L'inquinamento da metalli pesanti nelle acque reflue da attività industriali rappresenta una rilevante problematica ambientale. Lo scarico nell'ambiente di acque reflue non trattate e contenenti metalli pesanti può contaminare gli ecosistemi acquatici e le coltivazioni agricole. Inoltre i metalli pesanti possono entrare nella catena alimentare, essere assorbiti dal corpo umano e potenzialmente causare gravi problemi di salute a causa della loro tossicità.

Fonti di acque reflue industriali contenenti metalli pesanti includono:

• Centrali elettriche
• Trattamenti superficiali di metalli
• Elettrodeposizione
• Produzione di componenti elettroniche
• Produzione di sostanze chimiche organiche
• Acciaierie e ferriere
• Cave e miniere

Individuazione di un metodo rapido per il rilevamento dell'inquinamento da metalli pesanti nelle acque reflue

A fini di monitoraggio e protezione ambientale risulta fondamentale la capacità di rilevare velocemente l'inquinamento da metalli pesanti nelle acque reflue e di individuarne la fonte. Per individuare e evidenziare la fonte di inquinamento, le agenzie preposte al monitoraggio necessitano di un metodo analitico rapido, affidabile e versatile per l'identificazione e il rilevamento della presenza di contaminanti da metalli pesanti nelle acque reflue. I moderni strumenti analitici come gli analizzatoria fluorescenza a raggi X portatili (pXRF) possono permettere alle agenzie di rilevare, individuare e evidenziare le fonti di contaminazioni delle acque reflue in modo rapido e preciso.

Per esempio, l'analizzatore XRF portatile Vanta™ rappresenta una versatile soluzione di monitoraggio ambientale con le seguenti capacità:

• Precisa analisi elementare: Più di 20 elementi analizzati, inclusi i metalli pesanti cromo (Cr), nichel (Ni), rame (Cu), zinco (Zn), arsenico (As), cadmio (Cd), mercurio (Hg) e piombo (Pb)
• Risultati veloci: Immediate informazioni qualitative e quantitative in tempo reale
• Operativo sul campo: Leggero, portatile e resistente per le condizioni presenti sul campo
• Non distruttivo: Metodo di analisi chimica che non altera il campione
• Produttivo: Interfaccia di facile uso per un utilizzo dello strumento semplificata con una formazione minima
• Economico: Conveniente e basso costo di proprietà

Nonostante questi vantaggi, gli analizzatori pXRF evidenziano alcuni limiti per l'analisi di metalli pesanti nelle acque reflue Innanzitutto questi strumenti sono in genere tarati per un impiego su materiale solido come il suolo. In secondo luogo il limite di rilevamento (LOD - limit of detection) rientra in un intervallo corrispondente alle parti per milioni (ppm). I metodi di laboratorio, più dispendiosi in termini di tempi applicativi e costi, come l'AAS (atomic absorption spectrometry) o l'ICP (inductively coupled plasma), possono realizzare misure nell'ordine delle parti per miliardo (ppb).

La soluzione: Combinare l'analisi TIERS e l'analisi XRF con analizzatori portatili

Per gestire questi limiti può essere combinata l'analisi TIERS (time-lapse ion exchange resin sachets) con l'analisi pXRF, in modo da ottimizzare l'analisi di metalli pesanti nelle acque reflue. Un TIERS è rappresentato da un sacchetto non in tessuto contenente resine che assorbono metallo nel corso del tempo. Il sacchetto viene immerso nell'acqua (es: l'acqua presente allo sbocco delle tubazioni di scarico di una fabbrica) per una settimana in modo che le resine possano accumulare i metalli pesanti. Passato il periodo di monitoraggio della durata settimanale, il TIERS viene analizzato mediante un analizzatore pXRF.

Il TIERS ottimizza le analisi XRF delle acque reflue in diversi modi:

• Inferiori limiti di rilevamento: Amplifica l'analisi fino a 1000 volte; il fattore di concentrazione aumenta la sensibilità e riduce gli effetti di matrice
• Maggiore precisione: I sacchetti permettono di ottenere un'efficace media settimanale delle variazioni di concentrazione e di volume degli scarichi
• Mappatura delle aree di analisi in tempo reale: Dati qualitativi e quantitativi personalizzabili corrispondenti a ogni area vengono analizzati per un'interpretazione dei risultati più facile e completa

Le analisi TIERS possono essere combinate con le analisi pXRF per rilevare e localizzare le contaminazioni da metalli pesanti in acque reflue di impianti industriali.

L'importanza degli analizzatori XRF portatili per il monitoraggio ambientale

Un sistema di monitoraggio veloce, affidabile e economico applicabile sul campo permette ai soggetti preposti ai controlli di risalire agli scarichi problematici. L'analisi TIERS permette di monitorare costantemente un'area per una settimana per identificare anche problemi discontinui. Visto che le industrie continuano a incrementare l'utilizzo di acqua, i soggetti che utilizzano acqua in loro prossimità manifestano sempre più l'esigenza che le norme vengano rispettate. Casi di utilizzi non conformi sono sempre più di difficile identificazione senza la realizzazione di un monitoraggio in tempo reale. Le moderne soluzioni analitiche come gli analizzatori XRF portatili possono semplificare e accelerare i processi di analisi estensivi, permettendo alle agenzie di risparmiare risorse e di gestire prontamente pericoli per l'integrità ambientale.