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BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATICenni di normativa, caratteristiche Cenni di normativa, caratteristiche degli inquinanti e principali degli inquinanti e principali tecnologie di bonificatecnologie di bonifica
Silvia SbaffoniSilvia Sbaffoni
[email protected]@uniroma1.it
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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La bonificaLa bonifica
Contaminazione del territorio: problema Contaminazione del territorio: problema infrastrutturale e produttivoinfrastrutturale e produttivo
Bonifica: strumento necessario per la Bonifica: strumento necessario per la tutelatutela della salute e delle risorse della salute e delle risorse ambientali e per il ambientali e per il recuperorecupero, la , la valorizzazionevalorizzazione e lo e lo svilupposviluppo socio- socio-economico del territorioeconomico del territorio
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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Evoluzione del quadro normativoEvoluzione del quadro normativo
L. 349/1986L. 349/1986: obbligo di risanamento : obbligo di risanamento (ripristino dei luoghi e liquidazione del (ripristino dei luoghi e liquidazione del danno) solo se l’inquinamento era causato danno) solo se l’inquinamento era causato da comportamenti posti in essere in da comportamenti posti in essere in “violazione di norme o provvedimenti” “violazione di norme o provvedimenti” imputabili solo a titolo di “dolo o colpa”, imputabili solo a titolo di “dolo o colpa”, senza considerare i profili di rischio per la senza considerare i profili di rischio per la salute e per l’ambientesalute e per l’ambiente
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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Evoluzione del quadro normativoEvoluzione del quadro normativo
D.L. 361/1987D.L. 361/1987 ( (L. 441/1987L. 441/1987): predisposizione ): predisposizione da parte delle Regioni di piani regionali di da parte delle Regioni di piani regionali di bonifica da trasmettere al Ministero bonifica da trasmettere al Ministero dell’Ambiente, contenenti:dell’Ambiente, contenenti:– Elenco dei siti da bonificare con le caratteristiche dei Elenco dei siti da bonificare con le caratteristiche dei
contaminanti e l’ordine di priorità degli interventicontaminanti e l’ordine di priorità degli interventi– modalità di bonificamodalità di bonifica– Modalità di smaltimento degli eventuali materiali da Modalità di smaltimento degli eventuali materiali da
asportareasportare– Misure cautelari a carattere di emergenzaMisure cautelari a carattere di emergenza– Elenco dei soggetti a cui compete ciascun intervento Elenco dei soggetti a cui compete ciascun intervento
e gli enti che ad essi devono sostituirsi in caso di e gli enti che ad essi devono sostituirsi in caso di inadempienzainadempienza
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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Evoluzione del quadro normativoEvoluzione del quadro normativo
D.M. 16 maggio 1989D.M. 16 maggio 1989: oltre a fornire : oltre a fornire criteri e linee guida individuò i siti più criteri e linee guida individuò i siti più urgenti a cui destinare i finanziamenti per urgenti a cui destinare i finanziamenti per le indagini e le azioni di risanamentole indagini e le azioni di risanamento
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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Evoluzione del quadro normativoEvoluzione del quadro normativo
D.Lgs. 22/1997 D.Lgs. 22/1997 ee D.M. 471/99 D.M. 471/99::– approccio tabellare con definizione delle approccio tabellare con definizione delle
concentrazioni limite ammissibili (CLA). Un sito concentrazioni limite ammissibili (CLA). Un sito è contaminato se anche un solo parametro è contaminato se anche un solo parametro inquinante presenta concentrazioni superiori inquinante presenta concentrazioni superiori alle CLAalle CLA
– Previste azioni di messa in sicurezza di Previste azioni di messa in sicurezza di emergenza (MISE) e permanente (MISP)emergenza (MISE) e permanente (MISP)
– Utilizzo dell’analisi del rischio per la verifica Utilizzo dell’analisi del rischio per la verifica delle azioni di messa in sicurezzadelle azioni di messa in sicurezza
Concentrazione della sostanza S
Cmconcentrazione misurata nel sito
Cob = CnbConcentrazione della
sostanza SCm
concentrazione misurata nel sito
Cob = Cnb
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Evoluzione del quadro normativoEvoluzione del quadro normativo
D.Lgs. 152/2006D.Lgs. 152/2006: non si limita a : non si limita a raccogliere e riordinare la disciplina raccogliere e riordinare la disciplina precedente, ma interviene modificandone precedente, ma interviene modificandone i contenuti, anche in modo radicale, i contenuti, anche in modo radicale, attraverso nuove previsioni, nuovo riparto attraverso nuove previsioni, nuovo riparto di competenze e modifica degli obiettivi di competenze e modifica degli obiettivi da peseguire.da peseguire.
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
Modifiche introdotte dal D.Lgs. 152/2006:Modifiche introdotte dal D.Lgs. 152/2006:– Mantenimento dell’approccio tabellare con la Mantenimento dell’approccio tabellare con la
definizione delle definizione delle concentrazioni soglia di concentrazioni soglia di contaminazione (CSC)contaminazione (CSC); le CSC servono per ; le CSC servono per definire un sito “potenzialmente contaminato” definire un sito “potenzialmente contaminato” ed avviarne la procedura di caratterizzazioneed avviarne la procedura di caratterizzazione
CLA CSC
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
– Introduzione dell’analisi di rischio sito-Introduzione dell’analisi di rischio sito-specifica, che consente di definire le specifica, che consente di definire le concentrazioni soglia di rischio (CSR)concentrazioni soglia di rischio (CSR), valori di , valori di riferimento per valutare la reale necessità di riferimento per valutare la reale necessità di bonifica, nonché i valori obiettivo della stessabonifica, nonché i valori obiettivo della stessa
Concentrazione della sostanza S
CnbCob
CSR CSC
Concentrazione della sostanza S
CnbCob
CSC CSR
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
1010
D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
Il superamento delle CSC rende Il superamento delle CSC rende obbligatoria solo la caratterizzazione del obbligatoria solo la caratterizzazione del sito e l’analisi di rischio sito-specificasito e l’analisi di rischio sito-specifica
L’analisi del rischio diventa strumento decisionale dello stato di contaminazione
e dell’obbligo di bonifica e messa in sicurezza, in caso di superamento delle
CSR
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
1111
D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
L’approccio tabellare del D.M. 471/99 era L’approccio tabellare del D.M. 471/99 era molto semplice da applicare, era molto semplice da applicare, era conservativo non tenendo conto della conservativo non tenendo conto della situazione specifica del sito e quindi non situazione specifica del sito e quindi non individuava le situazioni di individuava le situazioni di contaminazione ad effettivo rischiocontaminazione ad effettivo rischio
L’utilizzo dell’analisi del rischio era L’utilizzo dell’analisi del rischio era limitata ai casi di bonifica con misure di limitata ai casi di bonifica con misure di sicurezza.sicurezza.
Nel D.Lgs. 152/2006 si cambia prospettiva
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
1212
D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
Nel D.Lgs. 152/2006 la prospettiva della Nel D.Lgs. 152/2006 la prospettiva della tutela ambientale è stata spostata tutela ambientale è stata spostata progressivamente dal valore delle risorse progressivamente dal valore delle risorse ambientali legato al concetto di ambientali legato al concetto di pericolositàpericolosità verso criteri di identificazione verso criteri di identificazione concreta delle soglie di rischio per la concreta delle soglie di rischio per la salute umana, legati alle nozioni di salute umana, legati alle nozioni di rischiositàrischiosità
Il D.Lgs. 152/99 mantiene comunque Il D.Lgs. 152/99 mantiene comunque l’approccio tabellarel’approccio tabellare
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
1313
D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
Nuova disciplina delle “procedure semplificate”Nuova disciplina delle “procedure semplificate” Maggiore rilevanza agli interventi da adottare Maggiore rilevanza agli interventi da adottare
nell’immediato dall’evento di contaminazione, la cui nell’immediato dall’evento di contaminazione, la cui omissione viene sanzionata penalmenteomissione viene sanzionata penalmente
Procedura di urgenza anche per le contaminazioni Procedura di urgenza anche per le contaminazioni storichestoriche
Incentivazione degli accordi di programmaIncentivazione degli accordi di programma Maggiore impegno della P.A. nella ricerca del Maggiore impegno della P.A. nella ricerca del
responsabile dell’evento di contaminazioneresponsabile dell’evento di contaminazione Più tutela del proprietario non colpevole Più tutela del proprietario non colpevole Disciplina transitoria per rimodulare gli interventi in Disciplina transitoria per rimodulare gli interventi in
corsocorso
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1414
D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
Procedure operative e amministrative:Procedure operative e amministrative:– Il responsabile dell’inquinamento deve adottare le misure Il responsabile dell’inquinamento deve adottare le misure
di prevenzione entro 24 ore dall’evento e comunicarlo di prevenzione entro 24 ore dall’evento e comunicarlo agli organi competentiagli organi competenti
– Il responsabile dell’inquinamento deve condurre entro 48 Il responsabile dell’inquinamento deve condurre entro 48 ore dall’evento un’indagine preliminareore dall’evento un’indagine preliminare
– Se le CSC sono superate il responsabile dell’inquinamento Se le CSC sono superate il responsabile dell’inquinamento deve darne notizia al comune e alla provincia ed entro 30 deve darne notizia al comune e alla provincia ed entro 30 giorni presentare il piano della caratterizzazionegiorni presentare il piano della caratterizzazione
– Entro 60 giorni dall’approvazione del piano della Entro 60 giorni dall’approvazione del piano della caratterizzazione si applica l’analisi del rischio sito-caratterizzazione si applica l’analisi del rischio sito-specificaspecifica
– Se le CSR sono superate entro 6 mesi si dall’approvazione Se le CSR sono superate entro 6 mesi si dall’approvazione dell’analisi del rischio si presenta il piano degli interventidell’analisi del rischio si presenta il piano degli interventi
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D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
Nell’ambito della messa in sicurezza, alla MISE Nell’ambito della messa in sicurezza, alla MISE e alla MISP si aggiunge:e alla MISP si aggiunge:– Applicazione del MISE a:Applicazione del MISE a:
Concentrazioni attuali e potenziali dei vapori in spazi Concentrazioni attuali e potenziali dei vapori in spazi confinati prossime ai livelli di esplosività o idonee a confinati prossime ai livelli di esplosività o idonee a causare effetti nocivi acuti alla salutecausare effetti nocivi acuti alla salute
Presenza di quantità significative di prodotto in fase Presenza di quantità significative di prodotto in fase separataseparata
Contaminazione di pozzi ad utilizzo idropotabile o irriguoContaminazione di pozzi ad utilizzo idropotabile o irriguo Pericolo di incendi ed esplosioniPericolo di incendi ed esplosioni
– Introduzione della MISO, che riguarda messa in Introduzione della MISO, che riguarda messa in sicurezza operativa da mettere in atto in via sicurezza operativa da mettere in atto in via transitoria in attesa degli eventuali ulteriori transitoria in attesa degli eventuali ulteriori interventi da realizzarsi alla cessazione dell’attività interventi da realizzarsi alla cessazione dell’attività in esercizioin esercizio
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
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D. Lgs. 152/2006D. Lgs. 152/2006
Si regola l’annosa questione delle acque Si regola l’annosa questione delle acque di falda emunte nell’ambito degli di falda emunte nell’ambito degli interventi di bonificainterventi di bonifica
Possono essere scaricate nel rispetto dei limiti delle acque reflue industriali in
acque superficiali, rappresentando una semplificazione oltre che un risparmio
economico
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
1717
Le tre fasi della procedura del DM Le tre fasi della procedura del DM 471/99471/99
Evidenza preliminare Azioni d’emergenza (MISE)
I - CaratterizzazioneSuperamento valori limite
II – Progetto preliminare
Se tecnicamente/economicamente fattibile, bonifica fino ai valori limite
III – Progetto definitivo
Azione di bonifica con pieno svincolo del sito
Se non, riduzione della contaminazione in accordo con analisi del rischio
e/o messa in sicurezza permanente
Azione di bonifica con limitazioni d’uso e monitoraggio
III – Progetto definitivo
Se necessario, approfondimento indagine Screening delle tecnologie
Se necessario, studi di trattabilitàDefinizione degli obiettivi
Se necessario, analisi del rischio
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
1818
Le tre fasi della procedura del D.Lgs. Le tre fasi della procedura del D.Lgs. 152/06152/06
Evidenza preliminare Azioni d’emergenza (MISE)
I - CaratterizzazioneSuperamento valori limite
II – Progetto preliminare
Se tecnicamente/economicamente fattibile, bonifica fino ai valori limite
III – Progetto definitivo
Azione di bonifica con pieno svincolo del sito
Se non, riduzione della contaminazione in accordo con analisi del rischio
e/o messa in sicurezza permanente
Azione di bonifica con limitazioni d’uso e monitoraggio
III – Progetto definitivo
Se necessario, approfondimento indagine Screening delle tecnologie
Se necessario, studi di trattabilitàDefinizione degli obiettivi
Se necessario, analisi del rischio
II Analisi del rischioCalcolo di valori
soglia/obiettivo sito-specifici (CSR)
Se CSR non superate , sito non contaminato, bonifica non
necessaria
Possibile monitoraggio
Se CSR superate, bonifica fino a CSR
operativo
Bonifica e svincolo del sito Messa in sicurezza operativa (siti
attivi)
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
1919
Necessità di un criterio quantitativo che stabilisca se le concentrazioni presenti siano accettabili e, nel caso contrario, di quanto esse vadano ridotte
con interventi di bonifica
Inquinamento del suoloInquinamento del suolo
L’approccio di tendere al ripristino completo del L’approccio di tendere al ripristino completo del sito riportando le concentrazioni dei vari sito riportando le concentrazioni dei vari contaminanti a zero, o ai livelli di fondo contaminanti a zero, o ai livelli di fondo preesistenti, può essere molto costoso o preesistenti, può essere molto costoso o addirittura impossibile.addirittura impossibile.
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2020Criterio dell’analisi di rischio
Dati sull’inquinamento• analitici• storici
Caratteristiche del sitoe dei suoi dintorni• idrogeologia• meteorologia• demografia• ecologia• destinazione d’uso
Dati sugli inquinanti• chimico-fisici• tossicologici
Calcolo
• Migrazione e trasformazione degli inquinanti• Esposizione dell’uomo e dell’ecosistema• Rischi e danni per l’uomo e per l’ambiente
Confronto con limiti di rischio prefissati
Criterio dell’analisi di rischio
Criterio delle concentrazioni
Criterio delle concentrazioni
• Dati analitici• Destinazione d’uso
Confronto con limiti di concentrazione
prefissati
Criterio delle concentrazioniCriterio del ripristino totale
• Dati analitici Confronto con le concentrazioni
preesistenti
VALORI SPECIFICI PER QUEL PARTICOLARE
SITO
VALORI GENERICI
Criteri per stabilire la tollerabilità di un Criteri per stabilire la tollerabilità di un inquinamento e fissare gli eventuali inquinamento e fissare gli eventuali obiettiviobiettivi
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2121
Definizione di Rischio Definizione di Rischio
La possibilità che si verifichi un evento La possibilità che si verifichi un evento capace di indurre un infortunio, un danno capace di indurre un infortunio, un danno o una perditao una perdita– RISCHI VOLONTARIRISCHI VOLONTARI: associati ad attività che : associati ad attività che
decidiamo di intraprenderedecidiamo di intraprendere– RISCHI INVOLONTARIRISCHI INVOLONTARI: associati ad attività che : associati ad attività che
si possono verificare senza un consenso o si possono verificare senza un consenso o una conoscenzauna conoscenzaR=P∙D
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2222
Analisi di Rischio Analisi di Rischio
Strumento di supporto decisionale per Strumento di supporto decisionale per razionalizzare gli interventi di bonifica, sia da un razionalizzare gli interventi di bonifica, sia da un punto di vista tecnico che economicopunto di vista tecnico che economico
Obiettivi:Obiettivi:– verificare le possibili conseguenze sulla salute umanaverificare le possibili conseguenze sulla salute umana– definire gli obiettivi di risanamentodefinire gli obiettivi di risanamento
L’Analisi di Rischio non valuta la frequenza di L’Analisi di Rischio non valuta la frequenza di rischio (numero di persone che possono subire rischio (numero di persone che possono subire effetti negativi di un fenomeno di inquinamento), effetti negativi di un fenomeno di inquinamento), ma la ma la PROBABILITAPROBABILITA’ che un individuo possa ’ che un individuo possa sviluppare tali effetti, secondo le modalità di sviluppare tali effetti, secondo le modalità di esposizione ed immissione considerateesposizione ed immissione considerate
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2323
Procedura operativa Procedura operativa
Analisi preliminare
dei dati
Definizione delle modalità di esposizione
Definizione della tossicità
Caratterizzazione del rischio
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2424
Procedura operativa. Step 1 – Raccolta Procedura operativa. Step 1 – Raccolta dei dati ed analisi preliminaredei dati ed analisi preliminare OBIETTIVO: Raccogliere le informazioni OBIETTIVO: Raccogliere le informazioni
disponibili e verificare che siano in grado di disponibili e verificare che siano in grado di descrivere il comportamento del sito:descrivere il comportamento del sito:– Analisi delle informazioni disponibili presso il sito;Analisi delle informazioni disponibili presso il sito;– Individuazione dei parametri potenzialmente Individuazione dei parametri potenzialmente
richiesti nei modelli;richiesti nei modelli;– Verifica dell’esistenza di valori di fondo Verifica dell’esistenza di valori di fondo
(concentrazioni dei contaminanti in assenza della (concentrazioni dei contaminanti in assenza della contaminazione);contaminazione);
– Identificazione preliminare dei possibili recettori;Identificazione preliminare dei possibili recettori;– Definizione delle eventuali ulteriori indagini Definizione delle eventuali ulteriori indagini
integrative per la raccolta di informazioni integrative per la raccolta di informazioni mancanti.mancanti.
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2525
Procedura operativa. Step 2 – Procedura operativa. Step 2 – Definizione delle modalità di Definizione delle modalità di esposizioneesposizione OBIETTIVO: determinare o stimare (in OBIETTIVO: determinare o stimare (in
maniera quantitativa o qualitativa) maniera quantitativa o qualitativa) l’intensità, la frequenza e la durata dei l’intensità, la frequenza e la durata dei possibili fenomeni di esposizione:possibili fenomeni di esposizione:– Caratterizzazione dello scenario di esposizione Caratterizzazione dello scenario di esposizione
(ambiente fisico, popolazione potenzialmente a (ambiente fisico, popolazione potenzialmente a rischio);rischio);
– Identificazione delle vie di esposizione (sorgenti, Identificazione delle vie di esposizione (sorgenti, mezzi nei quali avviene il trasporto, punti mezzi nei quali avviene il trasporto, punti recettori, vie di migrazione);recettori, vie di migrazione);
– Quantificazione dell’esposizione (stima delle Quantificazione dell’esposizione (stima delle concentrazioni, calcolo dell’assunzione);concentrazioni, calcolo dell’assunzione);
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2626
Procedura operativa. Step 3 – Procedura operativa. Step 3 – Definizione della tossicitàDefinizione della tossicità OBIETTIVO: Considerare e quantificare le OBIETTIVO: Considerare e quantificare le
evidenze che le sostanze alle quali gli evidenze che le sostanze alle quali gli individui sono potenzialmente esposti individui sono potenzialmente esposti possano creare effetti dannosi:possano creare effetti dannosi:– Identificazione dei rischi;Identificazione dei rischi;– Definizioni della relazione fra dose ed effetto Definizioni della relazione fra dose ed effetto
tossico.tossico.
Sostanze Tossiche
Dose [mg/kg d]
Mor
talit
à(%
)
10
30
50
70
90
RfD Dose [mg/kg d]
Mor
talit
à(%
)
10
30
50
70
90
RfD Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
SF=tg
Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
SF=tg
Sostanze Cancerogene
È possibile definire un valore soglia Non èpossibile definire un valore soglia
La probabilità non si annulla mai perchéil rischio èsempre potenzialmente presenteLa Dose d riferimento si fissa la 50%
Sostanze Tossiche
Dose [mg/kg d]
Mor
talit
à(%
)
10
30
50
70
90
RfD Dose [mg/kg d]
Mor
talit
à(%
)
10
30
50
70
90
RfD Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
SF=tg
Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
SF=tg
Sostanze Cancerogene
È possibile definire un valore soglia Non èpossibile definire un valore soglia
La probabilità non si annulla mai perchéil rischio èsempre potenzialmente presenteLa Dose d riferimento si fissa la 50%
Sostanze Tossiche
Dose [mg/kg d]
Mor
talit
à(%
)
10
30
50
70
90
RfD Dose [mg/kg d]
Mor
talit
à(%
)
10
30
50
70
90
RfD Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
SF=tg
Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
Dose [mg/kg d]
Pro
babi
lità
di in
sorg
enza
di
effe
tti t
ossi
ci
10-6
10-5
10-4
10-3
SF=tg
Sostanze Cancerogene
È possibile definire un valore soglia Non èpossibile definire un valore soglia
La probabilità non si annulla mai perchéil rischio èsempre potenzialmente presenteLa Dose d riferimento si fissa la 50%
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2727
Procedura operativa. Step 4 – Procedura operativa. Step 4 – Caratterizzazione del rischioCaratterizzazione del rischio OBIETTIVI:OBIETTIVI:
– Sintetizzare i dati raccolti nelle fasi di definizione Sintetizzare i dati raccolti nelle fasi di definizione della tossicità e delle modalità di esposizione nel della tossicità e delle modalità di esposizione nel calcolo quantitativo del rischio;calcolo quantitativo del rischio;
– Aggregare i rischi calcolati per ciascun Aggregare i rischi calcolati per ciascun contaminante e per ciascuna via di esposizione contaminante e per ciascuna via di esposizione (rischi individuali e rischi cumulativi);(rischi individuali e rischi cumulativi);
– Evidenziare eventuali limiti ed incertezze nel Evidenziare eventuali limiti ed incertezze nel calcolo del rischio;calcolo del rischio;
– Definire dei criteri di accettabilità del rischioDefinire dei criteri di accettabilità del rischio
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2828
Possibili modalità di applicazione Possibili modalità di applicazione dell’AdR dell’AdR Modalità direttaModalità diretta (Forward): Permette il (Forward): Permette il
calcolo del rischio associato ad un calcolo del rischio associato ad un recettore esposto derivante da una recettore esposto derivante da una sorgente di contaminazione a sorgente di contaminazione a concentrazione notaconcentrazione nota
Modalità indirettaModalità indiretta (Backward): Permette il (Backward): Permette il calcolo della massima concentrazione calcolo della massima concentrazione ammissibile in sorgente compatibile con il ammissibile in sorgente compatibile con il livello di rischio ritenuto accettabile livello di rischio ritenuto accettabile presso il recettore espostopresso il recettore espostoSORGENTE
TRASPORTO
RECETTORE
Forward Forward
Backward Backward
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
2929
A) Modalità diretta - Modello A) Modalità diretta - Modello concettualeconcettuale
SORGENTE TRASPORTO RECETTORI
Mezzo di trasporto(ARIA)
Meccanismo di rilascio(VOLATILIZZAZIONE)
Rifiuti(SORGENTE)
Mezzo di trasporto(FALDA)
Mezzo di trasporto(SUOLO)
Flusso della falda
Vento
pervalente
PUNTI DI ESPOSIZIONE- Ingestione- Inalazione- Contatto dermico
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3030
A) Modalità diretta - Modello A) Modalità diretta - Modello concettuale concettuale Sorgenti primarie: elemento che è causa Sorgenti primarie: elemento che è causa
diretta di inquinamento (i.e. accumulo di diretta di inquinamento (i.e. accumulo di rifiuti, sversamento nel suolo, etc.)rifiuti, sversamento nel suolo, etc.)
Sorgenti secondarie: elementi soggetti Sorgenti secondarie: elementi soggetti alla contaminazione (sottosuolo e acqua alla contaminazione (sottosuolo e acqua sotterranea)sotterranea)
SORGENTE TRASPORTO RECETTORI
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3131
A) Modalità diretta - Modello A) Modalità diretta - Modello concettualeconcettuale
SORGENTE TRASPORTO RECETTORI
Geometria del sito e della sorgente di contaminazione
Parametri caratteristici del suolo (zona vadosa)
Parametri caratteristici del suolo (zona insatura)
Parametri caratteristici del suolo (zona satura)
Parametri caratteristici degli ambienti aperti (aria outdoor)Parametri caratteristici degli ambienti confinati (aria indoor)Parametri chimico-fisici e tossicologici degli inquinanti
Caratteristiche degli ambienti e dei contaminanti
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3232
A) Modalità diretta - Modello A) Modalità diretta - Modello concettualeconcettuale Emissione di particolato da suolo superficiale
contaminato Volatilizzazione dal terreno contaminato
superficiale Volatilizzazione dal terreno contaminato profondo
in ambienti aperti Volatilizzazione dall’acquifero superficiale
contaminato in ambienti aperti; Volatilizzazione dal terreno contaminato profondo
in ambienti confinati; Volatilizzazione dall’acquifero superficiale in
ambienti confinati Rilascio degli inquinanti nel sottosuolo e
miscelazione nell’acquifero superficiale Trasporto e dispersione in falda
SORGENTE TRASPORTO RECETTORI
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3333
A) Modalità diretta - Modello A) Modalità diretta - Modello concettualeconcettuale Recettori Ambientali: Recettori Ambientali:
– ambiente vegetale,ambiente vegetale,– ambiente animale;ambiente animale;– ambiente fisicoambiente fisico
Recettori Umani: residenti (adulti e Recettori Umani: residenti (adulti e bambini), frequentatori, lavoratoribambini), frequentatori, lavoratori– Recettori on- site: posti in corrispondenza Recettori on- site: posti in corrispondenza
della sorgente di contaminazionedella sorgente di contaminazione– Recettori off- site: posti ad una certa distanza Recettori off- site: posti ad una certa distanza
dalla sorgente di contaminazionedalla sorgente di contaminazione
SORGENTE TRASPORTO RECETTORI
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3434
A) Modalità diretta - Modello A) Modalità diretta - Modello concettualeconcettuale Dati necessari per la determinazione dei Dati necessari per la determinazione dei
bersagli:bersagli:– uso del suolo nell’intorno del sito (residenziale, uso del suolo nell’intorno del sito (residenziale,
industriale, commerciale, agricolo, ricreativo)industriale, commerciale, agricolo, ricreativo)– presenza di pozzi e corpi idrici superficialipresenza di pozzi e corpi idrici superficiali– utilizzo delle acque superficiali e sotterranee utilizzo delle acque superficiali e sotterranee
(potabile, irriguo, ricreativo)(potabile, irriguo, ricreativo)– uso attuale del sito e la destinazione d’uso uso attuale del sito e la destinazione d’uso
prevista dagli strumenti urbanisticiprevista dagli strumenti urbanistici– distribuzione della popolazione residente e distribuzione della popolazione residente e
altre attività antropichealtre attività antropicheSORGENTE TRASPORTO RECETTORI
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3535
A) Modalità diretta - Modello A) Modalità diretta - Modello concettualeconcettuale
Sorgente secondaria Meccanismi di Trasporto Vie di esposizione
Suolo superficiale
Suolo profondo
Acque sotterranee
Erosione ad opera del vento e
dispersione in atmosfera
Volatilizzazione e dispersione in
atmosfera
Percolazione e diluizione in falda
1. Contatto dermico2. Ingestione
SUOLO
Inalazione di particolato e vapori
ARIA
Ingestione
ACQUE SOTTERRANEE
Trasporto e dispersione in falda 1. Contatto dermico
2. Ingestione
ACQUE SUPERFICIALI
SO
RG
EN
TE
PR
IMA
RIA
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3636
B) Modalità indiretta B) Modalità indiretta
Calcolo della concentrazione residua Calcolo della concentrazione residua ammissibile:ammissibile:– Definizione: rappresenta il limite superiori di Definizione: rappresenta il limite superiori di
concentrazione che, se raggiunto in tutta la concentrazione che, se raggiunto in tutta la zona sorgente, evita il superamento dei limiti zona sorgente, evita il superamento dei limiti di rischio applicabili nei potenziali punti di di rischio applicabili nei potenziali punti di esposizione:esposizione:
Sostanze cancerogene: Sostanze cancerogene: SSTL = Cs * TR / RSSTL = Cs * TR / R Sostanze tossiche: Sostanze tossiche: SSTL = Cs * THI / HI SSTL = Cs * THI / HI
RECETTORE(Racc)
SORGENTE (CMA)
TRSPORTO
Cs = concentrazione rappresentativa nel mezzo sorgenteTR = obiettivo di rischio per gli effetti cancerogeni R = valore del rischio cancerogeno THI = indice di rischio obiettivo per gli effetti tossiciHI = valore dell’ indice di rischio per il percorso
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3737
Approccio multilivello Approccio multilivello
LIVELLO 2 (TIER 2)conservativo
• stima del stima del rischio sito-specificorischio sito-specifico per bersagli on- per bersagli on-site e off-site; site e off-site;
• valore di concentrazione in corrispondenza del valore di concentrazione in corrispondenza del bersaglio (punto di esposizione) e dati sito bersaglio (punto di esposizione) e dati sito specifici e di esposizione;specifici e di esposizione;
• uso di uso di modelli analiticimodelli analitici
LIVELLO 1 (TIER 1) estremamente conservativo
• stima del stima del rischio genericorischio generico per bersagli on-site; per bersagli on-site;• valore di concentrazione in corrispondenza valore di concentrazione in corrispondenza
della sorgente di contaminazione e della sorgente di contaminazione e identificazione dei potenziali ricettori identificazione dei potenziali ricettori
LIVELLO 3 (TIER 3) moderatamente conservativo
• stima del stima del rischio sito-specificorischio sito-specifico per bersagli on- per bersagli on-site e off-site site e off-site
• valore di concentrazione in corrispondenza del valore di concentrazione in corrispondenza del bersaglio (punto di esposizione) e bersaglio (punto di esposizione) e dettagliati dettagliati dati sito specifici e di esposizione;dati sito specifici e di esposizione;
• uso di uso di modelli numerici e/o statisticimodelli numerici e/o statistici
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3838
Approccio multilivello Approccio multilivello
Efficacia economicaEfficacia economica
Num dei dati ed indagini Num dei dati ed indagini richiesterichieste
TIER 1TIER 1 TIER 2TIER 2 TIER 3TIER 3
Grado di protezione della salute Grado di protezione della salute dell’uomo e dell’ambientedell’uomo e dell’ambiente
Risorse necessarieRisorse necessarie
Assunzioni conservativeAssunzioni conservative
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
3939
Sistema suolo/sottosuoloSistema suolo/sottosuolo
Suolo: porzione più superficiale dei Suolo: porzione più superficiale dei materiali geologici:materiali geologici:– Continua trasformazione dei materiali Continua trasformazione dei materiali
litologici, rocce o sedimenti sciolti in seguito a:litologici, rocce o sedimenti sciolti in seguito a: Fattori chimico-fisici: azione combinata di agenti Fattori chimico-fisici: azione combinata di agenti
erosivi meccanicierosivi meccanici Agenti biologici: azione di microrganismi, piante e Agenti biologici: azione di microrganismi, piante e
animalianimali
Sottosuolo: parte più profonda composta Sottosuolo: parte più profonda composta da materiali litologici inalteratida materiali litologici inalterati
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4040
Sistema suolo/sottosuoloSistema suolo/sottosuolo
Sezione verticale:Sezione verticale:– Zona superficiale insaturaZona superficiale insatura (di aerazione o vadosa): (di aerazione o vadosa):
i fluidi presentano movimenti essenzialmente i fluidi presentano movimenti essenzialmente verticali dovuti alla forza di gravità (percolazione)verticali dovuti alla forza di gravità (percolazione)
– Zona di saturazioneZona di saturazione: l’acqua presenta un : l’acqua presenta un movimento orizzontale determinato da differenze movimento orizzontale determinato da differenze di carico idraulicodi carico idraulico
In virtù della presenza delle tre fasi (solido, In virtù della presenza delle tre fasi (solido, liquido e gassoso) il suolo rappresenta:liquido e gassoso) il suolo rappresenta:– Un supporto a cui gli inquinanti possono assorbirsiUn supporto a cui gli inquinanti possono assorbirsi– Il mezzo poroso nel quale gli inquinanti possono Il mezzo poroso nel quale gli inquinanti possono
circolare con le acque di percolazione e con le circolare con le acque di percolazione e con le acque sotterraneeacque sotterranee
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4141
Fasi del suoloFasi del suolo
Costituenti dei suoli
liquidi, solidi e gassosi
Acque di percolazione
Acque sotterranee
Sostanza
organica
Sostanza
inorganica
Atmosfera
nei pori
Acidi umici
Escreti radicali
Particelle argillose, limose, sabbiose, ghiaie, minerali
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4242
Sistema suolo-sottosuoloSistema suolo-sottosuolo
La complessità del sistema suolo-La complessità del sistema suolo-sottosuolo si riflette nel comportamento e sottosuolo si riflette nel comportamento e nell’evoluzione dei contaminanti nel nell’evoluzione dei contaminanti nel suolo, che determinano, a loro volta, suolo, che determinano, a loro volta, l’impatto reale che l’inquinamento ha l’impatto reale che l’inquinamento ha sull’ambiente, in termini di:sull’ambiente, in termini di:– estensione spazialeestensione spaziale– persistenza temporalepersistenza temporale– possibilità che arrivi a minacciare la salute possibilità che arrivi a minacciare la salute
dell'uomo o l’ecosistemadell'uomo o l’ecosistema
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4343
Caratteristiche ambientali degli Caratteristiche ambientali degli inquinantiinquinanti L’impatto di un contaminante sull’ambiente L’impatto di un contaminante sull’ambiente
dipende dalle sue proprietà chimico-fisiche oltre dipende dalle sue proprietà chimico-fisiche oltre che, ovviamente, dalla sua tossicità. che, ovviamente, dalla sua tossicità.
La mobilità è un fattore importante: i composti La mobilità è un fattore importante: i composti più mobili rappresentano un pericolo maggiore più mobili rappresentano un pericolo maggiore per la falda acquifera, quelli meno mobili per la falda acquifera, quelli meno mobili costituiscono un pericolo localizzato, ma più costituiscono un pericolo localizzato, ma più persistente.persistente.
Tra le proprietà chimico-fisiche di un Tra le proprietà chimico-fisiche di un contaminante, quella più rilevante è la solubilità contaminante, quella più rilevante è la solubilità in acqua, da cui dipende non solo la mobilità, ma in acqua, da cui dipende non solo la mobilità, ma anche la biodisponibilitàanche la biodisponibilità
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4444
*NAPL: Non-Acqueous-Phase Liquid; LNAPL: Light NAPL; DNAPL: Dense NAPL
Movimenti degli inquinanti nei Movimenti degli inquinanti nei comparti ambientalicomparti ambientali In superficie con l’acqua piovana, disciolti o In superficie con l’acqua piovana, disciolti o
trascinati con i detriti.trascinati con i detriti. Nell’atmosfera, portati dai movimenti Nell’atmosfera, portati dai movimenti
convettivi o dal vento, in forma di vapore o di convettivi o dal vento, in forma di vapore o di polvere.polvere.
Se fluidi, percolando direttamente verso il Se fluidi, percolando direttamente verso il basso fino alla superficie della falda (LNAPL) o basso fino alla superficie della falda (LNAPL) o al fondo (DNAPL)*.al fondo (DNAPL)*.
Verso il sottosuolo e la falda, disciolti nelle Verso il sottosuolo e la falda, disciolti nelle acque meteoriche che si infiltrano nel terreno.acque meteoriche che si infiltrano nel terreno.
Con l’acqua di falda, in soluzione o come Con l’acqua di falda, in soluzione o come prodotto liberoprodotto libero
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4545
Comportamento dei contaminantiComportamento dei contaminanti
La maggior parte dei modelli che descrivono il comportamento dei contaminanti nel sottosuolo è basata sostanzialmente su due tipi di fenomeni:– la partizione di equilibrio (o quasi) del contaminante
tra le varie fasi del suolo (aria, acqua, particelle solide, carbonio organico, fase libera);
– il movimento di queste fasi per diffusione e per advezione idrodinamica.
A questi fenomeni può poi aggiungersi l’eventuale trasformazione/ degradazione chimica o biochimica del contaminante nel tempo
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4646
Migrazione dei contaminantiMigrazione dei contaminanti
I movimenti e la migrazione di un I movimenti e la migrazione di un contaminante nel suolo sono dovuti a due contaminante nel suolo sono dovuti a due tipi di fenomeni:tipi di fenomeni:– movimenti microscopici di diffusione molecolare, movimenti microscopici di diffusione molecolare,
importante per piccole distanze (o in assenza di importante per piccole distanze (o in assenza di altra causa di movimento) (accumulo di altra causa di movimento) (accumulo di spostamenti casuali a media nulla)spostamenti casuali a media nulla)
– i movimenti che seguono che seguono le leggi i movimenti che seguono che seguono le leggi dell’idrodinamica, importanti per grandi distanze dell’idrodinamica, importanti per grandi distanze (le forze presenti danno una velocità al fluido)(le forze presenti danno una velocità al fluido)
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4747
Migrazione degli inquinanti in Migrazione degli inquinanti in faldafalda Il contaminante disciolto si muove con Il contaminante disciolto si muove con
l’acqua di falda, ma il suo moto può l’acqua di falda, ma il suo moto può essere molto più lento di quello essere molto più lento di quello dell’acqua, per effetto dell’adsorbimento dell’acqua, per effetto dell’adsorbimento al suolo, che trattiene il contaminante e al suolo, che trattiene il contaminante e non gli permette di avanzare fino a che non gli permette di avanzare fino a che non si sia adsorbita la quantità che non si sia adsorbita la quantità che compete all’equilibrio di partizione. Il compete all’equilibrio di partizione. Il rallentamento è tanto maggiore quanto rallentamento è tanto maggiore quanto più grande è kpiù grande è kdd..
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4848
Migrazione degli inquinanti in Migrazione degli inquinanti in faldafalda L’avanzamento del contaminante con
l’acqua di falda non può essere uniforme, a causa della struttura porosa della falda (su piccola scala), e a causa delle disomogeneità del sottosuolo (su scala maggiore).
Questi fenomeni, uniti alla diffusione molecolare, danno luogo alla dispersione idrodinamica, che sparpaglia il contaminante anche nelle direzioni perpendicolari a quella media di avanzamento, diluendo e allargando lentamente il pennacchio (plume) di contaminazione
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
4949
Attenuazione naturaleAttenuazione naturale
L’avanzamento del pennacchio di contaminazione L’avanzamento del pennacchio di contaminazione nella falda è di regola accompagnato da una nella falda è di regola accompagnato da una diminuzione della sua concentrazione (attenuazione diminuzione della sua concentrazione (attenuazione naturale) per cause fisiche (dispersione e/o lenta naturale) per cause fisiche (dispersione e/o lenta evaporazione attraverso il suolo insaturo verso evaporazione attraverso il suolo insaturo verso l’atmosfera) e processi chimici di trasformazione e l’atmosfera) e processi chimici di trasformazione e degradazionedegradazione
Per le specie organiche sono particolarmente Per le specie organiche sono particolarmente importanti i processi mediati dai microrganismi importanti i processi mediati dai microrganismi naturalmente presenti nel suolo o nella falda, che naturalmente presenti nel suolo o nella falda, che possono utilizzare i composti organici come fonte di possono utilizzare i composti organici come fonte di energia o di carbonio, trasformandoli in altre specie energia o di carbonio, trasformandoli in altre specie chimiche, spesso fino alla loro completa chimiche, spesso fino alla loro completa mineralizzazione per dare COmineralizzazione per dare CO22 e acqua e acqua
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
5050
Processi che influenzano la mobilità Processi che influenzano la mobilità delle sostanze inquinantidelle sostanze inquinanti Parametri e processi Parametri e processi
idrodinamici:idrodinamici:– Caratteristiche delle Caratteristiche delle
roccerocce– PermeabilitàPermeabilità– Gradiente idraulicoGradiente idraulico
Processi abiotici:Processi abiotici:– AssorbimentoAssorbimento– Scambio ionicoScambio ionico– PrecipitazionePrecipitazione– IdrolisiIdrolisi– VolatilizzazioneVolatilizzazione
Processi bioticiProcessi biotici– Aerobici e anaerobiciAerobici e anaerobici
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
5151
Dati geologici di interesseDati geologici di interesse Successione stratigrafica degli orizzonti Successione stratigrafica degli orizzonti
geologicigeologici Caratteristiche litologicheCaratteristiche litologiche Spessore, profondità e continuità laterale Spessore, profondità e continuità laterale
di ogni strato a differente permeabilitàdi ogni strato a differente permeabilità Presenza di elementi strutturali e tettoniciPresenza di elementi strutturali e tettonici
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
5252
Dati idrogeologici di interesseDati idrogeologici di interesse Meccanismi di alimentazione degli strati Meccanismi di alimentazione degli strati
saturisaturi Assetto dei principali strati idrogeologici Assetto dei principali strati idrogeologici
(strato insaturo, strato saturo, base (strato insaturo, strato saturo, base impermeabile, ulteriori strati profondi)impermeabile, ulteriori strati profondi)
Caratteristiche idrauliche dei principali strati Caratteristiche idrauliche dei principali strati idrogeologici:idrogeologici:– PermeabilitàPermeabilità– Velocità e direzione di flussoVelocità e direzione di flusso– Fluttuazioni stagionali del livello delle acque Fluttuazioni stagionali del livello delle acque
sotterraneesotterranee
Caratteristiche di permeabilitàCaratteristiche di permeabilità Tipi di rocciaTipi di roccia
Formazioni idrogeologiche permeabiliFormazioni idrogeologiche permeabiliGhiaie, sabbie, franche medie e Ghiaie, sabbie, franche medie e grossolane, calcari fessurati, rocce grossolane, calcari fessurati, rocce vulcaniche fessuratevulcaniche fessurate
Formazioni idrogeologiche Formazioni idrogeologiche impermeabiliimpermeabili Argille, limi, marne, scistiArgille, limi, marne, scisti
Formazioni idrogeologiche Formazioni idrogeologiche semipermeabilisemipermeabili
Argille sabbiose, sabbie molto fini, Argille sabbiose, sabbie molto fini, sabbie limose o limoso-argillosesabbie limose o limoso-argillose
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
5353
Parametri fisiciParametri fisici
GranulometriaGranulometria Peso dell’unità di volume totalePeso dell’unità di volume totale Peso di volume della parte solidaPeso di volume della parte solida Densità relativaDensità relativa Peso dell’unità di volume del terreno Peso dell’unità di volume del terreno
seccosecco PorositàPorosità Contenuto idrico-umiditàContenuto idrico-umidità Permeabilità dell’ariaPermeabilità dell’aria
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
5858
Chimica delle superficiChimica delle superfici Caratteristiche superficiali delle fasi solideCaratteristiche superficiali delle fasi solide
– Area superficialeArea superficiale– Cariche elettriche superficialiCariche elettriche superficiali– Contenuto di sostanza organicaContenuto di sostanza organica
Coefficiente di ripartizione solido/liquidoCoefficiente di ripartizione solido/liquido
Coefficiente di ripartizione in carbonio Coefficiente di ripartizione in carbonio organicoorganico
soluzione in conc.suolo sul conc.
Kd
oc
doc f
KK
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
6161
ma solo se è in quantità sufficiente (> Csat)
Partizione Partizione
Le interazioni di un singolo contaminante con il suolo possono essere schematizzate con la presenza nel terreno in 4 fasi distinte:– come soluto, nell’acqua dei pori del suolo
(macroscopici e microscopici)– come vapore, nell’aria dei pori del suolo– adsorbito al suolo (se è inorganico o polare) o
al carbonio organico del suolo (se il contaminante è organico)
– in forma libera
soluto
vapore
adsorbito
fase libera
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
6262
Partizione Partizione Quando è in piccole concentrazioni (< CSAT), il contaminante si Quando è in piccole concentrazioni (< CSAT), il contaminante si
suddivide fra soluto, vapore e adsorbito secondo rapporti fissati suddivide fra soluto, vapore e adsorbito secondo rapporti fissati dalle costanti di partizionedalle costanti di partizione
L’equilibrio tra il soluto nell’acqua e il vapore nell’aria dei pori è L’equilibrio tra il soluto nell’acqua e il vapore nell’aria dei pori è fissata dalla costante di Henry, H: Cvap= H·Csolfissata dalla costante di Henry, H: Cvap= H·Csol
La partizione tra soluto e fase adsorbita è determinata dalla La partizione tra soluto e fase adsorbita è determinata dalla costante kcostante kdd: Cads=kd· Csol: Cads=kd· Csol– per le sostanze organiche kd = kOC • fOC dove kOC è la costante di per le sostanze organiche kd = kOC • fOC dove kOC è la costante di
partizione carbonio organico/acqua (specifica del contaminante), e partizione carbonio organico/acqua (specifica del contaminante), e fOC è la frazione di carbonio organico nel suolo.fOC è la frazione di carbonio organico nel suolo.
– metalli e organici polari, invece, si adsorbono direttamente al suolo; la metalli e organici polari, invece, si adsorbono direttamente al suolo; la kd può dipendere dal pH.kd può dipendere dal pH.
– l’assorbimento può non essere lineare, e seguire isoterme del tipo l’assorbimento può non essere lineare, e seguire isoterme del tipo Langmuir o Freundlich, o altre. Langmuir o Freundlich, o altre.
Alla CSAT, il soluto raggiunge la solubilità nell’acqua e il vapore Alla CSAT, il soluto raggiunge la solubilità nell’acqua e il vapore raggiunge la tensione di vapore nell’aria dei pori. Al di sopra di raggiunge la tensione di vapore nell’aria dei pori. Al di sopra di questa concentrazione, il contaminante può essere contenuto in questa concentrazione, il contaminante può essere contenuto in fase libera; soluto, vapore e quantità adsorbita non aumentano fase libera; soluto, vapore e quantità adsorbita non aumentano piùpiù
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
6363
Classi di composti rilevantiClassi di composti rilevanti
Sostanze Sostanze non reattivenon reattive: : – si muovono con le acque di percolazione e le si muovono con le acque di percolazione e le
acque sotterraneeacque sotterranee– influenzate dalle reazioni di assorbimento e influenzate dalle reazioni di assorbimento e
scambioscambio– se volatili possono trasferirsi nella fase se volatili possono trasferirsi nella fase
atmosfericaatmosferica Sostanze Sostanze reattivereattive::
– soggette a fenomeni di migrazionesoggette a fenomeni di migrazione– reazioni di tipo chimico e biologicoreazioni di tipo chimico e biologico
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
6464
Classi di composti rilevantiClassi di composti rilevanti
MetalliMetalli Prodotti petroliferiProdotti petroliferi IPAIPA Solventi aromaticiSolventi aromatici Solventi cloruratiSolventi clorurati Fenoli e cloro fenoliFenoli e cloro fenoli PCB, PCDD, PCDFPCB, PCDD, PCDF
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
6565
Proprietà chimico-fisiche di idrocarburi Proprietà chimico-fisiche di idrocarburi presenti nel petroliopresenti nel petrolio
CompostoCompostoPeso Peso
molecolarmolecolaree
Densità Densità relativarelativa
Solubilità Solubilità (mg/l)(mg/l)
Punto di Punto di ebollizionebollizion
ee
Pressione Pressione di vapore di vapore
(atm)(atm)
PentanoPentano 72.1572.15 0.6260.626 360360 3636 430430
DecanoDecano 142.28142.28 0.730.73 0.0090.009 173173 2.72.7
BenzeneBenzene 78.1178.11 0.8780.878 17501750 80.180.1 7676
TolueneToluene 92.192.1 0.8670.867 535535 110.8110.8 2222
o-xileneo-xilene 106.17106.17 0.880.88 175175 144.4144.4 55
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
6666
Proprietà chimico-fisiche degli Proprietà chimico-fisiche degli inquinantiinquinanti SolubilitàSolubilità DensitàDensità
– LNAPL (Light Non Aqueous Phase Liquid)LNAPL (Light Non Aqueous Phase Liquid)– DNAPL (Dense Non Aqueous Phase Liquid)DNAPL (Dense Non Aqueous Phase Liquid)
Coefficiente ottanolo/acquaCoefficiente ottanolo/acqua
Pressione di vaporePressione di vapore Costante di HenryCostante di Henry
acqua in conc.ottanolo in conc.
Kow
iw
iH C
PK
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
6868
Alcune proprietà chimico-fisiche di Alcune proprietà chimico-fisiche di inquinanti organiciinquinanti organici
CompostoComposto Solubilità (mg/l)Solubilità (mg/l) Densità Densità relativarelativa** KKowow PPvv (mmHg) (mmHg)
BenzeneBenzene 17501750 0.8790.879 130130 76-9576-95
TolueneToluene 535535 0.8660.866 130130 2828
NaftaleneNaftalene 3232 1.1451.145 28002800
Benzo(a)pireneBenzo(a)pirene 0.00070.0007 1.351.35 11500001150000
Tetracloruro di CTetracloruro di C 757757 1.5941.594 440440
Cloruro di metileCloruro di metile 2000020000 1.3661.366 1919 349349
TricolometanoTricolometano 82008200 1.491.49 9393
Cis-1,2-dicloroetileneCis-1,2-dicloroetilene 35003500 1.271.27 55
TricloroetileneTricloroetilene 11001100 1.4661.466 240240 5858
TetracloroetileneTetracloroetilene 150150 1.6311.631 390390 1414
EtilbenzeneEtilbenzene 152152 0.8670.867 14001400 1010
Cloruro di vinileCloruro di vinile 26702670 0.9080.908 2424 240 (-40°C)240 (-40°C)
ClorobenzeneClorobenzene 466466 1.1061.106 690690
EsaclorobenzeneEsaclorobenzene 0.0060.006 2.0442.044 170000170000
PentaclorofenoloPentaclorofenolo 1414 1.9781.978 100000100000
*valori a 20°C riferiti all’acqua a 4°C*valori a 20°C riferiti all’acqua a 4°C
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
6969
Biodegradabilità dei composti Biodegradabilità dei composti organiciorganici Completa conversione a composti finali Completa conversione a composti finali
inorganiciinorganici Modifica parziale della molecolaModifica parziale della molecola
METABOLITI PIÙ O MENO TOSSICI DEL COMPOSTO DA CUI
ORIGINANO
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7070
Biodegradabilità dei composti Biodegradabilità dei composti organiciorganici Fattori ambientali che influenzano la Fattori ambientali che influenzano la
biodegradazione:biodegradazione:– pHpH– temperaturatemperatura– processi di assorbimento sulle superfici solideprocessi di assorbimento sulle superfici solide– popolazioni microbiche presentipopolazioni microbiche presenti– contenuto di umiditàcontenuto di umidità– contenuto di ossigenocontenuto di ossigeno– presenza di altri elettron-accettori (in presenza di altri elettron-accettori (in
condizioni anaerobiche)condizioni anaerobiche)– presenza di altri composti biodegradabilipresenza di altri composti biodegradabili– concentrazione della sostanza tossicaconcentrazione della sostanza tossica
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7171
Biodegradabilità dei composti Biodegradabilità dei composti organiciorganici Microrganismi indigeni autoctoni sono gli Microrganismi indigeni autoctoni sono gli
agenti più attiviagenti più attivi Comunità naturali di microrganismi Comunità naturali di microrganismi
altamente versatilialtamente versatili Comunità di funghi attive nella Comunità di funghi attive nella
degradazione di composti organici degradazione di composti organici complessicomplessi
Ottimizzazione delle condizioni Ottimizzazione delle condizioni influenzando i parametri ambientaliinfluenzando i parametri ambientali
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7272
Distribuzione dei contaminantiDistribuzione dei contaminanti
Risultato di più processi chimico-fisici attivi Risultato di più processi chimico-fisici attivi contemporaneamente (solubilizzazione, contemporaneamente (solubilizzazione, volatilizzazione, assorbimento, volatilizzazione, assorbimento, degradazione)degradazione)
Le proprietà chimico-fisiche di una sostanza Le proprietà chimico-fisiche di una sostanza inquinante determinano la sua tendenza a inquinante determinano la sua tendenza a trasferirsi sulla fase solida, restare in trasferirsi sulla fase solida, restare in soluzione o volatilizzaresoluzione o volatilizzare
Indispensabile conoscere le modalità di Indispensabile conoscere le modalità di distribuzione dei contaminanti tra le fasi per distribuzione dei contaminanti tra le fasi per impostare le attività di bonificaimpostare le attività di bonifica
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7373
Distribuzione dei contaminantiDistribuzione dei contaminanti
Metalli presenti nelle seguenti forme:Metalli presenti nelle seguenti forme:– Dissolti in soluzione: è importante definire la Dissolti in soluzione: è importante definire la
speciazione che varia con il pH e con la speciazione che varia con il pH e con la presenza di ligandi organicipresenza di ligandi organici
– Assorbiti alla superficie di solidi minerali Assorbiti alla superficie di solidi minerali inorganici o alla sostanza organica con legame inorganici o alla sostanza organica con legame di tipo chimico fortedi tipo chimico forte
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7474
Distribuzione dei contaminantiDistribuzione dei contaminanti
Contaminanti organici presenti nelle seguenti Contaminanti organici presenti nelle seguenti forme:forme:– Dissolti in soluzioneDissolti in soluzione– Assorbiti sulle superfici solide con un legame di tipo sia Assorbiti sulle superfici solide con un legame di tipo sia
fisico che chimicofisico che chimico– Assorbiti alla sostanza organica che ricopre le particelle Assorbiti alla sostanza organica che ricopre le particelle
con legame prevalentemente fisicocon legame prevalentemente fisico– Come liquido immiscibile trattenuto dalla forza di Come liquido immiscibile trattenuto dalla forza di
capillaritàcapillarità– Come vapore nell’aria dei poriCome vapore nell’aria dei pori– Come prodotto puro galleggiante (LNAPL) o come fase Come prodotto puro galleggiante (LNAPL) o come fase
organica depositata sul fondo dell’acquifero (DNAPL)organica depositata sul fondo dell’acquifero (DNAPL)
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7575
Distribuzione dei contaminantiDistribuzione dei contaminanti
Il contaminante organico si ripartisce tra Il contaminante organico si ripartisce tra le fasi:le fasi:– Volatilizza in fase di vapore nei pori occupati Volatilizza in fase di vapore nei pori occupati
da ariada aria– Ricopre completamente le particelle se è Ricopre completamente le particelle se è
presente come fase organica separatapresente come fase organica separata– Si assorbe sulla superficie delle particelle Si assorbe sulla superficie delle particelle
solide o rimane dissolto nella fase liquida solide o rimane dissolto nella fase liquida presente nei poripresente nei pori
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7676
Ripartizione tra le fasi per una Ripartizione tra le fasi per una sostanza inquinante volatilesostanza inquinante volatile
Atmosfera
del suolo
dispersione in aria
Acque sotterraneeFasi solide del suolo:
minerali kd; organiche Koc
S, Kd, Koc
PvKH
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7777
Ripartizione tra le fasi per una sostanza Ripartizione tra le fasi per una sostanza presente anche come fase organica presente anche come fase organica separataseparata
Atmosfera
del suolo
dispersione in aria
Acque sotterraneeFasi solide del suolo:
minerali kd; organiche KocS, Kd, Koc
PvKH
NAPL
Kd, KocS
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7878
Volume della contaminazione e Volume della contaminazione e migrazione dei contaminantimigrazione dei contaminanti Distribuzione di una sostanza inquinante Distribuzione di una sostanza inquinante
nelle matrici ambientalinelle matrici ambientalisversamento
Flusso delle acque sotterranee Fase
dissolta
Pennacchio contaminato
acquifero
Substrato impermeabile
Superficie piezometrica volatilizzatovolatilizzato
insaturo
Assorbito sul solido
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
7979
percolazione
LNAPL DNAPL
prodotto libero
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
8080
Distribuzione tra le fasi di una miscela Distribuzione tra le fasi di una miscela petroliferapetrolifera
FaseFase% di volume di % di volume di
matrice matrice contaminatocontaminato
% di benzina% di benzina
Prodotto Prodotto liberolibero 11 6262
Assorbito al Assorbito al suolosuolo 2020 3333
Dissolto in Dissolto in acquaacqua 7979 1-51-5
VaporeVapore -- <1<1
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
8181
Fattore di ritardoFattore di ritardo
Fattore semiempirico Fattore semiempirico usato per stimare le usato per stimare le velocità di migrazione velocità di migrazione di una sostanza di una sostanza dissolta nelle acque dissolta nelle acque sotterraneesotterranee
c
gw
V
VR
c
dKR
1
RR MobilitàMobilità CompostoComposto
1.4-1.4-2.02.0 ElevataElevata Fenoli, alcoli, Fenoli, alcoli,
acetoneacetone
3-63-6 AltaAlta TCA, TCE, TCA, TCE, benzenebenzene
9-209-20 IntermediaIntermedia NaftalineNaftaline
40-40-100100 BassaBassa PirenePirene
>100>100 NullaNulla PCB, PCB, diossinediossine
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
8282
Fattore di ritardoFattore di ritardo
Per composti apolari e scarsamente Per composti apolari e scarsamente solubili l’aumentare della sostanza solubili l’aumentare della sostanza organica naturale provoca un aumento di organica naturale provoca un aumento di R, in quanto facilita la formazione di R, in quanto facilita la formazione di legami di tipo fisico che rallentano la legami di tipo fisico che rallentano la migrazione del contaminatemigrazione del contaminate
CompostoCompostoContenuto in carbonio organico Contenuto in carbonio organico
(%)(%)
0.01-0.020.01-0.02 0.001-0.010.001-0.01 < 0.001< 0.001
TCATCA RR 3.4-113.4-11 1.2-61.2-6 1-1.21-1.2
TCETCE RR 4-134-13 1.3-71.3-7 1-1.31-1.3
PCEPCE RR 9-139-13 1.8-161.8-16 1-1.81-1.8
BONIFICA DEI SITI CONTAMINATIBONIFICA DEI SITI CONTAMINATI
8383
Fattore di ritardoFattore di ritardo
Difficoltà di modellizzare le interazioni tra Difficoltà di modellizzare le interazioni tra le sostanze presenti in fase liquida e le le sostanze presenti in fase liquida e le fasi solidefasi solide
misura sperimentale delle concentrazioni in punti di prelievo
selezionati
CALCOLO DI RCALCOLO DI R