Ri – Costruire a (quasi) km 0Viggiano . 22 novembre 2013

Bonificare con gli ecosistemi naturali:riuso e riqualificazione di aree degradatee siti contaminati

dott. Mattia Biasioli. Project Manager. Planeta - Seacoop. Torino

Ri – Costruire a (quasi) km 0Viggiano . 22 novembre 2013

Bonificare con gli ecosistemi naturali:riuso e riqualificazione di aree degradatee siti contaminati

dott. Mattia Biasioli. Project Manager. Planeta - Seacoop. Torino

Evoluzione dei siti contaminati in Piemonte 2003-2010

Tecnologie di bonifica del suolo applicate in Italia (Min. Ambiente, 2009)

Tecnologie di bonifica dei suoli alternative allo smaltimento

• Phytoremediation

• Bioremediation

• Desorbimento termico

• Soil washing

• Soil flushing

• Stabilizzazione/inertizzazione

• …

Phytoremediation

• Insieme di tecniche di bonifica che prevedono l’uso di specie vegetali ingrado di degradare, estrarre o immobilizzare i contaminanti in suoli,sedimenti e nelle acque

• Le tecniche si differenziano tra loro per azione decontaminante e tipo dicontaminante (inorganico o organico):

1. Fitoestrazione/fitoestrazione assistita2. Fitodegradazione3. Fitostabilizzazione4. Rizofiltrazione5. Rizodegradazione6. Fitovolatilizzazione

Vantaggi della phytoremediation

• Metodologia di bonifica in situ che utilizza la radiazione solare come unica fonte di energia

• Salvaguarda e ripristina le condizioni di suolo naturale (fertilità del suolo)

• Applicabile su vaste superfici (contaminazione prevalentemente superficiale)

• Economicamente vantaggiosa rispetto a tecniche di bonifica tradizionali (~ 10 €/m3)

• Soluzione permanente

• Positivamente accolta dall’opinione pubblica

Svantaggi della phytoremediation

• Lungo periodo per raggiungere gli obiettivi di bonifica (anni - decine di anni)

• Rimozione completa del contaminante impossibile, poiché vincolata alla sua biodisponibilità (possibilità di venire a contatto con apparati radicali)

x Il successo della bonifica dipende dalle caratteristiche della matrice (es. pH,Eh, disponibilità di nutrienti ecc.) e dal tipo di contaminanti

x Bonifica limitata alla porzione di suolo, sedimento o acque esplorata dalleradici delle piante

x Alte concentrazioni di inquinanti possono provocare fenomeni di fitotossicità

x Influenzata da fattori climatici

x Alcune tecniche ancora ad uno stadio sperimentale

x Necessita di prove pilota sito-specifiche

• Tra le tecniche maggiormente applicate per la rimozione di metalli pesanti dasuoli contaminati.

• Piante accumulano metalli nella parte ipogea (apparato radicale) od epigea(fusto e foglie). Piante secernono metallo-riduttasi nella rizosfera,aumentando l’assorbimento radicale dei metalli.

• Efficacia funzione della biomassa prodotta dalle piante.

• Selezione di specie arboree ad alto accrescimento efficaci nell’accumularemetalli; il massimo dell’azione fitoestraente se governate secondo SRF

• La fitoestrazione si presta per metalli con alte frazioni biodisponibili.Ingenerale, Cd, Ni, As, Se e Cu sono molto biodisponibili, moderatamentebiodisponibili Co, Mn e Fe, poco biodisponibili Pb, Cr e l’U.

• Biodisponibilità di un metallo funzione delle proprietà della matrice (pH, Eh, Corganico), della fonte della contaminazione (naturale/antropica) e delle formechimiche dei contaminanti

Fitoestrazione

Short rotation forestry(SRF)

• specie arboree a rapida crescita • elevata densità d’impianto (6.000-

15.000 piante all’ettaro)• ceduazioni ripetute nel breve periodo

(1-6 anni) • tecniche colturali simili a quelle per

colture agrarie

• Le piante traslocano i metalli pesanti dal suolo alla biomassa

• La biomassa viene rimossa con ceduazioni ravvicinate (1/2 anni)

• Si produce cippato, destinato a termovalorizzazione

• Si smaltiscono in discarica le ceneri (metalli non volatili)

Phytoremediation tramite SRF

• Superficie del sito: 148 000 m2

• Sede ex stabilimento industriale Michelin – da riconvertire a parco pubblico

• Contaminazione diffusa nel suolo da metalli pesanti (in particolare Zn, Cu, Pb)

• Scavo di ca. 45 000 m3 per creare una valletta verso il fiume (da progetto P. Latz)

• Necessità di bonificare il terreno di risulta dello scavo

• Approvato progetto di bonifica tramite Phytoremediation con Short Rotation Forestry

• Importo opere bonifica 900.000 Euro rispetto a 4 000 000 Euro prospettati per scavo

e smaltimento

Caso Studio num. 1 – Bonifica area ex Michelin (Parco Dora Torino)

Michelin – 1907

Michelin – 1924

Michelin – 1950

Michelin – anni ottanta

• Impianto parcella phytoremediationtramite SRF

• 3 specie testate: Pioppo, Salice, Robinia (3 cloni per specie)

• Attuato protocollo monitoraggio suoli, acque interstiziali, acque profonde, campioni di biomassa (fusto, foglie, radici).

• Sperimentazione analoga in serra

La biomassa prodotta dopo 1 anno dall’impianto (2013)…

ParametriDate di prelievo u.m D.Lgs.152/06 CSC

suoli ad uso residenziale

Specie

P S R

Cd01/03/2012

mg/kg

21,0 1,0 1,0

01/04/2013 0,3 0,2 0,2

Co01/03/2012

2017,2 18,3 17,4

01/04/2013 14,8 13,0 14,5

Cu01/03/2012

12058,6 59,9 50,2

01/04/2013 48,6 47,8 44,3

Cr01/03/2012

150120,4 126,5 127,4

01/04/2013 136,6 121,8 133,0

Ni01/03/2012

120121,6 122,4 114,9

01/04/2013 125,3 116,6 117,3

Pb01/03/2012

100125,2 148,4 118,6

01/04/2013 106,1 89,6 90,0

Zn01/03/2012

150256,8 260,5 274,4

01/04/2013 284,6 236,5 243,8

Caso Studio num. 1 – Risultati suoli

Caso Studio num. 1 – Risultati biomassa

SpeciePioppo Salice Robinia

foglie fusto radici foglie fusto radici foglie fusto radici

Co

mg/kg

n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d

Cd n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d

Cr n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d

Cu 9 7 7 11 8 6 8 8 9

Zn 288 93 61 387 172 79 81 28 27

Pb 5 n.d 4 6 n.d 4 5 n.d 5

Ni 3 3 n.d 7 n.d n.d n.d n.d 6

Caso Studio num. 1 Conclusioni

• Bonifica tramite SRF con ceduazione, termovalorizzazione e smaltimentoceneri biomassa

• Al completamento fase sperimentale (3 anni), intervento full scale sututta l’area

• Restituzione dell’area a Parco Pubblico (tecnologia di bonificacompatibile con il riuso dell’area)

• Sito sperimentale citato in diversi progetti UE come best practice(Interreg URBAN – SMS, Interreg B-TEAM), nonché su media (LineaVerde – RAI1)

• Sito sperimentale utilizzato anche dal Comune di Torino per valutaretecniche di rivegetazione di aree industriali degradate

Caso Studio num. 2Bonifica ex industria chimica (TO)

• Ex industria di prodotti chimici, superficie ca. 25 000 m2

• Riqualificazione ad uso commerciale - residenziale

• Contaminazione dei suoli delle aree degli ex parchi serbatoi (fino allafalda – 4 m da p.c.) da BTEX (etilbenzene e Xilene), composti fenolici,idrocarburi leggeri e idrocarburi pesanti

• Proposta tecnica di bonifica tramite scavo, trattamento in biopiledinamiche (bioremediation) e reinterro del materiale scavato

• Studi pilota per dimensionamento del sistema

Studi pilota in microcosmo – Fase 1 – screening microbiologico

• Prove di incubazione su substrati specifici

• Le prove hanno mostrato un numero di batteri degradatori eterotrofiaerobi pari a 1.75+10 MPN/g. Di questi (rappresentavi della carica totale dimicrorganismi aerobi), buona parte risulta identificata da batteridegradatori di BTEX, pari a 4.50+08 MPN/g.

• Le analisi denotano elevata presenza di cellule batteriche autoctone, lamaggior parte delle quali risultano efficaci degradatori degli inquinantiorganici del sito

• I suoli oggetto di prova hanno mostrato quindi un buon potenziale intermini di biodegradazione.

Buon potenziale «autoctono» dei suoli per la biodegradazione

Studi pilota in microcosmo – Fase 2 prove di biodegradazione

• Terreno tal quale (nessuna aggiunta di nutrienti)

• Terreno + K2HPO4 Â 3H2O + KNO3

• Terreno + K2HPO4 Â 3H2O + KNO3 + compost

• Terreno + (NH4)2HPO4 + urea

• Terreno + (NH4)2HPO4 + urea + compost

• Nutrienti aggiunti per ottenere un rapporto finale C:N:P = 100:10:1

• Analisi degli inquinanti pre e post - incubazione

Dimensionamento della biopila full scale

Caso Studio num. 2 Bonifica ex industria chimica (TO)

• Cronoprogramma degli interventi di bonifica: 12 mesi

• Oneri di bonifica complessivi: 988 000 Euro, di cui 540 000 legati altrattamento dei terreni contaminati (17-18 euro/t)

• Scavo di 22 000 m3 di terreno di cui 16 000 da trattare in 2 biopile

• Pre-trattamento per miscelazione con inerti porosi (sabbia e cippato) enutrienti e collocamento terreno in biopila

• Mantenimento condizioni aerobiche tramite aspirazione/insufflazionearia

• Monitoraggio parametri funzionamento della biopila (CO2, O2, CH4, T,umidità)

Il layout di progetto

Lo scavo

Il pretrattamento

La biopila in teoria…

…e in pratica

Top biopila

base biopila

scavo completato

Caso Studio num. 2 Risultati biopile

Denominazione�campioneCSC�siti�uso�Res�Verde

CSC�siti�uso�ComͲInd

Obiettivi�di�bonifica

Biopila�1�Ͳ INIZIO�TRATTAMENTO

Biopila�1�Ͳ INIZIO�TRATTAMENTO

Biopila�1�Ͳ FINE�TRATTAMENTO

Biopila�1�Ͳ FINE�TRATTAMENTO

Data�campionamento 22/01/2013 22/01/2013 19/07/2013 19/07/2013

Parametri

COMPOSTI�ORGANICI�AROMATICI Ͳ ͲͲ ͲͲ ͲͲ ͲͲ

Etilbenzene�(A) mg/Kg�s.s. 0,5 50 30 19,1 11,5 0,025 0,009

Xilene�(D) mg/Kg�s.s. 0,5 50 30 131 81,4 0,597 0,123

FENOLI�NON�CLORURATI Ͳ ͲͲ ͲͲ

Metilfenolo�(oͲ,mͲ,pͲ) mg/Kg�s.s. 0,1 25 2,8 4,5 18 0,57 0,51

IDROCARBURI Ͳ ͲͲ ͲͲ ͲͲ ͲͲ

Idrocarburi�leggeri�(C<12) mg/Kg�s.s. 10 250 30 235 376 1 1

Idrocarburi�pesanti�(C>12) mg/Kg�s.s. 50 750 117 118 36 57

Caso Studio num. 2 Conclusioni

• Terreno interamente bonificato in situ nell’arco di 7 mesi di trattamento in biopila

• Terreno ricollocato nell’impronta di scavo

• Nessuno smaltimento necessario, nessuna fornitura di terreno per ritombamento impronta di scavo necessaria

• Alla data odierna è in corso la posa dei plinti del futuro centro commerciale sul sito.