PANORAMICA DELLE MODALITA REALIZZATIVE DEGLI INTERVENTI DI BONIFICA
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- Isidoro Perri
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1 Settore Bonifiche Bonifiche ed edilizia: criticità ed opportunità PANORAMICA DELLE MODALITA REALIZZATIVE DEGLI INTERVENTI DI BONIFICA Milano Aldo Salierno Responsabile Servizio Progetti di Bonifica- ambito 2
2 Definizioni e criteri Struttura del suolo Classificazione delle tecnologie Tecniche Ex SITU off site Scavo e smaltimento Desorbimento termico Tecniche Ex SITU on site Biopile e Landfarming Soil Washing Tecniche IN SITU Soil Flushing ISCO Solidificazione/stabilizzazione Bioventing Bioremadiation Soil Vapor Extraction Air Sparging Barriere permeabili reattive Pump& Treat Phytoremediation INDICE 2
3 Definizioni e criteri 3
4 Definizioni lettera p), art. 240, d. lgs152/06 «Norme in materia ambientale» e, come meglio specificato al primo capoverso dell allegato 3 (Criteri generali per gli interventi di bonifica e di messa in sicurezza) al titolo V, parte quarta: La bonifica di un sito inquinato.. è finalizzata ad eliminare l'inquinamento delle matrici ambientali o a ricondurre le concentrazioni delle sostanze inquinanti in suolo, sottosuolo, acque sotterranee e superficiali, entro i valori soglia di contaminazione (Csc) stabiliti per la destinazione d'uso prevista o ai valori di concentrazione soglia di rischio (Csr) definiti in base ad una metodologia di Analisi di Rischio condotta per il sito specifico sulla base dei criteri indicati nell'allegato 1. 4
5 ..Sempre secondo l allegato 3 PRIVILEGIARE le tecniche di bonifica: Bonificare con criterio. che riducono permanentemente e significativamente le concentrazioni, gli effetti tossici e le mobilità degli inquinanti IN SITU ed ON SITE (anche MISP) che blocchino le sostanze inquinanti in composti chimici stabili EVITARE: Ogni rischio aggiuntivo a quelli già esistenti (in tutte le matrici ambientali) ed ogni inconveniente derivante da rumori e odori Ogni rischio igienico-sanitario per la popolazione Ogni possibile peggioramento dell ambiente e del paesaggio 5
6 Struttura del suolo 6
7 Struttura del suolo: cosa contiene. Nel suolo si distinguono 3 fasi: FASE SOLIDA (50%), composta da particelle costituenti «l intelaiatura» FASE GASSOSA (25%), composta dai gas occupanti gli spazi vuoti (pori) tra le particelle FASE LIQUIDA (25%), composta dal fluido circolante (acqua) che può riempire parzialmente o totalmente i pori. 7
8 Struttura del suolo: dov è il contaminante E presente come: Adsorbito dalle particelle Come vapore nei pori presenti tra le particelle (Soil Gas) come soluto nell acqua presente tra i pori In fase libera 8
9 Classificazione delle tecnologie 9
10 Classificazione in situ: senza movimentazione o rimozione dei terreni ex situ con movimentazione o rimozione dei terreni 10
11 Classificazione in situ: senza movimentazione o rimozione dei terreni PRO Costi ridotti Impatto limitato sul sito Maggiori profondità di trattamento Tempi più lunghi CONTRO Es. Soil vapor extraction Soil flushing Inertizzazione/stabilizzazione Bioventing Ossidazione chimica Air Sparging Natural Attenuation 11
12 Classificazione ex situ con movimentazione o rimozione dei terreni on site con movimentazione o rimozione dei terreni e con trattamento nel sito stesso off site con movimentazione o rimozione dei terreni e con trattamento in impianti esterni PRO Riduzione rischi derivanti dal trasporto e conferimento in discarica Costi più contenuti CONTRO -Tempi più lunghi -Non disponibilità del sito PRO Tempi ridotti Attuazione rapida degli interventi ediliziurbanistici CONTRO Costi mediamente più alti Es: Landfarming, Biopile, soil washing Es: scavo e conferimento in impianti esterni, Desorbimento termico 12
13 Tecniche ex SITU 13
14 Tecniche ex SITU OFF SITE SCAVO E SMALTIMENTO PRESSO IMPIANTI DI RECUPERO O IN DISCARICA Semplice da progettare quindi molto applicata Tempistica legata alle quantità da smaltire ma comunque rapida E davvero una tecnologia??? Si traduce in uno «spostare il problema dal nostro sito alla discarica»??? Potenziali rischi ed inconvenienti igienico-sanitari per la popolazione legati alla movimentazione, al trasporto, all impatto acustico, odori Costi variabili ma comunque elevati legati a: Disponibilità dell impianto a ritirare i rifiuti in quel momento Andamento del mercato Attenzione ai costi di smaltimento proposti troppo bassi GIUSTIFICAZIONE FREQUENTE: tanto devo scavare.!!!! E arrivato il momento di cambiare rotta??? 14
15 Tecniche ex SITU OFF SITE DESORBIMENTO TERMICO I terreni contaminati escavati sono sottoposti a riscaldamento al fine di provocare la migrazione dell inquinante alla fase gassosa mediante evaporazione. E applicabile per le contaminazioni di tipo organico (Idrocarburi, PCB) Idoneo al trattamento anche di considerevoli quantitativi giornalieri (da 15 a 300 m3/d) Costi di trattamento ridotti se confrontati con altre tecnologie Emissione di inquinanti in atmosfera Produzione di residui di processo (solidi e liquidi) Emissione di inquinanti in atmosfera, seppure a valori di concentrazione limitati e controllati Elevata competenza e professionalità del personale tecnico-operativo impiegato nella gestione dell impianto 15
16 Tecniche ex SITU On SITE BIOPILE e LANDFARMING Trattamenti biologici basati sulla biodegradazione dei contaminanti mediante somministrazione di nutrienti (N, P, K) ed ossigeno. Il suolo viene escavato e disposto in cumuli (BIOPILE) o steso a strati in aree ad hoc tipo bacini confinati (LANDFARMING). Si applicano entrambi per contaminanti organici a bassa velocità di biodegradazione. Progettazione media difficoltà Durata del trattamento da 6 a 18 mesi Entrambe meno costose rispetto ad altre tecnologie (LF < BP) Logistica per LF: disponibilità di ampi spazi Difficile ottenere abbattimenti delle concentrazioni del 100% Presenza di composti leggeri che tendono a volatilizzare 16
17 Tecniche ex SITU (BP & LF) Il terreno una volta steso viene rivoltato periodicamente per facilitare il contatto dei nutrienti e contaminanti e permettere il ricambio d ossigeno. Aerazione naturale I suoli sono scavati e messi a dimora in luoghi chiusi e generalmente impermeabilizzati sul fondo (per poter raccogliere il percolato). Si somministrano poi in modo controllato nutrienti e ossigeno, controllando umidità, temperatura e ph al fine di favorire la biodegradazione dei contaminanti. Aerazione forzata 17
18 Tecniche Ex Situ -On SITE SOIL WASHING Si basa su un processo di separazione fisica dell inquinante. La tecnica può avvenire sia onsite sia off-site. Si applica a contaminazioni anche miste tipo organiche e metalli. Tempi medi: non superiore a 6 mesi Pretrattamento tramite vagliatura Lavaggio ed estrazione dei contaminanti mediante l agente estraente (soluzioni acide, tensioattivi,ecc (abrasione e processi chmicofisici) Separazione liquido estraenteterreno (idrocicloni). depurazione liquido di lavaggio 18
19 Tecniche in SITU 19
20 Tecniche In Situ DESORBIMENTO TERMICO Infissione nel suolo di specifiche antenne collegate ad un generatore di microonde e ad un sistema di alimentazione elettrico. Le onde generate ed emesse dalle antenne attraversano il suolo contaminato, ed in funzione delle sue proprietà dielettriche e polari, ne provocano il riscaldamento. Il desorbimento dei contaminanti si ha quindi per tale riscaldamento (la temperature del suolo può superare i 200 C). I composti volatili prodotti dal trattamento verranno captati ed aspirati mediante un apposito sistema di estrazione ed opportunamente trattati. Possono essere trattati con successo contaminanti quali IPA, PCB, PCP, esaclorobenzene e gasolio. 20
21 Applicabile a diversi contaminanti (più efficace per inorganici) Poco disturbo per le eventuali attività sul sito Costi influenzati essenzialmente dalla durata del trattamento. Tecniche In Situ - SOIL FLUSHING L intervento di bonifica si realizza mediante l immissione a monte dell area contaminata di un fluido di lavaggio, da recuperare poi a valle, con l obiettivo di trasferire i composti contaminati dalla matrice solida alla fase liquida. Il fluido di lavaggio è costituito da acqua, eventualmente riscaldata o additivata (tensioattivi, alcool, acidi) Esecuzione di pozzi d immissione ed estrazione Trattamento del fluido estratto Studio idrogeologico locale al fine di Rischio di mobilitare il contaminante senza poi intercettarlo Monitoraggio continuo Non applicabile a terreni a bassa permeabilità garantire un sistema chiuso. 21
22 Applicabile a diversi contaminanti (Idrocarburi, TCE, PCE, MTBE, BTEX) Tempi brevi (settimane o qualche mese) Attuabile con qualsiasi condizione del sito in superficie Tecniche In Situ - ISCO (In Situ Chemical Ossidation) Poco efficace su vecchie contaminazioni Rischio di alterare le caratteristiche geochimiche delle acque. Pericolosità dei chemicals per gli operatori Contaminazione comparto saturo ma anche per l insaturo. Iniezione nel sottosuolo di miscele ossidanti in grado di trasformare gli inquinanti in sostanze innocue. Si ha quindi una riduzione della massa contaminata. Indispensabile l esecuzione preliminare di un test pilota per valutare la reale applicabilità al caso in studio I composti ossidanti più usati: Ozono, Permanganati, persolfati perossidi. Studio idrogeologico locale dettagliato. 22
23 Tecniche In Situ SOLIDIFICAZIONE/STABILIZZAZIONE Rispetto all applicazione ex situ non è necessaria l escavazione Es. jet grouting Aumento di volume anche fino al 50% Meno efficace per contaminazioni profonde Modifica permanente del sottosuolo Riducono la mobilità dei contaminanti. Con la SOLIDIFICAZIONE si forma una massa solida e compatta legando il contaminante alla matrice inorganica del terreno. Con la STABILIZZAZIONE i componenti suddetti si legano mediante l utilizzo di leganti chimici. I leganti possono essere organici (polimeri organici) o inorganici (cemento, calce) Applicabile soprattutto a contaminanti inorganici Iniezione dei leganti mediante trivelle. Si può applicare anche ex situ 23
24 Bassi costi di realizzazione Si applica a tutti i derivati dal petrolio e quindi a qualsiasi sostanza organica biodegrabile Tecniche In Situ BIOVENTING Tempi in media lunghi Necessaria una prova pilota Non efficace in terreni poco permeabili Tecnica basata sulla stimolazione naturale della normale attività biologica presente nel terreno con l immissione di ossigeno attraverso un fluido di aria L aria viene iniettata direttamente attraverso uno o più pozzi collegati con delle pompe a vuoto che garantiscono la circolazione forzata dell aria nel terreno insaturo contaminato. L immissione di aria è a bassa portata in quanto serve solo per fornire l ossigeno necessario per sostenere l attività microbica e quindi la biodegradazione aerobica degli inquinanti. Più efficace per i composti idrocarburici più pesanti: diesel, oli lubrificanti, ecc. 24
25 Tecniche In Situ BIOREMEDIATION Bioremediation Tecnica che utilizza microrganismi per degradare gli inquinanti presenti nel suolo e nelle acque Biostimulation Tecnica basata sulla stimolazione naturale della normale attività biologica (autoctona) presente nel terreno. Bioaugmentation Utilizzo di inoculi opportunamente preparati selezionando microrganismi autoctoni e/o alloctoni la popolazione autoctona non è in grado di degradare i composti più resistenti gli inquinanti comprendono miscele complesse necessità di aumentare la velocità di biodegradazione 25
26 Tecniche In Situ SOIL VAPOR EXTRACTION L assorbimento su carbone attivo è il più usato perché si adatta ad una vasta gamma di VOC. Si può applicare in abbinamento al Bioventing L efficacia è proporzionale dal grado di volatilità dei contaminanti rimozione di VOC (composti organici volatili) e SVOC (composti organici semivolatili) dall insaturo. Il sistema è costituito da pozzi di iniezione ed estrazione. Si crea quindi una gradiente con conseguente trascinamento dei contaminanti all interno della corrente d aria dai pozzi d iniezione a quelli d estrazione. I gas estratti estratti dal pozzo vengono trattati, prima dello scarico in atmosfera, mediante assorbimento su carbone attivo, incenerimento, ossidazione catalitica o per condensazione. 26
27 Tecniche In Situ SOIL VAPOR EXTRACTION Facile installazione Scarso disturbo delle attività del sito. Tempi di trattamento brevi (6 mesi - 2 anni in condizioni ottimali). Costi competitivi: 20-50/t di suolo contaminato; Può essere combinato ad altre tecnologie Può richiedere trattamenti costosi per i vapori estratti. Devono essere smaltiti i liquidi raccolti ed i carboni attivi esausti. Scarsa efficacia in siti con suoli a bassa permeabilità o stratificati. 27
28 AIR SPARGING Facile installazione Scarso disturbo delle attività del sito. Può essere combinato ad altre tecnologie Tecniche In Situ - acque sotterranee Richiede l esecuzione di prove pilota accurate. Scarsa efficacia in siti con suoli a bassa permeabilità o stratificati. Non può essere impiegata, se esiste prodotto in fase libera in falda (in tal caso tale prodotto deve essere prima rimosso). Il sistema sfrutta la pressione e l iniezione dell aria pulita nella zona contaminata per favorire due azioni: La movimentazione dell agente inquinante verso una zona dove è possibile estrarlo con una tecnica forzata (SVE); Un processo di aerazione nella falda e nel terreno che favorisce i processi di degradazione microbica dell agente contaminante ad opera dell ossigeno. Un pozzo soffiante (pozzo di sparging) dove si immette l aria pulita in pressione; Un pozzo di estrazione SVE collegato ad una camera di trattamento gas in uscita per l abbattimento o il trattamento dell inquinante 28
29 Tecniche In Situ - acque sotterranee BARRIERE PERMEABILI REATTIVE una installazione di materiale reattivo nel sottosuolo progettata per intercettare un pennacchio contaminato, consentire un flusso attraverso il mezzo reattivo, e trasformare i contaminanti in forme ambientalmente accettabili allo scopo di raggiungere valori di concentrazione adeguati alla bonifica a valle della barriera (U.S. EPA) Le barriere sono costituite da materiale permeabile al flusso idrico e in grado di interagire con il contaminante disciolto, intercettandolo e rimuovendolo dalla falda. A seconda del contaminante da rimuovere e del materiale con cui la barriera è realizzata, i processi che portano alla rimozione del contaminante possono essere di ossidoriduzione, precipitazione, adsorbimento o degradazione chimica o biologica. Contaminanti trattati: metalli, composti organici volatili. Materiali reattivi: Calcare, Fe, idrossido di calcio, sostanze riducenti 29
30 Tecniche In Situ - acque sotterranee BARRIERE PERMEABILI REATTIVE Agisce in modo passivo. I costi di installazione e monitoraggio sono potenzialmente bassi. Consente lo svolgimento di attività sul sito trattato Studio idrogeologico preliminare accurato. Richiede l esecuzione di prove pilota accurate. Ha bisogno di un sistema di monitoraggio idraulico Difficoltà di realizzazione Eventuale smaltimento del materiale reattivo utilizzato 30
31 Tecniche In Situ - acque sotterranee PUMP & TREAT Emungimento e trattamento delle acque contaminate. Può costituire una barriera idraulica finalizzata al contenimento di un pennacchio di contaminazione. Art. 243 del d.lgs 152/06 Non agisce sulla sorgente ma a valle...al fine di impedire e arrestare l'inquinamento delle acque sotterranee nei siti contaminati,.. devono essere individuate e adottate le migliori tecniche disponibili per eliminare, anche mediante trattamento secondo quanto previsto dall'articolo 242, o isolare le fonti di contaminazione dirette e indirette; Comma 2: il ricorso al barrieramento fisico e' consentito solo nel caso in cui non sia possibile conseguire altrimenti gli obiettivi di cui al comma 1 secondo le modalita' dallo stesso previste. 31
32 PUMP & TREAT Tecniche In Situ - acque sotterranee Può essere inteso come MISE o come tecnolgia di risanamento. Il sistema di intervento mediante pozzi consiste nel creare una depressione piezometrica in grado di catturare i flussi idrici inquinanti; tale depressione può avere il duplice effetto di deviare le linee di flusso e di determinare un abbassamento del livello di falda in modo che le acque sotterranee non interessino più il terreno contaminato Perciò affinchè l intervento sia efficace è necessario che la depressione coinvolga tutta l area inquinata. 32
33 Tecniche In Situ - Phytoremediation E una tecnologia emergente che utilizza le piante per la bonifica dei suoli contaminati. Si sfrutta la capacità della vegetazione di degradare, rimuovere e contenere molti inquinanti. Contaminanti trattabili: composti organici clorurati, pesticidi, idrocarburi, metalli pesanti. Il termine generico include diverse fito-tecnologie: Fito estrazione, fitostabilizzazione, fitodegradazione, fitovolatilizzazione, ecc La scelta delle piante è in funzione della tipologia di contaminanti da trattare: Pioppi, salici, erba medica, mais, girasole, senape indiana, 33
34 Tecniche In Situ - Phytoremediation Tecnologia pulita ed economica Ha una valenza estetica può contribuire alla prevenzione di fenomeni di erosione del suolo, di scorrimento delle acque superficiali e di infiltrazione. una volta completata la bonifica offre la possibilità di ricostituire un habitat. ha un ottimo impatto sull opinione pubblica. Tempi lunghi, dell ordine di anni Rischio di trasferimento dei contaminanti dai vegetali alla catena alimentare. Profondità di trattamento limitata alle dimensioni dell apparato radicale, quindi non applicabile alle contaminazioni profonde Poco efficace per forti contaminazioni Attenta valutazione della distribuzione dei contaminanti nel sito. Rischio di tossicità di alcuni contaminanti per le piante. «Età» della contaminazione 34
35 Grazie per l attenzione Aldo Salierno Comune di Milano - Settore Bonifiche Servizio Progetti di bonifica- ambito 2 Via Bernina Milano aldo.salierno@comune.milano.it Tel Fax
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