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L’inquinamento da tetracloroetilene in Umbria

L.Peruzzi, N.Morgantini V.Stufara

Le indagini effettuate sulla contaminazione da composti VOC derivano dalle indicazioni fornite dalla Rete Regionale di Monitoraggio (RRM) e rientra nell’ambito dell’attività di competenza del Servizio Acque del Dipartimento Provinciale di Perugia di ARPA Umbria Le attività di indagine hanno interessato una pluralità di siti rappresentati dai punti della RRM che hanno manifestato, negli anni una crescita dei valori di concentrazione dei composti VOC e una stabilizzazione su valori significativi.

Principali obiettivi delle indagini: • definire i livelli di concentrazione dei composti VOC nelle acque sotterranee • perimetrare le aree contaminate

• determinare, in prima approssimazione, la localizzazione delle sorgenti secondarie di contaminazione

• valutare il rischio di contaminazione della risorsa idropotabile

VUM 27 pozzo

“Cantone” uso

idropotabile

VUM 36 pozzo

uso domestico

VUM 7 pozzo

uso domestico

I composti organo-alogenati volatili nelle acque sotterranee in Umbria: indicazioni dalla RRM

Punti della Rete Regionale di Monitoraggio degli acquiferi di interesse regionale

acquifero

punto

Località

Comune mg/l PCE

attuali

mg/l PCE max

anno

anno prima

rilevazione mg/l PCE

trend rischio consumo

umano

correlazione siti

contaminati

Priorità

Media

Valle del

Tevere

MVT33 Schiavo –

Papiano staz.

Marsciano 202 472 2007 2003 19,4 crescita Elevato

(case sparse)

Nessuna A+

MVT37 Z.I. Marsciano Marsciano 8,2 31,6 2007 1998 1,2 crescita probabilmente

basso

Z.I.

Marsciano –

P.B.

B

MVT18 S.Martino in

campo

Perugia 56 179 2007 1998 7,1 diminuzione da verificare

(case sparse)

Balanzano? –

P.B. B+

Valle

Umbra

VUM55 Torchiagina Assisi 26 26 2007 1998 3,0 crescita Molto elevato

(pozzi pubblici)

Nessuna A++

VUM70

Castelnuovo

Assisi

stabile Elevato

(case sparse +

pozzi pubblici)

Nessuna

A+

VUM11 Tor d'Andrea Assisi 15 15 2009 1998 2,3 crescita SI

(Z.Ind.area

vasta?)

S.Lorenzo –

Bastia ? A+

VUM36 Tenne Foligno 40 40 2009 1998 2,9 crescita SI (case sparse +

pubblici)

Nessuna A+

VUM54 Spoleto Spoleto 72 72 2009 1998 68 crescita da verificare –

prob. basso

Nessuna B

ANNO 2008:

Il Direttore del Dip. di PG richiede una valutazione delle concentrazioni di PCE

rilevate sulla RRM, un programma di indagini e un prospetto organizzativo.

PROGRAMMA BIENNALE/TRIENNALE

Rete Regionale di Monitoraggio (RRM) delle Acque Sotterranee in Umbria

• 1998-2010 (D.Lgs 152/99-152/06):

200 punti

acquiferi alluvionali acquiferi carbonatici acquiferi vulcanici

• dal 2011 (D.Lgs 30/09)

215 punti inserimento degli “acquiferi locali”

(depositi continentali, marini e fluvio-lacustri e formazioni torbiditiche)

Densità media 0.2-0.4 punti/Km2

sui corpi idrici alluvionali

Comportamento composti VOC nel sottosuolo e acque sotterranee

Sostanze quali Tetracloroetilene (PCE) e Tricloroetilene (TCE) sono composti organo-alogenati volatili appartenenti alla categoria delle sostanze DNAPL’s

(Dense Non-Aqueous Phase Liquids)

Densità Viscosità Mobilità relativa rispetto all’acqua

Punto di ebollizione

Solubilità in acqua

Costante Henry

Log (Kow)

Log (Koc)

(gr/cm3) (cP) (°C) (mg/l) (atm/M)

Acqua 1 1 1 100 - - - -

Aria 0.0011 0.0018 0.61 - - - - -

TCE 1.46 0.55 2.39 87 1100 12 2.53 1.53

TCA 1.35 0.90 1.50 74 1500 15 2.25 -

PCE 1.61 0.84 1.73 121 200 26 2.88 2.29

Coefficienti di partizione:

• costante di Henry (KH): rappresenta la ripartizione di un composto organico tra fase gassosa e la soluzione acquosa

• coeff. partizione ottanolo (immiscibile in acqua)-acqua (Kow)

• coeff. partizione carbonio organico-acqua (Koc): descrive l’affinità del composto per suolo e sedimenti. Il contenuto di C organico, nella matrice solida e disciolto in falda, rappresenta un elemento cruciale nel controllo del

processo di sorption dei composti clorurati


• Fase libera o separata, risulta immiscibile o parzialmente miscibile in acqua, mobile nei mezzi porosi, rappresenta una sorgente di contaminazione verso le acque sotterranee

• Fase residuale, anch’essa immiscibile o parzialmente miscibile, risulta immobile nei mezzi porosi e rappresenta una sorgente di contaminazione verso le acque sotterranee

• Fase vapore, presente essenzialmente nella zona non-satura, ma può ritrovarsi in piccole quantità (spesso trascurabili) anche nella frangia capillare e disciolta in falda. Presenta elevata mobilità e risalendo verso l’alto può accumularsi al di sotto delle fondamenta di edifici (es. seminterrati, garages, ecc..) o liberarsi verso l’atmosfera

• Fase adsorbita, i composti organici tendono ad essere adsorbiti dalla superficie delle particelle solide dei sedimenti specialmente in presenza di carbonio organico e sostanze umiche. Diversa dalla fase residuale, non ha mobilità mentre è adsorbita e rappresenta una sorgente di contaminazione, anche se trascurabile rispetto le fasi libere e residuali

• Fase disciolta, presente nella zona satura (falda) e nella frangia capillare, mostra elevata mobilità associata al flusso della falda acquifera. Il trasporto del composto contaminante per lunghe distanze dalla sorgente primaria, avviene mediante questa fase e rende quindi l’inquinante disponibile ai differenti potenziali recettori (es. pozzi, sorgenti)


“Declorinazione riduttiva”

In alcuni casi, il processo di declorinazione può attivarsi ma non completarsi, fino alla produzione di CO2, e terminare con prodotti intermedi, che possono presentare un grado di tossicità e mobilità anche maggiore rispetto al composto parentale, es:

PCE > TCE > 1,2-DCE / 1,1-DCE > Cloruro di Vinile > Etene > CO2

CONDIZIONI SFAVOREVOLI ALLA

DEGRADAZIONE NELLA MAGGIOR

PARTE DEGLI ACQUIFERI

Densità Viscosità Mobilità relativa rispetto all’acqua

Punto di ebollizione

Solubilità in acqua

Costante Henry

Log (Kow)

Log (Koc)

(gr/cm3) (cP) (°C) (mg/l) (atm/M)

Acqua 1 1 1 100 - - - -

Aria 0.0011 0.0018 0.61 - - - - -

TCE 1.46 0.55 2.39 87 1100 12 2.53 1.53

TCA 1.35 0.90 1.50 74 1500 15 2.25 -

PCE 1.61 0.84 1.73 121 200 26 2.88 2.29

BASSA SOLUBILITA’

+ CONDIZIONI SFAVOREVOLI ALLA

DEGRADAZIONE NELLA MAGGIOR PARTE

DEGLI ACQUIFERI

LUNGHI TEMPI DI RESIDENZA

NELL’AMBIENTE IDRICO

SOTTERRANEO

BASSA CAPACITA’ DI

ATTENUAZIONE NATURALE

ANCHE NEL PIU’ FAVOREVOLE

DEI CASI

PERSISTENZA NEL SISTEMA

IDRICO SOTTERRANEO PER

VARIE/MOLTE DECADI

US E.P.A.

composto

Probabili effetti sulla

salute, con esposizione a

lungo termine, per

concentrazioni in acqua

superiori a quelle limite

(US-EPA, 2012)

Potenziale rischio cancerogeno

del composto

(World Health Organization,

2011)

Tetracloroetilene

aumentato rischio di

cancro probabile cancerogeno

Tricloroetilene

aumentato rischio di

cancro probabile cancerogeno

1,1,1 Tricloroetano

problemi a sistema

nervoso, fegato e

circolazione sanguigna

teratogeno

U.S.A.: Produzione di TCE e PCE

Circa 300mila tonnellate




Europa: volume vendita di TCE e PCE

L’andamento nel tempo delle concentrazioni di PCE e TCE nei pozzi di monitoraggio è generalmente inverso all’andamento dei livelli piezometrici. In genere le concentrazioni più basse corrispondono alla massima morbida dell’acquifero (Aprile-Maggio) mentre tendono ad aumentare durante la fase di magra (Giugno-Ottobre) e, in particolar modo, durante fasi siccitose annuali e pluriennali (nelle falde artesiane il meccanismo è più complesso e dipende dai tempi di ricarica).

La non conoscenza del contesto di “contaminazione territoriale”, faceva si che le variazioni temporali delle concentrazioni rilevate sui punti della RRM fossero difficilmente interpretabili (dato puntuale), anche se basati su una serie di dati decennale Data la densità di pozzi della rete regionale (RRM), non è possibile individuare sorgenti di contaminazione o definire chiaramente pennacchi di contaminazione, da cui la necessità di effettuare indagini più dettagliate


La non conoscenza del contesto di “contaminazione territoriale”, faceva si che le variazioni temporali delle concentrazioni rilevate sui punti della RRM fossero difficilmente interpretabili (dato puntuale), anche se basati su una serie di dati decennale. Ciò derivava da un deficit di impostazione iniziale della RRM costituito dalla scelta di non utilizzare, salvo casi particolari per vocazione, punti di monitoraggio all’interno delle aree urbane e industriali. Ciò ha indotto a un errore concettuale per queste sostanze che, puntuali come sorgenti di contaminazione, producono un quadro di contaminazione tipico di quelle ubiquitarie.


L’effettuazione di approfondimenti di indagine presuppone la costruzione di una

Rete Locale di Rilevazione (RLR)

Fase di RILEVAZIONE:

Ricostruzione del quadro piezometrico per stabilire la direzione generale di movimento

delle acque sotterranee

Elaborazione di un modello di diffusione del contaminante

Riconoscimento delle zone in cui posizionare i singoli punti di monitoraggio

Verifica dell’esistenza effettiva dei punti tramite sopralluogo diretto e/o interrogazione

del «database pozzi» (strumento disponibile presso Servizio Acque)

FASI SUL CAMPO:

a. Compilazione scheda monografica del punto

b. Misurazione livelli piezometrici

c. Spurgo dei pozzi con controllo della parametri macrodescritittori del campionamento

rappresentativo

d. Prelievo di almeno due aliquote di campione da sottoporre ad analisi

e. Analisi di: conducibilità elettrica, pH, Eh, ossigeno disciolto


Fase di RILEVAZIONE: tratti salienti

ELEVATO NUMERO DI ACCESSI ALLA PROPRIETA’ PRIVATA, SPIEGANDONE

OGNI VOLTA LA MOTIVAZIONE.

ELEVATO NUMERO DI CAMPIONI A CUI CORRISPONDE UN MAGGIOR NUMERO

DI PASSAGGI ANALITICI

NECESSITA’ DI DISPORRE DEL DATO ANALITICO, PUR NON ANCORA VALIDATO,

NELLE 12 ORE, PER OTTIMIZZARE TEMPI E COSTI DELL’ATTIVITA’ DI

RILEVAZIONE (che, nel caso contrario, determina la necessità di acquisire un

numero ridondante di campioni, con aggravio del carico di lavoro sia per il

Laboratorio, sia per chi opera sul campo, nonché un notevole allungamento dei

tempi della campagna).

I DATI DEVONO ESSERE GEOREFERENZIATI E CARTOGRAFATI IN TEMPO

REALE IN MODO DA DISPORRE DI PLANIMETRIE SEMPRE AGGIORNATE


Fase di RILEVAZIONE: OBIETTIVI

PERIMETRAZIONI (in ordine di priorità):

AREA IN CUI LE CONCENTRAZIONI DELL’INQUINANTE SUPERANO I LIMITI

POSTI DAL D.Lgs.31/2001 (CONSUMO UMANO)

AREA IN CUI LE CONCENTRAZIONI EVIDENZIANO LA PRESENZA DI UNA

SORGENTE SECONDARIA DI CONTAMINAZIONE

AREA IN CUI LE CONCENTRAZIONI DELL’INQUINANTE SUPERANO LE

Concentrazioni Soglia di Contaminazione (CSC, D.Lgs.152/2006, All.5, Tab.2)

COMUNICAZIONE AI SENSI

ART.244, D.Lgs.152/2006

L’impostazione delle varie fasi e i dati, anche parziali, dell’attività di

rilevazione sono comunicati alle Sezioni territoriali

RISULTATI TRIENNALI attività Servizio Acque:

E’ stata rilevata un’area complessiva di circa 100 Kmq

Sono state monitorate oltre 800 captazioni di acque sotterranee

Sono stati raccolti circa 2000 campioni

Sono state riconosciute circa 14 sorgenti secondarie di

contaminazione

In base ai risultati delle rilevazioni sono state emesse 11 ordinanze

sindacali di divieto d’uso delle acque sotterranee

CASISTICA CUMULATA NELLA PROVINCIA DI PERUGIA:

29 CASI – ca.31 SORGENTI SECONDARIE di contaminazione

Sintesi delle caratteristiche di casi da contaminazione da VOC già accertati

Area superamento

CSC

Compromissione

risorse uso pubblico

NUCLEO

ACQUIFERO

Km2

Ampliamento

Area

Principali Dnapl’s coinvolti

Massima

Concentrazione

(mg/l)

1 Riosecco NO PCE – TCE PCE = 60 Accertata

2 S.Giustino

ALTA VALLE DEL TEVERE

5

da rivalutare CT CT = 26 Possibile

1 Borgo Baraglia NO PCE PCE = 650 Nessuna

2 Z.I. Marsciano SI PCE – TCE PCE = 610 Accertata

3 Schiavo NO PCE PCE = 472 Nessuna

4 Balanzano A da rivalutare PCE PCE = 610 Nessuna

5 Balanzano B NO PCE – TCE PCE > 7000 Nessuna

6 Balanzano C SI PCE PCE = 85 Nessuna

7 S.Martino in Campo

MEDIA VALLE DEL

TEVERE

11

NO PCE PCE = 179 Nessuna

1 Zappacenere NO PCE PCE = 100 Nessuna

2 Ferratelle NO PCE PCE = 150 Nessuna

3 Bagianello

CONCA EUGUBINA

10

da rivalutare PCE PCE = 130 Possibile

1 Moncioveta NO PCE PCE = 20 Accertata

2 Torchiagina NO PCE PCE = 1250 Possibile

3 S.Lorenzo NO PCE PCE = 144 Possibile

4 S.Maria degli Angeli NO PCE PCE = 711 Possibile

5 ex ICAP

VALLE UMBRA NORD

19

NO PCE PCE = 208 Possibile

1 Pontenuovo da rivalutare Vari DNAPL’s -- Nessuna

2 Cantone da rivalutare PCE PCE = 24 Accertata

3 Foligno A NO PCE PCE = 75 Nessuna 4 Foligno B

40

NO PCE – TCE PCE = 111 Possibile 5 P.zza d’Armi

VALLE UMBRA

SUD

? ? PCE ? -

1 S.Sabina MONTI PERUGINI < 1 da rivalutare PCE-TCE-FREON11

FREON11 = 32 Accertata

1 CISA Tavernelle NESTORE < 1 da rivalutare PCE – TCE TCE = 307 Nessuna

1 Case Sparse CAINA < 1 da rivalutare PCE PCE = 1100 Nessuna

TOTALE FINALE

~ 85

PCE = Tetracloroetilene TCE = Tricloroetilene

CT = Carbonio Tetracloruro

n.4: Accertata n.7: Possibile n.12: Nessuna

IL CASO

LA VALLE UMBRA

AREA: Valle Umbra Nord

n.5 sorgenti secondarie di

contaminazione

n.2 Campo Pozzi: Petrignano e Bettona,

da cui vengono prelevati in media 600

litri/secondo da due diversi acquiferi

AREA CONTAMINATA di circa 20 Kmq

Area

superamento

CSC per PCE

(Dlgs152/06)

~12 km2

Area

superamento

D.Lgs. 31/01

4.5 km2

VALLE UMBRA CENTRALE: Diffusione della contaminazione da PCE nell’acquifero freatico nella paleo-conoide del Fiume Topino:

perimetrazione delle aree contaminate in sinistra idrografica F.Topino

Area

superamento

CSC

(Dlgs152/06)

~28 km2

Area

superamento

D.Lgs. 31/01

2 km2

(solo “plume

S.G.Profiamma)”

Distribuzione della contaminazione nell’acquifero artesiano tra F.Topino e C.P.Bettona

Schema dei rapporti tra pennacchi di contaminazione “Foligno” e

“S.M.Angeli” nella zona del C.P.”Bettona”

Contaminazione delle captazioni idropotabili

• attualmente non si ha connessione tra C.P. e plume “S.M.Angeli, probabilmente per la maggiore profondità dei livelli produttivi e l’efficace

isolamento di questi”, rispetto alla falda più superficiale oggetto di contaminazione, occorre tuttavia monitorare la situazione con attenzione data la non stazionarietà del fenomeno

ATTIVITA’ PROSSIMA VENTURA:

Alla fine del 2012 l’attività di rilevazione risulterà pressochè conclusa

Dal 2013 si passerà dalla

FASE DI RILEVAZIONE FASE DI VALUTAZIONE

attraverso il monitoraggio dalle Reti Locali di Valutazione (RLV)

Inoltre

La Regione Umbria sta attivando, per la tematica specifica che coinvolge una

vasta porzione del territorio regionale, l’elaborazione di un

PIANO REGIONALE DI AREA VASTA

che affronterà specificamente la questione nel suo complesso per quanto attiene

alla pianificazione sia di utilizzo di tali sostanze, sia per quanto attiene all’uso e

salvaguardia delle risorse idriche sotterranee.

Il tetracloroetilene in Conca Ternana

Il reticolo di monitoraggio afferente alla rete regionale per l’acquifero Conca Ternana è attualmente

costituito da 19 punti.

Prima della revisione della rete ai sensi del D. Lgs 30/2009, il reticolo era costituito originariamente da

33 punti, portati poi a 28 nel 2010, distribuiti in modo omogeneo nel settore orientale, nella fascia

pedemontana e nell’area valliva.

Dal 2007 ad oggi i dati riscontrati evidenziano la presenza diffusa del PCE, in gran parte rilevato nei

punti che ricadono nell’area valliva.

Nelle tavole che seguono sono evidenziati gli andamenti della concentrazione di tetracloroetilene

nell’acquifero Conca Ternana, con particolare riferimento ai limiti di concentrazione relativi alla soglia

di contaminazione:

PCE ≤1.1 microg/L (ai sensi del D. Lgs. 152/06) e ai limiti per la potabilità

PCE+TCE ≤10 microg/L (ai sensi del D. Lgs. 31/2001)

Le regressioni della concentrazione rilevate nel corso degli anni sono presumibilmente legate

alle variazioni del livello di falda soggetto al regime pluviometrico.

Campagna di monitoraggio Primavera 2007

Il PCE è presente nell’80%

dei punti monitorati.

In 7 punti (25%) la

concentrazione supera i

limiti di potabilità

PCE > 10 microg/L

I valori più alti misurati

sono:

CTR5: PCE = 74 microg/L

CTR 9:PCE = 93 microg/L


Il PCE è presente nell’72%

dei punti monitorati

In 2 punti la concentrazione

supera i limiti di potabilità

PCE > 10 microg/L

I valori più alti misurati

sono:

CTR5: PCE = 16 microg/L

CTR 29:PCE = 13 microg/L


A seguito della riorganizzazione

della RRM in Conca Ternana

vengono monitorati 19 punti.

Il PCE è presente oltre il limite

di concentrazione soglia di

contaminazione (CSC) in 13 punti.

In 2 Punti supera il limite per la

potabilità

CTR 5: PCE = 12 microg/L

CTR 9: PCE = 19 microg/L

Il caso Polymer

Agosto 2010:

Pozzo P01 (freccia in giallo)

Proprietà: Edison SpA

Utilizzo: acqua utilizzata a scopo

potabile.

Distribuzione:

Villaggio Polymer

Villaggio Campomaggio

(lati sud ed est)

Strada S.ta Filomena

(lato ovest)

PCE > 10 microg/L

Attività d’indagine

A seguito della problematica evidenziata, la Sezione Territoriale ha avviato un’indagine dedicata

effettuando una serie di controlli e sopralluoghi sulle aziende dell’area per appurare eventuali

situazioni di illecito.

37 POZZI

ANALIZZATI

10 pozzi con

PCE< 1,1 µg/L

25 pozzi con

1.1

Programmi e azioni future

1.Alla luce di quanto emerso dalle indagini effettuate e da approfondimenti successivi, la

Provincia di Terni ha richiesto alla Regione dell’Umbria, che ha assentito, un finanziamento

per individuare i confini della contaminazione della falda da tetracloroetilene quale prima

fase di un più articolato studio delle dinamiche che caratterizzano l’acquifero Conca

Ternana.

2.Arpa ha elaborato un progetto di indagine che prevede, in analogia con le esperienze già

sperimentate nella provincia di Perugia, approfondimenti da realizzarsi nelle aree dove,

grazie alla rete regionale di monitoraggio vengono registrati valori di concentrazione

anomali e/o superiori ai limiti di legge previsti dal D.Lgs.152/06.

3.L’obiettivo nella fase di avvio prevede un periodo non inferiore ad un anno di indagine ed

è articolato in varie fasi operative, elaborative e reportistiche, fino alla presentazione e

discussione dei risultati ottenuti, come supporto agli Enti e ai soggetti portatori di interesse.

4.La Provincia di Terni in data 22/08/2012, ha stipulato un Accordo di Programma con i

Comuni di Terni e Narni in cui viene individuata Arpa quale soggetto attuatore delle

indagini specifiche come proposte nel progetto presentato.

5.… ed è in procinto di firmare un Protocollo Operativo con ARPA per l’avvio delle

fasi di indagine.

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