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LICEO SCIENTIFICO STATALE“LEONARDO da VINCI” di FIRENZE

CORSO SPERIMENTALE FDOCENTE Prof. Enrico Campolmi

RIFIUTI

Slide 8-22 modificate e inedite a cura di Mattia Ventrella e Fabio Gallorini III F.

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Cosa sono i rifiuti e come si possono definire

Definizione secondo la legge italiana (Art. 183, comma 1, lett. A del Decreto Legislativo 152/2006)

«qualsiasi sostanza od oggetto che rientra nelle categorie riportate nell'allegato A e di cui il detentore si disfi o abbia deciso o abbia l'obbligo di disfarsi»

Allegato A Decreto Legislativo 152/06Q1 residui di produzione o consumo in appresso non specificatiQ2 prodotti fuori normaQ3 prodotti scadutiQ4 sostanze riversate, perdute o che hanno subito incidentiQ5 sostanze contaminate o insudiciate volontariamenteQ6 elementi inutilizzabiliQ7 sostanze divenute inadatte all’impiegoQ8 residui di processi industrialiQ9 residui di procedimenti antinquinamento

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Tutto ciò che viene buttato diventa un rifiuto, indipendentemente dal suo valore o dalla sua utilità.

Q10 residui di lavorazione/sagomaturaQ11 residui da estrazione e preparazione materie primeQ12 sostanze contaminateQ13 materie, sostanze o prodotti il cui uso è vietato giuridicamenteQ14 prodotti di cui il detentore non si serve piùQ15 contaminati da riattamento terreniQ16 materie, sostanze o prodotti che non rientrano nelle categorie Q1/Q15

La legge non classifica invece come rifiuti le emissioni gassose (che rientrano nelle norme sulla qualità dell’aria) e gli scarichi liquidi (che rientrano nelle norme sulla qualità delle acque).

In base alla provenienza i rifiuti vengono classificati in Rifiuti Solidi Urbani (RSU) e Rifiuti Speciali (RS).

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Rifiuti Solidi Urbani (RSU)• Rifiuti, anche ingombranti, provenienti dalle abitazioni• Rifiuti provenienti dallo spazzamento delle strade• Rifiuti vegetali provenienti da parchi e giardini• Rifiuti di qualunque provenienza giacenti in aree pubbliche (strade, spiagge, rive dei fiumi, ecc.)

Rifiuti Speciali (RS)• Rifiuti di attività produttive agricole, industriali o del terziario• Rifiuti provenienti da demolizioni e costruzioni• Rifiuti di attività sanitarie• Macchinari ed apparecchiature deteriorate e obsolete• Veicoli a motore e loro parti• Rifiuti di attività di recupero e smaltimento dei rifiuti, fanghi di depurazione• Combustibile Derivato dai Rifiuti (CDR)

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Rifiuti Urbani Pericolosi (RUP)• Medicinali scaduti• Lampadine elettriche, alogene e tubi al neon• Pile e batterie (per qualsiasi dispositivo) esaurite• Prodotti e relativi contenitori etichettati con il simboli e (rispettivamente tossico ed infiammabile).

La raccolta differenziata dei RUP è resa obbligatoria dalla legge (n. 441, del 1987), in quanto tali rifiuti costituiscono un pericolo per l’ambiente.

I medicinali scaduti devono essere depositati nei contenitori speciali presso le farmacie ed i presidi medici; anche le pile scariche vanno depositate negli appositi contenitori speciali presso negozi rivenditori o scuole.I prodotti tossici od infiammabili, ed anche i loro contenitori, sono raccolti nei contenitori speciali, solitamente nei ferramenta.Le lampadine, tubi al neon, ed anche i termometri a mercurio, vanno consegnati presso le apposite piattaforme di raccolta.

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In base al grado di pericolosità per la salute e per l’ambiente (stabilito in base a parametri chimico fisici fissati nella legge) i rifiuti (sia RSU che RS) sono classificati in pericolosi e non pericolosi.

Materieprime

Attività produttive

Utilizzabili

Non utilizzabili

ProdottiConsumatori

Rifiuti solidi urbani

Sottoprodotti

L’origine dei rifiuti

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pericolosi

Una parte dei rifiuti speciali, assimilabile per tipologia agli RSU (carta, vetro ecc.), anche se proveniente da luoghi e locali adibiti ad uso non abitativo (locali commerciali, uffici, scuole ecc.), viene raccolta e smaltita assieme a questi ultimi.

Nella seguente trattazione ci occuperemo solo di RSU e rifiuti assimilati

Rifiuti solidi urbani (RSU)

Rifiuti speciali (RS)

Rifiuti urbani pericolosi (RUP)

non pericolosi

non pericolosi pericolosi

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Quanti rifiuti produciamoIn Toscana fino al 2006 la produzione media giornaliera di RSU sfiorava i 2 kg a persona (la più alta d’Italia)(circa 700Kg/anno)

Nel 2009 il dato si è ridotto e ogni cittadino toscano ha prodotto in media circa 686 kg di RSU all’anno, pari a 1,87 Kg al giorno ma resta ancora la più alta d’Italia.

Fonte: APAT

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Dati: ARPAT 2008

La Legge regionale 22 novembre 2007, n. 61, modifica i 6 ATO esistenti in 3

Gli Ambiti territoriali ottimali per la gestione dei rifiuti sono delimitati come segue:

•ATO Toscana Centro costituito dai comuni compresi nelle province di Firenze, Prato e Pistoia

•ATO Toscana Costa costituito dai comuni compresi nelle province di Massa Carrara, Lucca, Pisa e Livorno  

•ATO Toscana Sud costituito dai comuni compresi nelle province di Arezzo, Siena e Grosseto

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Per l’area fiorentina nuova ATO Centro (ex ATO 6) il dato nel 2009 è in miglioramento : 631 kg / ab all’anno, pari a circa 1,82 kg/ab al giorno.

La produzione di rifiuti è in continua crescita. Negli ultimi 7 anni l’aumento è stato del 9,8% a livello nazionale e del 12,1% a livello toscano.

La produzione pro capite di rifiuti è proporzionale ai livelli di reddito e di consumo delle società.

Kg di rifiuti al giorno

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Negli ultimi anni la produzione di RSU in Italia è cresciuta più velocemente del PIL e dei consumi.Paese

PIL(10⁶ di $)

kg di RSU al giorno

pro capite

Bangladesh <0,1 0,60

Cina 4,4 0,63

India 1,2 0,67

Brasile 1,6 0,92

Russia 1,7 0,95

Singapore 0,2 1,04

Giappone 5,0 1,19

Italia 2,3 1,50

UE 18,4 1,58

Stati Uniti 14,3 2,08

Fonti: MINISTERI DELL’INTERNO, OCSE, FMI

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Toscana

RD 1998 2009

Carta,cartone 101447 299062

Organico 21538 191173

Vetro,Plastica,lattine

53165 152411

Ingombranti 31114 127565

Sfalci,potature 49305 95124

Altre frazioni 2850 10925

Totale 259419 885644

Raccolta differenziata per frazione – t/a (tonnellate/anno)1998-2009

Dati: ARRRDati: ARRR Toscana

RD 2009% 2009/1998

Carta,cartone 34% 195%

Organico 22% 788%

Vetro,Plastica,lattine

17% 187%

Ingombranti 14% 310%

Sfalci,potature 12% 112%

Altre frazioni 1% 283%

Totale 100% 241%

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Raccolta differenziata per province toscaneARRR (agenzia regionale recupero risorse)

anni 2005-2009Percentuale sul totale dei rifiuti

14Fonte dati ARRR

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Dati: ARPAT 2008

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Dati: ARPAT 2008 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

AREZZO 153.987 161.765 172.521 182.489 190.807 189.921 198.094 200.263 205.334 204.447 208.553 205.463

FIRENZE 521.176 551.798 590.726 600.827 614.042 612.949 637.149 641.642 658.574 654.007 645.411 625.825

GROSSETO 122.992 142.650 135.697 139.551 146.915 156.042 173.111 175.555 169.707 165.356 167.183 162.888

LIVORNO 214.077 223.697 232.953 233.466 237.040 239.982 247.807 247.271 245.961 250.124 246.144 246.865

LUCCA 240.702 259.124 279.433 280.129 287.307 289.727 299.937 295.800 298.166 296.260 298.029 280.933

MASSA 103.759 112.810 118.333 127.211 130.037 131.240 137.206 139.281 141.495 142.753 142.955 139.490

PISA 203.891 221.330 232.219 241.119 254.089 254.726 265.581 264.893 269.974 269.016 263.360 260.841

PISTOIA 146.280 159.667 166.605 173.092 178.758 175.781 184.951 189.578 195.868 191.741 191.793 184.489

PRATO 136.267 153.101 165.463 176.054 183.053 180.431 186.342 192.225 199.424 196.344 196.569 192.351

SIENA 120.145 129.973 137.766 146.484 147.954 158.121 165.433 169.247 177.354 180.042 180.449 175.344

TOSCANA 1.963.275 2.115.916 2.231.714 2.300.424 2.370.002 2.388.920 2.495.611 2.515.755 2.561.857 2.550.089 2.540.447 2.474.489

ATO CENTRO 803.722 864.567 922.794 949.974 975.854 969.161 1.008.441 1.023.444 1.053.866 1.042.093 1.033.774 1.002.665

ATO COSTA 762.428 816.962 862.937 881.926 908.472 915.675 950.531 947.245 955.596 958.152 950.489 928.129

ATO SUD 397.124 434.388 445.984 468.524 485.676 504.084 536.639 545.065 552.395 549.844 556.185 543.694

Totale produzione rifiuti solidi urbani periodo 1998-2009Province toscane e nuove ATO L.R.61/2007

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Dati: ARPAT 2008

ATO Tipologia Sito NR/POT Potenzialità totale (t/a)

Nota

Ato Centro Comp Borgo S.L. NR 25.000 previste inoltre 10.000 t/a di fanghi civili a compostaggio

Ato Centro Comp Piteglio NR 31.000

Ato Centro Comp Vaiano NR 15.000 10.000/15.000 per compostaggio di qualità + 15.000/20.000 biostabilizzazione sottovaglio prodotto in via paronese

Ato Costa Comp Massa POT 45.000

Ato Costa Comp Pontedera POT 44.000

Ato Costa Comp Piombino POT 20.000

Ato Costa Comp Rosignano POT 46.200 Considerato non prioritario per il Piano straordinario

Ato Costa Comp Capannori NR 50.000

Ato Costa Comp Porto Azzurro NR 8.650 indicazione da piano straordinario

Ato Sud Comp Arcidosso NR 1.000

Ato Sud Comp Cortona NR 1.000

Ato Sud Comp Grosseto NR 27.500

Ato Sud Comp Manciano NR 1.500

Ato Sud Comp Poggibonsi NR 11.700 X in verifica

Ato Sud Comp Poppi NR 1.000

Ato Sud Comp Sansepolcro NR 1.000

Ato Costa DA_FO Rosignano NR 66.000 X in verifica. Solo trattamento sottovaglio

Ato Sud DA_RD Arezzo NR 30.000 X in verifica

Ato Sud DA_RD Terranuova Bni NR 30.000

Ato Centro Disc Figline NR 1.000.000

Ato Centro Disc Il Pago Pot 700.000 già realizzato

Ato Costa Disc Ischia di Crociano Pot 400.000 ampliamento per ulteriori 1.200.000 mc . a prevalenza di speciali (ca. i 2/3) in corso di autorizzazione

Ato Costa Disc Borgo a Mozzano POT 250.000

Ato Costa Disc Mulazzo POT 96.000

Ato Costa Disc Pianza Vill POT 60.000

Ato Costa Disc Podenzana NR 300.000

Ato Sud Disc Terranuova Bracciolini Pot 1.500.000 Richiesta di attivazione di procedura di VIA del 16/07/07 per 1.500.000 mc aggiuntivi (anche per speciali)

Ato Sud Disc Il Pero Pot 150.000 Richiesta di attivazione di procedura di VIA per 150.000 mc aggiuntivi per soli RS

Ato Sud Disc Abbadia San Salvatore Pot 350.000 già realizzato

Impianti di nuova realizzazione o potenziamento previsti dai Piani Straordinari ATO Centro, ATO Sud, ATO Costa

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Dati: ARPAT 2008

ATO Tipologia Sito NR/POT Potenzialità totale (t/a)

Nota

Ato Sud Disc Torre a Castello Pot 150.000 già realizzato

Ato Sud Disc Le Macchiaie Pot 50.000 già realizzato

Ato Sud Disc Cannicci Pot 606.287 già realizzato

Ato Centro SEL Pistoia NR 70.000 sostituirà l'impianto DANO esistente

Ato Centro SEL S. Casciano V.P. NR 86.000

Ato Costa TMB Massa POT 130.000

Ato Costa TMB Pontedera NR 117.000

Ato Sud TMB Grosseto NR 92.000

Ato Centro TV Montale POT 80.000 Attuale 46.500 t

Ato Centro TV Rufina POT 64.000 Attuale 12.000 t

Ato Centro TV Greve Ch NR 70.000

Ato Centro TV Sesto Fno NR 137.000

Ato Costa TV Livorno POT 124.000 Attuale 55.800 t

Ato Sud TV Arezzo POT 75.000 Attuale 42.000 t

NR= nuova realizzazione; POT=ampliamento impianto esistente. CDR: linea di produzione CDR; Comp= compostaggio;

DA_FO= digestione anaerobica sottovaglio da selezione meccanica RU tal quali; DA_RD= digestione anaerobica frazione organica da RD; TV= termovalorizzatore

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La composizione degli RSUComposizione dei rifiuti nei paesi ad alto, medio e basso reddito

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Dati ARRR 2006

TOSCANA ATO 62000 2006 2000 2006

Raccoltadifferenziata

19,8% 33,5%(+ 69,3% rispetto al 2000)

________ 36,4%

Costitotali

443.000.000 € 606.000.000 €(+ 37,9% rispetto al 2000)

88.200.000 € 103.200.000 €(+ 17% rispetto al 2000)

Costiper tonnellata

197 €/ab 237 €/ab 222 €/ab 235 €/ab

Costiper abitante

124 € 167 € 139 € 162€

Quanto ci costano i rifiuti

Dal 2000 al 2006 si è registrato un consistente aumento della raccolta differenziata ma anche dei costi generali dei rifiuti.

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COSTI

Raccolta e trasporto

Trattamento esmaltimento/riciclo

Costo totale

Raccoltaindifferenziata

47,0 €/ton 95,2 €/ton 149,4 €/ton

Raccoltadifferenziata

95,6 €/ton 30,1 €/ton 125,7 €/ton

DATI APAT 2008

RegioneCosti per

tonnellata

Calabria(la meno cara d’Italia)

168,5 €/ab

Sicilia(la più cara d’Italia)

287,7 €/ab

Italia (media) 222,6 €/ab

Toscana 211,5 €/ab

In Toscana i costi per tonnellata ad abitante sono comunque inferiori alla media italiana.

La raccolta ed il trasporto dei rifiuti differenziati costerebbero il doppio rispetto a quelli per gli indifferenziati, ma lo smaltimento di questi ultimi costa più del triplo del riciclaggio dei differenziati.Tirate le somme, la raccolta differenziata costa meno di quella indifferenziata.

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Lo smaltimento dei rifiuti

“Smaltimento” significa eliminazione, ed è in sostanza la sorte finale dei rifiuti, dopo la loro produzione ed il loro trasporto.

I rifiuti hanno delle priorità di smaltimento, riassunte in una piramide:

PREVENZIONE E PRODUZIONE

RIUTILIZZO

RECUPERO ENERGETICO

DISCARICA

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La discarica controllata è un deposito sotterraneo appositamente realizzato per smaltire i rifiuti, dai quali non può più essere recuperato nulla.

La struttura è molto semplice: si tratta di una enorme buca impermeabilizzata con delle geomembrane.Sul fondo sono stesi dei tubi per il recupero del percolato, che vengono ricoperti da uno strato di ghiaia per il drenaggio.

Se nella discarica vengono smaltiti anche rifiuti organici, è presente anche un impianto per il recupero del biogas che viene generato dalla decomposizione della frazione organica.

Metodi di smaltimentoDiscarica controllata

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Ogni giorno i rifiuti vengono portati alla discarica, scaricati, compattati e ricoperti di terra a fine giornata.

Una volta che il volume della discarica è pieno l’area dove è costruita diventa soggetta a ripristino ambientale.

In una discarica per RSU indifferenziati avvengono molte reazioni biochimiche:

Reagenti:rifiuti e acqua

Prodotti:Percolato e biogas

Il percolato è un liquido di rifiuto che si origina a partire dalla decomposizione dei rifiuti in discarica.Il biogas è una miscela di gas contenente (principalmente metano e anidride carbonica) che si origina dalla decomposizione di rifiuti organici ad opera di batteri nelle discariche.

Naturalmente ciò avviene soltanto se ci sono infiltrazioni d’acqua e se vengono smaltiti anche rifiuti organici.

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Il vantaggio di una discarica consiste nella possibilità immediata di smaltire i rifiuti, ma ha molti svantaggi.

Costi ambientali di una discarica controllata• Essendo un concentrato di rifiuti, deve essere costantemente controllata• Il percolato potrebbe filtrare tra le geomembrane, inquinando le falde acquifere profonde o di superficie• Il percolato filtrato, se recuperato, è un RUP, e deve essere smaltito come tale• Il biogas, se non raccolto, contribuisce all’effetto serra• Il terreno potrà essere riutilizzato soltanto come area verde• Il paesaggio viene deturpato

Fattori da considerare per la costruzione di una discarica• Vicinanza di corsi d’acqua o presenza di falde acquifere• Precipitazioni• Tipo di terreno, permeabilità e stratificazione• Flora e fauna circostanti• Caratteristiche dei rifiuti e produzione giornaliera nella zona

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L’inceneritore, o termodistruttore, è un impianto di smaltimento che brucia i rifiuti solidi urbani. Ne esistono di vari tipi:

Nell’inceneritore vengono bruciati RSU per ridurli in volume e peso, ottenendo alla fine delle ceneri. Circa 1/3 del peso dei rifiuti si ritrova sottoforma di cenere; il resto è costituito da scorie e gas.

Metodi di smaltimentoInceneritore

a griglie i più usati

a letto fluido riduce le emissioni di ossidi di zolfo

multi-step tratta rifiuti e fanghi in più fasi di combustione

a forno rotativo tratta i rifiuti in due fasi di combustione

Reagenti:rifiuti

Prodotti:ceneri, scorie e gas

Le scorie sono formate da tutti quei rifiuti che non bruciano (acciaio, vetro, alluminio) , e devono essere smaltite in discarica.Le ceneri vengono raccolte dall’impianto di filtrazione dell’inceneritore, e sono RUP da smaltire in speciali discariche.

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Il vantaggio di un inceneritore consiste nell’utilizzare il calore sviluppato dalla combustione per la produzione di energia elettrica o per il teleriscaldamento.Inoltre, la massa dei rifiuti viene ridotta dell’80%.

Costi ambientali dell’incenerimento dei rifiuti• L’incenerimento trasporta gli agenti inquinanti dai rifiuti all’ambiente• Vengono liberati: anidride solforosa, alogeni, acidi alogenati, metalli pesanti, particolato, ossidi di azoto , ossidi di carbonio e gas serra • I fumi vengono dispersi ad alte temperature (140°C) e modificano il microclima• La combustione a temperature più alte crea delle polveri più sottili del normale, le cosiddette PM₁₀

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Metodi di smaltimentoCompostaggio

Il compostaggio è un processo di degradazione aerobica dei rifiuti organici, ad opera di microrganismi decompositori.

Ciò che si ottiene è il compost, un fertilizzante naturale.

Il compost si ottiene principalmente da tre fonti:- frazione organica differenziata;- fanghi derivanti da processi di depurazione delle acque urbane;- fanghi non tossici derivanti dalla depurazione di scarichi industriali;- scarti provenienti da attività ortofrutticole, macelli, ristorazione, giardini, aziende agricole, ecc.

Vantaggi del compostaggio• Viene ridotta una quantità di rifiuti organici, che altrimenti andrebbe in discarica• Il compost può essere utilizzato per l’agricoltura, anche biologica

Gli impianti di compostaggio accumulano all’aperto grandi quantità di rifiuti organici, che vengono periodicamente “rigirati” per riattivare il processo di degradazione. L’intero processo dura circa un anno.

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Metodi di smaltimentoTrattamento meccanico-biologico

Il TMB è un processo di selezione dei rifiuti che ha alla base le proprietà intensive dei materiali.

Inizialmente tutti i rifiuti vengono posti su di un nastro trasportatore.

Le plastiche dense e leggere vengono individuate da dai sensori ed aspirate dagli aspiratori.

La carta ed il cartone vengono separati da delle correnti d’aria, che li fanno volare via dal nastro trasportatore.

I metalli ferrosi vengono recuperati da dei potenti elettromagneti.

Il vetro viene recuperato facendolo affondare in acqua, essendo l’unico dei rifiuti rimasti sul nastro che non galleggia.

Dei mulini a vortice separano i metalli non ferrosi dai rifiuti organici.

I rifiuti separati vengono avviati allo smaltimento o al riciclo.

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La frazione organica ottenuta non può essere usata per il compostaggio, perché non è sufficientemente pura.Tuttavia può essere riutilizzata per ottenere biostabilizzato o CDR.

Biostabilizzato: si distingue dal compost in quanto è prodotto con metodi biologici a partire da rifiuti indifferenziati.È particolarmente adatto a favorire il recupero ambientale e alla copertura giornaliera di discariche, poiché non emette metano, che è un gas serra.

CDR (letteralmente “combustibile da rifiuti”): si tratta della frazione organica essiccata che può essere usata nei termovalorizzatori (inceneritori accoppiati a centrale termoelettrica).

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Raccolta differenziatae riciclaggio

La raccolta differenziata consiste in una prima selezione dei rifiuti da parte del cittadino.

Grazie alla divisione dei vari materiali operata dallo stesso produttore dei rifiuti (il cittadino) si ottengono frazioni differenziate molto più “pure” e riutilizzabili che se fossero state differenziate in seguito (es. TMB).

Grazie alla raccolta differenziata è possibile fare del riciclaggio a buon livello.

Il riciclaggio è il riusare il materiale dei rifiuti per ottenere materiale grezzo di partenza, a costo inferiore delle materie prime.

Vantaggi del riciclaggio• Si riduce il consumo di materie prime, quindi anche il costo dei beni prodotti• Si apre un nuovo mercato: quello delle aziende specializzate nel riciclaggio• Viene ridotta una quantità di rifiuti, che altrimenti andrebbe in discarica

Alcuni materiali sono privilegiabili nell’ottica del riciclaggio: metalli come alluminio e vetro hanno un ciclo di riciclaggio sostanzialmente infinito.

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Percentuale dei vari metodi di smaltimento in Toscana

DATI: ISPRA 2007

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RiconoscimentiRiconoscimenti

IdeaIdeaEnrico CampolmiEnrico Campolmi

Primi contenutiPrimi contenutiEnrico CampolmiEnrico Campolmi

Nuovi contenutiNuovi contenutiFrancesco Tonarelli Francesco Tonarelli [costi dei rifiuti nelle loro fasi, differenziati e non][costi dei rifiuti nelle loro fasi, differenziati e non]Edoardo Putti Edoardo Putti [metodi di smaltimento, alcune composiz. merceologiche][metodi di smaltimento, alcune composiz. merceologiche]Filippo Ferraro Filippo Ferraro [RUP, alcune composiz. merceologiche, grafici][RUP, alcune composiz. merceologiche, grafici]

Prima elaborazionePrima elaborazioneEnrico CampolmiEnrico Campolmi

Ristrutturazione della prima elaborazioneRistrutturazione della prima elaborazioneFilippoFilippo FerraroFerraro

Elaborazione dei nuovi contenutiElaborazione dei nuovi contenutiFilippoFilippo FerraroFerraro