Giornata di studio BONIFICHE AMBIENTALI Villa Demidoff, Parco Mediceo di Pratolino – Vaglia 3...

Giornata di studio

“BONIFICHE AMBIENTALI”

Villa Demidoff, Parco Mediceo di Pratolino – Vaglia

3 Ottobre 2008

Il Modello Concettuale e cenni sulle principali tecniche

di bonificaDott. Chim. Marco Mazzoni, Ing. Beatrice Sani

Giornata di studio: BONIFICHE AMBIENTALI – 3 Ottobre 2008

Normativa di riferimento

2

Aspetti normativi

• Determinazione delle condizioni di contaminazione

• Definizione degli obiettivi degli interventi di bonifica

• Individuazione delle metodologie di approccio da adottare

NORMATIVA NAZIONALE:

• (D.Lgs. 22/97 “Decreto Ronchi”; il D. M. 471/1999)

• D. Lgs. 152/2006: Parte IV, Titolo V “Bonifica di siti contaminati”

NORMATIVA REGIONALE:

• L.R. 25/1998: approva il 2° Piano Regionale di Gestione dei Rifiuti, 3° stralcio relativo alla Bonifica delle Aree Inquinate (in vigore dal 1° marzo 2000).

• D.P.G.R. 25 febbraio 2004, n. 14/R, norma tecnica di riferimento (riferito alle procedure disposte dal precedente D.M. 471/99, ancora in vigore in attesa di nuovi provvedimenti attuativi)


D.Lgs 152/06 - Procedura amministrativa

3

Evidenza preliminare Azioni d’emergenza (MISE)

I - Caratterizzazione Superamento valori limite

Se CSR superate, bonifica fino a CSR

III – Progetto Bonifica

Bonifica e svincolo del sito Messa in sicurezza operativa (siti attivi)

Se CSR non superate , sito non contaminato, bonifica non necessaria

Possibile monitoraggio

II - Analisi del rischioCalcolo di valori soglia/obiettivo sito-specifici (CSR)

MO

DE

LL

O

CO

NC

ET

TU

AL

E


D.Lgs. 152/06 – Caratterizzazione e MC

4

MODELLO CONCETTUALE PRELIMINARE

Ricostruzione storica delle attività sul sito

Raccolta dei dati disponibili a priori

MODELLO CONCETTUALE DEFINITIVO

Esecuzione del piano di indagini

Piano di indagini preliminari

Elaborazione dei risultati

ANALISI DI RISCHIO

INTERVENTI DI BONIFICA

CA

RA

TT

ER

IZZ

AZ

ION

E

Progetto preliminare

Progetto definitivo


Definizione di MC

5

MODELLIZZAZIONE: Ricostruzione del mondo reale, naturale e antropico, dei suoi elementi e delle interazioni tra di essi, tramite strumenti logici-matematici

ASTRAZIONE:

Problema reale (complesso)

MC: Schema fisico teorico (semplificato)

Sorgente della contaminazione

Trasporto Bersaglio della contaminazione

Vie di migrazione dei contaminanti Esposizione alla

contaminazione

ELEMENTI DEL MC (AdR IN MODALITA’ DIRETTA, Forward)

AdR in modalità diretta: Calcolo del rischio associato ad un recettore esposto derivante da una sorgente di contaminazione a concentrazione nota


Elementi del MC

6

Mezzo di trasporto(ARIA)

Meccanismo di rilascio(VOLATILIZZAZIONE)

Rifiuti(SORGENTE)

Mezzo di trasporto(FALDA)

Mezzo di trasporto(SUOLO)

Flusso della falda

Vento

pervalente

PUNTI DI ESPOSIZIONE- Ingestione- Inalazione- Contatto dermico


Elementi del MC – sorgente di contaminazione

7

• Sorgenti primarie: elemento che è causa diretta di inquinamento (i.e. accumulo di rifiuti, sversamento nel suolo, etc.)

• Sorgenti secondarie: elementi soggetti alla contaminazione (sottosuolo e acqua sotterranea)

Geometria del sito e della sorgente di contaminazione

Parametri caratteristici degli ambienti aperti (aria outdoor)

Parametri caratteristici degli ambienti confinati (aria indoor)

Parametri chimico-fisici e tossicologici degli inquinanti

Caratteristiche degli ambienti e dei contaminanti


Elementi del MC – Il trasporto

8

• Emissione di particolato da suolo superficiale contaminato

• Volatilizzazione dal terreno contaminato superficiale

• Volatilizzazione dal terreno contaminato profondo in ambienti aperti

• Volatilizzazione dall’acquifero superficiale contaminato in ambienti aperti;

• Volatilizzazione dal terreno contaminato profondo in ambienti confinati;

• Volatilizzazione dall’acquifero superficiale in ambienti confinati

• Rilascio degli inquinanti nel sottosuolo e miscelazione nell’acquifero

superficiale

• Trasporto e dispersione in falda


Elementi del MC - Bersagli

9

• Recettori Ambientali:

– ambiente vegetale,

– ambiente animale;

– ambiente fisico

• Recettori Umani: residenti (adulti e bambini), frequentatori, lavoratori

– Recettori on- site: posti in corrispondenza della sorgente di

contaminazione

– Recettori off- site: posti ad una certa distanza dalla sorgente di

contaminazione


Elementi del MC - Bersagli

10

• Dati necessari per la determinazione dei bersagli:

– uso del suolo nell’intorno del sito (residenziale, industriale,

commerciale, agricolo, ricreativo)

– presenza di pozzi e corpi idrici superficiali

– utilizzo delle acque superficiali e sotterranee (potabile, irriguo,

ricreativo)

– uso attuale del sito e la destinazione d’uso prevista dagli strumenti

urbanistici

– distribuzione della popolazione residente e altre attività antropiche


MC generico di un sito contaminato

11

Sorgente secondaria

Meccanismi di Trasporto Vie di esposizione

Suolo superficiale

Suolo profondo

Acque sotterranee

Erosione ad opera del vento e

dispersione in atmosfera

Volatilizzazione e dispersione in

atmosfera

Percolazione e diluizione in falda

1. Contatto dermico2. Ingestione

SUOLO

Inalazione di particolato e vapori

ARIA

Ingestione

ACQUE SOTTERRANEE

Trasporto e dispersione in falda 1. Contatto dermico

2. Ingestione

ACQUE SUPERFICIALI

SO

RG

EN

TE P

RIM

AR

IA


Interventi di BONIFICA e MESSA IN SICUREZZA

12

Distinzione tra Bonifica e Messa in Sicurezza utilizzando il modello Sorgente – Percorso - Bersaglio

SITO CONTAMINATO BERSAGLIO DELLA CONTAMINAZIONE

Percorso

INTERVENTO DI BONIFICA

SITO CONTAMINATO

BERSAGLIO

INTERVENTO DI MESSA IN SICUREZZA

SITO CONTAMINATO

BERSAGLIO


Tipologie di intervento

13

Per quanto riguarda le Tipologie di Intervento il D. Lgs. 152/2006 così leclassifica:

• Interventi in Situ: effettuati senza movimentazione o rimozione di materiali e suolo inquinato;

• Interventi ex Situ - On Site: con movimentazione e rimozione di materiali e suolo inquinato ma con trattamento nell’area del sito stesso e possibile riutilizzo;

• Interventi ex Situ - Off Site: con movimentazione e rimozione di materiali e suolo inquinato fuori dal sito stesso per avviare i materiali negli impianti di trattamento autorizzati o in discarica.

Interventi IN SITU - Ristretta applicabilità, più economici

Interventi EX SITU – Maggiore applicabilità, maggiori costiRapporto costo/efficacia

Individuazione tecnologia applicabile (nei tempi richiesti)

SCELTA


Tipologie di MESSA IN SICUREZZA

14

Formazione di BARRIERE FISICHE atte a isolare la sorgente di contaminazione(spesso applicate in caso di discariche)

Isolamento superficiale • Costipazione di un adeguato spessore d'argilla • Deposizione di geomembrana

Evitare la percolazione delle acque meteoricheControllare la eventuale fuoriuscita di biogasLimitare le migrazioni per capillarità delle sostanze estraneeResistere ai fenomeni di gelo-disgelo, alle fessurazioni per essiccamento, alle azioni erosive

Cinturazione perimetrale Tramite inserimento di palancole metalliche , diaframmi (riempiti con fanghi bentonitici,

cemento-bentonite, con eventuale presenza di telo in materiale plastico)

Applicati a situazioni stratigrafiche nelle quali sia presente uno strato di terreno naturalecontinuo, di adeguato spessore e di bassa permeabilità, entro il quale si possa inserire labarriera verticale.

Impermeabilizzazione del fondo


Tipologie di BONIFICA - IN SITU

15

Tipo di intervento

Descrizione Tipo di contaminante

Matrice ambientale

In Situ Iniezione forzata continua o intermittente di aria nel mezzo saturo. Un impianto di Air Sparging è solitamente accoppiato ad uno di Soil Vapour Extraction per l'eliminazione della componente volatile dei contaminanti che migra dalla zona satura a quella insatura.

VOCs (es: TCE)

Idrocarburi

Suolo saturo

(Air Sparging)

Suolo insaturo

(Soil Vapor Extraction)

AIR SPARGING + SOIL VAPOR EXTRACTION (SVE)

BIOVENTING (+ SVE)

Attivazione del processo biodegradativo per ventilazione forzata del suolo. Immissione forzata nel sottosuolo di aria per aspirazione del gas interstiziale o per insufflazione diretta. L'ossigeno apportato alla flora batterica autoctona funziona da elletron accettore per le reazioni di biodegradazione.



16

AIR SPARGING +

SOIL VAPOR EXTRACTION

Tipo di intervento


Matrice ambientale

In Situ Coltivazione del suolo (aggiunta di concimi e periodica dissodatura) al fine di promuovere la proliferazione della flora batterica eterotrofa in presenza di un determinato contaminante organico. Tecnologia di tipo microbiologico.

Idrocarburi e Composti organo-alogenati

Suolo insaturo (solo la parte corticale)

LAND FARMING



17

AIR SPARGING +


Tipo di intervento

Descrizione Tipo di contaminante Matrice ambientale

In Situ Lavaggio in situ del sottosuolo tramite acqua pura o additivata. Solubilizzazione, o estrazione per via chimica del contamiannate tramite soluzioni acquose direttamente iniettate nel sottosuolo.

VOCs

Composti organici colorurati

Idrocarburi

Pesticidi

Metalli (es. As, Pb)

Saturo e Insaturo

SOIL FLUSHING


Tipologie di intervento IN SITU

18

AIR SPARGING +


Tipo di intervento


In Situ,

(Ex Situ)

Misura di messa in sicurezza permanente.

Impiega leganti inorganici (cemento, calce, resine a scambio ionico) e organici (resine termoplastiche e termoindurenti) che solidificando confinano fisicamente la contaminazione entro un volume definito (solidificazione).

Composti organici colorurati

Idrocarburi

Pesticidi

Metalli (es. Pb, Cr VI)

Suolo insaturo

Suolo saturo (Ex situ previa essiccazione)

STABILIZZAZIONE/SOLIDIFICAZIONE


Tipologie di intervento EX-SITU

19

AIR SPARGING +


Tipo di intervento


Ex-situ

(On site,

Off site)

Bonifica microbiologica di cumuli di terreno contaminato areati per rivoltamento o insufflazione/aspirazione forzata di aria. La tecnologia premette un preciso controllo delle condizioni di processo.

Idrocarburi

Composti organici alogenati

Suolo insaturo.

Terreno rimosso e portato nell’area di trattamento

COMPOSTAGGIO ( o BIOPILE)



20

AIR SPARGING +


Tipo di intervento


Ex-situ

(On site,

Off site)

Trattamento di biodegradazione spinta in bioreattori. Biodegradazione aerobica o anaerobica in reattore controllato. Il materiale viene mescolato ad acqua e reagenti in maniera da ottenere un fase fluida (Slurry) che favorisce il contatto del contaminante con la biomassa.

Idrocarburi


Suolo insaturo

BIOSLURRY REACTOR



21

AIR SPARGING +


Tipo di intervento


Ex-situ

(On site,

Off site)

Lavaggio ex situ del suolo corticale tramite acqua pura o additivata. Separazione per via fisico chimica della frazione fine del terreno al quale è assorbita la maggior parte della contaminazione. Gli additivi consentono la bonifica della frazione fine.

Idrocarburi

Composti organici clorurati

VOCs

Metalli ( Cd, Pb)

Suolo corticale

SOIL WASHING



22

AIR SPARGING +


Tipo di intervento


Ex-situ

(Off site)

Combustione e distruzione ad elevate temperature in sistemi off site dei suoli. Ossidazione termica della sostanza organica. Recupero dei contaminati inorganici dal particolato e dalle ceneri di combustione.

Metalli (Cr VI)

Pesticidi

PCB

Solventi clorurati

Suolo insaturo corticale

TERMODISTRUZIONE


Tipologie di BONIFICA INNOVATIVE

23

AIR SPARGING +


Denominazione Tipo di intervento


Matrice ambientale

ELECTRO

REMEDIATION

Insitu

(Ex situ,

on site)

L'applicazione di correnti ai volumi di terreno da sottoporre a trattamento innesca una serie di fenomeni (elettromigrazione, elettroosmosi) che favoriscono il desorbimento dei contamianati dalla matrice e il loro trasferimento verso il catodo o l'anodo dove possono essere captati.


Metalli (Cr, Hg, Pb, As)


OSSIDAZIONE CHIMICA IN SITU

In situ Immissione di agenti ossidanti (KMnO4, NaMnO4, H2O2, O3) nel volume di suolo contaminato. Ossidazione in situ dei contaminanti presenti in falda e nella zona insatura.

Idrocarburi


Suolo insaturo

Falda

RIDUZIONE CHIMICA IN SITU

In Situ Immissione di agenti riducenti in situ. Riduzione in situ dei contaminanti presenti in falda e nella zona insatura. (S2O4

2-, H2S, Fe0).

Solventi clorurati

Pesticidi

PCB

Cr VI

Suolo insaturo

Falda


Tipologie di BONIFICA INNOVATIVE

24

AIR SPARGING +


Denominazione Tipo di intervento


Matrice ambientale

VETRIFICAZIONE In Situ Applicazioni di intense correnti elettriche al terreno al fine di favorire la fusione di un intero volume e la formazione di un monolite vetroso. La massa monolitica che viene a formarsi intrappola la contaminazione inorganica evitando che questa possa interagire con le altre matrici ambientali. I contaminanti organici vengono termodistrutti.


Metalli (Cr, Cu)


DESORBIMENTO TERMICO

Ex Situ

(on site)

Consiste nella vaporizzazione tramite riscaldamento del terreno, dei contaminanti organici.


Metalli (As,Hg)


PHYTOREMEDIATION In Situ Piantumazione di selezionate specie vagetali. Consente di ottenere: fitoestrazione, fitostabilizzazione, fitodegradazione, fitovolatilizzazione

Idrocarburi

Metalli (Cd, Pb, Hg)

Suolo saturo e insaturo (profondità apparato radicale)


Conclusioni

25

AIR SPARGING +


Ci vedremo per approfondire il tema delle

TECNICHE DI BONIFICA

In un apposito Convegno che l’Ordine dei Chimici della

Toscana organizzerà nel prossimo mese di dicembre

BANCA DATI TOSSICOLOGICA http://bdt.regione.puglia.it/home.html

FEDERAL REMEDIATION TECHNOLOGIES ROUNDTABLE http://www.frtr.gov/default.htm

ISPRA (ex-APAT) http://www.apat.gov.it/site/it-IT/Servizi_per_l'Ambiente/Siti_contaminati/

Riferimenti e approfondimenti:

Giornata di studio

“BONIFICHE AMBIENTALI”

Villa Demidoff, Parco Mediceo di Pratolino – Vaglia

3 Ottobre 2008

Dott. Chim. Marco Mazzoni, [email protected]

Ing. Beatrice Sani , [email protected]

www.hydrogeavision.it

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

http://www.hydrogeavision.it/

Giornata di studio BONIFICHE AMBIENTALI Villa Demidoff, Parco Mediceo di Pratolino – Vaglia 3...

Documents

Transcript of Giornata di studio BONIFICHE AMBIENTALI Villa Demidoff, Parco Mediceo di Pratolino – Vaglia 3...