Bio – inoculation

Il prototipo simula le fasi di bio-inoculazione e biostimolazione in situ per il biorisanamento del suolo contaminato.

Si tratta di una macchina a circuito idraulico chiuso, in cui sei unità di terreno (bio-celle), rappresentanti più strati litologici, vengono sottoposte a trattamento con soluzioni biologiche e biostimolanti. Queste soluzioni passano attraverso i volumi di terreno contenuti nelle bio-celle, per filtrazione. Le bio-celle sono realizzate in polimetilmetacrilato trasparente.

Il flusso attraverso le celle è impostato per simulare il trattamento di Bio-flushing, con portate e pressioni regolabili entro range stabiliti per mantenere l’integrità della popolazione microbica dell’inoculo.

Il trattamento biologico che avviene nelle bio-celle è finalizzato alla deplezione di TPH e IPA contenuti nel terreno sperimentale, effettuata dall’ inoculo di microrganismi autoctoni, isolati in campioni di suolo e selezionati per la loro capacità di degradare molecole recalcitranti, e da batteri bio-stimolati che fanno parte dell’ecologia naturale del terreno trattato.

Il prototipo è dotato di diverse sezioni:

  • Dosaggio di soluzioni biologiche
  • Dosaggio dei micronutrienti
  • Produzione e dosaggio di nanobolle mediante miscelatore aria-acqua
  • Purificazione degli eluati

Il processo è controllato tramite sensori inseriti in vari punti del circuito. I sensori consentono di monitorare e regolare il funzionamento del sistema tramite feedback al PLC, in modo che le condizioni all’interno del prototipo rimangano simili a quelle in situ e favorevoli al biorisanamento.

Nel processo vengono misurati i seguenti parametri:

  • Ossigeno disciolto nel flusso di biostimolazione e nell’eluato delle bio-celle
  • Pressione nelle bio-celle e nel circuito idraulico
  • Conducibilità, pH, temperatura negli eluati delle bio-celle
  • Flussi idraulici che attraversano le bio-celle

Il prototipo è automatizzato e controllato da logiche di processo implementate nel PLC, che controlla elettrovalvole, pompe e motori elettrici.

I risultati dei test vengono misurati analizzando campioni di suolo e acqua estratti dalle bio-celle ogni 15 giorni. Vengono condotte analisi chimiche del suolo per determinare la variazione della concentrazione dei contaminanti bersaglio del biorisanamento, mentre le analisi dell’acqua hanno l’obiettivo di determinare la tossicità delle matrici da trattare.

La cinetica di degradazione dei contaminanti e la curva di detossificazione non vanno in parallelo, a causa dei sottoprodotti della degradazione biologica, che possono avere una tossicità simile o maggiore rispetto ai composti originari. Di conseguenza, la curva di tossicità diminuisce più lentamente della curva di contaminazione.

I risultati sulla consistenza e diversità della comunità microbica provengono dall’analisi metagenomica basata su “metabarcoding” delle comunità fungine e batteriche.

• Convalidare in scala pilota i risultati dei protocolli innovativi e dei processi di biodegradazione implementati su scala di laboratorio

• Monitorare continuamente sia l’attività metabolica dei microrganismi che i processi in corso, controllando la variabilità dei parametri ambientali che influenzano l’attivazione e lo sviluppo dei processi biologici

• Valutare strategie innovative di biorisanamento in termini di impatto ambientale (consumi, emissioni, rifiuti prodotti)