Contaminazione e bonifica degli acquiferi
A.A. 2025/2026
Obiettivi formativi
Il corso fornisce conoscenze teoriche e pratiche relative alla contaminazione degli acquiferi ed alla qualità delle acque sotterranee. Si illustrano metodologie per la risoluzione dei problemi pratici sulla gestione, protezione e risanamento delle risorse idriche a scala locale e regionale.
Sono illustrati esempi di contaminazione di acquiferi da casi studio italiani ed internazionali, metodi di protezione delle acque sotterranee e sistemi di intervento per la bonifica dei siti, con speciale riferimento agli interventi in situ, come ad esempio il biorisanamento.
A supporto della progettazione, vengono illustrati modelli matematici dedicati al trasporto e all'analisi di rischio.
Le conoscenze teoriche e pratiche sono utilizzate per risolvere esercizi scritti e computerizzati e preparare progetti.
Sono illustrati esempi di contaminazione di acquiferi da casi studio italiani ed internazionali, metodi di protezione delle acque sotterranee e sistemi di intervento per la bonifica dei siti, con speciale riferimento agli interventi in situ, come ad esempio il biorisanamento.
A supporto della progettazione, vengono illustrati modelli matematici dedicati al trasporto e all'analisi di rischio.
Le conoscenze teoriche e pratiche sono utilizzate per risolvere esercizi scritti e computerizzati e preparare progetti.
Risultati apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Si comprendono casi studio, indagini ed approcci per la mappatura della contaminazione la parametrizzazione del trasporto di soluti e la bonifica nel sottosuolo, con enfasi sulla matrice acquosa, mediante la risoluzione di casi pratici sviluppati durante gli esercizi, anche con utilizzo di software specialistici.
Autonomia di giudizio
Nell'ambito della risoluzione dei problemi proposti, si deve procedere ad applicazioni sempre più rapide ed efficaci, in una prima fase anche con un lavoro di gruppo che successivamente deve comportare spunti personali e quindi lavoro singolo.
Abilità comunicative
La presentazione di un progetto, l'esecuzione di esercizi, il colloquio con il docente tendono a sviluppare abilità orali e pratiche nell'affrontare tematiche sulla qualità delle risorse idriche e sulla loro protezione e risanamento.
Capacità di apprendimento
A conclusione del corso, si deve essere in grado di utilizzare un linguaggio specifico e di collegare tra loro i diversi aspetti sulla qualità e bonifica delle risorse idriche sotterranee,
anche di complessità di trattazione. Ogni singola situazione di qualità naturale o modificata dall'uomo deve essere correttamente interpretata.
Si comprendono casi studio, indagini ed approcci per la mappatura della contaminazione la parametrizzazione del trasporto di soluti e la bonifica nel sottosuolo, con enfasi sulla matrice acquosa, mediante la risoluzione di casi pratici sviluppati durante gli esercizi, anche con utilizzo di software specialistici.
Autonomia di giudizio
Nell'ambito della risoluzione dei problemi proposti, si deve procedere ad applicazioni sempre più rapide ed efficaci, in una prima fase anche con un lavoro di gruppo che successivamente deve comportare spunti personali e quindi lavoro singolo.
Abilità comunicative
La presentazione di un progetto, l'esecuzione di esercizi, il colloquio con il docente tendono a sviluppare abilità orali e pratiche nell'affrontare tematiche sulla qualità delle risorse idriche e sulla loro protezione e risanamento.
Capacità di apprendimento
A conclusione del corso, si deve essere in grado di utilizzare un linguaggio specifico e di collegare tra loro i diversi aspetti sulla qualità e bonifica delle risorse idriche sotterranee,
anche di complessità di trattazione. Ogni singola situazione di qualità naturale o modificata dall'uomo deve essere correttamente interpretata.
Periodo: Secondo semestre
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Durante il corso verranno trattati i seguenti argomenti:
· Cenni generali sulla contaminazione degli acquiferi, con esempi da casi studio italiani e mondiali. Aspetti legislativi.
· Concetti di idrochimica. Composti disciolti nelle acque sotterranee, con enfasi sulle sostanze contaminanti. Interazione acqua-suolo. Equilibri chimici e cinetica. Indici idrochimici. Interazione dei contaminanti con la matrice del suolo. Processi di interazione (precipitazione, ossido-riduzione, idrolisi, scambio cationico, adsorbimento, biodegradazione). Test di laboratorio.
· Trasporto di contaminanti nelle acque sotterranee. Avvezione, diffusione e dispersione. Inquinanti nelle fasi solida, liquida e gassosa. Principi di flusso e trasporto multifase (LNAPL e DNAPL). Parametri idrodispersivi. Porosità efficace e cinematica, dispersività. Test di laboratorio e di campo con traccianti artificiali. Effetto scala e dispersività in relazione all'eterogeneità dell'acquifero e all'anisotropia.
· Trasporto reattivo. Attenuazione dei contaminanti. Fattore di ritardo. Potenziale di biodegradazione del mezzo insaturo e saturo (test respirometrico in situ)
· Modelli di trasporto. Discretizzazione dell'equazione di trasporto: differenze finite ed elementi finite, metodo delle caratteristiche e del percorso aleatorio. Implementazione e utilizzo di modelli di trasporto: modello concettuale, condizioni iniziali e al contorno, discretizzazione nello spazio e nel tempo, calibrazione e verifica del modello, analisi di sensitività, simulazione e previsione. Principi di modelli di trasporto nel mezzo insaturo.
· Prevenzione alla contaminazione. Protezione delle captazioni. Aree di salvaguardia dei pozzi e delle sorgenti.
· Messa in sicurezza di siti contaminati. Qualità di suoli e acque sotterranee. Valori di fondo di suoli e acque sotterranee. Caratterizzazione dei siti con indagini dirette ed indirette di aria, suolo e acqua. Barriere idrauliche, reattive e fisiche.
· Bonifica dei siti contaminati. Bonifica mediante interventi in situ biologici, fisici e chimici.
· Analisi di rischio. Valutazione del rischio (sorgente, percorso e bersaglio). Sviluppo del modello concettuale. Tossicologia legata ai contaminanti. Fasi 1, 2 e 3 nella valutazione del rischio. Uso diretto ed inverso dell'analisi di rischio. La valutazione del rischio nella normativa italiana.
· Discariche di rifiuti. Confinamento dei rifiuti. Tipologie di discariche nell'Unione europea. Indagini geologiche e idrogeologiche. Impermeabilizzazione e sistemi di drenaggio. Proprietà geotecniche dei rifiuti. Monitoraggio e bonifica.
· Cenni generali sulla contaminazione degli acquiferi, con esempi da casi studio italiani e mondiali. Aspetti legislativi.
· Concetti di idrochimica. Composti disciolti nelle acque sotterranee, con enfasi sulle sostanze contaminanti. Interazione acqua-suolo. Equilibri chimici e cinetica. Indici idrochimici. Interazione dei contaminanti con la matrice del suolo. Processi di interazione (precipitazione, ossido-riduzione, idrolisi, scambio cationico, adsorbimento, biodegradazione). Test di laboratorio.
· Trasporto di contaminanti nelle acque sotterranee. Avvezione, diffusione e dispersione. Inquinanti nelle fasi solida, liquida e gassosa. Principi di flusso e trasporto multifase (LNAPL e DNAPL). Parametri idrodispersivi. Porosità efficace e cinematica, dispersività. Test di laboratorio e di campo con traccianti artificiali. Effetto scala e dispersività in relazione all'eterogeneità dell'acquifero e all'anisotropia.
· Trasporto reattivo. Attenuazione dei contaminanti. Fattore di ritardo. Potenziale di biodegradazione del mezzo insaturo e saturo (test respirometrico in situ)
· Modelli di trasporto. Discretizzazione dell'equazione di trasporto: differenze finite ed elementi finite, metodo delle caratteristiche e del percorso aleatorio. Implementazione e utilizzo di modelli di trasporto: modello concettuale, condizioni iniziali e al contorno, discretizzazione nello spazio e nel tempo, calibrazione e verifica del modello, analisi di sensitività, simulazione e previsione. Principi di modelli di trasporto nel mezzo insaturo.
· Prevenzione alla contaminazione. Protezione delle captazioni. Aree di salvaguardia dei pozzi e delle sorgenti.
· Messa in sicurezza di siti contaminati. Qualità di suoli e acque sotterranee. Valori di fondo di suoli e acque sotterranee. Caratterizzazione dei siti con indagini dirette ed indirette di aria, suolo e acqua. Barriere idrauliche, reattive e fisiche.
· Bonifica dei siti contaminati. Bonifica mediante interventi in situ biologici, fisici e chimici.
· Analisi di rischio. Valutazione del rischio (sorgente, percorso e bersaglio). Sviluppo del modello concettuale. Tossicologia legata ai contaminanti. Fasi 1, 2 e 3 nella valutazione del rischio. Uso diretto ed inverso dell'analisi di rischio. La valutazione del rischio nella normativa italiana.
· Discariche di rifiuti. Confinamento dei rifiuti. Tipologie di discariche nell'Unione europea. Indagini geologiche e idrogeologiche. Impermeabilizzazione e sistemi di drenaggio. Proprietà geotecniche dei rifiuti. Monitoraggio e bonifica.
Prerequisiti
È fortemente consigliato, anche se non imprescindibile, aver seguito un corso di idrogeologia, come ad esempio "Hydrogeology and Groundwater assessment".
Metodi didattici
Frequenti esercizi scritti e al computer saranno complementari alla comprensione dei concetti teorici esposti nel corso.
Materiale di riferimento
Dispense fornite dal docente. Altro materiale, fra cui libri, siti web o collegamenti a videotutorial verrà indicato durante il corso.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La prova di valutazione finale consiste in un esame scritto per la valutazione delle conoscenze acquisite. E' necessario consegnare l'eserciziario, secondo le istruzioni date dal docente durante il corso.
GEO/05 - GEOLOGIA APPLICATA - CFU: 6
Esercitazioni: 36 ore
Lezioni: 24 ore
Lezioni: 24 ore
Docente:
Pedretti Daniele
Docente/i