Analisi di rischio complessa, con utilizzo di misure su soil-gas e aria ambiente, nell area di un ex-gasometro contaminata da IPA e BTEX

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1 ECOMONDO RIMINI 5 NOVEMBRE 2014 Seminario: rifiuti e siti contaminati: rischi per i lavoratori e strumenti per le aziende Analisi di rischio complessa, con utilizzo di misure su soil-gas e aria ambiente, nell area di un ex-gasometro contaminata da IPA e BTEX Valentina Accoto - Pierluigi Bullo Nicola De Zorzi - Andrea Sottani Sinergeo S.r.l. Vicenza, Contrà del Pozzetto, 4 Tel Fax info@sinergeo.it pbullo@sinergeo.it asottani@sinergeo.it Andrea Negrin A.I.M. Vicenza Contrà Pedemuro San Biagio, 74 Tel andrea.negrin@aimvicenza.it

2 INDICE Introduzione I gasometri della Bovisa a Milano foto storica Materiali e metodi Risultati Conclusioni 2

3 INTRODUZIONE Storia del sito La produzione di gas di città è stata una attività molto attiva prima dell avvento dell utilizzo della energia elettrica I gasometri di Vienna foto storiche Il gas di città (chiamato anche gas povero) veniva prodotto dalla distillazione del carbon fossile 3

4 INTRODUZIONE Storia del sito Gas di città: gas ottenuto per distillazione del litantrace, che opportunamente scaldato si trasforma in carbone spugnoso (detto coke), liberando nel contempo una miscela di gas che (opportunamente depurata) poteva essere utilizzata per l'illuminazione Miscela di gas fornita ai lampioni: 50% idrogeno, 35% metano, 10% monossido di carbonio e 5% etilene 4

5 INTRODUZIONE Storia del sito 17 maggio 1845: il Comune di Vicenza sottoscrive il contratto con la "Societè civile d'eclairage par le gaz des villes de Padove, Vicenze et Trèvise" per l'illuminazione della città antica, l installazione di 150 fanali a gas e la realizzazione di un primo gasometro di 1000 metri cubi nell'area di San Biagio Il gasometro di Vicenza -mappa del

6 INTRODUZIONE Storia del sito Dopo la nascita dell Azienda Municipalizzata, negli impianti di San Biagio erano presenti 4 forni e 3 gasometri per una capacità complessiva di metri cubi forni I gasometri di Vicenza foto aerea del 1944 gasometri 6

7 INTRODUZIONE Storia del sito Alla fine degli anni 40, con lo sviluppo della metanizzazione, l impiego del carbone venne abbandonato e l'officina del gas di San Biagio venne progressivamente dismessa fino ad essere demolita 7

8 INTRODUZIONE Storia del sito Nell area dell ex gazometro di Vicenza il progetto di riqualificazione ha previsto l impiego dell area come parcheggio scoperto 8

9 INTRODUZIONE Idrogeologia è presente una falda sub-superficiale soggiacenzaèdicirca2metri spessoreparia2metri direzione di flusso verso acque superficiali 9

10 INTRODUZIONE Caratterizzazione ambientale Il sito è stato caratterizzato attraverso l esecuzione di scavi, sondaggi e l installazione di piezometri di monitoraggio della falda. Le indagini hanno individuato nell area centrale le ex vasche di raccolta dei residui di distillazione, nei pressi delle quali sono stati riscontrati superamenti delle CSC ai sensi del D.Lgs 152/06 per alcuni idrocarburi del gruppo aromatico (BTEX e IPA) nelle acquedifaldaeneiterreni. 10

11 INTRODUZIONE Caratterizzazione ambientale S29 Indagini su terreni, acque sotterranee e soil-gas GP07 S27 S28 GP06 PzC S26 GP04 S23 S25 GP05 GP03 S24 PzB S22 S20 S21 S19 S6 S7 S18 S17 GP02 S16 S15 S14 S11 GP01 S1S12 S13 S10gp S2 S5 S4 S3 S9 PzA S8 11

12 INTRODUZIONE Procedimento Per quanto riguarda la falda è stata realizzata una barriera idraulica nei pressi del Punto di Conformità, inoltre nell ambito del procedimento ai sensi del D.Lgs. 152/06 è stata predisposta una analisi di rischio relativa al percorso di inalazione da matrice suolo e acqua di falda rispetto ai frequentatori del sito ed ai residenti nelle immediate vicinanze 12

13 INTRODUZIONE Analisi di rischio primo approccio standard : calcolo del rischio diretto dal suolo e delle CSR risultati: esistenza di un rischio potenziale per inalazione vapori da IPA poco realistici, in quanto ottenuti con parametri e strumenti di calcolo estremamente cautelativi scelta di procedere con un nuovo approccio innovativo più realistico 13

14 INTRODUZIONE Analisi di rischio Protocollo operativo condiviso con gli enti pubblici (ispirato ad altri protocolli, in fase di redazione): calcolodelle CSRinaria serie di campionamenti della matrice aria sia nel sottosuolo (soil-gas) sia nell aria ambiente (verifica diretta) calcolo dei fattori di attenuazione sito specifici suolo-falda/soil-gas aria ambiente analisi backward per il calcolo delle CSR 14

15 MATERIALI E METODI Ubicazione dei punti di prelievo Aria ambiente: circa 1,5 m di altezza dal p.c., strumentazione all interno di contenitori a tenuta e anti danneggiamento: Sorgente: sopra la ex vasca interrata Bianco:10mdaingressonord Zona residenti: 4 m dal confine ovest del parcheggio, in prossimità delle abitazioni lungo il lato occidentale del sito 15

16 MATERIALI E METODI Ubicazione dei punti di prelievo Aria ambiente Punto di campionamento Bianco Punto di campionamento Sorgente Punto di campionamento Zona Residenti 16

17 MATERIALI E METODI Ubicazione dei punti di prelievo Soil gas: strumentazione collegata alla testa pozzo, tramite giunti a tenuta: SG-E: a qualche decimetro dal bordo esterno della parete della ex-vasca(sorgente) SG-D: posto in prossimità degli edifici lungo il lato occidentale del sito(residenti) 17

18 MATERIALI E METODI Ubicazione dei punti di prelievo Soil gas Punto di campionamento SG-E Punto di campionamento SG-D 18

19 MATERIALI E METODI Ubicazione dei punti di prelievo 19

20 MATERIALI E METODI Metodi di campionamento ricerca di BTEX (composti volatili): canister dotati di valvole di regolazione del flusso di riempimento programmato 20

21 MATERIALI E METODI Metodi di campionamento IPA: metodo NIOSH , con filtro in PTFE e fiala in resina XAD-2. Flusso d aria di 2 l/min, alimentazione con batterie portatili 21

22 MATERIALI E METODI Metodi analitici canister: metodo EPA TO filtri e fiale: metodo NIOSH ; determinazioni analitiche secondo il metodo GS-FID/MS, al fine di ridurre al massimo la sensibilità analitica 22

23 MATERIALI E METODI Tempi di campionamento aria ambiente: 24 ore (prelievo medio nell arco di una giornata, condizioni variabili) soil gas: 4 ore (prelievo semi-istantaneo, condizioni nel sottosuolo stazionarie) 23

24 MATERIALI E METODI Monitoraggi ambientali raccolta dei principali indici meteorologici orari dalla stazione meteorologica ARPAV più vicina, in un arco di tempo di alcuni giorni, incentrato sul periodo di campionamento: temperatura precipitazioni direzione del vento intensità del vento 24

25 MATERIALI E METODI Monitoraggi ambientali DATI METEO-CLIMATICI ORARI - STAZIONE METEOROLOGICA ARPAV DI QUINTO VICENTINO 30 Temperatura oraria 12 Piogge orarie intervallo di campionamento intervallo di campionamento Temperatura ( C) Pioggia (mm/ora) /10/ /10/ /10/ /10/ /10/ Data 0 28/10/ /10/ /10/ /10/ /10/ Data Direzione del vento (azimutale) Velocità del vento N360 NN O NO ON 270 O intervallo di campionamento O OS O SO 180 SSO S SSE SE ESE 90 E ENE NE NNE N 0 28/10/ /10/ /10/ /10/ /10/ Data Angolo (gradi) Velocutà del vento (m/s) intervallo di campionamento /10/ /10/ /10/ /10/ /10/ Data 25

26 RISULTATI Monitoraggio ambientale generale stabilità atmosferica escursionetermicatraca.15 Ce20 C assenza di piogge intensitàdelventoquasisempre<1m/s situazione climatica ideale condizioni operative rappresentative e cautelative ai fini dell analisi di rischio dispersione minima dei contaminanti in aria 26

27 RISULTATI Accettabilità in aria(individuale) CSR in aria individuali Classe ID analita RfD inalazione SF inalazione CSR fruitori parcheggio (mg/m 3 ) CSR parcheggio CSR adulti residenziale (mg/m 3 ) CSR bambini residenziale (mg/m 3 ) CSR residenziali mg/kg-d (mg/kg-d)-1 rischio tossico rischio cancerogeno mg/m 3 rischio tossico rischio cancerogeno rischio tossico rischio cancerogeno mg/m 3 Naftalene 8.57E E E E E E-04 Acenaftilene Fenantrene Acenaftene Antracene Fluorene Benzo(a)antracene 2.85E E E E E E E E E E-05 Benzo(a)pirene 3.14E E E E E E E E E E-06 Benzo(e)pirene Benzo(b)fluorantene 2.85E E E E E E E E E E-05 Benzo(g,h,i)perilene 3.00E E E E E E-02 Benzo(k)fluorantene 2.85E E E E E E E E E E-04 Dibenzo(a,i)pirene Dibenzo(a,l)pirene Dibenzo(a,h)pirene Dibenzo(a,e)pirene Indeno(1,2,3-cd)pirene 3.14E E E E E E E E E E-05 Pirene 3.00E E E E E E-02 Crisene 3.00E E E E E E E E E E-03 Benzene 8.55E E E E E E E E E E-04 Etilbenzene 2.85E E E E E E-01 Stirene 2.85E E E E E E-01 Toluene 1.43E E E E E E+00 Xileni 2.00E E E E E E-01 dati database IRIS EPA dati database ISS-ISPESL - revisione maggio 2009 IPA BTEX 27

28 RISULTATI Accettabilità in aria(individuale) Concentrazioni indice in aria: calcolate come differenza tra le concentrazioni rilevate ai punti di esposizione e la componente di fondo naturale, misurata al punto di bianco 28

29 RISULTATI Accettabilità in aria(individuale) Compatibilità tra le concentrazioni indice in aria e le CSR in aria individuali calcolate per i fruitori del parcheggio ed i residenti nelle aree circostanti Concentrazioni indice in aria - punto di misura: parcheggio Concentrazioni indice in aria - punto di misura: abitazioni ID sostanza Cs aria (mg/m 3 ) Cs aria (mg/m 3 ) benzene 1.00E E+00 etilbenzene 1.00E E+00 toluene 4.00E E-04 stirene <2.0E-04 <4.3E-03 xileni (o.m.p) 5.00E E-04 naftalene (canister) 1.00E E-04 Acenaftalene 3.00E-06 <2.0E-06 Acenaftilene 5.80E E+00 Antracene 3.00E E+00 Benzo(a)antracene <2.0E-06 <2.0E-06 Benzo(a)pirene <2.0E-06 <2.0E-06 Benzo(b)fluorantene <2.0E-06 <2.0E-06 Benzo(e)pirene <2.0E-06 <2.0E-06 Benzo(g,h,i)perilene <2.0E-06 <2.0E-06 Benzo(k)fluorantene <2.0E-06 <2.0E-06 Benzo(b,j,k)fluoranteni <2.0E-06 <2.0E-06 Crisene <2.0E-06 <2.0E-06 Dibenzo[a,h]antracene <2.0E-06 <2.0E-06 Fenantrene 8.90E E+00 Fluorantene 2.20E E-06 Fluorene 3.50E E+00 Indeno[1,2,3-cd]pirene <2.0E-06 <2.0E-06 Pirene 1.10E E+00 valori superiori al limite di rilevabilità valori nulli valori inferiori al limite di rilevabilità 29

30 RISULTATI Accettabilità in aria(individuale) Problema: sensibilità strumentale Benzo(a)pirene superiore alla CSR in aria Impossibile confrontare il valore con la corrispondente CSR in aria 30

31 RISULTATI Accettabilità in aria(individuale) Osservazioni: Benzo(a)pirene definito non volatile ai sensi del D.Lgs. 152/06: pressione di vapore e costante di Henry molto basse tipicamente adsorbito al particolato fine e noninfasevapore Ragionevole esclusione del Benzo(a)pirene ai punti di esposizione in aria (parcheggio e prossimità delle abitazioni) 31

32 RISULTATI Accettabilità in aria(cumulata) CSR in aria cumulative calcolate in base al numero dei composti chimici rilevati in aria: parcheggio: n.6 sostanze tossiche: Naftalene, Pirene, Benzene, Etilbenzene, Toluene, Xileni n.1 sostanza cancerogena: Benzene prossimità delle abitazioni: n.3 sostanze tossiche: Naftalene, Toluene, Xileni, n.0 sostanze cancerogene 32

33 RISULTATI Accettabilità in aria(cumulata) CSR in aria cumulative Classe IPA BTEX ID analita RfD inalazione SF inalazione CSR parcheggio CSR residenziali mg/kg-d (mg/kg-d)-1 mg/m 3 mg/m 3 Naftalene 8.57E E E-04 Pirene 3.00E E-01 - Benzene 8.55E E E-02 - Etilbenzene 2.85E E+00 - Toluene 1.43E E E+00 Xileni 2.00E E E-01 33

34 RISULTATI Accettabilità in aria(cumulata) Le concentrazioni di riferimento misurate in aria ai due punti di esposizione (parcheggio e abitazioni) rispettano anche le CSR in aria cumulative 34

35 RISULTATI Calcolo dei fattori di attenuazione sito specifici suolo/soil-gas β1 sg (kg/m 3 )=Cs soil-gas /Cs suolo falda/soil-gas β2 sg (l/m 3 )=Cs soil-gas /Cs acqua Cs suolo ecs acqua :concentrazionirappresentative alla sorgente in suolo insaturo e in acqua sotterranea Cs soil-gas : concentrazioni misuratenelsoil-gas 35

36 RISULTATI Calcolo dei fattori di attenuazione sito specifici soil-gas/aria β air (adim)=cs aria /Cs soil-gas Cs aria e Cs acqua : concentrazioni indice misurate in aria ambiente Cs soil-gas : concentrazioni misuratenelsoil-gas 36

37 RISULTATI Calcolo delle CSR nei terreni e nelle acque sotterranee Le CSR nelle sorgenti di contaminazione nei terreni e nelle acque sono state calcolate con metodo backward, partendo dalle CSR in aria e applicando i fattori di attenuazione sito specifici β1 sg, β2 sg e β air 37

38 RISULTATI Calcolo delle CSR nei terreni e nelle acque sotterranee Formule utilizzate: 38

39 RISULTATI Sintesi assenza di IPA in aria riconducibili alla contaminazione del sottosuolo non significatività dei modelli di volatilizzazione applicati agli IPA pesanti, che determinano una sovrastima del rischio, incompatibilità metodologica di campionamento dei vapori di IPA pesanti 39

40 RISULTATI Sintesi presenza di un sensibile rumore di fondo dei parametri ricercati, derivante da inquinamento antropico cittadino difficoltà a distinguere nel contesto urbano il contributo diffuso da quello legato alla sorgente di contaminazione 40

41 RISULTATI Sintesi le procedure adottate, ed in particolare l applicazione del protocollo descritto, hanno consentito di dimostrare l efficacia ambientale delle azioni correttive, ottimizzando al contempo l impegno economico per la proprietà 41

42 CONCLUSIONI Validazione delle ipotesi di migrazione dei vapori(identificazione della sorgente) gli idrocarburi (tra cui Naftalene) si attenuano di uno/due ordini di grandezza fra il punto di prelievo presso la sorgente e quello più distante gliipanonmostranountrenddefinito 42

43 CONCLUSIONI Validazione delle ipotesi di migrazione dei vapori(confronto con il valore di bianco) il contenuto dei composti volatili nei campioni di aria ambiente è simile fra la posizione di monte (bianco) e quello vicino alla sorgente i campioni di aria ambiente risultano impattati da un contributo esterno a quello oggetto di indagine(ambiente cittadino) 43

44 CONCLUSIONI Verifiche compatibilità analitica(ipa polveri) prelievo di campioni di aria per analisi degli IPA: l impiego di filtri apporta un contributo aggiuntivo riconducibile alle polveri metodo non applicabile per l aria ambiente in contesto urbano Filtri campioni aria ambiente Filtri campioni soil-gas 44

45 CONCLUSIONI Verifiche compatibilità analitica(ipa polveri) IPA (ad eccezione del Naftalene) non campionabili utilizzando i canister (più idonei per il campionamento dei composti volatili), perché composti semivolatili o non volatili: gli IPA non volatili non possono/non devono essere considerati nel percorso di volatilizzazione dal sottosuolo 45

46 CONCLUSIONI Lessons learned selezione di metodi di campionamento idonei a raggiungere i limiti di rilevabilità previsti 46

47 CONCLUSIONI Lessons learned selezione di tempi di campionamento almeno di 24h per il bersaglio residenti (valore medio giornaliero) Dati ARPA Emilia Romagna 47

48 CONCLUSIONI Lessons learned verifica delle interferenze di tipo antropico in ambiente cittadino (impianti di riscaldamento, traffico veicolare) prevedendo un campione di bianco Dati Provincia Bolzano 48

49 CONCLUSIONI Lessons learned nel caso di emissione di soli vapori (assenza di polveri) escludere composti non volatili Tratto da EPA530-D

50 ECOMONDO RIMINI 5 NOVEMBRE 2014 GRAZIE DELL ATTENZIONE 50