Preparazione del suolo per esperimenti di rizorimedio in vaso

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Claudio Motta
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1 Preparazione del suolo per esperimenti di rizorimedio in vaso Scelta dell area in cui prelevare il suolo Il terreno per il riempimento dei vasi nei quali far crescere le piante della sperimentazione è stato prelevato in una zona, selezionata grazie all analisi geostatistica dei dati di concentrazione di arsenico, mercurio, PCB e PCDD/F (I-TEF) contenuti nello strato 0-40 cm (FASE 3 della caratterizzazione effettuata lo scorso anno), in cui la concentrazione di ogni categoria di contaminanti ha riscontrato valori medi, compresi tra i seguenti intervalli: 50 mg/kg < Conc. As < 80 mg/kg 3.5 mg/kg < Conc. Hg < 5.4 mg/kg 0.05 µg/kg < Conc. PCDD/F I-TEF < 0.08 µg/kg 1000 µg/kg < Conc. PCBs < 2000 µg/kg La zona prescelta (quadrato rosso nella figura a lato) coincide con uno dei punti di prelievo della FASE 2 della caratterizzazione effettuata, per il quale si dispone di dati per più intervalli di profondità. Il prelievo ha interessato i primi 20 cm di suolo in un rettangolo di dimensioni 2 m x 4 m. F Figura 1 area di prelievo del terreno per la sperimentazione in vaso (quadrato rosso), coincidente col punto T1 bis della caratterizzazione - FASE 2 Preparazione suolo (rottura aggregati) Il terreno, preliminarmente all asportazione, è stato preparato mediante eliminazione del cotico erboso e successivo ripetuto passaggio di erpice rotante, che ha frantumato le zolle in aggregati di pochi mm. Tali operazioni, limitate ai primi 20 cm di suolo, sono state effettuate in condizioni di lavorabilità ottimali (terreno in tempera ) che hanno consentito un adeguata frantumazione degli aggregati (Figure 2, 3, 4). Il trattamento effettuato ha permesso di ottenere un suolo caratterizzato da concentrazioni medie di contaminanti interne agli intervalli di cui sopra. La quantità di terreno prelevato è stata pari a circa 1,6 m 3 ; il terreno prelevato è stato più volte miscelato e quartato in campo per ottenere una preliminare omogenazione. Per la miscelazione è stata utilizzata una benna miscelatrice (capacità di 0.5 m 3 circa), testata precedentemente all asportazione del terreno per verificarne l adeguatezza a questa particolare lavorazione con terreno agrario. pag. 1

2 Omogenazione In prossimità del punto di prelievo il suolo prelevato è stato suddiviso in 4 frazioni (mucchi) da circa 0.4 m 3, appoggiati su teli di HDPE (high-density polyethylene) Le singole frazioni (A, B, C, D), dopo essere state inizialmente miscelate una alla volta con la benna sono state riposte nei singoli mucchi, quartate e ricostituite (Figure 2, 3, 4). Figura 2 teli HDPE in attesa delle prime 4 frazioni di terreno (1); 3 su 4 frazioni di terreno durante la fase 2 del processo di omogenazione (2). pag. 2

3 Figura 3 preparazione del terreno per la quartatura delle 4 frazioni: travaso da benna miscelatrice su telo HDPE (1); rimescolamento e livellamento (2) in preparazione alla quartatura (3); riversamento dei singoli quarti nella benna (4) e (5) per la successiva fase di rimescolamento e omogenazione (6). Questa operazione è stata ripetuta 4 volte. Ogni fase di miscelazione ha avuto una durata di 15 minuti mentre l intera sequenza delle 4 fasi di miscelazione, quartatura e ricostituzione delle frazioni, nel passaggio dalle frazioni iniziali (A1, B1, C1, D1) a quelle finali (A4, B4, C4, D4) ha avuto una durata di circa 6-7 ore. pag. 3

4 Figura 4 - schema di suddivisione e ricostituzione delle frazioni di suolo dopo ogni fase di quartatura e miscelazione in benna Campionamento per test di omogeneità Al termine della miscelazione con la benna è stato effettuato un ulteriore frazionamento per preparare un campione rappresentativo delle frazioni di suolo, da cui sono stati prelevati 5 campioni destinati a determinazioni chimiche di un set limitato di parametri per confermare l effettiva omogeneità del suolo. Per il prelievo dei campioni è stata seguita la metodologia del campionamento incrementale ITRC 1, mirata a ridurre la variabilità dei dati e ad aumentarne la rappresentatività, realizzata in campo come descritto di seguito. Una quantità di terreno pari a circa 100 litri è stata prelevata da una delle 4 frazioni finali e riversata su una superficie pulita in più strati successivi, ovvero lasciando cadere lentamente il terreno e contemporaneamente avanzando longitudinalmente da un estremo verso l'altro (stratificazione del campione); tale sequenza è stata ripetuta il numero di volte necessario a costituire il cumulo spianato dal quale sono stati prelevati i 5 campioni destinati all analisi, ognuno pari a circa 15 litro di suolo, riposti in altrettanti sacchetti di PET (Figure 5 e 6). 1 Interstate Technology & Regulatory Council, Incremental Sampling Methodology. ISM-1. Washington, D.C.: Interstate Technology & Regulatory Council, Incremental Sampling Methodology Team. pag. 4

5 Figura 5 sequenza di costituzione del mucchio spianato da cui prelevare le aliquote di terreno per le analisi: cumulo di partenza (1); superficie pulita e sagomata (2) in cui viene riversato per strati (3) il terreno e suo spianamento finale (4). Figura 6 prelievo delle aliquote di terreno per la costituzione dei campioni destinati all analisi: singolo prelievo casuale, trasversale alla dimensione maggiore del cumulo (1) e (2); cumulo dopo diversi prelievi trasversali (3). pag. 5

6 Le aliquote sono state costituite raccogliendo in posizione casuale con una paletta a sezione quadrata 30 incrementi di suolo, ugualmente spaziati, e combinandoli fisicamente in un unico campione avente la massa totale richiesta. Si è utilizzata una paletta a fondo piatto e pareti laterali ortogonali perché ha una migliore efficienza di campionamento rispetto alla paletta con sezione semicircolare, e garantisce il prelievo di tutte le frazioni dimensionali. La sequenza del prelievo è illustrata in Figura 6. Al termine del campionamento delle aliquote da analizzare come test di omogeneità del terreno le 4 frazioni finali, da A4 a D4, sono state trasportate in prossimità della serra (dove, successivamente ai risultati delle analisi che hanno confermato l effettiva omogeneità del terreno, è avvenuto il riempimento dei vasi), all interno di 4 big bags ognuno sigillato con un telo di HDPE per evitare che entrasse umidità e si verificasse la volatilizzazione di alcune frazioni (Figura 7). Figura 7 trasferimento del terreno nelle big bags (1) e loro posizionamento sull autocarro che le ha trasportate in prossimità della serra (2). Analisi test di omogeneità I sacchetti contenenti i campioni di suolo da analizzare sono stati trasportati in macchina fino alla serra, dove sono stati sottoposti un altra volta alla procedura di campionamento incrementale descritta al precedente paragrafo per ottenere le 5 aliquote definitive, ciascuna del peso di circa 1 litro, da inviare al laboratorio. Le analisi sono state eseguite presso il laboratorio Indam Srl di Castel Mella per le seguenti classi di sostanze: pag. 6

7 Carbonio organico secondo DM 13/ GU n /10/1999 Met. VII.3 SO n As - secondo DM 13/ GU n /10/1999 Met. XI.1 SO n. 185 EPA Hg - secondo DM 13/ GU n /10/1999 Met. XI.1 SO n. 185 EPA ; PCB totali determinazione, mediante spettrometria di massa in bassa risoluzione (metodo CNR IRSA 24 Q 64 Vol ), dei seguenti congeneri: 28; 52; 101; 138; 153; 180; 95; 99; 110; 128; 146; 149; 151; 170; 177; 183; 187; 194; ; 209. Di seguito (Tabella 1) i risultati conseguiti, affiancati da media e deviazione standard che ne attestano l omogeneità. Tabella 1 risultati delle determinazioni chimiche sui campioni di suolo. I PCB sono calcolati come somma delle concentrazioni dei seguenti congeneri: 28; 52; 101; 138; 153; 180; 95; 99; 110; 128; 146; 149; 151; 170; 177; 183; 187; 194; ; 209. Alla luce del buon livello di omogeneità del terreno a cavallo fra fine aprile e inizio maggio 2015 è stato possibile il riempimento dei vasi e l avvio della sperimentazione (eccessive differenze tra i dati analitici dei 5 campioni, avrebbero comportato la ripetizione della procedura di omogenazione). pag. 7

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