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COMBINED USE OF MONITORING AND PREDICTION TOOLS FOR ENVIRONMENTAL PERFORMANCE ASSESSMENT IN A MSW LANDFILL ACCORDING TO THE EMAS REGULATION
No full textRevision, calibration, and application of the volume method to evaluate the geothermal potential of some recent volcanic areas of Latium, Italy
No full textThe volume method is used to evaluate the productive potential of unexploited and minimally exploited geothermal fields. The distribution of PCO2 in shallow groundwaters delimits the geothermal fields. This approach is substantiated by the good correspondence between zones of high CO2 flux, and the areal extension of explored geothermal systems of high enthalpy (Monte Amiata and Latera), medium enthalpy (Torre Alfina) and low enthalpy (Viterbo). Based on the data available for geothermal fields either under exploitation or investigated by long-term production tests, a specific productivity of 40 t h−1 km−3 is assumed. The total potential productivity for the recent volcanic areas of Latium is about 28 × 103 t h−1, with 75% from low-enthalpy geothermal fields, 17% from medium-enthalpy systems, and 8% from high-enthalpy reservoirs. The total extractable thermal power is estimated to be 2220–2920 MW, 49–53% from low-enthalpy geothermal fields, 28–32% from medium-enthalpy systems, and 19–20% from high-enthalpy reservoirs
Water-rock interaction in the magmatic-hydrothermal system of Nisyros Island (Greece)
No full textIn this work, we investigated the water–rock interaction processes taking place in the hydrothermal reservoir of Nisyros through both: (1) a review of the hydrothermal mineralogy encountered in the deep geothermal borehole Nisyros-2; and (2) a comparison of the analytically-derived redox potentials and acidities of fumarolic-related liquids, with those controlled by redox buffers and pH buffers, involving hydrothermal mineral phases.
The propylitic zone met in the deep geothermal borehole Nisyros-2, from 950 to 1547 m (total depth), is characterised by abundant, well crystallised epidote, adularia, albite, quartz, pyrite, chlorite, and sericite–muscovite, accompanied by less abundant anhydrite, stilpnomelane, wairakite, garnet, tremolite and pyroxene. These hydrothermal minerals were produced in a comparatively wide temperature range, from 230 to 300 °C, approximately. Hydrothermal assemblages are well developed from 950 to 1360 m, whereas they are less developed below this depth, probably due to low permeability.
Based on the RH values calculated for fumarolic gases and for the deep geothermal fluids of Nisyros-1 and Nisyros-2 wells, redox equilibrium with the (FeO)/(FeO1.5) rock buffer appears to be closely attained throughout the hydrothermal reservoir of Nisyros. This conclusion may be easily reconciled with the nearly ubiquitous occurrence of anhydrite and pyrite, since RH values controlled by coexistence of anhydrite and pyrite can be achieved by gas separation.
The pH of the liquids feeding the fumarolic vents of Stephanos and Polybote Micros craters was computed, by means of the EQ3 code, based on the Cl–δD relationship which is constrained by the seawater–magmatic water mixing occurring at depth in the hydrothermal–magmatic system of Nisyros. The temperature dependence of analytically-derived pH values for the reservoir liquids feeding the fumarolic vents of Stephanos and Polybote Micros craters suggests that some unspecified pH buffer fixes the acidity of these reservoir liquids at values of 4.72–4.85 and 4.88–5.23, respectively. Many of these pH values are lower than those expected for the full-equilibrium condition, although they are close to those of the reservoir liquids of Nisyros-1, 5.16, and Nisyros-2, 4.87. It is likely that this excess of acidity-producing species, chiefly CO2, promotes release of Fe(II) and Fe(III) to the reservoir liquids through rock dissolution, permitting the attainment of redox equilibrium with the (FeO)/(FeO1.5) rock buffer, as already suggested by the late Werner Giggenbach
Landfill mining: A case study on characterization of excavated waste
Full text linkLandfilling has represented the dominant method for municipal solid waste (MSW) disposal during the recent decades. Therefore, the recovery of materials from landfills through landfill mining is proclaimed as an innovative method to address these challenges. The excavation, processing, treatment and recycling of deposited materials is mainly referred to the economic aspects and to the reduction of the re-landfilled fraction of the waste. The main objective of this work is to describe a case study of sampling and characterization of excavated waste of a potential landfill mining site in Peccioli - Pisa (Legoli Landfill). Approximately at 10 m depth, the samples were collected from two layers of waste of different ages (2001 and 2007). Manual sieving and sorting into different waste fractions was performed. All the fractions were characterized in terms of total solids and total volatile solids and Biochemical Methane Potential test. Anaerobic tests were performed to evaluate methane production coming from landfilled waste, in particular referring to the residual biodegradable fraction contained in the municipal waste. Results show that the composition of the two excavated waste analyzed are quite different due to the waste management system used in that years. This factor affects methane production that resulted respectively 115 Nm 3 CH 4 /ton e 47 Nm 3 CH 4 /ton for 2001 and 2007
The GEOBASI (Geochemical Database of Tuscany) open source tools
Full text linkThe tools implemented for the new Regional Geochemical Database, called GEOBASI, are hereafter
presented. The database has permitted the construction of a repository where the geochemical
information (compositional and isotopic) has been stored in a structured way so that it can be available
for different groups of users (e.g. institutional, public and private companies). The information
contained in the database can in fact be downloaded freely and queried to correlate geochemistry to
other non compositional variables.
The repository has been aimed at promoting the use of the geochemical data already available from
previous investigations through a powerful Web-GIS interface. The resulting graphical-numerical
tools in such a complex database have been developed to: 1) analyse the spatial variability of the
investigated context, 2) highlight the geographic location of data pertaining to classes of values or
single cases, 3) compare the results of different analytical methodologies applied to the determination
of the same element and/or chemical species, 4) extract the geochemical data related to specific
monitoring plans and/or geographical areas, and finally 5) recover information about data below the
detection limit to understand their impact on the behaviour of the investigated variable
Socompa Geothermal Prospect. Report on Fluid Geochemistry (Soil CO2 degassing)
Full text linkFil: Rico, Brunella. Consiglio Nazionale delle Riserche. Istituto di Geoscienze e Georisorse; Italia.The Servicio Geológico Minero Argentino (SEGEMAR), in collaboration with the Institute of
Geoscience and Earth Resources of the National Research Council of Italy (IGG-CNR) have carried
out, during April 2018, a CO2 flux survey in the Socompa Volcano area.
The accumulation chamber method has been used to measure the CO2 flux diffuse at the airsoil
interface. Data processing have been performed throughout statistical and geostatistical analysis
aimed at evaluating the statistical distribution of the data set and the presence of anomalous data.
This report shows the methodology used and the main results obtained
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
La discarica controllata di Buriano. Studio dell'interazione geochimica tra il percolato e la formazione di contenimento.
No full textLo scopo di questo lavoro di tesi è quello di definire le proprietà chimico-fisiche del percolato da discarica e valutarne le eventuali variazioni quando si trova a contatto con le argille di contenimento; nello specifico è stata analizzata la discarica controllata di Buriano, utilizzata per lo stoccaggio di rifiuti non pericolosi, presente nel territorio della Val di Cecina in Toscana. Tale discarica se pure di piccole dimensioni e con un bacino di raccolta di 4000 t/anno di rifiuti è un interessante caso di studio per il contesto geologico in cui è inserita. La formazione argillosa di contenimento è caratterizzata dalla presenza di lenti di salgemma (dovute alla chiusura del Bacino Ligure nell’Eocene Superiore); ciò porta ad un’ elevata variabilità chimica e ad un’elevata presenza di cloruri rilevati nelle acque dei piezometri di controllo.
Con questo lavoro di tesi si è cercato di capire se ci sia stata una migrazione nella formazione argillosa di percolato dal corpo di discarica e se sia possibile notare una variazione nella composizione chimica delle acque captate dai piezometri a seguito di questo evento. Per fare ciò, insieme ai metodi classici di monitoraggio di una discarica, quali la definizione del chimismo del percolato, del chimismo delle acque dei piezometri e loro confronto, abbiamo utilizzato il modello geochimico di trasporto reattivo PHREEQC, software free-ware di Appelo e Parkhurst (USGS).
Sono state effettuate quattro campagne di campionamento, tre per raccogliere campioni di percolato e delle acque della rete di monitoraggio della discarica e una per raccogliere alcuni campioni di argilla.
Le analisi chimiche effettuate sul percolato dimostrano che esso, all’interno del corpo dei rifiuti, si trova in un ambiente riducente e ha dei contenuti caratteristici in alcalinità, metalli, ammonio e COD.
Le analisi chimiche effettuate sui piezometri mostrano che le acque, qui contenute, hanno una certa variabilità composizionale nel tempo e un contenuto di cloruri più elevato rispetto a quello del percolato.
Tale composizione caratteristica delle acque dei piezometri è spiegabile tramite il confronto con i dati ottenuti dalle prove di rilascio sui campioni di argilla, in quanto le prove di rilascio hanno mostrato elevati rapporti COD/Cl e NH3/Cl e la ricostruzione delle acque di poro ha messo in evidenza che i cloruri qui contenuti hanno una concentrazione molto più alta che nel percolato.
Bisogna tener presente che la concentrazione di cloruri è, di solito, uno dei maggiori traccianti di inquinamento da percolato visto che lo ione Cl- non subisce processi di alterazione se non quello di diluizione (se il percolato si miscela con un acquifero). Quindi nel caso di studio di Buriano la quantità di cloruri nelle acque dei piezometri non può essere usata come indicatore di contaminazione in quanto la concentrazione è maggiore persino di quella del percolato della discarica.
Comunque i confronti composizionali tra percolato nel corpo di discarica e acque dei piezometri non hanno evidenziato alcun inquinamento rilevante. Tali confronti non risultano però esaustivi, in quanto, è logico aspettarsi che il percolato, interagendo con le argille, cambi la propria composizione chimica.
Le simulazioni di equilibrio termodinamico di dissoluzione/precipitazione, equilibrio cinetico di dissoluzione/precipitazione, scambio ionico e trasporto reattivo monodimensionale effettuate con PHREEQC hanno mostrato come il percolato, a contatto con le argille, perda alcune delle sue caratteristiche distintive quali alcalinità e metalli pesanti, con conseguente precipitazione di carbonati e solfuri.
I dati ottenuti dalle simulazioni confrontati con i dati chimici ottenuti dal campionamento delle acque dei piezometri portano comunque ad escludere una contaminazione da parte del percolato delle acque della rete di monitoraggio.
Da questo lavoro di tesi emerge l’inadeguatezza del “protocollo” di indagine idrogeochimica normalmente adottato per evidenziare sversamenti di percolato in formazioni argillose. Quindi se uno schema corretto di monitoraggio deve prevedere quali trasformazioni può subire il percolato e la formazione di contenimento, è necessario ampliare la lista di sostanze chimiche da determinare nel percolato stesso e avere informazioni dettagliate sulla composizione mineralogica del sistema entro cui i rifiuti sono stoccati. Da questo punto di vista le disposizioni di legge andrebbero sicuramente ampliate
Modello numerico per la simulazione degli effetti di lungo periodo dell'attività di un impianto di smaltimento rifiuti: la discarica Geofor di Gello
No full textObiettivo della tesi è l’implementazione di un modello numerico per la simulazione degli effetti di lungo periodo dell’attività di un impianto di discarica.
L’impianto preso in considerazione è quello della discarica gestita dalla Geofor di Gello di Pontedera (classificata come discarica per rifiuti speciali non pericolosi: 2ª categoria tipo B) che riceve i rifiuti di Pisa e da numerosi altri comuni della Valdera.
Lo scopo prefissato è stato raggiunto attraverso diverse fasi, fra le quali lo studio idrogeochimico ed idrogeologico della zona di Gello di Pontedera.
Inizialmente si è resa necessaria un’accurata ricerca di materiale cartografico, svolta presso il Comune di Pontedera, la Provincia di Pisa e sul sito internet della Regione Toscana. Attraverso i dati ricavati dalle carte ed un sopralluogo preliminare sul terreno, sono stati selezionati 83 pozzi, situati nel raggio di 3 km dalla discarica, da prendere in considerazione per la definizione della piezometria. Una prima campagna di rilevamento piezometrico è stata effettuata nel Giugno 2004. Tra tutti i pozzi misurati ne sono stati scelti alcuni per il campionamento (Luglio 2004), facendo in modo da ottenere una buona distribuzione spaziale degli stessi. Il campionamento ha riguardato in particolare: 13 piezometri di monitoraggio della discarica e 13 pozzi privati; sono stati inoltre presi campioni delle acque di scorrimento superficiali del Canale Scolmatore, del fosso di guardia della discarica e di un laghetto presente nell’area. Le analisi sono state effettuate presso i laboratori dell’IGG – CNR di Pisa ed indirizzate verso la ricerca di possibili indicatori caratteristici dell’inquinamento da percolato.
Per fare ciò sono stati determinati:
- Cloruri, Solfati e Nitrati per cromatografia ionica
- Ca, Na, Mg, K per assorbimento atomico
- COD mediante apposito kit e spettrofotometria
- NH4 per spettrofotometria
Mediante analisi in situ (necessarie per il fatto che il campione, dopo che è stato raccolto, subisce variazioni che ne alterano le caratteristiche) sono stati inoltre determinati per ogni campione: temperatura, pH, alcalinità e conducibilità elettrica.
In seguito sono state effettuate altre 5 campagne piezometriche nei mesi di Agosto-Settembre, Ottobre, Novembre, Dicembre 2004 e Gennaio 2005, misurando i livelli in circa 45 degli 83 pozzi precedenti. Contemporaneamente ad ogni campagna sono state prese le misure dei piezometri di monitoraggio della discarica.
Insieme ai dati ottenuti nella campagna di Giugno 2004 queste hanno portato alla realizzazione, mediante il programma Surfer® (utilizzando il metodo di triangolazione con interpolazione lineare), di un totale di 6 carte piezometriche, che hanno permesso di osservare l’andamento del sistema acquifero superficiale, localizzato nel livello di sabbie e ghiaie tra 12 e 25 m di profondità, e quindi valutare la direzione dei possibili contaminanti.
Infine, con i dati relativi alle analisi e quelli delle campagne piezometriche, è stato impostato un modello idrogeologico della zona mediante il programma Visual Modflow® 4.0.
Modflow è un modello matematico a differenze finite che simula il flusso di acque sotterranee nelle tre dimensioni spaziali (X,Y,Z). L’impostazione del modello è stata preceduta da un’attenta ricerca di informazioni sulla geologia ed idrogeologia (ottenute dalla letteratura e da indagini precedenti nella zona), sulla piovosità (fornite dall’Istituto Pluviografico e Mareografico della Regione Toscana) e sull’evapotraspirazione (ricavate da mappe di ETP dell’ARSIA) della zona per avere una rappresentazione più realistica possibile.
Tale modello, partendo dai dati piezometrici ottenuti in campagna, ci ha permesso di simulare il sistema acquifero interessato dal nostro studio, evidenziando le perturbazioni esterne al sistema quali pozzi in emungimento, drenaggi, ecc. Dopo la calibrazione di questo modello è stato poi utilizzato il motore MODPATH: mediante il posizionamento dei traccianti nella zona della discarica, è stato possibile visualizzare il movimento nella falda dell’eventuale contaminazione da parte del percolato e quindi valutare l’impatto della discarica sull’ambiente circostante.
Inizialmente si è impostato un tempo di modellazione corrispondente a quello delle campagne, dividendo quest’ultimo (di 243 giorni) in 5 stress period e prendendo come limiti di ogni periodo i giorni di misurazione; successivamente il modello è stato adattato per valutare gli effetti della presenza della discarica su un periodo di tempo più lungo
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