Course Syllabus
Obiettivi
Conoscere le principali categorie di contaminanti delle acque sotterranee e le relative possibili sorgenti;
Conoscere Distinguere tra inquinamento di origine antropica e inquinamento di origine naturale;
Conoscere i principali processi chimici che la presenza di contaminanti crea nelle acque sotterranee;
Conoscere le caratteristiche chimico-fisiche dei contaminanti che ne influenzano il comportamento in falda;
Comprendere il concetto di bassa solubilità e in relazione alla presenza di fasi fluide separate (NAPL) nelle acque sotterranee;
Essere in grado di risolvere problemi relativi al trasporto di contaminanti soggetti a fenomeni di advezione, dispersione ritardo e degradazione;
Conoscere le principali indagini da effettuare in campo per acquisire conoscenze idrogeologiche e idrochimiche finalizzate ad un caso di contaminazione;
Essere in grado di elaborare un modello concettuale di un problema di contaminazione del suolo e della falda sulla base di dati a disposizione;
Conoscere le principali tecniche di disinquinamento delle acque sotterranee e le relative modalità di esecuzione.
Contenuti sintetici
Studio dei contaminanti e delle modalità di propagazione nelle acque sotterranee;
Metodiche di indagine per la definizione dell’area inquinata e la caratterizzazione del sito;
Metodiche per il disinquinamento delle acque sotterranee;
Linee guida per il monitoraggio della bonifica;
Risoluzione di casi di disinquinamento delle acque sotterranee.
Programma esteso
Inquinamento antropico e contaminazione naturale;
Tipologie di inquinanti antropici e di sorgenti di inquinamento: caratteristiche, frequenza, e distribuzione;
Caratteristiche chimico fisiche dei contaminanti;
Reazioni di ossido-riduzione in falda;
Meccanismi di trasporto: advezione, dispersione, adsorbimento e ritardo, degradazione;
Principio di conservazione della massa ed equazione di trasporto;
Applicazione di una soluzione analitica di trasporto nel caso di sorgente continua;
Concetti base di capillarità bagnabilità, permeabilità e permeabilità relativa;
Movimento delle sostanze non solubili NAPL, leggere e pesanti (LNAPL e DNAPL);
Indagini idrogeologiche ed idrochimiche e caratterizzazione per la costruzione di un modello concettuale;
Legislazione sulle bonifiche con cenni all'analisi di rischio;
Tipologie di intervento (insite, onsite, offsite), logiche decisionali e criteri per la selezione di una metodica di bonifica;
Tecniche di bonifica principali, relativamente alle quali vengono trattati: il principio di funzionamento, i fattori fisico-chimici di influenza, la fattibilità del sistema, la previsione del tempo di funzionamento, la modalità e la tempistica del monitoraggio, l’interpretazione dei dati, il raggiungimento degli obiettivi della bonifica;
Tecnologie trattate: Barriera Idraulica, Soil Vapour Extractiong, Air Sparging, Permeable Reactive Barrier, tecniche per la rimozione di fasi separate (LNAPL, DNAPL) cenni a altre tecniche di bonifica.
Prerequisiti
Conoscenze base di idrogeologia.
Modalità didattica
Lezioni frontali, 4 cfu.
Esercitazioni, 2 cfu.
Materiale didattico
Materiale utilizzato durante le lezioni (slide, esercizi, schemi, materiale e fogli di calcolo delle esercitazioni) pubblicati sul sito:
https://elearning.unimib.it/course/view.php?id=51569
Testi raccomandati (visionabili presso il docente):
Francani V., 2014. Idrogeologia. C.E.A. Casa Editrice Ambrosiana
Di Moffetta, Sethi, 2012. Ingegneria degli acquiferi. Springler.
Clark I., 2015. Groundwater Geochemistry and Isotopes. CRC Press
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo Semestre.
Modalità di verifica del profitto e valutazione
E’ prevista una prova finale in modalità scritta con orale obbligatorio.
L'esame scritto è mirato a valutare l’acquisizione delle conoscenze base relative alle sostanze contaminanti ed ai fenomeni che ne caratterizzano il trasporto in falda. L’esame, della durata di 3.5 ore, consiste in:
- n.2 domande a risposta aperta (dimostrare la capacità di analizzare, comprendere e descrivere un fenomeno di contaminazione);
- n.3 test a risposta chiusa (dimostrare di conoscere i concetti base);
- n.1 problema (dimostrare la capacità di risolvere quesiti relativi ad un singolo caso di contaminazione in modo razionale).
L'esame orale è mirato a valutare le conoscenze acquisite relative alle metodiche di indagine e di bonifica e la loro applicazione. L’esame, della durata di circa 30 minuti, consiste in:
- colloquio di discussione sullo scritto;
- colloquio su argomenti trattati a lezione relativi alla bonifica di siti contaminati (caratterizzazione, legislazione, tecniche di bonifica).
La valutazione dello scritto prevede l’attribuzione di un punteggio complessivo massimo di 30/30 (7/30 domande, 3/30 test, 20/30 problema).
La valutazione della prova orale fa media con quella della prova scritta per l’attribuzione della votazione finale.
Orario di ricevimento
Su appuntamento col docente.
Sustainable Development Goals
Aims
To know the main categories of groundwater contaminants and their possible sources;
To distinguish between anthropogenic and natural pollution;
To know the main chemical processes that contaminants create in groundwater;
To know the chemical and physical characteristics of contaminants that influence their behavior in groundwater;
To understand the concept of low solubility and separated fluid phase (NAPL) in relation to groundwater contamination:
To be able to solve problems related to transport of contaminants subject to advection, dispersion, retardation and degradation phenomena;
To know the main investigations to be carried out to acquire hydrogeological and hydrochemical knowledge aimed at a contamination case;
To be able to develop a conceptual model of the problem based on the available data;
To know the main techniques of groundwater remediation.
Contents
Study of contaminants and their propagation in groundwater;
Methods of investigation for polluted area definition and site characterization;
Methods for groundwater remediation;
Guidelines for remediation monitoring.
Detailed program
Anthropogenic pollution and natural contamination;
Types of anthropogenic pollutants and pollution sources: characteristics, frequency, and distribution;
Chemical and physical characteristics of contaminants;
oxidation-reduction reactions in groundwater
Transport mechanisms: advection, dispersion, adsorption and retardation, degradation;
Principle of mass conservation and transport equation;
Application of an analytical transport solution in the case of continuous source;
Basic concepts of capillarity and wettability, permeability and relative permeability;
Movement of non-soluble fluids NAPL, light and heavy (LNAPL and DNAPL);
Hydrogeological and hydrochemical investigations and site characterization for a conceptual model building;
Legislation on remediation with mention of risk analysis;
Remediation modality (insitu, onsite, offsite) and criteria for selecting a remediation method;
Main remediation techniques, with respect to: the principle of operation, physicochemical factors of influence, system feasibility, time of operation prediction, monitoring mode and timing, data interpretation, and achievement of remediation objectives;
Technologies covered: Hydraulic Barrier, Soil Vapour Extractiong, Air Sparging, Permeable Reactive Barrier, techniques for removal of separated phases (LNAPL, DNAPL) nods to other remediation techniques.
Prerequisites
Basic knowledge of hydrogeology.
Teaching form
Lectures, 4 cfu.
Tutorials, 2 cfu.
Textbook and teaching resource
Materials used during lectures (slides, exercises, diagrams, material and spreadsheets of exercises) posted at:
https://elearning.unimib.it/course/view.php?id=51569
Recommended texts (viewable from the lecturer):
Francani V., 2014. Hydrogeology. C.E.A. Ambrosian Publishing House;
Di Moffetta, Sethi, 2012. Aquifer engineering. Springler;
Clark I., 2015. Groundwater Geochemistry and Isotopes. CRC Press
Semester
First Semester.
Assessment method
A final examination is scheduled in written mode with mandatory oral.
The written examination is aimed at assessing the acquisition of basic knowledge related to contaminants and to their transport in groundwater. The examination, lasting 3.5 hours, consists of:
- no.2 open-ended questions (demonstrate the ability to analyze, understand and describe a contamination phenomenon);
- no.3 closed-ended tests (demonstrate knowledge of basic concepts);
- no.1 problem (demonstrate the ability to solve questions related to a single case of contamination in a rational way).
The oral examination is aimed at assessing the acquired knowledge related to investigation and remediation methods and their application. The examination, lasting about 30 minutes, consists of:
- discussion of the written paper;
- interview on topics covered in class related to the remediation of contaminated sites (characterization, legislation, remediation techniques);
The evaluation of the written paper will award a maximum total score of 30/30 (7/30 questions, 3/30 tests, 20/30 problem).
The evaluation of the oral test is averaged with that of the written test to award the final grade
Office hours
By appointment with the lecturer
Sustainable Development Goals
Staff
-
Maria Letizia Fumagalli
-
Marco Rotiroti
