emilio ,80E 13 4,60E Matu ,10E 12 8,50E Matu ,80E 12 n.d Matu ,80E 12 n.d Matu ,50E 12 n.d Emilio 15 nd Inf.S.Min. n.d Gabry ,60E 11 n.d Emilio ,30E 12 7,30E Matu Inf.S.Min. 5,70E Gabry ,50E 12 2,90E Matu ,20E 11 n.d Emilio Inf.S.Min. 8,90E Gabry ,30E 12 n.d Emilio 17 6 Inf.S.Min. 4,10E 14 Rn222 Rn220 CH4 % ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± Flusso radon L/m Nd

25 Matu ,20E 12 1,70E Gabry ,90E 12 n.d Gabry ,20E 12 n.d Emilio Inf.S.Min. 4,1E Gabry ,40E 12 1,40E Gabry ,90E 12 3,60E Matu ,20E 12 n.d Emilio ,60E 11 n.d Emilio ,20E 13 1,00E Matu ,40E 13 1,5E Matu ,70E 11 n.d Gabry ,40E 12 1,40E Matu ,50E 11 7,9E Gabry ,70E 11 7,9E Gabry ,20E 12 5,5E Matu ,10E 12 1,2E 12 1B Gabry ,00E 13 2,6E 13 SF Gabry ,90E 12 5,5E ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±

26 AREA DI STUDIO RADON

27 N 30m

28 AREA DI BACKGROUN 1 RADON AREA DI STUDIO RADON

29 AREA DI STUDIO THORON

30 AREA DI STUDIO CO 2

31 AREA DI STUDIO CO 2 AREA DI STUDIO RADON

32 AREA DI STUDIO PERMEABILITA

33 AREA DI STUDIO METANO 0,16% 0,24% 0,84%

34 RISVOLTI APPLICATIVI Confermare l'utilità delle tecniche di analisi dei NAPL attraverso misure di concentrazione di soil Radon Applicazione di una nuova tecnica che prevede l utilizzo del Radon come tracciante NAPL per verificare se la zona satura del sottosuolo presenta inquinamento. Proporre una metodologia di indagine, la più accurata possibile, per l'individuazione e la bonifica di aree inquinate da NAPL Produzione di un protocollo applicativo da affiancare alle tecniche tradizionali d indagine.

35 BIBLIOGRAFIA BARTON, A. F. M., Handbook of solubility parameters and other cohesion parameters nd ed., CRC Boca Raton/FL/USA. CLEVER, H. L. (Ed.), Solubility data series volume 2: Krypton, Xenon and Radon gas solubilities, IUPAC, Pergamon, Oxford/UK. DAVIS, B.M., J.D. ISTOK, and L. SEMPRINI Push pull partitioning tracer tests using radon 222 to quantify non aqueous phase liquid contamination. Journal of Contaminant Hydrology 58, GARCÍA GONZÁLEZ J.E., ORTEGA M.F., CHACÓN E., MAZADIEGO L.F., DE MIGUEL E., Field validation of radon monitoring as a screening methodology for NAPL contaminated sites. Applied Geochemistry 23 (2008) LEWIS, C., P. K. HOPKE and J. STUKEL, Solubility of radon in selected perfluorocarbon compounds and water. Industrial Engineering & Chemical Research 26, MARRIN, D. L., Soil gas analysis of methane and carbon dioxide: Delineating and Monitoring Petroleum Hydrocarbons. Proceedings of the Conference on Petroleum Hydrocarbons and Organic Chemicals in Ground Water, National Ground Water Association/American PetroleumInstitute. MARRIN, D. L. and H. B. KERFOOT, Soil gas surveying techniques A new way to detect volatile organic contaminations in the subsurface. Environ. Sci. Technol. 22 (7), SCHROTH, M.H., J.D. ISTOK, and R. HAGGERTY In situ evaluation of solute retardation using single well push pull tests. Advances in Water Resources 24, SCHUBERT, M., K. FREYER, H. C. TREUTLER and H. WEISS, Radon as an indicator of subsurface NAPL contamination. In: Rosbjerg et al. (Eds.) Groundwater 2000, Balkema, Rotterdam/NL, pp SCHUBERT, M., FREYER, K., TREUTLER, H.C., WEISS, H., Using radon 222 in soil gas as an indicator of subsurface contamination by non aqueous phase liquids (NAPLs). Geofísica Int. 41,

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