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RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

RECUPERO DI SITI CONTAMINATI. Inquinamento e sostenibilità: il problema delle Bonifiche ambientali. Obiettivo del seminario: Fornire un quadro delle tematiche relative agli interventi di recupero ambientale. Considerazioni iniziali sull’inquinamento

heidi
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  1. RECUPERO DI SITI CONTAMINATI Inquinamento e sostenibilità: il problema delle Bonifiche ambientali

  2. Obiettivo del seminario: Fornire un quadro delle tematiche relative agli interventi di recupero ambientale • Considerazioni iniziali sull’inquinamento • Criteri per la definizione di sito inquinato • Pianificazione e tipologia di interventi • Caratterizzazione • Tecniche di intervento • Lo smaltimento rifiuti, le discariche • Il problema del dragaggio e della gestione dei sedimenti inquinanti RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  3. ATTIVITÀ UMANE residui solidi effluenti liquidi MATERIE PRIME effluenti gassosi AMBIENTE NATURALE Una società sempre più popolosa e ricca, fondata sullo sviluppo industriale incondizionato, chiede alla Terra sempre di più: come materie prime e come capacità di metabolizzare i “residui” del suo sviluppo. RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  4. AZIONI PER LA DIFESA DELL’AMBIENTE NATURALE finalizzate a ristabilire una qualità ambientale accettabile in aree o luoghi (siti) compromessi per l’adeguamento delle attività umane (soprattutto quelle produttive) mirato al contenimento degli impatti ambientali RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  5. quando un sito è un “Sito Inquinato“? Si considera inquinato un sito caratterizzato da una presenza di sostanze nocive (contaminazione) che lo rende pericoloso per l’uomo e per l’ambiente e che, quindi, richiede interventi di risanamento e/o misure di limitazione d’uso. ma … “E' la dose che fa il veleno” (Paracelso) È necessario quindi elaborare criteri per decidere se le concentrazioni rilevate sono effettivamente pericolose accertare l’entità della presenza dell’inquinante RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  6. CRITERI DI VALUTAZIONE RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  7. Analisi di rischio (risk based corrective action RBCA) RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  8. CONFRONTO CON CONCENTRAZIONI LIMITE Limiti assoluti (DM 471/99) Concentrazione limite accettabile (CLA) • CLA per acque sotterranee • definite 92 CLA per: • metalli • inquinanti inorganici • composti organici aromatici • policiclici aromatici • alifatici clorurati cancerogeni • alifatici alogenati cancerogeni • nitrobenzeni • clorobenzeni • fenoli e clorofenoli • ammine aromatiche • fitofarmaci • diossine e furani • altre sostanze • CLA per suolo • definite 94 CLA per: • composti inorganici • aromatici • policiclici aromatici • alifatici clorurati cancerogeni • alifatici clorurati non cancerogeni • alifatici alogenati cancerogeni • nitrobenzeni • clorobenzeni • fenoli e clorourati • ammine aromatiche • fitofarmaci • diossine e furani • idrocarburi • altre sostanze diverse per: Asiti ad uso verde pubblico privato o residenziale Bsiti ad uso commerciale o industriale RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  9. CONFRONTO CON CONCENTRAZIONI LIMITE Limiti sitospecifici (Dlgs 152/06) Concentrazione soglia rischio (CSR) Calcolo di limiti validi per il singolo sito mediante un procedimento “inverso” di valutazione di rischio Fissati valori di rischio accettabili si calcolano i limiti di concentrazione CSR da non superare nel sito (in corrispondenza del Punto di Conformità) Il Dlgs prevede che debbano essere indagati i siti potenzialmente contaminati: quelli dove risultano superati limiti assoluti definiti Concentrazioni Soglia di Contaminazione (CSC in genere = CLA471 e < CSR) RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  10. Confronto CSR/CSC da analisi di rischio su sito siciliano di un’industria chimica RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  11. RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  12. Caratterizzazione di un sito Pianificazioneedesecuzione di indagini per definire le caratteristiche delle matriciambientalidelsito Fasiessenziali: • ricostruzionestoricadelleattivitàproduttive del sito; • elaborazione del ModelloConcettualePreliminare del sito; • definizionedelleindaginidi campo e dilaboratorio (short list); • realizzazione delle attività di indagine; • elaborazionedeidati; • elaborazione del ModelloConcettualeDefinitivo. Dati «storici » per valutare le conseguenzeambientalisulsitodovuteall’antropizzazionedell’area Indaginesullostatoattuale: rilevamenti in campo, campionamentiedanalisi RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  13. Caratterizzazione di un sito: problema complessomolteplicità potenziali cause di inquinamento RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  14. Caratterizzazione di un sito: problema complessomolteplicità potenziali cause di inquinamento A titolo di esempio di attuali effetti relativi a pregresse attività produttive si può citare il caso dell’area del fiume Sacco nel Lazio. Tra i vari problemi ambientali presenti nel bacino del Sacco si evidenzia infatti quello relativo all’inquinamento da esaclorocicloesano (C6H6Cl6), nei suoi tre isomeri alfa, beta e gamma (lindano). Tali sostanze, caratterizzate da scarsa solubilità in acqua, furono utilizzate nell’area industriale di Colleferro solo fino a circa trenta d’anni fa ma causano ancor oggi un grave problema di inquinamento evidenziatosi, nella primavera del 2005, nel latte prodotto da aziende zootecniche della zona. Il latte contaminato è stato avviato alla distruzione, numerose vacche sono destinate all’abbattimento e sono state imposte misure di restrizione d’uso per una rilevante porzione di territorio lungo le sponde del Sacco. RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  15. Caratterizzazione di un sito (valori di fondo) Fondonaturale: concentrazioni di elementi, composti (tipicamenteinorganici) chederivano dal ciclogeochimiconaturale e che non sono statiinfluenzati dalle attivitàantropiche. Sulla base delle specificitàgeochimichenaturalidelsito la caratterizzazionedeterminaglieffettivivalori delle concentrazioninaturali (CN) che : Vanno a sostituire i limiti Se risultanosuperiori ai limitistessi ovvero se CN > CSC RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  16. RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  17. Possibili interventi di recupero ambientale d’emergenza Secondo l’esito atteso • messa in sicurezza • bonifica permanente • Secondo le modalità operative • in situ • ex situ • Secondo il tipo di tecnica • bioremediation • confinamento • trattamento chimico fisico • trattamento termico on site off site RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  18. BIOREMEDIATION (per inquinanti organici) H2O CO2 Biomassa Conversione dei costituenti del composto inquinante in BIOATTENUATION MonitoringNaturalAttenuation MNA EnhancedNaturalAttenuation ENA Bioaugmentation miglioramento delle condizioni chimico fisiche Biostimulation potenziamento delle popolazioni di microorganismi (autoctoni o alloctoni) RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  19. Landfarming (non per inquinanti volatili) • Terreno inquinato posto in bacini impermeabili (spessore<0,5m) • Raccolta del percolato monitoraggio ed interventi ENA • Tempi per il processo di degradazione: 6 – 20 mesi • Aerazione naturale • Biopile • Terreno omogeneizzato a formare pile coperte da geomembrana • Raccolta del percolato e dell’effluente gassoso, monitoraggio ed interventi ENA • Tempi per il processo di degradazione: 3 – 12 mesi • Aerazione forzata • Bioventing • Intervento in situ aerazione forzata (il terreno contaminato deve avere opportune caratteristiche di permeabilità) • Raccolta dell’effluente gassoso, soil vapor extraction • Tempi per il processo di degradazione: da alcuni mesi fino a due anni • Prove con istallazione pilota (determinazione raggio di influenza) • Prove respirometriche, monitoraggio RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  20. Tecniche di confinamento (per interventi su acque sotterranee) Barriere idrauliche Creazione di una depressione piezometrica , mediante pozzi di emungimento, per la captazione delle acque di falda per: Bonifica Captazione della falda inquinata con trattamento depurativo delle acque emunte (Pump and treat) Messa in sicurezza Indurre un’alterazione nel flusso di falda che la preservi dal contatto con l’inquinante RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  21. Tecniche di confinamento • Diaframmi a bassissima permeabilità (10-9 m/s) • Cemento bentonite, compositi (HDPE) • Necessità di ammorsamento in substrato naturale impermeabile • Barriere fisiche • Segregazione dell’area di terreno contaminato con diaframmi verticali per il contenimento del flusso di inquinanti • Interventi di messa in sicurezza • Necessità di associato intervento pump and treat RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  22. Trattamenti chimico fisici • Barriere Reattive Permeabili (PRB) • Intervento diretto sulla falda inquinata senza modificarne il flusso • Una PRB è una struttura costituita da reagente per la decontaminazione • Dev’essere ubicata opportunamente e con permeabilità > dell’acquifero circostante • Monitoraggio per mezzo di piezometri a monte e valle • Trattamento efficace per solventi clorurati, nitrati, .. • Fe granulare zero valente • Zeoliti • Ossidi di Fe e Ca • … da US EPA 1998 RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  23. Trattamenti chimico fisici • Air sparging • Immissione di aria compressa nel suolo per indurre il fenomeno di stripping di componenti volatili degli idrocarburi assorbiti nel suolo e/o presenti in falda (ma poco solubili) • Intervento in situ corroborato dall’aumentare della biodegradazione (bioventing) • Necessità di adeguata permeabilità del suolo contaminato • Lo stesso effetto può essere indotto instaurando pressioni negative (aspirando invece di soffiare Soil vapor extraction) • Prove con istallazione pilota (determinazione raggio di influenza) RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  24. Trattamenti chimico fisici • Classificazione, trattamenti meccanici del terreno tendenti a sfruttare la naturale segregazione degli inquinanti nelle frazioni a granulometria fine • Desorbimento degli inquinanti dalla matrice solida alla soluzione liquida di lavaggio • Soilwashing • Tecnica basata su • Necessità di gestire (trattare/smaltire) i flussi (solidi e liquidi) in cui risultano concentrati gli inquinanti • Limitazioni per terreni argillosi e ricchi di sostanza organica e nel caso di limitata lisciviabilità dei contaminanti RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  25. Trattamenti termici (rimozione sostanze organiche) • Desorbimento termico • Vaporizzazione dei contaminanti presenti nel terreno inquinato (temperature da 90 a 650 °C) • Trattamento dell’effluente gassoso (in genere per termodistruzione, depolverazione, GAC, etc..) • Necessità di pretrattamento meccanico del terreno per omogeneizzare ed ottimizzare la granulometria • In genere tecnica ex situ in forni a tamburo rotante schema ex situ schema in situ Fare clic per inserire il Titolo della presentazione

  26. Trattamenti termici (rimozione sostanze organiche) • Termodistruzione • Decomposizione dei composti inquinanti in un forno di incenerimento (tamburo rotante Tmax 1000°C, letto fluido T 800°C) • Trattamento dell’effluente gassoso: depolverazione , lavaggio gas acidi ed altre ev. • Necessità di pretrattamento meccanico del terreno per omogeneizzare ed ottimizzare la granulometria RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  27. DEFINIZIONE DEGLI INTERVENTI Fasi della progettazione • PRELIMINARE a fronte delle esigenze da soddisfare l’obiettivo è quello di individuare la tipologia dell’intervento definendone i connotati tecnico economici e prestazionali essenziali tenendo conto dei correlati oneri economici, temporali e di impatto ambientale • DEFINITIVA e, poi, ESECUTIVA Approfondiscono il dettaglio progettuale trattando aspetti specialistici, sviluppando i calcoli di strutture ed impianti, elaborando computi metrici e quadro economico con la definizione puntuale di tutte le opere ed i lavori da realizzare RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  28. GESTIONE RIFIUTI E SOSTENIBILITÀ Sostenibilità massima Minimizzazione Riutilizzo Riciclaggio & Compostaggio Recupero Energetico Sostenibilità minima Smaltimento RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  29. RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  30. DISCARICHE per RIFIUTI PERICOLOSI E NON PERICOLOSI (Dlgs 36/03) REQUISITI PER LA PROTEZIONE DELLE MATRICI AMBIENTALI La discarica dev’essere dotata di: • Sistema di regimazione delle acque superficiali • Impermeabilizzazione del fondo e delle sponde • Impianto di raccolta e gestione del percolato • Impianto di captazione e gestione del gas di discarica • Sistema di copertura finale In particolare, per il percolato si deve: • Minimizzare l’infiltrazione delle acque meteoriche che devono essere allontanate con un sistema adeguato alle piogge più intense con tempo di ritorno di 10 anni • Mantenere in funzione il sistema di captazione come disposto nell’autorizzazione e comunque almeno per 30 anni dalla chiusura • Realizzare il sistema di captazione del percolato in modo che: • sia minimo l’accumulo nel corpo della discarica • sopporti i carichi indotti dagli assestamenti • resista all’attacco chimico e non si intasi RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  31. DISCARICHE per RIFIUTI PERICOLOSI E NON PERICOLOSI PROTEZIONE DEL TERRENO E DELLE ACQUE • Ubicazione e caratteristiche costruttive tali da impedire l’inquinamento • La protezione del suolo e delle acque deve essere assicurata innanzitutto da un sistema a bassa permeabilità che contenga il corpo discarica • Permeabilità k<1*10-9 m/s • Spessore > 1 m (non pericolosi) • Spessore > 5 m (pericolosi) • Caratteristiche da accertare con indagine preventiva • BARRIERA GEOLOGICA naturale • BARRIERA DI CONFINAMENTO artificiale • Strato minerale compattato, k<1*10-7 m/s, spessore > 1 m • + geomembrana • Piano d’imposta almeno a 2 m dalla quota di massima della falda RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  32. DISCARICHE per RIFIUTI PERICOLOSI E NON PERICOLOSI PROTEZIONE DEL TERRENO E DELLE ACQUE la COPERTURA SUPERFICIALE deve: • Isolare i rifiuti dall’ambiente esterno • Minimizzare le infiltrazioni d’acqua • Minimizzare i fenomeni di erosione • Resistere agli assestamenti • Richiedere minima manutenzione Deve essere una struttura multistrato formata, dall’alto verso il basso, da: • Terreno adatto allo sviluppo della vegetazione, spessore > 1 m • Strato in materiale drenante, spessore > 0,5 m protetto dagli intasamenti • Strato minerale compattato con k< 1*10-8 m/s, spessore > 0,5 m (*) integrato da rivestimento impermeabile (nel caso di rifiuti pericolosi) • Strato di drenaggio gas, protetto dagli intasamenti, spessore >0,5 m • Strato di regolarizzazione superficiale del corpo dei rifiuti abbancati (*) o di caratteristiche equivalenti RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  33. DISCARICHE per RIFIUTI PERICOLOSI E NON PERICOLOSI CONTROLLO DEL GAS Se i rifiuti smaltiti sono biodegradabili la discarica dev’essere dotata di sistemi di controllo del gas che devono essere tenuti in marcia fino all’accertamento che non sussistono più rischi per la salute e per l’ambiente Per aumentare l’efficienza del sistema di captazione del gas si deve: • Mantenere basso il livello del percolato negli invasi • Provvedere a sostituire i sistemi di captazione deteriorati • Provvedere all’eliminazione della condensa Il gas captato deve essere, di norma, utilizzato per recupero energetico altrimenti bruciato in torcia con idonea camera di combustione: • temperatura > 850°C • concentrazione di O2 > 3% • tempo di ritenzione >0,3 s RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  34. DISCARICA = reattore biochimico Processi biochimici di degradazione (prevalentemente anaerobici) BIOGAS PERCOLATO Nello sviluppo dei processi si possono distinguere: una fase aerobica e anossica non metanigena 5-7 mesi una fase anaerobica non metanigena 3-12 mesi una fase anaerobica metanigena 30 anni RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  35. Evapotraspirazione Acque meteoriche Ruscellamento Percolato PERCOLATO: effluente più pericoloso - inquinamento delle falde acquifere • Nella sua composizione sono infatti presenti: • composti organici alogenati adsorbibili difficilmente degradabili;- concentrazioni elevate di azoto ammoniacale (1.000 – 6.000 ppm);- forti concentrazioni saline (cloruri);- metalli pesanti; • alti valori di COD (3.000 – 15.000 mg/l) La previsione dei quantitativi di percolato può essere tentata attraverso il bilancio idrico: Come criterio di massima si può stimare una produzione di percolato pari a circa 1/3 delle acque meteoriche RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  36. BIOGAS (200-250 Nmc/t di rifiuti in 30-35 anni) • Produzione influenzata da: • composizione del rifiuto • presenza d’acqua • presenza ossigeno • compattazione dell’abbancamento • temperatura • tempo • Composizione • essenzialmente CO2 e CH4 • + (COV, H2S, vapor acqueo) • PCI: 4.500 – 6.000 kcal/Nmc • Captazione e gestione: • Rete di pozzi in depressione (- 10 mm c.a.) • Raggio di influenza 25-30 m • Stazioni intermedie di regolazione e separazione condensa • Rendimento di captazione reale circa 50% • Recupero energetico • Smaltimento in torcia RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  37. PRODUZIONE BIOGAS e DIMINUZIONE DEI VOLUMI ABBANCATI Calcolo della perdita di massa dai rifiuti, considerando: • peso molecolare medio del biogas: 28 g • numero di moli in 1 Nmc: 44,6 • volume derivante, in 20 anni, da 1 t di rifiuti: 200 Nmc • 28*44,6*200*10-3= 250 kg Quindi la formazione di biogas associata al naturale assestamento per compattazione (Dd) permette di costruire un confronto “vent’anni dopo” Dal quale si deduce una stima per DV dell’ordine del 40% RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  38. EFFETTO SERRA- DISCARICHE vs CENTRALI TERMOELETTRICHE DATI ED ASSUNZIONI SEMPLIFICATIVE • periodo di riferimento dal 1989 ad oggi. • produzione media annuale di RSU in Italia nel periodo di riferimento: 25 10E6 t • quota smaltita in discarica: 80 % • attuale produzione specifica media di biogas per RSU “attivi” (smaltiti in discarica nel periodo di riferimento): 8,5 Nmc/t a • composizione media del biogas: CH4 = 50%, CO2 = 50% • equivalenza del CH4 rispetto alla CO2, per l’effetto serra: • (CH4)peso = 20 (CO2)peso • caratteristiche dell’olio combustibile utilizzato per produzione EE: • PCI 10.000 kcal/kg, • contenuto in C: 83%. • - rendimento centrali termoelettriche: 0,4 • - energia termoelettrica attualmente prodotta in Italia: 220.000 GWh RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  39. EFFETTO SERRA - DISCARICHE vs CENTRALI TERMOELETTRICHE CO2 PRODOTTA • DALLE DISCARICHE • RSU “attivi” in discarica: • 25 106t/ax 20a x 0,80 = 400 106t • Volume del biogas prodotto • 400 106tx 8,5Nmc/ta = 3.400 106Nmc/a • CO2 prodotta • in termini di moli, risulta: • 3.400 106Nmc/ax 103Nl/Nmc/ 22,4Nl/mole = 151.786 106moli/a • produzione di CO2 è complessiva • 27,63 106t/adai contributi: • come CO2: 151.786 106moli/a x 0,5x 44g/mole x 10-6t/g= 3,34 106t/a • come CH4: 151.786 106moli/a x 0,5x 16g/mole x 10E-6t/g x 20 = 24,29 106t/a DALLE CENTRALI Quantitativo totale di olio combustibile: (220 109kWh/ax 860 kcal/kWh)/(10.000 kcal/kgx 0,4)= 47.300 106kg/a CO2 prodotta 47.300 106kg/ax 0,83 x(44/12)x 10-3t/kg= 143,95 106t/a (44/12 = rapporto dei pesi molecolari CO2/C) RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  40. GESTIONE DEI SEDIMENTI DA DRAGAGGIO • Comma 996 art.1 Legge 296/06 • Azioni in parallelo • Gestione d’iniziativa dell’Autorità portuale di bonifica Refluimento-ripascimento (se equiv. fondo naturale) Casse di colmata impermeabilizzate (se non pericolosi) • DM 7/11/2008 • criteri di caratterizzazione • regolamentazione della possibilità di miscelazione • criteri e limiti di riferimento per fondali e aree di vasche di colmata • criteri metodologici per analisi di rischio su aree di vasche di colmata RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  41. STRATEGIE DI GESTIONE Desorbimento Inertizzazione Classificazione/lavaggio …. CONFERIMENTO T.Q. IN AREA SEGREGATA (discarica o cassa di colmata) PROCESSI TRATTAMENTO Spazi/agibilità Emissioni Effluenti Temporaneità/smantellamento PROBLEMI per conferimento/smaltimento per utilizzazione I: limiti per attività di recupero (riuso), DM 5/2/1998 II: CSC per siti a verde, D.lgs 152/06 RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  42. CLASSIFICAZIONE Draga A.R. vagliatura idrociclone overflow al depuratore mat. gross. lavaggio sabbia RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  43. Impianto SOIL WASHING (30-35 €/m3) ad ulteriore trattamento RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  44. Installazioni trattamento sedimenti Sarno RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  45. Problemi Realizzazione sull’”acqua” Idoneità delle superfici di posa Distribuzione dragato e operatività Utilizzazione delle aree CONFERIMENTO (senza trattamento) in STRUTTURE DI CONTENIMENTO CDF (CONFINED DISPOSAL FACILITY) con impermeabilità almeno equivalente a quella di una coltre di 1 m con k = 10-9 m/s (rivestimento vasche con HDPE) RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  46. REALIZZAZIONE dell’IMPERMEABILIZZAZIONE da Autorita’ portuale di Livorno RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  47. da Autorita’ portuale di Livorno RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  48. Livorno, scorcio attuale del sottobacino centrale (area complessiva 30 ha) RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  49. Piombino, fermo per maltempo (area complessiva 14 ha) RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

  50. Problema dell’utilizzazione delle aree Non praticabili opere ulteriori: consolidamento, palificazioni Necessità di agire sulle caratteristiche del materiale conferito INERTIZZAZIONE Generalmente off site STABILIZZAZIONE IN SITU (sistema ALLU PM-PF) • Sistema di iniezione di leganti mediante testa di miscelazione. • composto da: • PF - alimentatore a pressione (a.c. 8 bar) • PM – unità di miscelazione montata su escavatore • leganti: cemento calce (100-250 kg/m3) • profondità massima: 5 m RECUPERO DI SITI CONTAMINATI

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