Linee guida 9. Linee Guida per il collaudo di scavi per interventi di bonifica on-site e off-site

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1 Linee guida 9 Linee Guida per il collaudo di scavi per interventi di bonifica on-site e off-site

2 Presidente: Assessora all Ambiente e Parco Sud: A cura della: Direttore Centrale: Coordinamento: Supporto tecnico e redazionale: Filippo Luigi Penati Bruna Brembilla Direzione centrale risorse ambientali Renzo Compiani Luca Raffaelli Delia Grossrubatscher, Paola Raimondi, Simona Rizzi Università degli Studi di Milano Dipartimento di Scienze della Terra A. Desio Giovanni Pietro Beretta, Roberta Pellegrini Questa pubblicazione è frutto della convenzione in atto tra la Provincia di Milano e l Università degli Studi di Milano 2004 by Provincia di Milano

3 LINEE GUIDA PER IL COLLAUDO DI SCAVI PER INTERVENTI DI BONIFICA ON-SITE E OFF-SITE INDICE 1. PREMESSA REVISIONE DELLA DOCUMENTAZIONE ACQUISIZIONE DEI DATI DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI DI QUALITÀ DEI DATI Definizione delle aree da campionare Procedure di raccolta e conservazione dei campioni Selezione degli analiti da ricercare PIANO DI CAMPIONAMENTO Ubicazione dei campioni Campionamento sistematico casuale Campionamento sistematico Campionamento stratificato...12 Metodo di campionamento Scelta del numero di campioni PIANO DI ANALISI RACCOLTA DEI CAMPIONI CAMPIONAMENTO PUNTUALE CAMPIONAMENTO COMPOSITO Formazione di un campione composito Limiti del campionamento composito Decisioni sulla base dei risultati analitici sui campioni compositi CAMPIONAMENTO DEL SUOLO IN FALDA CONTROLLO DI QUALITÀ NELLE OPERAZIONI DI CAMPIONAMENTO ED ANALISI REDAZIONE DEL PIANO DI COORDINAMENTO E SICUREZZA ELABORAZIONE E RAPPRESENTAZIONE DEI DATI LA RAPPRESENTAZIONE DEI DATI Rappresentazione dei punti di campionamento Azioni per aree con valori superiori al valore limite BIBLIOGRAFIA

4 1. PREMESSA Tramite le presenti linee guida si è voluto individuare un percorso da seguire per la verifica del fondo e delle pareti di uno scavo, a seguito della rimozione di terreno contaminato durante gli interventi di bonifica on-site o off-site. In entrambi i casi è prevista la rimozione del terreno contaminato tramite escavazione ed il successivo trattamento e/o smaltimento in discarica. Gli enti di controllo prima di eseguire le verifiche finali di fondo scavo valuteranno la conformità dello stesso al progetto definitivo approvato ed autorizzato che dovrà descrivere anche le procedure di controllo concordate con gli enti in termini di modalità e tempi di esecuzione, standard analitici da utilizzare e modalità di rappresentazione dei risultati. La Provincia, al completamento delle attività previste dal progetto approvato ed al termine di tutte le verifiche condotte, accertato il raggiungimento degli obiettivi di bonifica, emetterà una certificazione di avvenuta bonifica dell area, ai sensi dell art.12 del D.M. 471/99, secondo i contenuti del relativo Allegato 5. Nelle presenti linee guida, per la valutazione dei risultati raggiunti dopo le attività di bonifica, si utilizzerà un criterio deterministico, in accordo con quanto previsto dalla normativo vigente. Infatti il D.M. 471/99 all art. 2 definisce: b - Sito Inquinato: sito che presenta livelli di contaminazione o alterazioni chimiche, fisiche o biologiche del suolo o del sottosuolo o delle acque superficiali o delle acque sotterranee tali da determinare un pericolo per la salute pubblica o per l'ambiente naturale o costruito. Ai fini del presente decreto è inquinato il sito nel quale anche uno solo dei valori di concentrazione delle sostanze inquinanti nel suolo o nel sottosuolo o nelle acque sotterranee o nelle acque superficiali risulta superiore ai valori di concentrazione limite accettabili stabiliti dal presente regolamento; Sono peraltro individuabili delle particolari condizioni nelle quali è possibile associare ad un criterio deterministico anche un criterio statistico. Pertanto, per l implementazione di una procedura per le verifiche finali delle aree di scavo, è stato individuato un percorso operativo che si sviluppa secondo la Tabella 1 di seguito riportata. 4

5 Tabella 1: iter operativo per le verifiche finali delle aree di scavo. Fase 1 Revisione della documentazione (Cap. 2) Definizione degli obiettivi di qualità dei dati (Cap 3.1) Definizione aree da campionare Procedure di raccolta e conservazione campioni Selezione degli analiti da ricercare Fase 2 Piano di campionamento (Cap 3.2) Ubicazione dei campioni Scelta del numero di campioni Piano di analisi (Cap. 3.3) Fase 3 Raccolta dei campioni (Cap. 4) Campionamento puntuale Campionamento composito Campionamento del suolo in falda Fase 4 Elaborazione e rappresentazione dei dati (Cap. 5) 5

6 2. REVISIONE DELLA DOCUMENTAZIONE Per poter pianificare al meglio le operazioni di campionamento ed analisi delle superfici di scavo, è opportuno avere una conoscenza complessiva del problema e acquisire delle informazioni più aggiornate e dettagliate possibile su come lo stesso è stato affrontato. Si devono quindi revisionare accuratamente il Piano di Caratterizzazione del sito ed il Progetto Definitivo di Bonifica. Altre fonti d informazione, possono essere costituite dalle relazioni della Direzione Lavori e del Collaudatore, dai rapporti di sopralluoghi eseguiti da parte degli Enti durante le fasi d indagine e di scavo, che permettono nel loro complesso di conoscere anche eventuali problemi insorti durante le operazioni. Si devono conoscere le ubicazioni esatte di tutti i campionamenti eseguiti (planimetrie con ubicazione dei punti di campionamento), la profondità raggiunta dai sondaggi, le procedure di raccolta dei campioni utilizzate, gli intervalli campionati, i contaminanti ricercati, la loro concentrazione, il metodo di elaborazione dei dati, la destinazione d uso dell area e tutti quegli elementi che sono stati utilizzati per la formulazione del modello concettuale definitivo del sito. Di seguito si elencano brevemente gli elementi che si dovrebbero conoscere prima di redigere il piano di campionamento ed il piano di analisi: informazioni relative alla geologia, idrogeologia ed idrologia del sito; dettagli relativi al metodo di campionamento, localizzazione dei punti e descrizione sintetica delle metodiche analitiche; risultati delle analisi chimiche svolte per la caratterizzazione e individuazione dei contaminanti presenti, della loro concentrazione, delle loro caratteristiche tossicologiche e fisico - chimiche; eventuali carte con elaborazione e rappresentazione della distribuzione dei contaminanti nel sito; individuazione di eventuali opere di messa in sicurezza di emergenza o permanente; planimetrie di dettaglio del Progetto Definitivo di Bonifica con indicazioni sulla geometria degli scavi e planimetrie di dettaglio con indicazione dei sottoservizi presenti; destinazione d uso del sito (per valutare correttamente il parametro di riferimento con cui confrontare i contaminanti); potenziali bersagli e recettori dell inquinamento (personale che opera sul sito, popolazione che occuperà il sito in futuro, ecc.). 6

7 3. ACQUISIZIONE DEI DATI Di seguito si illustrano i criteri da adottare per l esecuzione di un piano di campionamento a verifica del raggiungimento degli obiettivi di bonifica di un intervento in sito mediante scavo e rimozione del terreno contaminato. Gli elementi principali da considerare per redigere il piano di campionamento per la verifica del raggiungimento degli obiettivi di bonifica (Allegato 1, DM 471/99) sono: l estensione dell area dello scavo, le caratteristiche del terreno scavato, la tipologia del contaminante, la strategia di campionamento, il numero di campioni da raccogliere, gli analiti da ricercare nonché le metodiche analitiche da utilizzare Definizione degli obiettivi di qualità dei dati Gli obiettivi sono le procedure ed i criteri che devono essere definiti come guida operativa nel processo di campionamento ed analisi dei dati. E la prima fase nella valutazione del successo di una bonifica sul fondo e sulle pareti di scavo Definizione delle aree da campionare Il sito, in caso sia stato interessato da attività diverse per tipo di inquinanti o per caratteristiche litologiche dei terreni interessati, deve essere suddiviso in aree di campionamento che possibilmente, dovranno essere più omogenee possibile, relativamente al tipo contaminante rilevato ed alle litologie presenti. Questo tipo di suddivisione deve essere effettuato prima dell escavazione, mantenendo separati gli scavi con caratteristiche differenti; ciò consente anche la più facile separazione dei terreni con caratteristiche litologiche e di contaminazione diverse e quindi una gestione più agevole dei materiali movimentati Procedure di raccolta e conservazione dei campioni Per quanto riguarda la raccolta e la conservazione dei campioni è necessario specificare dettagliatamente le attrezzature che saranno utilizzate e gli strumenti di conservazione sia in cantiere che in laboratorio. Ci si deve attenere a quanto specificato al riguardo nel D.M. 471/99, Allegato 2 Procedure di riferimento per il prelievo e l analisi dei campioni - Modalità di prelievo, conservazione e trasporto dei campioni Selezione degli analiti da ricercare Per ogni area di campionamento si dovranno specificare le sostanze da analizzare in laboratorio, in base alle indagini svolte. Gli analiti saranno quelli per cui si sia riscontrato 7

8 un superamento del valore limite durante la fase di caratterizzazione e pertanto quelli per i quali si rende necessario l intervento di bonifica. Ad esempio, se in un area con contaminazione da metalli con origine non riconducibile a isolati centri di pericolo si è verificato il superamento del valore limite in tre sub-aree per tre elementi diversi (As, Cd e Pb), a seguito della rimozione per scavo dei terreni contaminati si dovrà verificare il raggiungimento degli obiettivi di tutti i parametri. Si veda ad esempio la Figura 1: nella prima fase (I), una volta individuate le sorgenti di contaminazione, si progettano le aree di scavo; successivamente (II) si effettuano gli scavi separatamente per ogni tipo di contaminante; (III) si prepara il piano di campionamento per il fondo scavo (in questo caso campionamento sistematico con maglia 20 x 20 m); infine (IV) si selezionano gli analiti da ricercare in ciascuno scavo, che sono quelli riscontrati come contaminanti in tutta l area oggetto di bonifica. Nel caso in cui si individuino contaminazioni di origine puntuale (cabine elettriche, pozzi perdenti, serbatoi, ecc.) è possibile selezionare tra gli analiti da ricercare nei campioni di verifica quelli specifici della contaminazione (es. PCB per le cabine elettriche, o la sostanza contenuta nel serbatoio). Ovviamente tale criterio è applicabile solo se non si verificano condizioni di contiguità o sovrapposizione degli scavi con caratteristiche di contaminazione differenti. Nel caso invece di rimozione di rifiuti o di verifiche di interventi di bonifica su impianti di trattamento acque è necessario ricercare tutti gli analiti considerati in fase di caratterizzazione e rilevati sull area. Vista la complessità dell identificazione degli analiti da ricercare in relazione allo specifico intervento di bonifica realizzato è opportuno che nell ambito del progetto definitivo di bonifica valutato in sede di conferenza venga dettagliato per ogni singolo scavo il protocollo analitico da adottare in fase di verifica finale. Al termine di questa fase di definizione degli obiettivi di qualità dei dati, si passa alle fasi di preparazione del piano di campionamento e del piano di analisi Piano di campionamento La scelta del piano di campionamento è estremamente importante, in questo capitolo si presentano alcuni criteri che guidano alla scelta del piano di campionamento migliore per ogni tipo di area e successivamente alla scelta del piano di analisi. Secondo i criteri indicati anche dal D.M. 471/99, Allegato 2, si possono presentare due principali strategie per l ubicazione dei punti di sondaggio e prelievo, la scelta è basata sulla caratterizzazione e sul modello concettuale del sito e può essere mirata a verificare le ipotesi formulate in fase di caratterizzazione riguardo alla presenza di contaminanti o alle caratteristiche ambientali del sito: maglia ragionata: tale tipo di maglia viene utilizzata in presenza di contaminazioni localizzate e/o di contaminanti con particolari caratteristiche organolettiche; 8

9 maglia statistica: la scelta della localizzazione dei punti è effettuata sulla base di un criterio di tipo statistico, ad esempio sulla base di una griglia predefinita; questa scelta è da preferirsi ogni volta che le dimensioni dell area di scavo, la scarsità di informazioni sul sito o le caratteristiche specifiche (organolettiche) dei contaminanti non permettano di prevedere la localizzazione più probabile dei residui di contaminazione. Pb Scavo 1 As Scavo 2 Cd Individuazione aree contaminate Scavo 3 Esecuzione degli scavi I II As, Pb, Cd As, Pb, Cd Piano di campionamento III As, Pb, Cd Piano di analisi IV Figura 1: esempio di selezione degli analiti da ricercare per il collaudo del fondo scavo e delle pareti. Fase (I) progettazione aree di scavo; Fase (II) esecuzione scavi; Fase (III) preparazione piano di campionamento; Fase (IV) selezione degli analiti da ricercare Il campionamento e le analisi dovranno essere effettuate in modo da fornire un campione il più possibile rappresentativo della reale concentrazione dei contaminanti nello spazio. Nel presente contesto ci si riferisce sempre alla raccolta di campioni puntuali in terreno insaturo, mentre per quanto riguarda il campionamento in terreno saturo e per la creazione di campioni compositi, sono necessarie alcune specifiche che ne regolano l applicazione (cfr. Cap. 4.2). 9

10 Ubicazione dei campioni L ubicazione dei punti di campionamento si basa sulla predeterminata distribuzione degli inquinanti (caratterizzazione) e sui tipi di suoli incontrati. Il campionamento ragionato generalmente consente il prelievo di un minor numero di campioni, a parità di accuratezza del risultato, mentre il campionamento statistico potrà essere utilizzato nel caso non vi siano evidenze di residui di contaminazione. Per entrambi i tipi di campionamento, vengono di seguito specificati i diversi criteri di ubicazione dei campioni da prelevare dal fondo e dalle pareti degli scavi. Per il campionamento ragionato i campioni vanno raccolti dove è più probabile che il terreno sia contaminato o dove vi siano evidenze organolettiche della presenza di contaminanti. Le informazioni minime di cui si deve disporre per redigere un adeguato piano di campionamento ragionato sono le seguenti: vie di diffusione preferenziali del contaminante, aree sorgente, suoli con colorazioni o caratteristiche organolettiche anomale, variazioni litologiche, tipi di contaminanti implicati. Per il campionamento statistico, a seconda della strategia scelta, i campioni vanno raccolti disponendo una griglia regolare secondo una delle tipologie di campionamento di seguito elencate. campionamento sistematico casuale; campionamento sistematico; campionamento per aree (stratificato); In ciascuna di queste strategie esiste una componente di casualità che consente di ottenere risultati accettabili da un punto di vista probabilistico. Ad esempio il campionamento sistematico è casuale nella scelta dell origine degli assi della griglia di campionamento. Il campionamento ragionato non consente di estrapolare i dati all intero sito e per questo motivo ne è consigliato l utilizzo solamente nel caso di contaminazioni localizzate o in presenza di contaminanti con caratteristiche organolettiche individuabili. Di seguito vengono descritte brevemente le singole strategie di campionamento statistico Campionamento sistematico casuale Il campionamento sistematico casuale consiste nella raccolta arbitraria di campioni all interno di confini definiti dell area interessata. Questo è un sistema per stimare la una concentrazione rappresentativa dei contaminanti all interno di ogni singola cella della maglia. Per quanto riguarda il fondo scavo si considera una cella di riferimento massima di 20 x 20 m; per le pareti si considera la proiezione della maglia sulle pareti, con la creazione di celle di altezza variabile a seconda della profondità dello scavo (da 1 a 5 m) e di lunghezza massima 20 m (Figura 2). 10

11 Punti di campionamento fondo Punti di campionamento pareti Figura 2 Esempio di schema di campionamento del fondo e delle pareti di scavo con campionamento sistematico casuale ai fini della verifica del raggiungimento degli obiettivi progettuali (i cerchi azzurri rappresentano i campionamenti di fondo scavo, i quadrati verdi quelli delle pareti) La scelta arbitraria dei punti di campionamento nella cella implica che la scelta di ciascun punto debba essere indipendente dall ubicazione di tutti gli altri punti, permettendo così a ciascun punto all interno dell area di avere la stessa probabilità di essere scelto. Questo tipo di campionamento consente l isolamento di celle che possono richiedere ulteriori interventi Campionamento sistematico Consiste nel suddividere l area utilizzando una maglia quadrata con celle di dimensioni massime 20 x 20 m, effettuando i campionamenti ai nodi o al centro della maglia. Si seleziona l origine e la direzione della griglia utilizzando un punto iniziale casuale (Figura 3). Per le pareti vale quanto specificato per il campionamento sistematico casuale. Da quel punto si costruisce un sistema di assi cartesiani a coordinate assolute o relative e si procede alla costruzione della maglia. La distanza tra i nodi della maglia è determinata dalle dimensioni dell area da campionare e dal numero di campioni da raccogliere. Le dimensioni della maglia andranno scelte in base alla geometria del problema ad esempio, se i contaminanti hanno una diffusione nello spazio sistematica, la maglia dovrà essere adattata (es. perdite da giunture di tubazioni, con giunture spaziate regolarmente ogni 5 m e griglia di campionamento con maglia di lato corrispondente a 5 o multipli di 5 m). 11

12 Punti di campionamento fondo Punti di campionamento pareti Figura 3 Esempio di schema di campionamento del fondo e delle pareti di scavo con campionamento sistematico ai fini della verifica del raggiungimento degli obiettivi progettuali (i cerchi azzurri rappresentano i campionamenti di fondo scavo, i quadrati verdi quelli delle pareti) Campionamento stratificato Questo metodo consiste nel suddividere il sito oggetto di bonifica in aree più piccole chiamate strati, sulla base di dati analitici precedenti. Ogni strato deve essere più omogeneo del sito considerato nella sua interezza. Campioni in matrice ghiaiosa Campioni in matrice sabbiosa Figura 4 Esempio di schema di campionamento del fondo e delle pareti di scavo con campionamento stratificato casuale ai fini della verifica del raggiungimento degli obiettivi progettuali (i cerchi rappresentano i campionamenti di fondo scavo, i quadrati quelli delle pareti) 12

13 Gli strati possono essere definiti sulla base di vari fattori tra cui la profondità di campionamento, i livelli di concentrazione dei contaminanti, le aree sorgente della contaminazione, la composizione litologica (Figura 4), ecc.. I punti di campionamento devono essere poi scelti all interno di ogni singola area omogenea (strato). Anche all interno di ogni strato si dovrà considerare una maglia massima di campionamento pari a 20 x 20 m ed all interno di ciascuna cella si dovrà disporre di almeno 1 dato puntuale. In Tabella 2 sono riassunti i vari tipi di approccio al campionamento e sono indicati i più adatti a seconda degli obiettivi. Tabella 2: Confronto tra i principali approcci al campionamento (U.S. Environmental Protection Agency, 1991) Scopi del Metodo di campionamento campionamento Ragionato Casuale stratificato Griglia sistematica Sistematico casuale Stabilire il rischio a 3 Identificare sorgenti a 3 Estensione contaminazione Opzioni trattamento o smaltimento Confermare avvenuta bonifica b b 1 1 Metodo preferito 2 Metodo accettabile 3 Metodo moderatamente accettabile 4 Metodo meno accettabile a Dovrebbe essere utilizzato previa selezione analitica sul campo b Preferibile solo quando esistono dei trend noti Per quanto riguarda le pareti esistono casi in cui non è di fatto possibile il prelievo di campioni dalle pareti stesse. Questo può accadere in presenza di scavi molto profondi o in materiali sciolti, dove le pareti vengono attrezzate con opere di sostegno (palancole, ecc.). In questi casi le pareti interessate vengono collaudate tramite l esecuzione di un sondaggio all esterno dello scavo, eseguito il più vicino possibile alla parete dello scavo. Alternativa a tale metodo è rappresentata dalla realizzazione di verifiche in corrispondenza dell allineamento dell opera di sostegno al fine di caratterizzare già in questa fase, i terreni esterni all area di scavo prevista. Una volta scelta la strategia di campionamento, si deve rappresentare l ubicazione dei punti di campionamento. Per un campionamento statistico (non ragionato) è necessaria un attenta ubicazione di ogni punto di campionamento, al fine di ottenere una buona rappresentatività dei campioni. Esistono numerosi metodi per ubicare in campo i punti di campionamento. Un metodo relativamente semplice per ubicare punti casuali consiste nell uso di una bussola e di un nastro o asta graduata, mantenendo un punto fisso di riferimento. Se i punti devono essere precisi si può utilizzare un sistema di posizionamento GPS. Dopo aver raccolto i 13

14 campioni è opportuno marcare ciascun punto con un asta permanente infissa nel terreno per consentire una facile identificazione delle ubicazioni Scelta del numero di campioni Si forniscono nelle tabelle sottostanti indicazioni sul numero minimo di campioni di terreno da effettuare sullo scavo, sulla base dello sviluppo areale del fondo e delle pareti. Il numero minimo di campioni da prelevare sul fondo e sulle pareti degli scavi è indicato nelle Tabelle 3 e 4 rispettivamente. Per quanto riguarda le pareti, si considera solo lo sviluppo areale della singola parete. Fa eccezione il caso di scavi particolarmente piccoli, con superficie totale delle pareti < 40 mq, per i quali si dovrà prelevare un numero di campioni totale dalle pareti compreso tra 1 e 4. Solo in casi particolari nei quali il terreno contaminato oggetto di escavazione e rimozione è caratterizzato da distribuzioni omogenee e su vaste aree, è possibile dare corso al campionamento di verifica finale secondo un criterio di ubicazione dei campioni di tipo sistematico (casuale o non). In tale caso potrà essere applicata l indicazione di effettuare almeno un campione all interno di ogni cella di 20X20 m, in relazione alle dimensioni dello scavo. Quale ulteriore indicazione si deve tenere conto dei casi di bonifiche con misure di sicurezza, che prevedono l implementazione di un analisi di rischio e quindi possono identificare valori obiettivo di CRA (Concentrazione Residua Ammissibile) diversificati per il terreno superficiale e quello profondo. In questi casi, per quanto riguarda le pareti dello scavo, oltre al numero di campioni normalmente previsto, si dovrà disporre di almeno un dato all interno del primo metro di profondità dal piano campagna ( suolo superficiale ), per ogni 20 m lineari di parete. Se le aree bonificate prevedono la presenza di recettori particolarmente vulnerabili (ad esempio parco giochi bimbi) può essere cautelativo, disporre di dati specifici del primo metro di terreno. Tabella 3: campionamento ragionato a fondo scavo Area fondo scavo (m 2 ) Numero di campioni < > campione ogni 250 m 2 di incremento di superficie 14

15 Tabella 4: campionamento pareti scavo Per gli scavi con superficie totale delle pareti < 40 m 2, si deve prelevare un numero di campioni totale per le pareti compreso tra 1 e 4. Scavi con profondità 2 m Area singola parete (m 2 Numero campioni ) Scavi con profondità > 2 m Area singola parete (m 2 Numero campioni ) * * * * * * * * * > campione ogni 250 m 2 > *+ 1 campione ogni 250 m 2 * di cui almeno uno superficiale di incremento di superficie di incremento di superficie Nel caso gli scavi abbiano una geometria complessa, come ad esempio un fondo scavo con profondità diverse, il conteggio del numero di campioni da prelevare andrà effettuato secondo le seguenti modalità: per il fondo scavo ogni superficie a profondità diversa va considerata come un singolo fondo scavo (Figura 5); per le pareti, si dovrà considerare come parete ogni singola superficie con sviluppo planare (Figura 5). Nell esempio in Figura 5 si può osservare uno scavo con superficie di fondo totale di 600 m 2, con zone a profondità differente: in particolare una superficie di 100 m 2 profonda 5 m, una di 200 m 2 profonda 4 m ed una di m profonda 2 m. Per il calcolo del numero di campioni a fondo scavo, ciascuna superficie va considerata a se, quindi per l area con fondo scavo a 2 m di profondità si dovrà prelevare un numero minimo di 5 campioni, per l area con fondo scavo a 4 m di profondità un numero minimo di 4 campioni e per l area con fondo scavo a 5 m di profondità un numero minimo di 2 campioni. Per quanto riguarda le pareti, deve essere considerata come tale ciascuna singola superficie a sviluppo planare, pertanto nel caso di Figura 5 lo scavo comprende 8 pareti. Per il calcolo del numero di campioni si considera la superficie totale di ogni singola parete e, nel caso delle pareti come la parete 1, avente aree a profondità 2 m e aree a profondità superiore, si considera il numero di campioni più cautelativo, quindi la parte destra della Tabella 4. 15

16 Pianta fondo scavo Sezioni pareti Parete 1 Parete 1 90 mq = 4 campioni (di cui almeno 1 superficiale) Parete 2 Parete 8 Parete 6 Parete 7 Parete 4 Parete mq = 4 campioni (di cui almeno uno superficiale) Parete 5 Parete 3 Parete 2 40 mq = 2 campioni Profondità fondo scavo 2 m (area 300 mq) Profondità fondo scavo 5 m (area 100 mq) Profondità fondo scavo 4 m (area 200 mq) Parete 4 90 mq = 4 campioni (di cui almeno uno superficiale) Parete 5 Parete 6 Parete 7 Parete 8 20 mq 20 mq 10 mq 30 mq 1 campione 1 campione 1 campione 3 campioni (di cui almeno 1 superficiale) Figura 5 esempio di calcolo del numero di campioni per scavi con geometria irregolare In funzione anche della complessità e della particolare morfologia e sviluppo dello scavo realizzato, potranno essere valutate congiuntamente agli Enti di controllo delle soluzioni differenti al fine di semplificare le procedure di verifica finale Piano di analisi Le verifiche finali delle attività di bonifica devono consentire di accertare lo stato qualitativo dei terreni, individuando qualitativamente e quantitativamente le eventuali contaminazioni residue presenti sulle superfici di scavo. Per questo è fondamentale rispettare tutti i criteri di qualità per il campionamento e per l analisi dei campioni. I laboratori delle Agenzie Regionali per la protezione ambientale sono gli Enti preposti alla verifica analitica dei campioni di terreno, in una misura generalmente limitata al 10% dei campioni totali raccolti e alla validazione delle analisi condotte dai laboratori accreditati di Parte. Il piano di analisi deve essere definito prima di iniziare le operazioni di campionamento. 16

17 Al fine di ottimizzare le operazioni di campionamento e mirare le successiva analisi di laboratorio è necessario conoscere per ogni singolo scavo i relativi obiettivi di bonifica (Tabelle 1 e 2 dell Allegato 1 al D.M. 471/99) o CRA (concentrazioni residue ammissibili) in caso di bonifica con misure di sicurezza e adozione di analisi di rischio. Si tenga presente che l obiettivo di bonifica può essere altresì identificato, mediante uno studio di una popolazione naturale di riferimento, con la definizione di un nuovo valore limite, qualora il progetto definitivo di bonifica accerti che l area oggetto di intervento presenti già un naturale arricchimento di determinate sostanze nei valori del fondo naturale (quali per es. metalli pesanti). Si rimanda per approfondimenti alle Linee guida per la determinazione dei Valori del Fondo Naturale nell ambito della bonifica di siti contaminati redatte a cura della Provincia di Milano. Si segnala inoltre che in talune situazioni è possibile che lo scavo di bonifica interessi porzioni di aree con diversa destinazione d uso. Durante le verifiche finali si dovrà quindi valutare l opportunità di diversificare, secondo le indicazioni fornite nei paragrafi precedenti, le fasi di campionamento in relazione a tale evenienza, infittendo ad esempio i prelievi e segnalando l obiettivo di bonifica più restrittivo per la successiva fase di analisi. 17

18 4. RACCOLTA DEI CAMPIONI Le fasi di campionamento rappresentano uno degli aspetti più delicati e critici nella valutazione dell ottenimento degli obiettivi di bonifica di un sito. La raccolta dei campioni deve essere pianificata in tutti i suoi aspetti, definendo: le attrezzature da utilizzare per il campionamento ed il loro funzionamento, le schede di campionamento e le modalità d identificazione dei campioni. Per quanto possibile, in questa fase il campionamento va effettuato seguendo le stesse procedure e cautele utilizzate durante la fase di caratterizzazione iniziale del sito. Ci si deve attenere a quanto specificato al riguardo nel D.M. 471/99, Allegato 2 Procedure di riferimento per il prelievo e l analisi dei campioni - Modalità di prelievo, conservazione e trasporto dei campioni. Nel caso di campionamento a fondo scavo e lungo le pareti i campioni devono essere prelevati direttamente sul fondo dello scavo e sulla superficie delle pareti, eliminando la parte più superficiale di terreno (25 cm nei casi più comuni; 50 cm nel caso di composti volatili), soprattutto se rimasta esposta a lungo agli agenti atmosferici. Per le pareti i prelievi vanno condotti operando dalla parete e non dall alto, attenendosi alle misure di sicurezza necessarie. E ovviamente possibile procedere all acquisizione del campione di terreno mediante altri sistemi di indagine (es. carotaggi/microcarotaggi, geoprobe, saggi con escavatore, campionatori manuali, etc.) in relazione all accessibilità e alla logistica degli scavi medesimi e alle proprietà fisico-chimiche delle sostanze oggetto di bonifica e di identificazione. Il campionamento va effettuato in condizioni meteorologiche favorevoli (in assenza di vento o pioggia). Inoltre i campioni, prima di essere posti nei contenitori, vanno omogeneizzati miscelati, per ridurre al minimo possibile le discrepanze tra i risultati analitici dovute alla disomogeneità dei campioni. Tale azione deve essere ovviamente ridotta al minimo o evitata del tutto in caso di presenza di sostanze volatili Campionamento puntuale Il campione deve essere confezionato scartando in campo, dopo quartatura, i ciottoli ed il materiale grossolano. Solo qualora sussista il dubbio che anche tali frazioni grossolane contribuiscano alla contaminazione, risulta necessario comprenderle nel campionamento ed in fase di analisi procedere secondo quanto previsto all 1 del D.M. 471/99, dando corso anche alle verifiche sulla frazione maggiore dei 2 mm mediante test di eluizione. I campioni che dovranno essere analizzati per la determinazione di volatili, dovranno essere prelevati tramite l ausilio di carotieri provvisti di fustella porta campione che, una volta estratta ed eventualmente divisa per la formazione di controcampioni, dovrà essere sigillata alle due estremità con cera paraffinica. 18

19 La formazione dei campioni da inviare ad analisi deve avvenire al momento del campionamento del materiale in modo da impedire la perdita di rappresentatività del campione stesso. A tal proposito si sottolinea l esigenza di adottare opportune modalità di campionamento nel caso della verifica della presenza di composti organici volatili (VOC); per il riferimento allo stato dell arte e alla letteratura disponibile si veda ASTM D ed USEPA È importante inoltre prestare attenzione, tra un campionamento ed il successivo, alla pulizia delle attrezzature, che dovrà essere eseguita con mezzi o detergenti compatibili con i materiali e le sostanze di interesse, per evitare fenomeni di contaminazione incrociata o perdita di rappresentatività del campione Campionamento composito Il campionamento composito consiste nell unire fisicamente più campioni in un unico campione tramite miscelazione e omogeneizzazione, secondo procedure da seguire scrupolosamente per evitare errori. Per ridurre al minimo le possibilità di errore nell utilizzo dei campioni compositi, è necessario che le procedure di raccolta e conservazione dei campioni vengano preventivamente specificate nel piano di campionamento, soprattutto al fine di garantire una buona miscelazione del campione composito. La formazione di campioni compositi è da effettuarsi solo in casi particolari e comunque non per verifiche sulla presenza di VOC. L utilizzo del campionamento composito è tendenzialmente applicabile se si verificano le seguenti casistiche: tipo di contaminante: si deve essere in presenza di elementi o composti contaminanti che non presentino evidenze organolettiche di contaminazione che potrebbero giustificare o richiedere verifiche più rappresentative mediante campionamento puntuale. tipo di sorgente: la contaminazione deve essere di tipo diffuso, cioè non essere collegata ad una sorgente puntuale; tipo di litologia: la litologia deve essere uniforme per quanto riguarda le aliquote che andranno a comporre lo stesso campione. Nel caso su una parete affiorino litologie diverse si dovrà ottenere almeno un dato per ciascuna litologia. Il campionamento composito deve essere limitato a celle non superiori a 20 x 20 m per quanto riguarda il fondo scavo ed a celle non superiori a 20 m di lunghezza per le pareti. Per ogni cella si dovrà disporre di almeno 1 dato ricavato dalla composizione di più aliquote. Nella suddivisione in celle ogni parete deve essere considerata singolarmente e separatamente dal fondo scavo, disponendo così di almeno 1 dato analitico per ciascuna parete e per il fondo. 19

20 Sia per ogni cella (20 x 20 m) di fondo scavo, sia per ogni cella ( 20 m lineari) per singola parete di scavo Per ogni cella (fondo scavo o pareti) il campione composito dovrà essere formato da almeno 3 aliquote e genericamente fino a 5 aliquote. Nel caso di pareti con litologie differenti sulla verticale, dovranno essere eseguiti campioni compositi specifici per ogni litologia. (Figura 6). Punti di raccolta delle aliquote per il campione composito Punti di raccolta delle aliquote per il campione composito nel terreno ghiaioso Punti di raccolta delle aliquote per il campione composito nel terreno sabbioso Parete dello scavo Fondo dello scavo Parete dello scavo Fondo dello scavo Figura 6 Schema delle modalità di campionamento in un terreno con matrice omogenea (A) ed in un terreno stratificato (B) Sulle pareti potrà essere effettuato un campionamento di tipo composito, solo se è stato accettato tale criterio anche per il fondo scavo. Ovviamente se le condizioni della parete fanno ritenere un campionamento puntuale maggiormente rappresentativo delle diversificazioni litologiche presenti, su tale superficie di scavo verrà eseguito il campione puntuale. Quindi se sul fondo scavo viene effettuato un campione puntuale, tale criterio dovrà essere esteso anche al campionamento delle pareti. (Tabella 5). Tabella 5: schema di effettuazione del campionamento composito su fondo e pareti dello scavo FONDO Puntuale Composito PARETE Puntuale Puntuale Composito Solo se in presenza di omogeneità litologica Nel D.M. 13 settembre 1999 (Approvazione dei Metodi ufficiali di analisi chimica del suolo ) si esprime la possibilità di effettuare campioni compositi solo per le aree omogenee. In particolare si parla del campionamento in una zona presunta omogenea di più aliquote per la formazione di uno o più campioni per l analisi, rappresentativi del livello medio e/o delle caratteristiche in esame. In ogni caso si deve rispettare la regola di non miscelare mai terreni di diversa natura. 20

21 Formazione di un campione composito Per formare un campione composito è necessario omogeneizzare adeguatamente il campione, dopo aver unito tutte le aliquote che comporranno il campione, a loro volta preventivamente omogeneizzate, si omogeneizza il tutto mediante l ausilio di attrezzatura adeguata e pulita (palette in acciaio inox, palette usa e getta in PVC, etc). Si opera tramite quartatura, ripetendo ogni fase 5 volte, fino a completa omogeneizzazione del campione. Per suddividere un campione in più aliquote da conservare ed analizzare separatamente (parte + enti) è necessaria un omogeneizzazione preliminare come prima descritto. Successivamente si riempiono i contenitori delle aliquote contemporaneamente, mettendo aliquote alternate nei contenitori del campione omogeneo fino a completo riempimento. I campioni compositi danno un idea della concentrazione media dei contaminanti su un certo numero di campioni. Bisogna comunque operare con una certa cautela. Si deve innanzitutto specificare il metodo di scelta delle aliquote da comporre ed il fattore di composizione. Il fattore di composizione è il numero di aliquote che verranno composte in un campione unico. Ovviamente ogni singola aliquota che andrà a comporre il campione deve essere uguale alle altre in termini di volume o peso. Fintanto che, non si dispone dei risultati analitici relativi al campione composito, è utile che vengano conservate adeguatamente le singole aliquote che lo hanno costituito Limiti del campionamento composito Nel caso in cui la contaminazione residua non sia distribuita in maniera uniforme sulla superficie di riferimento, è possibile che la formazione di campioni compositi possa generare una sorta di diluizione dei contaminanti. Se si dovesse procedere all analisi delle singole aliquote che costituiscono il campione composito, si potrebbero evidenziare concentrazioni anche superiori ai limiti obiettivo che invece sul campione composito rientrano nei limiti. Questa considerazione permette di ritenere il campionamento composito non applicabile a situazioni di contaminazione residua di estensione limitata (puntuale e locale). Inoltre al fine di non pregiudicare la significatività del campione composito, è fondamentale garantire un efficace omogeneizzazione delle diverse aliquote a formazione del campione composito Decisioni sulla base dei risultati analitici sui campioni compositi Qualora il risultato analitico del campione composito indichi un superamento delle concentrazioni obiettivo di bonifica, si ipotizzano le seguenti successive azioni. Decisione di intervento: estensione dello scavo in corrispondenza dell intera maglia rappresentata dal campione composito effettuato. Successivo nuovo ricampionamento secondo la medesima strategia (campione camposito) o mediante più campionamenti puntuali. 21

22 Decisione di intervento mirato: apertura ed analisi delle totalità delle singole aliquote conservate. Individuazione della aliquota o delle aliquote con concentrazioni superiori ai limiti; intervento di estensione di scavo in corrispondenza delle sub aree attribuite alle aliquote non conformi. Nuova operazione di collaudo sull intera maglia originaria secondo la medesima strategia (campione camposito) o mediante più campionamenti puntuali. Qualora l analisi delle singole aliquote non individui situazioni di superamento dei limiti (esempio per problemi disomogeneità dei campioni), si dovrà dare corso a una delle seguenti possibili azioni: apertura della terza aliquota del campione composito originario per valutazione quantitativa delle discrepanza tra composito e aliquote, estensione di escavazione sull intera maglia rappresentata dal campione composito effettuato ed esecuzione di un nuovo campionamento di tipo composito esecuzione di un nuovo campionamento dello scavo mediante prelievo di tipo puntuale 4.3. Campionamento del suolo in falda In alcuni casi può capitare che il fondo dello scavo si trovi, anche solo stagionalmente, al di sotto del livello della falda. Ci si trova quindi ad operare in un contesto, per il quale sono necessarie procedure di campionamento particolari. Innanzitutto è necessario specificare che in questo caso si dovrà prelevare almeno un campione di acque presenti nello scavo ed i risultati analitici andranno confrontati con quelli della Tabella 2 dell Allegato 1 al D.M. 471/99. Il numero di campioni di suolo dal fondo scavo tendenzialmente deve essere pari a quello che si preleverebbe in condizioni normali. Quindi la preparazione del piano di campionamento e l ubicazione dei punti di prelievo saranno possibilmente simili a quelle indicate nel cap Le analisi andranno poi effettuate sui campioni di suolo così prelevati: - sia sulla frazione < 2 mm come si opera per campioni di terreno (risultato da confrontare con la Tabella 1 dell Allegato 1 al D.M. 471/99); - sia sull eluato per quanto riguarda la frazione > 2 mm (risultato da confrontare con la Tabella 2 dell Allegato 1 al D.M. 471/99). Per la raccolta dei campioni, la scelta del tipo di campionatore deve tenere conto della ampiezza, profondità e natura del substrato dell area da campionare. Se ci si trova in aree di scavo relativamente piccole e con acqua poco profonda, il campionamento può essere effettuato direttamente con l uso di una benna ed il prelievo diretto del campione dal sedimento così raccolto. 22

23 4.4. Controllo di qualità nelle operazioni di campionamento ed analisi Il DM 471/99 indica alcune procedure per il controllo di qualità in tutte le operazioni di campo e di laboratorio; la documentazione che la parte deve fornire agli enti e le procedure a cui si deve attenere sono le seguenti: registro per la raccolta organizzata delle informazioni di campo (giornale dei lavori): localizzazione del sito, tempistica delle operazioni svolte, scopo delle attività e quant altro serva a descrivere univocamente le operazioni svolte; identificazione univoca dei campioni: data, ora e luogo del prelievo, denominazione del campione, profondità di prelievo e temperatura di campionamento, modalità di conservazione, analisi richiesta, tipo di contenitore, capacità, sistema di chiusura, grado di pulizia, ecc.; numero dei punti di misura, numero sottocampioni, numero repliche delle analisi; quantità di campione raccolta, in relazione al numero ed alla tipologia dei parametri da determinare (e quindi metodologie analitiche da adottare); precisione delle determinazioni analitiche; misure di sicurezza per gli operatori (rischi di contatto con gli inquinanti, rischio di ingestione accidentale, rischio da inalazione, rischi dovuti alle attrezzature utilizzate, rischi dovuti a radiazioni, ecc.) ed equipaggiamento di sicurezza necessario; pulizia e decontaminazione delle attrezzature di campionamento (modalità e sostanze utilizzate); modalità di contenimento, trasporto e conservazione dei campioni, tramite apposizione di cartellini con diciture annotate con penna ad inchiostro indelebile, da riportare sul verbale di campionamento che potrà essere redatto in analogia con quanto previsto dalla normativa in materia di rifiuti; protocollo di campionamento e analisi, descrizione delle procedure di campionamento e di analisi; modalità di elaborazione, presentazione ed archiviazione dei dati. Nel giornale dei lavori andranno riportate tutte le attività svolte ed andranno archiviate le schede di campionamento, il Piano di Sicurezza e Coordinamento (PSC) delle attività ai sensi del D. Lgs. 626/94. Tutte le operazioni svolte in campo dovranno attenersi a quanto specificamente concordato con gli Enti per quanto riguarda il collaudo di fondo scavo e delle pareti. Le analisi chimiche eseguite dal laboratorio di Parte in contraddittorio con l ARPA, dovranno essere condotte garantendo l applicazione delle stesse metodiche analitiche, al fine di permettere la concordanza fra i dati ottenuti dai differenti laboratori. E necessario pertanto il laboratorio di Parte si uniformi alle metodiche analitiche utilizzate dal laboratorio ARPA di riferimento. 23

24 Viene specificato nel D.M. 471/99: L elaborazione dei risultati analitici deve esprimere l incertezza del valore di concentrazione determinato per ciascun campione: la deviazione standard per ogni valore di concentrazione determinato, da confrontarsi con i valori di concentrazione limite accettabili, è stabilita al 10% Redazione del piano di coordinamento e sicurezza Le attività di campionamento devono seguire le stesse procedure di sicurezza della fase di investigazione iniziale, quindi attenendosi al Piano di Coordinamento e Sicurezza (PCS) ai sensi del D. Lgs. 626/94. Nel PCS va riportato l elenco delle persone presenti in cantiere, con le loro funzioni e responsabilità, in particolare è indispensabile il nominativo del responsabile di cantiere e (se persona diversa) del responsabile alla sicurezza di cantiere. Inoltre devono essere indicati i numeri di telefono d emergenza del cantiere e di pubblico utilizzo. Nel PCS vanno descritti il sito ed il programma delle attività, oltre ai potenziali rischi a cui sono soggetti gli operatori. Vanno indicati anche i rischi potenziali dovuti all esposizione a sostanze tossiche e nocive per la salute umana, ed una lista delle sostanze presenti con relativa classificazione di pericolosità (si possono utilizzare le banche dati nazionali disponibili su WEB, quali quella dell Istituto Superiore di Sanità ). Nel PCS vanno indicati i dispositivi di protezione individuale (DPI) in base alle specifiche sostanze presenti. In particolare i dispositivi devono provvedere alla protezione: dell apparato respiratorio, degli occhi e della pelle. In caso di presenza di composti organici volatili o di composti molto tossici si può consultare la norma UNI Guida alla scelta e all uso degli apparecchi di protezione delle vie respiratorie. In ogni caso i filtri respiratori utilizzati devono essere certificati secondo le norme EN 141 (protezione gas, vapori e combinati) e EN 134 (protezione polveri). Infine nel PCS deve essere descritto l eventuale programma di sorveglianza sanitaria necessaria per la tutela della salute dei lavoratori. Dove richiesto o indispensabile si deve utilizzare uno spogliatoio bianco/nero, che prevede un percorso obbligato degli operatori per evitare il contatto con il materiale contaminato. Lo spogliatoio ha due locali separati da una zona docce. Il personale deve poter uscire totalmente decontaminato al termine del lavoro. Ci sarà un primo locale di equipaggiamento, dotato di due accessi, uno adiacente all'area di lavoro e l'altro adiacente al locale doccia. Un apposito contenitore deve essere sistemato in questa zona per permettere agli operatori di riporvi il proprio equipaggiamento prima di passare al locale doccia. La doccia sarà accessibile dal locale equipaggiamento e dallo spogliatoio incontaminato. Il locale spogliatoio avrà un accesso dall'esterno (aree incontaminate) ed un'uscita attraverso la zona docce. Il locale dovrà essere munito di armadietti per consentire agli operatori di riporre gli abiti puliti al loro ingresso dall'esterno. 24

25 5. ELABORAZIONE E RAPPRESENTAZIONE DEI DATI Nell ambito di interventi di bonifica mediante escavazione e rimozione del terreno contaminato, al fine di acquisire tutti gli elementi utili e necessari a valutarne la conclusione e il raggiungimento degli obiettivi, è necessario che l operatore descriva nel dettaglio le operazioni di collaudo/verifica finale condotte. Dalla descrizione di dettaglio delle attività di controllo eseguite, si passerà quindi ad una fase di valutazione dei risultati ottenuti, mediante la compilazione di tabelle riepilogative e di cartografie di sintesi degli scavi collaudati. Nella fase descrittiva delle attività svolte si dovranno sviluppare i criteri di campionamento adottati (campione composito o puntuale, numero di campioni, profondità), dettagliare le eventuali evidenze di campo o le limitazioni di tipo logistico all esecuzione di determinati campionamenti. Le tabelle di sintesi e le cartografie di dettaglio saranno di ausilio a tale descrizione. Quindi dalla valutazione organica e complessiva di tali strumenti di elaborazione e rappresentazione dei dati, si passerà alla fase di interpretazione del dato che permetterà di sostenere il raggiungimento degli obiettivi di bonifica o in alternativa di disporre ulteriori interventi di bonifica e di successivo nuovo campionamento. 5.1 La rappresentazione dei dati Per quanto riguarda la rappresentazione dei dati derivati dal collaudo/verifica finale è opportuno rendere disponibili elaborati cartografici con indicati i punti di campionamento, contrassegnati dalla sigla del campione. Ulteriori informazioni da editare sulla medesima cartografia o su altre saranno la profondità di campionamento, le concentrazioni rilevate e/o le concentrazioni superiori ai limiti per le diverse sostanze ricercate. Una scelta cartografica di immediata lettura può essere rappresentata dall attribuzione di uno specifico colore ai punti risultati eccedenti i limiti di riferimento Rappresentazione dei punti di campionamento Per la rappresentazione dei punti di campionamento e dei risultati analitici si deve rendere disponibile una planimetria complessiva di tutta l area con riportati tutti gli scavi eseguiti; la scala della planimetria dovrà essere 1:1000 per le aree oggetto di bonifica con superficie > 1000 m 2 e 1:500 per le aree oggetto di bonifica con superficie < 1000 m 2. Inoltre dovranno essere fornite planimetrie per singoli scavi e le relative sezioni di parete, a scala di massima compresa tra 1:100 e 1:500. Su ciascuna planimetria va indicata la maglia di campionamento utilizzata per il collaudo dello scavo e l ubicazione e la sigla di ogni singolo campione prelevato e analizzato in fase di collaudo. Alla rappresentazione analitica (cartografia con valori di concentrazione misurati), risulta molto utile sovrapporre una rappresentazione utilizzando diversi colori per rappresentare i punti di campionamento, come nel caso di Figura 7: 25