Liberarsi della sostanza appiccicosa

Jan 20, 2024

Negli ultimi dieci anni, le discariche di tutti gli Stati Uniti hanno lottato contro una sostanza appiccicosa, simile a un polimero, chiamata “black goo” o “flubber”, che può intasare attrezzature vitali e compromettere le operazioni di raccolta del percolato e del gas.

L’anomalia, riscontrata principalmente nelle discariche più umide o nei siti che accettano i fanghi degli impianti di trattamento delle acque reflue, ha sconcertato gli scienziati mentre tentavano di capire cosa sia il solido nero e da dove provenga.

Alla WasteExpo di quest'anno, che si terrà dall'1 al 4 maggio a New Orleans, i relatori della sessione, Leachate Management: An Update on "Flubber" e "Black Goo", discutono del materiale incrostante, delle sue origini, degli strumenti per la prevenzione, la bonifica e gli aggiornamenti sulla ricerca attuale.

Craig Benson, relatore della sessione e professore emerito di ingegneria civile, ambientale e geologica presso l'Università del Wisconsin, ha affermato di essersi imbattuto per la prima volta in una sostanza appiccicosa nera circa 10 anni fa mentre lavorava in una discarica umida nel sud-est.

Il sito, che aveva ricevuto molte lamentele sugli odori, faticava a mantenere bassi i livelli di percolato a causa dei tubi spesso intasati. "Non potevamo mantenere i tubi in funzione; le pompe [erano] costantemente intasate da questa roba nera e appiccicosa", ha detto. "Essenzialmente [i solidi] si stavano ricostruendo a giorni alterni."

Benson ha continuato a trovare la presenza di sostanza appiccicosa nera in altri siti, spingendolo a indagare ulteriormente sul fenomeno.

"Vedremmo sempre di più la presenza di questo materiale nero, appiccicoso e appiccicoso, diverso dalla materia biologica storicamente nera con cui tutti abbiamo familiarità", ha detto. "Era roba diversa. Non era solo biofilm; era un materiale diverso."

Che cos'è?

Per trovare una soluzione al problema, Benson ha affermato che è necessario prima capire come la sostanza si muove attraverso le discariche e come entra nei sistemi di raccolta del percolato.

Utilizzando circa 30 campioni prelevati da discariche di rifiuti solidi urbani negli Stati Uniti, a Guam e a Porto Rico, la ricerca di Benson ha scoperto che, indipendentemente dall'ubicazione della discarica o dalla composizione del materiale, la maggior parte dei campioni ha le stesse caratteristiche fisiche: un materiale elastico e gommoso con un forte odore , che probabilmente può essere attribuito ai composti solforati fissati sulla "roba appiccicosa".

Per identificare ulteriormente la sostanza, Benson ha utilizzato la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR) per osservare il legame chimico e la struttura chimica dei campioni di sostanza appiccicosa nera. Con la FTIR, un raggio ultra-infrarosso viene inviato nel campione, dove alcune lunghezze d'onda vengono assorbite e altre no. Un sensore misura ciò che viene riflesso, creando così un'"impronta digitale" della composizione del materiale.

Osservando campioni di sostanza appiccicosa nera provenienti da 17 diverse discariche statunitensi, Benson ha affermato che tutti "avevano essenzialmente lo stesso spettro FTIR e... lo stesso tipo di legame".

Notò anche che i legami erano simili ai polimeri a base di acrilato, che secondo lui sono onnipresenti nel mondo di oggi.

Oltre alla FTIR, Benson ha utilizzato l'analisi termogravimetrica (TGA) per studiare la composizione della sostanza appiccicosa nera. "Abbiamo fatto un'analisi molto semplice... TGA, analisi termogravimetrica, [dove] prendo un campione, lo metto in un forno, aumento la temperatura e misuro la massa mentre si riscalda. In sostanza, mi sto bruciando parti di quel campione nel tempo."

Durante questo processo, Benson ha affermato di aver riconosciuto una distinzione chiave che lo ha portato a credere che i campioni potessero essere un polimero commerciale.

"[Il] peso del campione [stava] diminuendo nel tempo,... quindi si tratta essenzialmente di acqua che viene estratta, e poi crolla. E poi continua a diminuire ulteriormente", ha detto Benson descrivendo un grafico dell'analisi TGA. "Questo crollo rientra nell'intervallo di decomposizione del polimero; quello è un polimero sintetico. Non è un materiale naturale."

Nella maggior parte dei polimeri commerciali, come il poliacrilato, Benson ha affermato che dovrebbe essere possibile "prendere quella sostanza idratata e appiccicosa, asciugarla e renderla solida, quindi posso bagnarla nuovamente e dovrebbe riformarsi proprio come era prima".