Action A.3 PROGETTO LIFE ENV/IT/426 COAST-BEST

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1 Action A.3 PROGETTO LIFE ENV/IT/426 COAST-BEST Sub-action A.3.1 Treatability tests Sub-action A.3.2 Characterization of the separated fractions Aldo Muntoni Università di Cagliari

2 Soil/sediment washing Insieme di sezioni di trattamento atte alla separazione per dimensione, densità, proprietà superficiali, di frazioni riutilizzabili e di contaminanti, eventualmente a valle di una liberazione 26/09/2012 2

3 In generale. Più è alto il contenuto di sabbia, più è basso il contenuto di inquinanti e più è semplice ed economicamente vantaggioso il trattamento che consisterà in nella separazione di due o più frazioni granulometriche 26/09/2012 3

4 In generale. Sulla base delle informazioni raccolte da ARPA-ER, I porti di interesse dovrebbero essere caratterizzati da sedimenti relativamente poco contaminati, caratteristica che si accentua all aumentare del contenuto di sabbia 26/09/ Per tanto si è ritenuto lecito supporre che la tipologia di trattamento più idonea da applicare fosse in prima una separazione per dimensione e che ulteriori trattamenti si dovessere prendere in considerazione solo alla luce di eventuali obiettivi secondari (es. pulizia di sabbia o frazioni finissime se presenti in quantità significative)

5 Sedimenti POCES1, POCES2, BELLARIA1, BELLARIA2 (fase preliminare) PROGETTO LIFE ENV/IT/426 COAST-BEST

6 Trattamento di separazione per dimensione 26/09/2012 6

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9 Particle size class % w/w General characteristics Comments Sample point: BELLARIA µm 1.47% w/w mainly organic material µm 5.84% w/w sand jointly considered for chemical µm 10.04% w/w sand analysis µm 12.08% w/w fine fractions considered for chemical analysis -20 µm 70.57% w/w fine fractions considered for chemical analysis Sample point: BELLARIA µm 1.21% w/w mainly organic material µm mainly organic material + mica 2.15% w/w minerals µm 5.78% w/w sand µm 14.34% w/w fine fractions considered for chemical analysis -20 µm 76.52% w/w fine fractions considered for chemical analysis

10 26/09/ Parameter BELLARIA1 BELLARIA µm BELLARIA µm BELLARIA1-20 µm Limit for soil type A (D.lgs 152/06) Limit for soil type B (D.lgs 152/06) Shepard classification Clayey silt Nota classification Pelite VS (%TS) TC (%TS) IC (%TS) TOC (%TS) O 2 consumption (after 1626 h) (mg O 2 /kg TS) Zn Ni Cd 7.98 n.a. n.a. n.a Pb Cr As Benzoanthracene Benzo(a)pyrene Benzo(b)fluorantene Benzo(k)fluorantene Benzo(a)perylene Crisene Dibenzo(a,h)anthracene Indeno(1,2,3,c,d)pyrene Pyrene Total PAHs Total PCBs Hydrocarbons C >

11 26/09/ Parameter BELLARIA2 BELLARIA µm BELLARIA µm BELLARIA2-20 µm Limit for soil type A (D.lgs 152/06) Limit for soil type B (D.lgs 152/06) Shepard classification Clayey silt Nota classification Pelite VS (%TS) TC (%TS) IC (%TS) TOC (%TS) O 2 consumption (after 1626 h) (mg O 2 /kg TS) Zn Ni Cd n.a. n.a. n.a. n.a Pb Cr As Benzoanthracene Benzo(a)pyrene Benzo(b)fluorantene Benzo(k)fluorantene Benzo(a)perylene Crisene Dibenzo(a,h)anthracene Indeno(1,2,3,c,d)pyrene Total PAHs Total PCBs Hydrocarbons C >

12 Particle size class % w/w General characteristics Comments Sample POCES µm 2.95 mainly organic material µm mainly organic material + mica 5.11 minerals µm mainly organic material + mica µm 8.36 minerals mainly organic material + mica minerals + sandy fractions µm fine fractions considered for chemical analysis -20 µm fine fractions considered for chemical analysis Sample POCES µm 2.57 mainly organic material µm 4.25 mainly organic material µm mainly organic material + mica 9.03 minerals µm mainly organic material + mica minerals + sandy fractions considered for chemical analysis µm fine fractions considered for chemical analysis -20 µm fine fractions considered for chemical analysis

13 26/09/ Parameter POCES1 POCES µm POCES1-20 µm Limit for soil type A (D.lgs 152/06) Limit for soil type B (D.lgs 152/06) Shepard classification Sandy silt Nota classification Sandy pelite VS (%TS) TC (%TS) IC (%TS) TOC (%TS) O 2 consumption (after 1626 h) (mg O 2 /kg TS) Zn Ni Cd n.a. n.a Pb Cr As Benzoanthracene Benzo(a)pyrene Benzo(b)fluorantene Benzo(k)fluorantene Benzo(a)perylene Crisene Dibenzo(a,h)anthracene n.d Indeno(1,2,3,c,d)pyrene Pyrene Total PAHs Total PCBs Hydrocarbons C >

14 26/09/ Parameter POCES2 POCES µm POCES µm POCES2-20 µm Limit for soil type A (D.lgs 152/06) Limit for soil type B (D.lgs 152/06) Shepard classification Sandy silt Nota classification Sandy pelite VS (%TS) TC (%TS) IC (%TS) TOC (%TS) O 2 consumption (after 1626 h) (mg O 2 /kg TS) Zn Ni Cd n.a Pb Cr As Benzoanthracene Benzo(a)pyrene Benzo(b)fluorantene Benzo(k)fluorantene Benzo(a)perylene Crisene Dibenzo(a,h)anthracene Indeno(1,2,3,c,d)pyrene Pyrene Total PAHs Total PCBs Hydrocarbons C >

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16 Possible treatment train for sediment POCES2 DREDGED SEDIMENT (3) (1) under: -63 µm +20 µm (possible presence of Zn) (roughly 23%) - 4 mm (100%) - 63 µm fine fractions (As, Cd, Zn, HC) (roughly 64%) over: - 20 µm, (As, Cd, Zn, HC) (roughly 41%) under: -20 µm +10 µm (roughly 26%) + 4 mm: organic matter, shells, stones (4) (2) -4 mm +63 µm: sand, mica minerals, organic matter (possible presence of Zn, Cd and benzopyrene) (roughly 36%) over: -10 µm, (concentrated in As, Cd, Zn, HC) (roughly 15%)

17 Sedimenti POGAR, CERVIA, BELLARIA3, POCES3 PROGETTO LIFE ENV/IT/426 COAST-BEST

18 Sedimento POGAR Sample point: POGAR Particle size class % w/w General characteristics Comments µm 1.06 mainly organic material and shells µm 0.66 mainly organic material and shells µm 0.80 mainly organic material jointly considered for chemical µm mainly organic material and mica analysis 0.79 minerals µm sand considered for chemical analysis -63 µm 4.63 fine fractions considered for chemical analysis

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27 Caratterizzazione chimico-fisica UNICA: SV, TC, IC, TOC, test respirometrico UROMA: metalli pesanti ISPRA: IPA, PCB 26/09/2012 ARPA-ER: C > 12 27

28 26/09/2012 Parameter POGAR POGAR +500 µm POGAR µm POGAR -63 µm Limit for soil type A (D.lgs 152/06) Limit for soil type B (D.lgs 152/06) Shepard classification Sand Nota classification Sand VS (%TS) TC (%TS) , IC (%TS) , TOC (%TS) O 2 consumption (after h) (mg O 2 /kg TS) Zn Ni Cd Pb Cr As Hg n.d n.d. 1 5 Benzoanthracene Benzo(a)pyrene Benzo(b)fluoranthene Benzo(k)fluoranthene Benzo(g, h, i)perylene Chrysene Dibenzo(a,h)anthracene n.d Indeno(1,2,3,c,d)pyrene Pyrene Total PAHs Total PCBs Hydrocarbons C > Tributyltin (µg/kg) SQA-MA = 5 µg/kg SS *

29 Il sedimento POGAR potrebbe essere utilizzato tal quale per ripascimenti in quanto: - ha un contenuto di inquinanti inferiore ai limiti di legge - ha un contenuto di fini (-63 µm) inferiore al 10 % 26/09/ Tuttavia, un trattamento potrebbe essere proposto per migliorarne ulteriormente le caratteristiche estetiche ed ambientali: - separando le frazioni grossolane, riducendo così ulteriormente il contenuto di inquinanti organici ed inorganici, nonché di sostanza organica naturale e di conchiglie - separando le frazioni fini (-63 µm), riducendo così ulteriormente il contenuto di Zn

30 Possible treatment train for sediment POGAR DREDGED SEDIMENT (5) (8) (1) (2) -5 mm +63 µm: mainly sand (PAHs, heavy metals) (roughly 94%) -5 mm +2 mm: mainly organic matter (PAHs, heavy metals) -2 mm +63 µm: mainly sand possible residual presence of PAHs and heavy metals (4) +5 mm: organic matter, shells, stones (roughly 1%) - 5 mm (roughly 99%) -63 µm (Zn) (roughly 5%) (10) (11) (9) (3) (6) (7)

31 Sedimento CERVIA Sample point: CERVIA Particle size class % w/w General characteristics Comments µm 1.39 mainly shells µm 1.45 containing organic material µm containing organic material and µm 0.84 mica minerals containing organic material and mica minerals µm sand considered for chemical analysis -63 µm 4.34 fine fractions considered for chemical analysis

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40 Parameter CERVIA CERVIA µm CERVIA -63 µm Limit for soil type A (D.lgs 152/06) Limit for soil type B (D.lgs 152/06) 26/09/ Shepard classification Sand Nota classification Sand VS (%TS) TC (%TS) IC (%TS) TOC (%TS) O 2 consumption (after 840 h), (mg O 2 /kg TS) Zn Ni Cd Pb Cr As Cu V Hg Benzoanthracene Benzo(a)pyrene Benzo(b)fluoranthene Benzo(k)fluoranthene Benzo(g, h, i)perylene Chrysene Dibenzo(a,h)anthracene Indeno(1,2,3,c,d)pyrene Pyrene Total PAHs Total PCBs Hydrocarbons C > Tributyltin (µg/kg) SQA-MA = 5 µg/kg SS *

41 Il sedimento CERVIA potrebbe essere utilizzato tal quale per ripascimenti in quanto: - ha un contenuto di inquinanti inferiore ai limiti di legge - ha un contenuto di fini (-63 µm) inferiore al 10 % 26/09/ Tuttavia, un trattamento potrebbe essere proposto per migliorarne ulteriormente le caratteristiche estetiche ed ambientali: - separando le frazioni grossolane, riducendo così il contenuto di sostanza organica naturale e di conchiglie - separando le frazioni fini (-63 µm), riducendo così ulteriormente il contenuto di V e di idrocarburi

42 Possible treatment train for sediment CERVIA DREDGED SEDIMENT (5) (8) (1) (2) -5 mm +63 µm: mainly sand (roughly 94%) -5 mm +2 mm: containing organic matter -2 mm +63 µm: mainly sand (4) +5 mm: organic matter, shells, stones (roughly 1%) - 5 mm (roughly 99%) -63 µm (V, hydrocarbons) (roughly 5%) (10) (9) (11) (3) (6) (7)

43 Sedimento BELLARIA3 Sample point: BELLARIA3 Particle size class % w/w General characteristics Comments µm 0.61 mainly shells µm 1.15 containing organic material and mica minerals µm 2.05 containing organic material and mica minerals containing organic material and considered for chemical analysis µm mica minerals µm sand considered for chemical analysis -63 µm 1.70 fine fractions considered for chemical analysis

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52 Parameter BELLARIA3 BELLARIA µm BELLARIA µm BELLARIA3-63 µm Limit for soil type A (D.lgs 152/06) Limit for soil type B (D.lgs 152/06) Shepard classification Sand Nota classification Sand VS (%TS) TC (%TS) IC (%TS) TOC (%TS) O 2 consumption (after 840 h), (mg O 2 /kg TS) Zn Ni Cd Pb Cr As Cu V n.d Hg Benzoanthracene <LOQ Benzo(a)pyrene <LOQ Benzo(b)fluoranthene Benzo(k)fluoranthene <LOQ /09/ Benzo(g, h, i)perylene <LOQ Chrysene <LOQ Dibenzo(a,h)anthracene <LOQ <LOQ <LOQ Indeno(1,2,3,c,d)pyrene <LOQ <LOQ Pyrene Total PAHs Total PCBs Hydrocarbons C > Tributyltin (µg/kg) SQA-MA = 5 µg/kg SS *

53 Il sedimento BELLARIA3 potrebbe essere utilizzato tal quale per ripascimenti in quanto: - ha un contenuto di inquinanti inferiore ai limiti di legge - ha un contenuto di fini (-63 µm) inferiore al 10 % 26/09/ Tuttavia, un trattamento potrebbe essere proposto per migliorarne ulteriormente le caratteristiche estetiche ed ambientali: - separando le frazioni grossolane, presenti in quantità apprezzabili, riducendo così il contenuto di sostanza organica naturale e di conchiglie - separando le frazioni fini (-63 µm), riducendo così ulteriormente il contenuto di Zn e V

54 Possible treatment train for sediment BELLARIA3 DREDGED SEDIMENT (5) (8) (1) (2) -5 mm +63 µm: mainly sand (roughly 97%) -5 mm +2 mm: containing organic matter -2 mm +63 µm: mainly sand (4) +5 mm: organic matter, shells, stones (roughly 1%) - 5 mm (roughly 99%) -63 µm (Zn, V) (roughly 2%) (10) (9) (11) (3) (6) (7)

55 Sedimento POCES3 Sample point: POCES3 Particle size class % w/w General characteristics Comments µm 1.99 mainly shells µm 0.99 mainly shells µm 1.00 mainly shells and organic material jointly considered for chemical µm containing organic material and analysis 1.37 mica minerals µm 84.8 sand considered for chemical analysis -63 µm 9.85 fine fractions considered for chemical analysis

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64 * D. Lgs. 152/06: quality standard for sediments expressed as annual average (SQA-MA) Parameter POCES3 POCES µm POCES µm POCES3-63 µm Limit for soil type A (D.lgs 152/06) Limit for soil type B (D.lgs 152/06) Shepard classification Sand Nota classification Sand VS (%TS) TC (%TS) IC (%TS) TOC (%TS) O 2 consumption (after 840 h), (mg O 2 /kg TS) Zn Ni Cd Pb Cr As Cu V Hg Benzoanthracene Benzo(a)pyrene /09/ Benzo(b)fluoranthene Benzo(k)fluoranthene Benzo(g, h, i)perylene Chrysene Benzo(a)anthracene Dibenzo(a,h)anthracene Indeno(1,2,3,c,d)pyrene Pyrene Total PAHs Total PCBs Hydrocarbons C > Tributyltin (µg/kg) SQA-MA = 5 µg/kg SS *

65 Il sedimento POCES3 non potrebbe essere utilizzato tal quale per ripascimenti in quanto: - pur avendo un contenuto di fini (-63 µm) inferiore, di poco, al 10 % - ha un contenuto di IPA superiore ai limiti di legge - anche la sabbia supera i limiti per alcuni IPA 26/09/ Il trattamento potrebbe quindi essere proposto per: - separare le frazioni grossolane, riducendo così il contenuto di sostanza organica naturale e di conchiglie e, soprattutto, As e IPA - trattare la sabbia per ridurre il contenuto di IPA - separare le frazioni fini (-63 µm), presenti in quantità apprezzabili

66 Possible treatment train for sediment POCES3 DREDGED SEDIMENT (11) -5 mm +2 mm: mainly shells (roughly 1%) (7) (1) (2) -5 mm +63 µm: mainly sand (PAHs) (roughly 88%) -2 mm +63 µm: mainly sand (PAHs, As) (roughly 87%) (5) clean sand (roughly 87-88%) +5 mm: organic matter, shells, stones (roughly 2%) - 5 mm (roughly 98%) (4) (6) (3) -63 µm (roughly 10%) (10) fine fractions (PAHs, As) (roughly 10-11%) (9) (8)

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69 Contributo di UNICA alla Sub-action A.3.3 (Installation, start-up and operation of the pilot plant) PROGETTO LIFE ENV/IT/426 COAST-BEST

70 ISPRA pilot plant in Livorno DRAGA HARBOR COARSE FRACTIONS VIBRATING SCREEN SEDIMENTATION TANK SAMPLING POINTS 26/09/2012 HYDROCYCLONE 70 COARSE SAND MEDIUM SIZE SAND FINE FRACTIONS FINE SAND

71 26/09/ potrebbe essere utile inserire un separatore a coclea potrebbe essere utile aggiungere una seconda sezione di vagliatura a 2 mm per raffinare la sabbia (underflow della coclea), eventualmente utilizzando il vaglio esistente dopo aver cambiato la tela potrebbe essere opportuno aggiungere una cella di attrition per liberare sabbia fine dall overflow della coclea, da separare successivamente con l idrociclone esistente la cella di attrition potrebbe anche eventualmente essere utilizzata per ridurre il contenuto di inquinanti nella sabbia

72 General treatment train for the considered sediments DREDGED SEDIMENT (5) (1) (2) -5 mm +63 µm: mainly sand +5 mm: organic matter, shells, stones - 5 mm (3) (8) -5 mm +2 mm: mainly organic matter -2 mm +63 µm: mainly sand to (5) or to (9) (9) (4) (10) fine sand to (5) -63 µm fine fractions (11) (6) (7)