Rimozione dei PFAS da acque reflue e rifiuti:normativa, stato dell'arte e tecnologie3.12.2019 Centro Congressi FAST, Milano

con il contributo incondizionato di

PFAS: sorgenti, distribuzione e destino ambientaleDott. Stefano PoleselloIRSA-CNR

PFAS: POLY E PERFLUOROALCHIL SOSTANZE (n°>4700)

Catena alchilica parzialmente o completamente fluorurata

Polimeri

PTFE, PVF, FEP, PFA

Composti singoli (gruppo funzionale, polare)

-OH alcool CnF2n+1CH2CH2OH

-COOH carbossilato CnF2n+1COOH

-SO3- solfonato CnF2n+1SO3H

-SO2NH2 solfonammide CnF2n+1SO2NH2

-PO32- fosfonato O=P(OH)2CnF2n+1

-PO2- fosfinati O=P(OH)(CnF2n+1)(CmF2m+1)

- ……….. ……………..

USI PFAS non polimerici Tensioattivi Sostanze chimiche di sintesi Prodotti elettronici Cosmetici Impregnanti per tessuti/pellame Farmaci/fitofarmaci/biocidi Materie prime di vernici/adesivi Impregnanti per carta Schiume antincendio

Figure 6: Uses (and non-uses) of PFAS identified on the global market (identified in spring 2015).Swedish Chemicals Agency, 2015. Occurrence and use of highly fluorinated substances and alternatives.

USI: usi multipli

Figure 7: The number of PFAS found on the global market and their distribution between different areas of application. The figures give the number of substances per usage group (left) and chemical group (right).Swedish Chemicals Agency, 2015. Occurrence and use of highly fluorinated substances and alternatives.

Sorgenti ambientali Siti di produzione di PFAS Siti di produzione di polimeri fluorurati Depuratori industriali (uso in attività produttive ) Depuratori urbani (lavaggio di tessuti impregnati…) Smaltimento rifiuti (percolati di discarica) Incendi e siti di addestramento antincendio

PFAS: POLY E PERFLUOROALCHIL SOSTANZE

Acidiperfluoroalchilici

Perfluoroalchil solfonati

PFBS C4F9SO3-

PFHxS C6F13SO3-

PFOS C8F17SO3-

Perfluoroalchil carbossilatiPFBA C3F7COOH

PFPeA C4F9COOH

PFHxA C5F11COOH

PFHpA C6F13COOH

PFOA C7F15COOH

PFNA C8F17COOH

PFDA C9F19COOH

PFUnA C10F21COOH

PFDoA C11F23COOH

PFAS-acidi: rischio per l’ambiente

PFAS-acidi: vie di esposizione umana

PFAS-acidi: rischio per l’ambiente

Persistenza (elevata)

Mobilità elevata (solubilità) MARE Comparto di accumulo

Organismi acquatici (medio-bassa)AA-SQAfw,eco PFOA 30 µg/L, AA-SQAfw,eco PFOS 0.23 µg/L

PFAS-acidi: rischio per l’ambienteTOSSICITA’

Species Exptime

Endpoint NOECmg/L

Master references

Photobateriumphosphoreum

15 min luminescence inhibition 14.65 (Wang et al., 2011a)

Moina macrocopa 7d reproduction 3.125 (Ji et al., 2008)

PFOA: CHRONIC EFFECTS

PFOA: ACUTE EFFECTS

PFAS-acidi: rischio per l’ambiente BIOACCUMULO ANIMALE

Aumento di concentrazionenegli animaliC>8

PFAS-acidi: rischio per l’ambiente BIOACCUMULO ANIMALE

PFAS-acidi: rischio per l’ambiente BIOMAGNIFICAZIONE

Aumento di concentrazione nei predatorianimali polmonati

basso accumulo radicale e scarsa traslocazione ai frutti Felizeter et al., ES&T. (2012)

PFAS-acidi: rischio per l’ambienteACCUMULO VEGETALE

Figure 1. Root concentration factors (RCF) Figure 2. Foliage to root concentration factors (FRCF)

Rapporto radici/suolo Rapporto foglie/radici

PFOS: storia

2000: US-EPA and 3M annunciano l’eliminazionegraduale del PFOS

2002 OECD valutazione del rischio 2010 incluso nell’annesso B (restrizioni e limitazioni)

della Convenzione di Stoccolma 2013 inquinante prioritario nella direttiva europea per

la protezione delle acque

PFOA: storia L'approvvigionamento idrico di Parkersburg, West Virginia, USA

è stato inquinato da PFOA da parte della società chimica DuPont.

2002 Class action: Studio di popolazione (2005-2006 C8 Health Project) Nel febbraio 2017, DuPont ha risolto più di 3.550 cause legali PFOA per

671 milioni di dollari, ma ha negato ogni errore 2010/2015 PFOA Stewardship Program (8 principali produttori,

riduzione del 95% emissioni entro 2010, eliminazione di PFOA e precursori entro 2015)

2014 Regolamento (UE) n. 317/2014, con il quale il PFOA è stato inserito nell’allegato XVII al regolamento REACH con il relativo divieto di immissione sul mercato per la vendita al pubblico come componente di miscele.

2017 Regolamento (UE) n. 1000/2017, è stata approvata una nuova restrizione che prevede il divieto, entro tre anni, della produzione e dell’immissione sul mercato di sostanze, miscele e articoli che contengono più di 25 μg/kg di PFOA.

Italia?Progetto europeo PERFORCE:

Concentrazioni di PFAS nei maggiori fiumi europei

Da: McLachlan et al. (2007) Riverine discharge of perfluorinated carboxylates from the European Continent. Environ. Sci. Technol 41, 7260-7265

Convenzione tra MATTM e IRSA – CNR per laRealizzazione di uno studio di valutazione del Rischio

Ambientale e la contaminazione da sostanze perfluoro-alchiliche (PFAS) nel Bacino del Po e nei principali

bacini fluviali italiani

Italia?

Identificazionedelle sorgenti

• Fonti puntuali: impianti fluorochimici di• Spinetta Marengo (AL)• Trissino (VI)

• Fonti «diffuse»:• Distretto conciario di

Arzignano• Distretti tessili-conciari

dell’Arno• Area industrializzate:

Bacino Olona-Lambro• Grosse città (Milano-

Roma)

MilanoTorino

Ferrara

Firenze

Roma

Distretto tessile-conciario

Spinetta Marengo (AL)

Trissino (VI)OlonaLambro

AddaSerio

Sono stati studiati:• i principali bacini

fluviali italiani• Po e tributari• Adige-Brenta• Tevere• Arno

• Aree di transizione• Laguna di Venezia• Delta del Po

Studio delleconcentrazioni e della distribuzione di PFAS nei principalibacini fluviali italiani Milano

Torino

Ferrara

Firenze

Roma

ARNO

TEVERE

PO

ADIGEBRENTA

LAMBRO-OLONA

ASTA DEL FIUME PO GENNAIO2012

Torino

FluoroP

Ferrara

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

Po-SMT Po-VA Po-ISA Po-PI Po-IP Po-SBP Po-RE Po-PLS

µg/s

PFSA

PFCAlong

PFCAshort

PFOA

BORMIDA-TANARO-PO CONC. GENNAIO2012

Tanaro

Po

Bormida

Polo Chimico di Spinetta Marengo

PFOA

Falda superficiale 2 000 - 30 000 ng/L

Falda profonda 2 - 4 ng/L

Acqua Potabile < DL

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Bormidamonte

Bormidavalle

Tanaro Po-ISA

ng/L

altri PFAS

PFOA

10 - 100

300 - 6500

150 - 800 10 - 125

WWTPPolo Chimico

AREA METROPOLITANA DI MILANO BACINO DEL LAMBRO (2011-2013)

105

100

90

53

10

200

220

40130

520 890 110

∑ PFAS

ng/L

Milano

Fashion

Design

PFOA26%

PFCAshort8%PFCAlong

26%

PFSA40%

Distribuzione media di PFASLambro chiusura bacino

ARNO Distretti tessile e conciario(2011-2013)

Tessili

Tyrrhenian sea

FirenzeConcerie

PFOAPFBS

0

20

40

60

80

100

120

Marina diPisa

Calcinaia(valle

Aquarno)

Castelfrancodi Sotto

Camaioni(valle

Ombrone)

Lastra aSigna (valle

Bisenzio)

Firenze(valle)

Pontassieve Rignano s.A.

PFOS

PFHxS

PFBS

PFDoDA

PFUnDA

PFDA

PFNA

PFOA

PFHpA

PFHxA

Tessili

Concerie

TessiliConcerie

Adriatic Sea

Adige

BRENTA: Impianto Fluorochimico(2011-2013)

903Brenta

4860Fratta

3053Fratta

Miteni

Acque superficiali (∑PFAS ng/L)

80Agno

• L’industria fluorochimica scarica in depuratore consortile

• La rete di depuratori consortili scaricano in corpo idrico superficiale (canale Fratta Gorzone) nel bacino del fiume Brenta

Industria fluorochimica

Letto alluvionale (spesso 100-200 m) di ciottoli e ghiaiaCon elevata permeabilità (coefficiente di permeabilità k 10-3-10-4 m/s)

VICENZA

Industriafluorochimica

Linea delle risorgive

Plume di PFOA nell’acquifero

• Plume si estende per circa 50 km

• Area interessata: 150 km2

• Acquifero usato a scopo potabile

• 120.000 abitanti interessati

• Il tempo naturale di ricambio è di alcunidecenni

AREA IMPATTO SANITARIO

Area Rossa: Area massimo esposizione sanitariaArea Arancio: Area captazioni autonomeArea Giallo: Area di attenzioneArea Verde: Area di approfondimentoArea ombreggiata: Plume di contaminazione

Area Rossa -Concentrazione PFAS prima e dopo l’applicazione dei filtri

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PROGETTO LIFE PHOENIX A new project for the management of water pollution from short

chain perfluoroalkyl acids in Veneto region (Italy):coordinato da Regione Veneto

Technological innovation and development Mitigation techniques for PFAS will be demonstrated both for

drinking and irrigation waters. Innovative and integrated forecast tools to support decision-

making A water flow model and a three-dimensional (3D) groundwater

flow model of the aquifer sedimentary basin will be developed Organising a control and risk analysis system Develop an interinstitutional system that will control and manage

all problems caused by the presence of persistent contaminants that are mobile and soluble (PMOCs)

PRECURSORI E NUOVI PFAS ALTERNATIVI?• Possono essere una via di esposizione per organismi e

uomo?• Sono un vettore significativo di PFAS anche in aree prive di

sorgente?

Pubblicato In NORMAN Bulletin issue N°6https://www.norman-network.netIn collaborazione con EUROLAB (dott. Peruzzo)

APPLICAZIONE DELLA SPETTROMETRIA DI MASSA

AD ALTA RISOLUZIONE (HRMS) nell’identificazione di

precursori di PFAS in rifiuti liquidi e impianti di

trattamento

Conclusioni

La protezione degli ecosistemi e della salute umanasono inscindibili

E’ necessario studiare le caratteristiche di mobilità/persistenza/bioaccumulo delle diverse classidi inquinanti e i loro effetti sugli ecosistemi

E’ fondamentale la conoscenza del bacino in termini di caratterizzazione idrologica, analisi delle pressioni, uso dell’acqua

Tutte le informazioni raccolte sono alla base dellaprevenzione dei rischi

Prevenire, oltre che assicurare maggiore protezionealla salute dei consumatori, è anche meno costosoche cercare soluzioni tecnologiche a problemi ormaidiffusi

Grazie per l’attenzione!

Per informazioni: Polesello@irsa.cnr.it