IL PROBLEMA DEL CROMO ESAVALENTE NELLE ACQUE DI FALDA

NOTA INTRODUTTIVA : Cos'è il Cromo Esavalente  Il cromo è un metallo argento-grigio, brillante, fragile, duro che può essere notevolmente lucidato. Non si appanna in aria, ma brucia se riscaldato, formando un ossido cromico verde. Il cromo(0) è instabile in ossigeno, produce immediatamente uno strato sottile di ossido che è impermeabile all'ossigeno e protegge il metallo sottostante. APPLICAZIONI Le utilizzazioni principali del bicromato di potassio sono leghe come l'acciaio inossidabile, nella placcatura di cromo e nella ceramica metallica. Il cromo veniva ampiamente usato per fornite all'acciaio un rivestimento argenteo lucidato a specchio. Il cromo è usato in metallurgia per fornire resistenza alla corrosione e un rivestimento lucido; in tinture e vernici, i suoi sali colorano il vetro verde smeraldo ed è usato per produrre i rubini sintetici; come catalizzatore nelle tintura e nell'annerimento del cuoio; per l'infornamento dei mattoni. L'ossido di cromo (IV) (CrO2) è usato per produrre nastri magnetici. IL CROMO NELL'AMBIENTE 

Il cromo è estratto come minerale cromite (FeCr2O4). I minerali di cromo sono oggi estratti in Sudafrica, Zimbabwe, Finlandia, India, Kazakhstan ed Filippine. Un totale di 14 milioni di tonnellate di minerali di cromo vengono estratti. Le riserve sono stimate essere dell'ordine di 1 miliardo di tonnellate con i depositi non sfruttati in Groenlandia, Canada e Stati Uniti.

EFFETTI SULLA SALUTE  Le persone possono essere esposte a bicromato di potassio attraverso la respirazione, mangiando o bevendo ed attraverso il contatto della pelle con cromo o composti di cromo. Il livello cromo in aria ed acqua è generalmente basso. Anche nell'acqua potabile il livello di bicromato di potassio è solitamente basso, ma l'acqua di pozzo contaminata può contenere il pericoloso cromo (IV); cromo esavalente. Per la maggior parte delle persone il consumo di alimenti che contiengono cromo (III) è la via principale di assunzione di cromo, dal momento che il cromo (III) si presenta naturalmente in molte verdure, frutte, carni, lieviti e farinacei. I vari metodi di preparazione ed immagazzinamento degli alimenti possono alterare il contenuto di cromo degli alimenti. Quando si conserva il cibo in contenitori d'acciaio o in lattine la concentrazione di cromo può aumentare. Il cromo (III) è una sostanza nutriente essenziale per gli esseri umani e la sua scarsità puo' causare gli disturbi al cuore, problemi al metabolismo e diabete. Ma l'assorbimento di una quantita' eccessiva di cromo (III) può causare anche problemi di salute, per esempio chiazze cutanee. Il cromo (VI) è un pericolo per la salute umana, pricipalmente per le persione che lavorano nel' industria tessile e siderurguca. Anche le persone che fumano tabacco hanno una maggiore probabilità di esposizione a cromo.

EFFETTI SULL'AMBIENTE Esistono vari generi di cromo che differiscono nei loro effetti sugli organismi. Il cromo entra nell'aria, nell'acqua e nel terreno in forma di cromo(III) e cromo(VI) formato attraverso processi naturali e attività umane. Le attività umane principali che aumentano le concentrazioni di cromo (III) sono la lavorazione di acciaio, cuoio e tessuti. Le principali attività umane che aumentano le concentrazioni di cromo (VI) sono la lavorazione di sostanza chimiche, tessuti e cuoio, l'elettro pittura ed altre applicazioni industriali del cromo (VI). Queste applicazioni aumentano soprattutto la concentrazione di cromo in acqua. Anche attraverso la combustione del carbone il cromo finisce in aria e attraverso la deposizione dei rifiuti il cromo finisce nel terreno. La maggior parte del cromo in aria si deposita e finisce nell'acqua o nel terreno. Il cromo nel terreno si attacca fortemente alle particelle del suolo e di conseguenza non si muove verso l'acqua freatica. Nell'acqua il cromo viene assorbito dai sedimenti e diventa immobile. Solo una piccola parte del cromo che finisce in acqua si dissolve.
Il cromo (III) è un elemento essenziale per gli organismi che puo' interrompere il metabolismo dello zucchero e causare problemi al cuore, quando la dose quotidiana è troppo bassa. Il cromo (VI) è soprattutto tossico per gli organismi. Può alterare i materiali genetici e causare il cancro. I raccolti contengono sistemi che regolano l'assorbimento de cromo in modo che sia abbastanza basso da non causare alcun danno. Ma quando la quantità di bicromato di potassio presente nel terreno aumenta, ciò può ancora portare a concentrazioni piu' elevate nei raccolti. L'acidificazione del terreno può anche influenzare l'assorbimento del bicromato di potassio da parte dei raccolti. Le piante assorbono solitamente soltanto il cromo (III). Questo può essere il tipo essenziale di bicromato di potassio, ma quando le concentrazioni superano un certo valore, possono ancora verificarsi effetti negativi. Il cromo non è noto accumularsi nel corpo dei pesci, ma alte concentrazioni di cromo, dovuto alla deposizione dii prodotti metallici in acque superficiali, può danneggiare le branchie dei pesci che nuotano in prossimita' del punto di scarico.
Negli animali il bicromato di potassio può causare problemi respiratori, una capacità più bassa di combattere le malattie, problemi di nascita, sterilità e formazione di tumori.

CASE REPORT : La Soluzione Se fino a qualche anno fa solo pochi di noi si domandavano da dove venisse l’acqua che generosa usciva dai rubinetti di casa né tanto meno dove andasse a finire attraverso lo scarico, oggi in molti parliamo delle difficoltà a rigenerarla e delle modalità per poterla reintrodurre nell’ambiente attraverso trattamenti biologici e chimico-fisici.

Tutti ci troviamo nella condizione di dover maturare una differente sensibilità nei confronti dell’acqua come risorsa che nessuno ormai può più definire inesauribile. La necessità che gli scarichi civili ed industriali non vadano a compromettere l’equilibrio biologico di fiumi e mari, l’esigenza di avere garantita la qualità di acqua potabile utilizzata quotidianamente, devono andare di pari passo con la volontà di preservare questa irrinunciabile risorsa: non solo evitando che vada sprecata, e questo è un compito che spetta a ciascuno di noi, ma soprattutto investendo risorse e mezzi per ottimizzarne e migliorarne la gestione.

Non tutti sanno che la maggioranza degli acquedotti del nostro paese viene alimentata da acque emunte da pozzi senza che le stesse necessitino di ulteriori trattamenti di purificazione. A causa del sempre più presente inquinamento delle falde superficiali i nuovi pozzi vengono scavati in modo da sfruttare acquiferi sempre più profondi. Talvolta, nonostante ciò, nelle acque vengono rilevate tracce di composti od elementi inquinanti, inevitabilmente derivanti dall’attività che l’uomo svolge in superficie. Sono tristemente noti episodi di messe fuori servizio di pozzi per la presenza in falda di solventi clorurati o metalli pesanti. Talvolta il protagonista di questi episodi è il cromo esavalente, proveniente da sali contenenti cromo (cromati o dicromati) ampiamente utilizzati in diversi settori industriali.

Il cromo in questa forma è uno degli inquinanti maggiorente insidiosi: per la sua tossicità, anche in concentrazioni molto basse (limite ammesso per lo scarico 5 µg per litro) risulta essere cancerogeno e mutageno; per l’elevata solubilità nel terreno che è causa di contaminazioni riscontrabili anche a decine di chilometri di distanza dal nucleo originario e pertanto difficilmente riconducibili ad esso. L’attenzione dedicata negli anni all’innovazione del prodotto e all’evoluzione di nuove applicazioni nel campo dei gas tecnici, ha portato il Gruppo Sapio a sviluppare tecnologie energeticamente compatibili nel pieno rispetto dell’ambiente.

E’ in questo contesto che va inserita l’attività di ricerca svolta da Sapio su un sito fortemente contaminato da cromo esavalente. Gli studi fatti hanno portato all’applicazione, per la prima volta, di una innovativa tecnologia di bonifica con reagenti gassosi in grado di dare straordinari risultati.

La contaminazione di falde e terreni da cromo esavalente è oggi un problema significativo in tutto il mondo. In passato si è fatto ampio uso di sali di cromo esavalente in diverse e diffuse attività e applicazioni industriali: gli stessi impianti di produzione di tali sali, sono da ritenersi siti a rischio che potrebbero richiedere interventi di bonifica dei terreni sottostanti.

Dagli anni ’80 si sono sviluppate varie tecniche di bonifica sia di tipo ex-situ che in-situ. Tali tecnologie vanno dall’isolamento, all’immobilizzazione, alla riduzione di tossicità, alla separazione fisica, all’estrazione.

E’ frutto di un lavoro congiunto fra Sapio e DEFAR, società da anni impegnata nella consulenza su problematiche di depurazione e bonifica, la neo brevettata tecnologia di bonifica in situ di stabilizzazione geochimica di terreni e falde contaminate.

Il processo mira alla riduzione chimica del CrVI (adsorbito nel terreno, nell’orizzonte saturo e insaturo e presente in soluzione nelle acque di falda) a CrIII utilizzando reagenti a bassissimo impatto ambientale e arrivando a prodotti di reazione innocui. Il processo porta alla riduzione completa del CromoVI a CromoIII e quindi all’eliminazione della tossicità di tutte le matrici inquinate. Nell’arco di pochi mesi, la reazione arriva a conversione pressoché totale del CrVI a CrIII poiché sfrutta le diverse caratteristiche di solubilità, adsorbimento sulla matrice solida, mobilità e comportamento chimico delle due specie ioniche. Il gas è molto attivo sull’inquinante, è permeabile e solubile e raggiunge tutte le parti inquinate di terreno indipendentemente dal tipo di matrice. Nei confronti dei metodi di bonifica classici, attualmente usati e riconosciuti, questa nuova tecnologia si propone quindi come BAT nella bonifica in situ di terreni e falde inquinate da CrVI, rispondendo ai più importanti requisiti legislativi nei criteri di scelta dei metodi di bonifica. 

Permette di:
1) privilegiare le tecniche di bonifica tendenti a trattare e riutilizzare il suolo nel sito, mediante trattamenti in situ ed on site, con conseguente riduzione dei rischi derivanti dal trasporto e messa a discarica di terreno inquinato;

2) trasformare un inquinante molto mobile, mutageno e cancerogeno in un metallo pesante stabile e non cancerogeno;

3) agire efficacemente sia in zone ad alta concentrazione di inquinante (fino al nucleo dell’inquinamento), sia come barriera chimica contro la diffusione dell’inquinante nel mezzo acquoso;

4) utilizzare sostanze chimiche presenti in natura, senza apporto di sostanze esogene alle matrici ambientali;

5) evitare il rischio aggiuntivo dello spostamento dell’inquinamento ad altre matrici (aria, acquiferi sotterranei o superficiali, suolo) nonché ogni inconveniente di rumore od odori;

6) operare la scelta di tecnologie anche sulla base di aspetti economici minimizzando le opere da realizzare;

7) trattare aree inquinate dismesse o ancora in uso, in tempi ammissibili e indipendentemente dal tipo di matrice.