Destino ambientale dei contaminanti nel SIN BS CAFFARO

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1 PCB TCDD TCDF Destino ambientale dei contaminanti nel SIN BS CAFFARO ANTONIO DI GUARDO Università degli Studi dell Insubria Dip. Scienza ed Alta Tecnologia (Como)

2 Università degli Studi dell Insubria Dip. Scienza ed Alta Tecnologia (Como) Antonio Di Guardo (aspetti legati al destino ambientale dei contaminanti) Elisabetta Zanardini (aspetti legati alla microbiologia ambientale) Cristiana Morosini (aspetti legati all Ingegneria Sanitaria) Giuseppe Raspa (aspetti legati alla geostatistica) (Dipartimento Ingegneria Chimica Materiali Ambiente della Sapienza Università di Roma) 2

3 Antonio Di Guardo Studio del destino ambientale delle molecole organiche (tra cui i POPs, sostanze organiche persistenti) e accumulo nella vegetazione Sviluppo di modelli predittivi ma anche analisi ambientali Esperienze specifiche: Modellizzazione concentrazioni in aria di diossina a Seveso, 26 anni dopo Contaminazione da DDTs in val d Ossola e lago Maggiore PCBs in tre tipologie forestali della Valle del Lys (AO) Diossine, furani e PCB in Campania 3

4 Concentrazioni 2,3,7,8-TCDD nell aria di Seveso Fattore E, Di Guardo A., Mariani G, Guzzi A., Benfenati E., Fanelli R. (2003) Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxins and Dibenzofurans in Air of Seveso, Italy, 26 years after the accident. Environ. Sci. Technol., 37,

5 Contaminazione da DDT nel lago Maggiore e in Val d Ossola N Pieve Vergonte Lago Maggiore 5

6 DDTs negli aghi di Pino a distanza crescente da un impianto produttivo (SIN di Pieve Vergonte, VB) (Di Guardo et al., 2003*) DDT tot ng/g d.w distance from Pieve Vergonte (km) class 0 class 1 class 2 * Di Guardo et al (2003): Conifer needles as passive biomonitors of the spatial and temporal distribution of DDT from a point source, Chemosphere, 52,

7 PCB nella valle del Lys: Effetto filtro delle foreste 1800m 1400m P B 1100m P B P B Nizzetto L., Jones K.C., Gramatica P., Papa E., Cerabolini B., Di Guardo A. (2006) Accumulation of Persistent Organic Pollutants (POPs) in canopies of different forest types: role of species composition and altitudinal-temperature gradient, Environ. Sci. Technol., 40, Nizzetto L., Cassani C., Di Guardo A. (2006). Deposition of PCBs in Mountains: The Forest Filter Effect of Different Forest Ecosystem Types. Ecotoxicol. Environ. Saf., 63, pp Nizzetto L, Stroppiana D, Brivio P. A, Boschetti M, Di Guardo A. (2007). Tracing the fate of PCBs in forest ecosystems. J. Environ. Monit., 9, pp Nizzetto L., Pastore C., Liu X., Camporini P., Stroppiana D., Herbert B., Boschetti M., Zhang G., Brivio P. A., Jones K. C., Di Guardo A. (2008) Accumulation parameters and seasonal trends for PCBs in temperate and boreal forest plant species, Environ. Sci. Technol., 42, Nizzetto L., Jarvis A., Brivio P.A.,. Jones K.C., Di Guardo A. (2008) Seasonality of air-forest canopy POP exchange, Environ. Sci. Technol. 42,

8 Concentrazione di PCB in suoli forestali naturali Moeckel C., Nizzetto L., Di Guardo A., Steinnes E., Freppaz M., Filippa G., Camporini P., Benner J., Jones K.C. (2008) Persistent organic pollutants in boreal and montane soil profiles: distribution, evidence of processes and implications for global cycling,: Environ. Sci. Technol. 42,

9 Diossine/furani in Campania Indagine geostatistica e modellistica (insieme a Giuseppe Raspa, La Sapienza) Ricostruzione della contaminazione diffusa Ricostruzione dei fingerprinte associazione delle fonti di emissione Modellizzazione delle potenziali emissioni *

10 Il sito SIN Brescia Caffaro Per impostare una campagna di Bioremediation occorre rispondere ad alcune domande Qualisono i contaminanti presenti e che caratteristiche hanno? Come sono arrivati? Come sono distribuiti nello spazio?

11 Caratteristiche ambientali di PCB, Diossine/Furani e Mercurio PCB Prodotti industrialmente per circa 50 anni, teoricamente 209 congeneri, alcune decine in formulazioni commerciali, miscele di congeneri a diverso numero di atomi di cloro (es. tri, tetra, penta, esa, epta, octa, nona, deca) Generalmente poco mobili, persistenti nell ambiente e bioaccumulabili Alcuni di essi (12), per la loro struttura chimica planare hannotossicitàanaloga a quella di diossine furani PCB-DL Diossine e Furani Prodotti indesiderati in alcune produzioni industriali e combustioni: 75 congeneri di diossine e 135 di furani Solo 7 diossine + 12 Furani hanno tossicitàelevata uso di TEQ per valutare la tossicità Comportamento ambientale simile a quello dei PCB Mercurio Metallo pesante, deriva da lavorazioni industriali ma anche da fonti naturali Presente nell ambiente in diverse forme (specie) Mobilità dipende dalle specie, alcune poco mobili, altre molto di più(volatili) Sostanza tossica, si bioaccumula negli organismi (es. metil mercurio)

12 Miscele di PCB (Aroclor e Fenclor) I più comunemente misurati (ICES PCB): PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 138, PCB 153, PCB 180 (3 Cl) (4 Cl) (5 Cl) (6 Cl) (6 Cl) (7 Cl)

13 Dati esistenti sulla contaminazione SiCon Brescia, 8 febbraio Nel 2002 PCB, diossine/furani e mercurio sono stati misurati da ARPA nei suoli agricoli L analisi ha evidenziato zone a varie concentrazioni, molte delle quali superiori agli attuali limiti per le zone residenziali e spesso delle zone industriali PCB Diossine/furani Mercurio

14 SiCon 2014 Necessità - Brescia, 8 febbraio di maggiori conoscenze sui contaminanti presenti Concentrazioni ARPA disponibili come PCB totali, manca il dettaglio per i singoli congeneri (es, importanza degli altoclorurati vs. bassoclorurati) Importante per valutare presenza di congeneri poco biodegradabilie biodisponibili Importante per valutare efficacia degradativa Occorre poi valutare l eventuale presenza di altre sostanze (contaminanti) in grado di inibire gli organismi degradatori e/ole piante (es. fungicidi)

15 Presenza del PCB 209 (decaclorobifenile) SiCon Brescia, 8 febbraio Necessitàdi maggiori conoscenze sui contaminanti presenti Nel 2002 non è stato misurato il PCB 209 (decalorobifenile), che nel frattempo è stato trovato come congenere prevalente in alcuni suoli (es. Campo Calvesi* 2008; PCB 209 tra 63 e 71 % della miscela) e in alcune rogge** (2006) Altri dati suolo*** (2013), con campione composito a maglie di 20x20 m mostrano valori di PCB totali compresi fra 0.04 e 5.18 mg/kg e diossine/furani tra 9 e 544 ng I- TEQ/kg. * Istituto Superiore di Sanitàet al., (2008) Bonifica di suolo contaminato da composti quali PCB, diossine e altri composti organici mediante tecnica di bioremediation assistita: Studio di fattibilità in campo **ARPA BS (2006) risultati della caratterizzazione delle rogge in comune di Castelmella *** CCR (Ispra) e Universita Cattolica del Sacro Cuore (2013) Diossine, furani e PCBs in suoli superficiale della Lombardia - seconda fase

16 SiConMODELLO Brescia, 8 febbraio Come sono arrivati nel suolo agricolo? via rogge (acqua/solidi sospesi) da rogge via aria da aria Da ASL et al. (2008) SITO D INTERESSE NAZIONALE BRESCIA CAFFARO ED ALTRE AREE INQUINATE NEL COMUNE DI BRESCIA RISULTATO DELLE INDAGINI SANITARIE ED AMBIENTALI AL 30 APRILE 2008

17 SiCon Brescia, 8 febbraio Necessità di maggiore dettaglio spaziale Concentrazioni ARPA misurate con campioni compositi presi in maglie di 150 x 150 m Per le attivitàdi sperimentazione ed il progetto di bonifica il dettaglio spaziale deve essere superiore necessarie nuove indagini per: orientare la sperimentazione della tecnologia di bonifica, ovvero fornire gli elementi perchési tenga debitamente conto della natura dei contaminanti, delle loro concentrazioni e della loro variabilità spaziale trasferire i risultati della sperimentazione (se positivi) su tutta l area (di sperimentazione) in maniera tale da ottenere una mappa della decontaminazione attesa in funzione del tempo.

18 Attività in corso- Fase 1 Identificazione dei contaminanti presenti. Questa fase di campionamento serve a identificare la composizione dei contaminanti presenti nei suoli e indicativamente dei livelli di concentrazione per PCB, Diossine e altri clorurati (come DDT, chlorotalonil, clorobenzeni ecc.), oltre al mercurio e altri metalli. 1 2 Domande a cui rispondere quali congeneri di PCB, diossine e furani quali altre sostanze e a che ordine di grandezza di concentrazione

19 Attività in corso- Fase 2 Verifica dell andamento della contaminazione con la profondità. Questa fase serve a valutare l andamento della contaminazione dei terreni lungo la profondità: a) 0-10 cm b) cm c) cm d) cm e) cm f) cm g) cm legata all utilizzo del suolo (arato, prato stabile ecc.) dipende da modalità di arrivo e durata della contaminazione indagata la zona potenzialmente oggetto di bioremediation

20 Attività in corso- Fase 3 Ricostruzione tridimensionale della contaminazione. Questa fase èdestinata alla realizzazione di una campionatura sistematica della contaminazione nelle tre zone di sperimentazione e alla esecuzione delle relative analisi, con i cui dati costruire un modello numerico della contaminazione Necessaria per : Pianificare interventi di bonifica in zone a diversa contaminazione (livello e tipologia) Valutare scelta specie vegetali da impiegare Valutare strategia di bioremediation: Phyto- verso Rhizo-remediation

21 Grazie per l attenzione! ANTONIO DI GUARDO Università degli Studi dell Insubria, Dip. Scienza ed Alta Tecnologia (Como) antonio.diguardo@uninsubria.it