Il progetto LIFE+ SEKRET. Panoramica generale e risultati conseguiti

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1 Il progetto LIFE+ SEKRET LIFE12 ENV/IT/442 Sediment electrokinetic remediation technology for heavy metal pollution removal WORKSHOP FINALE 28 settembre 2017 Università di Pisa, Polo universitario «Sistemi Logistici» Villa Letizia, Via dei Pensieri 60 - LIVORNO Il progetto LIFE+ SEKRET Panoramica generale e risultati conseguiti Dipartimento di Ingegneria dell Energia, dei Sistemi, del Territorio e delle Costruzioni - Pisa Polo Universitario Sistemi logistici - Livorno

2 COSA SONO I PROGETTI LIFE? Il programma della Commissione Europea LIFE cofinanzia progetti che contribuiscono allo sviluppo e all'attuazione della politica e del diritto in materia ambientale. I principali obiettivi sono: Integrare le questioni ambientali nelle altre politiche europee Fornire un contributo allo sviluppo sostenibile Fra le peculiarità dei progetti Life vi sono anche il networking (comunicazione fra diversi progetti) e la disseminazione dei risultati 2

3 PROGETTO LIFE12 ENV/IT/442 SEKRET Il progetto LIFE+ SEKRET è stato proposto alla Call 2012 del programma LIFE+ alla componente tematica Politica e governance ambientali E stato ammesso al finanziamento con un budget complessivo di , di cui il 50% finanziato dalla Commissione Europea ed il 50% cofinanziato dai beneficiari esecutori del progetto, principalmente coprendo i costi operativi del personale interno Il progetto ha avuto una durata di 46 mesi (dal 1 gennaio 2014 al 31 ottobre 2017) 3

4 GESTIONE DEI SEDIMENTI CONTAMINATI NEL PORTO DI LIVORNO CITTA E PORTO DI LIVORNO Prima vasca di colmata in costruzione Seconda vasca di colmata m 3 40 ha Prima vasca di colmata (riempita) m 3 40 ha Prima e seconda vasca di colmata Sito contaminato recentemente declassato da interesse nazionale (SIN) ad interesse regionale (SIR). Soggetto a caratterizzazione e progetto preliminare di bonifica (2005) Protocollo di gestione: Sedimenti rispondenti a parametri Tab. 1 all. 5 D.Lgs 152/2006 collocabili in vasca di colmata; Superamento limiti su idrocarburi: landfarming con bioaugmentation prima della collocazione in vasca; Superamento limiti su metalli pesanti: smaltimento in discariche a terra Costo totale di trattamento e smaltimento finale: 67 /m 3 oltre a dragaggio e trasporto (prima vasca) Prima vasca di colmata riempita in dieci anni. Seconda vasca di colmata attualmente attiva 4

5 GESTIONE E BONIFICA SEDIMENTI CONTAMINATI/1 In Italia, in caso di debole contaminazione, i sedimenti dragati sono collocati in vasche di colmata con fondo e pareti impermeabilizzate da membrana in hdpe Per contaminazione superiore è necessario un trattamento di decontaminazione prima della collocazione finale/riutilizzo ovvero la collocazione in discariche a terra I principali contaminanti riscontrati nei sedimenti marini sono diverse tipologie di idrocarburi (alifatici, aromatici, leggeri, pesanti) e metalli pesanti (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn...) La contaminazione organica è affrontabile con diverse possibili tecniche biologiche (Biopile, Landfarming, Fitorimedio) chimico-fisiche (Sediment washing, Ossidazione...) o termiche 5

6 GESTIONE E BONIFICA SEDIMENTI CONTAMINATI/2 Le tecniche di decontaminazione da metalli pesanti sono molto più limitate (Sediment washing con acidi o chelanti, Fitoestrazione...) La maggior parte delle tecniche di trattamento sono fortemente limitate dalla bassa permeabilità idraulica e dalla struttura prevalentemente limo-argillosa del materiale da trattare La tecnica di decontaminazione elettrocinetica trova campo di applicazione ottimale per la rimozione di metalli pesanti da matrici fini a bassa permeabilità idraulica 6

7 DECONTAMINAZIONE ELETTROCINETICA Limitazioni e cautele: Caratteristiche dell installazione ph e capacità tampone del materiale Resistività elettrica Frazionamento dei contaminanti Consumo di energia elettrica Potenza installata Consumo di reagenti Durata del trattamento Sottoprodotti liquidi Emissioni gassose Sicurezza 7

8 PROGETTO LIFE12 ENV/IT/442 SEKRET Obiettivo principale del progetto: Dimostrare l applicabilità in piena scala della tecnologia di decontaminazione elettrocinetica trattando 150 m 3 di sedimenti marini con bassa contaminazione da metalli pesanti (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) appositamente dragati dal fondale più contaminato del Porto di Livorno Altri obiettivi: Effettuare test di laboratorio su vari campioni di sedimenti di dragaggio con diversa struttura, composizione e contaminazione Definizione e pubblicizzazione di linee guida per l applicazione della tecnologia Comunicazione e disseminazione dei risultati 8

9 PROGETTO LIFE12 ENV/IT/442 SEKRET Esecutori del progetto (beneficiari associati): Università di Pisa - Polo Sistemi Logistici di Livorno (Coordinatore) Autorità Portuale di Livorno Regione Toscana - Settore Protezione e valorizzazione della fascia costiera e dell'ambiente marino - Firenze Sapienza Università di Roma - Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale - Roma Lambda Consult - Nootdorp - Olanda West Systems - Pontedera Principali subcontractors: Università di Cagliari, ARPAT Toscana, SIMAS Costruzioni, SOMIT Dragaggi, GEOCHIM laboratori, GENESI laboratori, SIMURG ricerche 9

10 PROGETTO LIFE12 ENV/IT/442 SEKRET A. Azioni preparatorie: Raccolta dati esistenti e selezione dell area di dragaggio oggetto di sperimentazione (UniPisa, Aut.Portuale) Progetto preliminare dell impianto (UniPisa, LambdaConsult) Acquisizione permessi per costruzione e gestione dell impianto (UniPisa, RegioneToscana, Aut.Portuale) Campionamenti per test preliminari (UniPisa, Aut.Portuale) Caratterizzazione dei sedimenti campionati (UniRoma1, UniPisa) Test elettrocinetici sui sedimenti campionati finalizzati ad individuare i parametri operativi e criteri di progetto dell impianto dimostrativo (UniRoma1, UniPisa) 10

11 PROGETTO LIFE12 ENV/IT/442 SEKRET B. Azioni di implementazione: Progetto dell impianto dimostrativo (LambdaConsult, WestSystems, UniPisa) Costruzione e collaudo dei componenti di impianto (WestSystems) Costruzione e collaudo dell impianto, caratterizzazione iniziale (UniPisa, WestSystems) Dimostrazione della tecnologia (esercizio dell impianto) (UniPisa, Aut.Portuale, WestSystems) Caratterizzazione finale, smontaggio e smaltimento dei sedimenti trattati (UniPisa, Aut.Portuale, WestSystems, Reg. Toscana) Sviluppo di raccomandazioni finalizzate alla implementazione normativa (Reg.Toscana, UniPisa) 11

12 PROGETTO LIFE12 ENV/IT/442 SEKRET C. Azioni di monitoraggio ambientale: Monitoraggio e caratterizzazione dei sedimenti durante il trattamento (UniPisa, Reg.Toscana tramite ARPAT) Sperimentazione di laboratorio con sedimenti da altri porti (UniRoma1, con collaborazione da UniPisa) Valutazione della tecnologia con analisi del ciclo di vita (LCA) (WestSystems, con collaborazione da UniPisa, UniRoma1, LambdaConsult) Definizione di raccomandazioni per l uso della tecnologia (UniPisa, WestSystems, Reg.Toscana) Analisi di mercato per l applicabilità della tecnologia (UniPisa con collaborazione da Autor.Portuale e Reg.Toscana) 12

13 PROGETTO LIFE12 ENV/IT/442 SEKRET D. Azioni di comunicazione e disseminazione: Implementazione e aggiornamento del sito web (UniPisa, con collaborazione di tutti i partners) Information boards (UniPisa, con collaborazione di tutti i partners) Layman s report (UniPisa, con collaborazione di tutti i partners) Articoli tecnico-scientifici e comunicati stampa (UniPisa, UniRoma1, WestSystems) Networking (integrazione con altri progetti) (UniRoma1, con collaborazione di tutti i partners) Manuale applicativo e linee guida della tecnologia(unipisa, LambdaConsult, Reg.Toscana) Giornate di studio, seminari, conferenze, eventi (UniPisa, Aut.Portuale, UniRoma1) Disseminazione ad istituzioni (UniPisa, Aut.Portuale, Reg.Toscana) Fiere ed eventi commerciali (UniPisa, con collaborazione di tutti i partners) Sviluppo supporti multimediali (UniPisa, con collaborazione di tutti i partners) Piano di comunicazione After-LIFE (UniPisa, con collaborazione di tutti i partners) 13

14 PROGETTO LIFE12 ENV/IT/442 SEKRET E. Azioni di gestione e controllo del progetto: Gestione del progetto (UniPisa, con collaborazione da tutti i partners) Controllo dell andamento e dei risultati del progetto (UniPisa, con collaborazione da tutti i partners) Audit del progetto (Auditor esterno) 14

15 CARATTERIZZAZIONE DEL SITO E AREA DI DRAGAGGIO Selezionato fondale con massima contaminazione e struttura fine (profondità 7m) 200 L di campioni prelevati per test preliminary (2014) 150 m 3 dragati (gennaio 2015) per impianto dimostrativo 15

16 ATTIVITÀ DI LABORATORIO Determinazione analitica parametri chimico fisici: distribuzione granulometrica umidità ph capacità di scambio cationico (CEC) capacità di neutralizzazione acida(anc) contenuto metalli (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) elementi principali (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, Si) distribuzione della contaminazione inorganica nei costituenti del sedimento (estrazione sequenziale) anioni(cl, SO 4 ) contaminanti organici(pahs) test elettrocinetici a scala di laboratorio (bench scale): test a corrente costante(a=20-40 A/m 2 ) durata variabile ( giorni) diversi agenti di condizionamento degli elettroliti (acidi forti, acidi deboli, chelanti) 16

17 LABORATORIO: TEST ELETTROCINETICI 17

18 IMPIANTO DIMOSTRATIVO - CONDIZIONI OPERATIVE Durata esperimento: 18 mesi Densità di corrente: fino a 10 A/m 2 Tensione massima: 48 V Potenza disponibile: 50 kw Condizionamento elettroliti: dosaggio e controllo acidi-basi Trattamento elettroliti (Precipitazione, RO, evaporazione concentrati) RISULTATI OTTENUTI Rispetto concentrazioni DLgs 152/06 e riduzione metalli fino al 80% Riduzione di volume del sedimento trattato 18

19 SCHEMA DELL IMPIANTO 19

20 BACINO DI TRATTAMENTO E POZZETTI 20

21 LOCALIZZAZIONE IMPIANTO 21

22 COSTRUZIONE DELLA VASCA SMONTABILE (9/2/ 15) 22

23 POSA TELO IMPERMEABILE (10/2/ 15) 23

24 ALLESTIMENTO INTERNO VASCA (11-16/2/ 15) 24

25 DRAGAGGIO E RIEMPIMENTO VASCA (17-19/2/ 15) 25

26 COPERTURA E INSTALLAZIONI ESTERNE (20/2-2/4/ 15) 26

27 INSTALLAZIONE IMPIANTI (15/3-30/6/ 15) 27

28 ESERCIZIO DELL IMPIANTO (13/7/ 15-12/5/ 17) 28

29 CARATTERIZZAZIONE FINALE (13/5-31/7/ 17) 29

30 SMONTAGGIO E RIPRISTINO DEL SITO (8-18/9/ 17) 30

31 ph Percentuale di rimozione (%) PRINCIPALI RISULTATI CONSEGUITI 8,5 8 7,5 7 6, ,5 5 Iniziale Dopo 3 mesi Dopo 7 mesi Finale Cr Ni Pb Zn Cd Cu Metalli contaminanti Durata del trattamento: Luglio Aprile 2017 (circa 375 giorni continuativi) Consumo di reagenti: 6 m 3 di HNO 3 52% (40 L/m 3 ) e 3 m 3 di NaOH 30% (40 L/m 3 ) Consumo di energia: circa 165 kwh/m 3 Sottoprodotti smaltiti: circa 600 kg di sali solidi (0,28% del materiale trattato) Costo totale di trattamento (stima in piena scala): /m 3 31

32 GRAZIE PER L ATTENZIONE! 32