Caratterizzazione e messa in sicurezza permanente di una discarica dismessa di R.S.U.

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1 Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Università di Catania Caratterizzazione e messa in sicurezza permanente di una discarica dismessa di R.S.U. con presenza di acquifero Geol. Rocco Gibilras Ing. Gianluca Longo Ing. Daniele Zito Prof. Ing. Federico G. A. Vagliasindi (fvaglias@dica.unict.it)

2 Contesto territoriale Siti potenzialmente contaminati (D.M. 471/99) in Sicilia Classificazione per Tipologie di Siti Sicilia : 1009 siti potenzialmente contaminati (Regione Sicilia, aprile 2003) Aree industriali dismesse Aree industriali esistenti Discariche Abbandoni Depositi Non specificato

3 Contesto territoriale Siti potenzialmente contaminati (D.M. 471/99) in Sicilia Classificazione per Tipologie di Siti Depositi 3% Abbandoni 16% Non specificato 7% Aree industriali dismesse 1% Aree industriali esistenti 1% Discariche 72%

4 Contesto territoriale Siti potenzialmente contaminati (D.M. 471/99) in Sicilia Verifiche in corso 6% Rifiuti inerti 8% Rifiuti speciali 14% Rifiuti pericolosi 10% R.S.U. 62%

5 Caso di Studio Discarica dismessa di c.da Pilacane, Niscemi (CL) Si tratta di un rilevato di R.S.U. di H variabile tra 10 m e 20 m; Superficie dell area interessata dai rifiuti pari a circa m 2 Volume dei rifiuti circa m 3 Periodo di abbancamento

6 Commissariamento Regione Sicilia Ordinanza n del 31 maggio 1999 (1) Con il D.P.C.M. del 22 gennaio 1999 viene dichiarato lo stato di emergenza per la gestione dei rifiuti nella regione Sicilia a causa dei ritardi degli enti interessati nell adempimento delle direttive del D.L. 22/97. Il Ministro dell Interno delegato al coordinamento della protezione civile, con l ordinanza n del 31 maggio 1999 (modificata ed integrata dalle ordinanze 3048 del 31/3/2000, 3072 del 21 luglio 2000, 3136 del 25/5/2001, 3190 del 22/3/2002, 3220 del 15 giugno 2002, 3334 del 23 gennaio 2004, 3354 del 7 maggio 2004) nomina il presidente della regione Sicilia commissario delegato per la predisposizione del piano di gestione dei rifiuti e delle bonifiche delle aree inquinate di cui all articolo 22 della legge 5 febbraio 1997, n. 22, di un piano di interventi di emergenza per la gestione dei rifiuti urbani nonché per la realizzazione degli interventi necessari per far fronte alla situazione di emergenza.

7 Caso di Studio Contesto normativo di riferimento ITER PROGETTUALE NORMATIVA DATA Piano della Caratterizzazione Piano di Investigazione Iniziale Progetto preliminare Piano di Investigazione di Dettaglio Analisi di rischio Progetto Operativo di Messa in Sicurezza Permanente Adeguamento del Progetto Operativo di Messa in Sicurezza Permanente a Progetto Esecutivo (norm. LL.PP.) D.M. 471/99 D.M. 471/99 D.L. 152/06 D.L. 152/06 D.L. 152/06 D.P.R. 554/99 etc.. Agosto Ottobre 2005 Marzo Ottobre 2006 Marzo Ottobre 2006 Dicembre Aprile 2007 Dicembre Aprile 2007

8 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale ID. SONDAGGIO SN 1 SN 2 SN 3 PN 1 PN 2 PN 3 PN 4 PN 5 PROFONDITÀ (m)

9 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Al fine delle determinazioni analitiche sono stati prelevati: 3 campioni di SUOLO per ciascun sondaggio per un totale di 24 campioni; 1 campione di acque sotterranee per ciascun piezometro e per il pozzo a valle per un totale di 6 campioni. Al fine di valutare la stabilità dei terreni di base e degli abbancamenti di R.S.U.: sono stati prelevati 5 campioni indisturbati di terreno; sono state effettuate prove di campo (S.P.T., C.P.T., down hole e prove di permeabilità) su cinque sondaggi.

10 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Esiti delle indagini: formazioni geologiche riscontrate ID. SONDAGGIO SN1 SN2 PROFONDITÀ SONDAGGIO (m) SPESSORE STRATO DI R.S.U. (m) 8,0 10,2 TIPOLOGIA SUBSTRATO - Sabbia di colore giallo ocra a tratti limosa intercalata a livelletti centimetraci calcarenitici PROFONDITÀ LIVELLO DI FALDA RISPETTO AL P.C. (m) falda non presente falda non presente SN ,6 Calcarenite di pezzatura decimetrica con livelletti sabbiosi centimetrici falda non presente PN1 PN2 PN3 PN4 PN ,8 17,5 - - Sabbia debolmente limosa Sabbia di colore giallo ocra Sabbia di colore giallo ocra Sabbia addensata di colore giallo ocra Calcarenite giallastra di pezzatura decimetrica 8,3 13,97 18,09 8,94 7,72 SUBSTRATO PERMEABILE PRESENZA DI FALDA: non è stato possibile, a causa della base topografica disponibile, ricostruire con un livello di dettaglio accettabile per l andamento della falda sotterranea.

11 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Esiti delle indagini: caratterizzazione chimica dei campioni di suolo Analiti ricercati: amianto, arsenico, cadmio, cobalto cromo totale, cromo VI, ferro, mercurio, nichel, piombo, rame, selenio, stagno, vanadio, zinco, benzene, etilbenzene, toluene, xilene, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), idrocarburi C 12, idrocarburi C>12, cianuri. Valori limite di riferimento: essendo l area destinata ad Impianti di interesse generale e comune-zona F si è fatto riferimento ai valori limite di concentrazione riportati nella Tab.1 col. B-Siti ad uso commerciale e industriale del D.M.471/99; Superamenti riscontrati: in corrispondenza dei punti di indagine PN1, PN3, PN4 e PN5 sono stati riscontrati dei superamenti delle concentrazioni limite per l arsenico (valore di concentrazione limite per siti con destinazione d uso commerciale e industriale pari a 50 mg/kg ss).

12 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Valori di concentrazione di ARSENICO riscontrati nei suoli Valori di concentrazione rilevati VCL Tab.1 Col. A VCL Tab.1 Col. B Valore di concentrazione (mg/kg) SN1/C1 SN1/C2 SN1/C3 SN2/C1 SN2/C2 SN2/C3 SN3/C1 SN3/C2 SN3/C3 PN1/C1 PN1/C2 PN1/C3 PN2/C1 PN2/C2 PN2/C3 PN3/C1 PN3/C2 PN3/C3 PN4/C1 PN4/C2 PN4/C3 PN5/C1 PN5/C2 PN5/C3 Campione

13 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Esiti delle indagini: caratterizzazione chimica dei campioni di acqua di falda Analiti ricercati: alluminio, arsenico, cadmio, cobalto cromo totale, cromo VI, ferro, mercurio, nichel, piombo, manganese, rame, selenio, zinco, ammoniaca, cloruri, fluoruri, azoto nitroso, azoto nitrico, solfati, fosfati, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), idrocarburi totali, fenoli, cianuri, N organico, solventi clorurati, oli minerali, tensioattivo MBAS, solventi organici aromatici, benzene, etilbenzene, toluene, xilene; Valori limite di riferimento: valori limite di concentrazione per le acque sotterranee riportati nella Tab.2 del D.M.471/99; Superamenti riscontrati: sono stati riscontrati, nei diversi campioni prelevati, superamenti delle concentrazioni limite per le seguenti sostanze: arsenico, piombo, manganese, selenio e solfati.

14 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Valori di concentrazione riscontrati nelle acque Valori di concentrazione rilevati VCL Tab. 2 Valori di concentrazione rilevati VCL Tab. 2 Valore di concentrazione ( μg/l) Piombo Valore di concentrazione ( μg/l) Manganese PN1 PN2 PN4 PN5 Pozzo a valle PN1 PN2 PN4 PN5 Pozzo a valle Campione Campione Valori di concentrazione rilevati VCL Tab. 2 Valori di concentrazione rilevati VCL Tab. 2 Valore di concentrazione ( μg/l) Selenio PN1 PN2 PN4 PN5 Pozzo a valle Valore di concentrazione ( mg/l) Solfati PN1 PN2 PN4 PN5 Pozzo a valle Campione Campione

15 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Valori di concentrazione di ARSENICO riscontrati nelle acque

16 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Esiti delle indagini: caratterizzazione geomeccanica dei campioni indisturbati Prove effettuate: analisi granulometriche per setacciatura, analisi granulometriche per sedimentazione, limiti di consistenza, determinazioni del contenuto naturale d acqua, determinazioni del peso apparente e del peso reale, prove edometriche, prove di taglio diretto e prove triassiali di tipo U-U. Possibili fenomeni di rottura: rotture che si verificano nell ambito del corpo dei rifiuti (maggiore probabilità): frequentemente associato al collasso di un fronte esterno della discarica per mancanza di sostegno laterale (sollecitazioni di taglio > resistenza del materiale); rotture che si estendono ai terreni d imposta (minore probabilità): sono fenomeni di instabilità sicuramente più importanti che riguardano masse maggiori di materiale.

17 Piano della Caratterizzazione (D.M. 471/99) Piano di investigazione iniziale Attività integrative Al fine di individuare con maggiore dettaglio la falda acquifera presente venivano selezionati 5 pozzi (Pozzo 1 Pozzo 5) tutti ricadenti in un raggio massimo di circa 400 m dalla discarica. Tali punti di controllo si aggiungevano ai piezometri (PN1 PN5) già realizzati in fase di attuazione del Piano di Investigazione Iniziale. Le concentrazioni di arsenico nei pozzi privati sottoposti a campionamento risultano tutte inferiori alla concentrazione limite prevista dal D.M. 471/99 per le acque sotterranee. È stata riscontrata una contaminazione da ferro, manganese e solfati. Dalle analisi dei campioni di acque prelevate dai piezometri PN1-PN5 risulta confermata la contaminazione da arsenico, piombo, manganese e solfati. Riscontrata anche una contaminazione da ferro ed una leggera contaminazione da cadmio.

18 Piano della Caratterizzazione (D.L. 152/06) Piano di investigazione di dettaglio 11 punti di sondaggio di cui 8 attrezzati a piezometro (PN6-PN13) PROFONDITÀ 35 m

19 Piano della Caratterizzazione (D.L. 152/06) Piano di investigazione di dettaglio Esiti delle indagini: caratterizzazione chimica dei campioni di suolo Analiti ricercati: residuo a 105 C, residuo a 600 C, ph, Arsenico, Cadmio, Cobalto, Cromo totale, Mercurio, Nichel, Ferro, Piombo, Manganese, Rame, Selenio, Stagno, Vanadio, Zinco, Idrocarburi pesanti C>12, Amianto; Valori limite di riferimento: Concentrazioni Soglia di Contaminazione (C.S.C.) per il suolo del D.L. 152/2006; Superamenti riscontrati: in corrispondenza di tutti i punti di indagine, ad eccezione del PN 6, sono stati riscontrati dei superamenti delle concentrazioni limite per l arsenico (C.S.C. siti ad uso commerciale/industriale pari a 50 mg/kg ss).

20 Piano della Caratterizzazione (D.L. 152/06) Piano di investigazione di dettaglio Valori di concentrazione di ARSENICO riscontrati nei suoli ARSENICO Valore di Concentrazione (mg/kg ss) As C.S.C. Tab. 1 Col. A As C.S.C. Tab. 1 Col. B SN4B/C1/1 SN4B/C2/8 SN4B/C3/16 SN4B/C4/35 SN5/C1/1 SN5/C2/5 SN5/C3/9 SN5/C4/35 SN6/C1/1 SN6/C2/8 SN6/C3/16 SN6/C4/35 PN6/C1/1 PN6/C2/5 PN6/C3/10 PN6/C4/35 PN7/C1/1 PN7/C2/8 PN7/C3/21 PN7/C4/35 PN8/C1/1 PN8/C2/9 PN8/C3/18 PN8/C4/35 PN9/C1/1 PN9/C2/7 PN9/C3/20 PN9/C4/35 PN10/C1/1 PN10/C2/8 PN10/C3/16 PN10/C4/35 PN11/C1/1 PN11/C2/5 PN11/C3/10 PN11/C4/16 PN11/C5/35 PN12/C1/1 PN12/C2/5 PN12/C3/11 PN12/C4/35 PN13/C1/1 PN13/C2/4 PN13/C3/7 PN13/C4/35 concentrazione (mg/kg ss) campione

21 Piano della Caratterizzazione (D.L. 152/06) Piano di investigazione di dettaglio Esiti delle indagini: caratterizzazione chimica dei campioni di acqua di falda Analiti ricercati: ph, Oli minerali, Conducibilità elettrica, Arsenico, Cadmio, Cobalto, Cromo totale, Mercurio, Nichel, Ferro, Piombo, Manganese, Rame, Selenio, Stagno, Vanadio, Zinco, Solfati, Idrocarburi pesanti C>12, Amianto, Ca ++, Mg ++, Na +, K +, Cl -, SO -- 4, CO 3 (con HCO 3 ), NO - 3 Valori limite di riferimento: Concentrazioni Soglia di Contaminazione (C.S.C.) per il le acque sotterranee del D.L. 152/2006; Superamenti riscontrati: sono stati riscontrati, nei diversi campioni prelevati, superamenti delle concentrazioni limite per le seguenti sostanze: arsenico, ferro, manganese, nichel, piombo, selenio.

22 Piano della Caratterizzazione (D.L. 152/06) Piano di investigazione di dettaglio Valori di concentrazione riscontrati nelle acque 25,0 ARSENICO Valore di Concentrazione (micro g/l) As C.S.C. Tab. 2 concentrazione ( μg/l) 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 PN1 PN2 PN3 PN4 PN5 PN6 PN7 PN8 PN9 PN10 PN11 PN12 PN13 Pozzo n.1 Pozzo 2 a valle Pozzo n.3 Pozzo n.4 Pozzo n.5 campione FERRO Valore di Concentrazione (micro g/l) Fe C.S.C. Tab ,0 700,0 concentrazione ( μg/l) 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 PN1 PN2 PN3 PN4 PN5 PN6 PN7 PN8 PN9 PN10 PN11 PN12 PN13 Pozzo n.1 Pozzo 2 a valle Pozzo n.3 Pozzo n.4 Pozzo n.5 campione

23 Piano della Caratterizzazione (D.L. 152/06) Piano di investigazione di dettaglio Al fine di ricostruire l idrogeologia dell area sono stati monitorati diversi parametri (profondità falda, variazioni chimiche e/o fisiche delle acque, ecc.) ed elaborati con il supporto della ricostruzione dell andamento del substrato impermeabile e dal successivo confronto con i vari diagrammi di comparazione idrochimica, diagrammi di Schoeller- Berkaloff. Sulla base delle elaborazioni effettuate, si è proceduto alla ricostruzione delle isopiezometriche per l area in esame. La direzione di deflusso preferenziale mostra un andamento prevalente da nordest verso sud-ovest. Carta idrogeologica dell area

24 Piano della Caratterizzazione (D.L. 152/06) Piano di investigazione di dettaglio Analiti: Ca++, Mg++, Na+, K+, Cl-, SO4--, HCO3-, NO3- Diagrammi di Schoeller-Berkaloff Permettono di confrontare acque di origine diversa; 1 Gruppo di acque che compongono de alimentano l acquifero: PN1, PN2, PN4, PN5, PN6, PN8, PN10, PN11, P2valle; 2 Gruppo: PN7 e PN9; 3 Gruppo: PN12 e PN13.

25 Analisi di Rischio (D.L. 152/06) Modello Ro.M.E. REASONABLE MAXIMUM EXPOSURE, predisposto dall APAT. Il primo step della metodologia prevede un confronto tabellare della contaminazione osservata nel sito con le concentrazioni limite (CL) dell All. 1 all ex D.M. 471/99. Tali concentrazioni corrispondono alle Concentrazioni soglia di contaminazione (CSC) di cui all Allegato 5 del Titolo V della Parte Quarta del D.Lgs. 152/06. Il secondo step (analisi di rischio di Livello 2) ha lo scopo di calcolare i rischi sito-specifici associati allo stato di contaminazione osservato nel sito e le concentrazioni dei contaminanti, dette residuali, che possono permanere nel sito in alternativa alle CSC. Queste concentrazioni residuali sono definite Limiti di Accettabilità Specifici (LAS) del sito ed hanno lo stesso significato dei Site Specific Target Levels (SSTLs ) della procedura RBCA-ASTM. In riferimento al D.Lgs. 152/06 sono le Concentrazioni soglia di rischio (CSR).

26 Analisi di Rischio (D.L. 152/06) Modello Ro.M.E. Confronto dei valori di concentrazione ritrovati nel suolo con i valori di concentrazione soglia di contaminazione, CSC (Tab. 1 D.M. 471/99).

27 Analisi di Rischio (D.L. 152/06) Modello Ro.M.E. Modello concettuale del Sito

28 Analisi di Rischio (D.L. 152/06) Modello Ro.M.E. Parametri di input parametri della Esposizione umana relativi al recettore Uomo, suddivisi per i residenti (adulti e bambini) ed i lavoratori; Caratteristiche del sito. Si tratta dei parametri generali del sito, di quelli della zona satura e non satura; Parametri chimico-fisici Parametri tossicologici. I valori dei parametri di input sono quelli di default del programma a meno dei valori ricavati nel corso della caratterizzazione (densità secca dell acquifero, porosità, soggiacenza, spessore saturo dell acuifero, spessore di acquifero contaminato dalla fase dissolta, etc..).

29 Analisi di Rischio (D.L. 152/06) Modello Ro.M.E. Esiti dell analisi di rischio Matrice suolo: rischio non accettabile da arsenico e da manganese. Matrice acque sotterranee: Tuttavia la contaminazione da arsenico (sia per il suolo che per la falda) è stata riscontrata, sia a monte che a valle, anche in punti di indagine distanti centinaia di metri dall area interessata dalla presenza dei rifiuti; si può, quindi, concludere che la presenza di arsenico non è imputabile alla discarica.

30 Analisi di Rischio (D.L. 152/06) e Progetto Operativo.. ulteriori rischi Occorre evidenziare che la presenza dei rifiuti produce dei macrofattori di rischio identificabili nelle fughe di percolato dal fondo discarica verso l acquifero sotterraneo o dai versanti, migrazioni di biogas dai versanti o da fessure del terreno, messa a nudo dei rifiuti per fenomeni erosivi connessi all azione delle acque superficiali e/o ad eventi franosi. PROGETTO OPERATIVO DI MESSA IN SICUREZZA PERMANENTE Capping, drenaggio, raccolta e gestione del percolato, captazione e controllo del biogas, regimentazione delle acque superficiali, Rilevati di contenimenti (terre rinforzate). Tutte queste tipologie di intervento sono egualmente efficaci in quanto intervengono spezzando il collegamento tra la sorgente ed i potenziali recettori.

31 Progetto Operativo (D.L. 152/06) Progetto Esecutivo (D.P.R. 554/99) ELENCO ELABORATI ELAB. TITOLO ELAB. TITOLO A Relazione generale N Elenco prezzi B Relazione geologica O Analisi prezzi C Relazione geotecnica P Computo metrico e quadro economico D Corografia Q Schema di contratto e capitolato speciale di appalto E Planimetria generale e carta del rischio idrogeologico (circolare A.R.T.A. n del 22/11/2000) R Cronoprogramma F.1-F.8 Stato di fatto S Quadro dell incidenza della manodopera G.1-G.12 Sistema di copertura finale, di stabilizzazione e di regimentazione delle acque meteoriche T Piano di manutenzione delle opere H.1-H.3 Sistema di raccolta e gestione del percolato U Piano di sorveglianza e controllo I.1-I.2 Sistema di captazione e controllo del biogas V Piano di ripristino ambientale L.1-L.2 Impianto elettrico e di illuminazione Z Piano di sicurezza e di coordinamento M.1-M.5 Recinzione, accesso e box uffici Z.1 Piano di sicurezza e di coordinamento-schede di sicurezza W Piano particellare di esproprio L elenco elaborati rispetta quanto prescritto dal D.L. 152/06 e dalla normativa sui lavori pubblici al fine di..appaltare I LAVORI

32 Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Università di Catania Caratterizzazione e messa in sicurezza permanente di una discarica dismessa di R.S.U. con presenza di acquifero Geol. Rocco Gibilras Ing. Gianluca Longo Ing. Daniele Zito Prof. Ing. Federico G. A. Vagliasindi (fvaglias@dica.unict.it) Grazie! RemTech Remediation Technologies 1 Salone sulle Bonifiche dei Siti contaminati Quartiere fieristico di Ferrara, Settembre 2007