Elaborazione di un documento di AdR -...

Elaborazione di un documento di AdR

Renato BaciocchiDipartimento di Ingegneria CivileUniversità di Roma “Tor Vergata”

1 PREMESSA E SCOPO DEL LAVORO

1.1 Oggetto

La presente analisi di rischio è finalizzata al calcolo del rischio per la salute umana e la risorsa idrica ed alla individuazione della concentrazione Sogliadi Rischio (CSR) [D.Lgs. 152/06 e s.m.i.], per ciascun contaminante riscontrato nella porzione di area del Sito di ………………………………………………….

I valori di CSR, relativi ad ogni inquinante indicatore, sono stati determinatiimponendo l’accettabilità del Rischio, per le sostanze cancerogene, e dell’Indice di Pericolo, per le sostanze tossiche, sia individuale che cumulativo, nonché imponendo l’accettabilità del rischio per la falda, ossia il rispetto delle Concentrazioni Soglia di Contaminazione (CSC), in corrispondenza del “Punto di conformità”.

Lo studio in esame assume come base di partenza la documentazioneelencata nel paragrafo 4.1.1 della presente relazione.

1 PREMESSA E SCOPO DEL LAVORO

1.2 Normativa e bibliografia di riferimento

Per la conduzione dell’analisi di rischio in oggetto si è fatto essenzialmenteriferimento come normativa e bibliografia rispettivamente a:

• Decreto Legislativo n. 152 del 2006 “Norme in materia ambientale”.Pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n.88 del 14 aprile 2006, SupplementoOrdinario n.96 e s.m.i.• Documento APAT “Criteri metodologici per l’applicazione dell’analisiassoluta di rischio ai siti contaminati” (2008 – Rev. 2).

• “Documento di riferimento per la determinazione e la validazione deiparametri sito-specifici utilizzati nell’applicazione dell’analisi di rischio aisensi del D.Lgs. 152/06” (APAT, Giugno 2008).

2 SCOPO DEL LAVORO

2.1 Scopo del lavoro di analisiLo scopo del presente lavoro consiste nella determinazione del rischio perla salute umana e per la risorsa idrica derivante dalla condizione attuale dicontaminazione e nella individuazione dei valori delle Concentrazioni Sogliadi Rischio (CSR), così come definite dal D.Lgs. 152/06 e s.m.i., a partire davalori di rischio individuale e cumulativo accettabile per la falda e la saluteumana, sulla base del modello concettuale di seguito riportato.

Sorgente di contaminazione

Modalità di migrazione Via di esposizione Bersaglio

ingestione di suolo

contatto dermico

volatilizzazione aria outdoor inalazione di vapori outdoor

erosione del vento aria outdoor inalazione di polveri outdoor

aria outdoor inalazione di vapori outdoor

aria indoor inalazione di vapori indoor

lisciviazione falda Risorsa Idrica



--- falda Risorsa Idrica---

Lavoratori IND/COM

---

volatilizzazione I

Falda I

Suolo superficiale( insaturo 0-1 m p.c.)

Suolo profondo( insaturo > 1 m p.c.)

volatilizzazione

Modalità di esposizione

suolo superficiale D

Lavoratori IND/COM

Lavoratori IND/COM

---

I

3 CARATTERISTICHE DEL SOFTWARE APPLICATO

• Il software Giuditta versione 3.2 consiste nella predisposizione di una metodologia informatizzata decisionale per l'applicazione di procedure di analisi di rischio a siti oggetto di contaminazione in corrispondenza ad un livello 2 di analisi.

• Tale software è basato sugli standard ASTM E-1739-95 e PS-104-98, e traduce il percorso del D.Lgs. 152/06 e attraverso due livelli di approfondimento (tabellare ed analisi di rischio), permette di individuare con sufficiente semplicità ed in modo univoco, gli obiettivi di bonifica (CSR).

• La versione 3.2 del software tiene conto delle indicazioni del Tavolo Tecnico istituito da APAT e costituito da rappresentanti dell’ISS, ISPESL, ARPA e Regioni, che ha prodotto l'elaborato rev. 2 (marzo 2008) “Criteri metodologici per l’applicazione dell’analisi assoluta di rischio ai siti contaminati”.

4 METODOLOGIA DI ANALISI APPLICATA

4.1 Metodologia applicata

I valori di CSR, relativi ad ogni inquinante indicatore, sono stati determinati imponendo l’accettabilità del Rischio, per le sostanze cancerogene, e l’Indice di Pericolo, per le sostanze tossiche, sia individuale che cumulativo, nonché imponendo l’accettabilità del rischio per la falda, ossia il rispetto delle Concentrazioni Soglia di Contaminazione (CSC), in corrispondenza del “Punto di conformità”.

La metodologia applicata ha previsto:

• l’acquisizione delle informazioni e dei dati disponibili;• la ricostruzione dello schema concettuale della zona;• definizione delle proprietà chimico-fisiche e tossicologiche degli inquinanti;• l’individuazione degli inquinanti indicatori per ciascuna sorgente di

contaminazione;• l’individuazione delle vie e delle possibili modalità di esposizione;• la definizione delle caratteristiche dei bersagli e dei fattori di esposizione;• l’aggiornamento del Data-Base chimico-fisico e tossicologico in base alle sostanze

riscontrate.

4.1.1 Acquisizione delle informazioni e dei dati disponibili

La documentazione utilizzata è stata la seguente:

• Risultati analitici delle concentrazioni degli inquinanti rilevate nei suolo e nelle acque, e dati di piezometria, ottenuti ….;

• Dati sito specifici relativi a granulometria, kd e foc,

• Dati sito specifici relativi a kd mercurio;

• Nota inerente selezione dei parametri sito-specifici ai fini della elaborazione dell’analisi di rischio per il sito

• Dichiarazione della società XXXXXX in merito alla frequenza di esposizione indoor del personale nel magazzino ex-Wooltech.

4.2 Ricostruzione del modello concettuale del sito (MCS)

La ricostruzione del modello concettuale del sito rappresenta uno dei passi fondamentali nella procedura di analisi del rischio e viene eseguita attraverso la definizione:

• dell’inquadramento geologico-idrogeologico del sito;

• dei dati meteoclimatici caratteristici dell’area;

• degli scenari di simulazione e delle vie e modalità di esposizione;

• degli inquinanti tipici del sito e degli inquinanti indicatori;

• delle caratteristiche dei bersagli e dei fattori di esposizione.

Le attività di ricostruzione del modello concettuale si basano su dati “site specific” acquisiti nel corso dello studio di caratterizzazione del sito e sono finalizzati all’esplicitazione di tutte le variabili che possono influenzare il trasporto dei contaminanti, il loro arrivo ai bersagli individuati e le modalità d’assunzione degli stessi. Ai fini dello studio sono state verificate ed elaborate le informazioni acquisite in fase di caratterizzazione del sito.

4.3 Definizione delle proprietà chimico-fisiche e tossicologiche

Ogni inquinante interagisce con le matrici ambientali ospiti (terreno, acque, aria) in modo strettamente dipendente sia dalle proprietà chimico-fisiche che lo caratterizzano che dalle proprietà intrinseche dell’ambiente circostante.La definizione di tali variabili risulta fondamentale in quanto da esse dipendono i meccanismi di “F&T” dell’inquinante dalla zona sorgente verso i bersagli individuati.

I parametri chimico-fisici che regolano la mobilizzazione degli inquinanti ed utilizzati nelle procedure di calcolo sono:

• solubilità in acqua (S, mg/l);• costante di Henry (H, adimensionale);• pressione di vapore (VP, mm Hg);• coefficiente di partizione suolo/acqua per i composti inorganici (Kd, ml/g);• coefficiente di adsorbimento al suolo per i composti organici (Koc, ml/g);• coefficiente di diffusione in aria (Dair, cm2/s);• coefficiente di diffusione in acqua (Dw, cm2/s).

4.3 Definizione delle proprietà chimico-fisiche e tossicologiche

I dati di tossicità per l’uomo sono espressi mediante i seguenti parametri:

• RfDo e SFo: rappresentano rispettivamente la dose di riferimento per tossicità non cancerogena e la slope factor per cancerogenicità, per la via d’esposizione “ingestione orale di contaminante”.

• RfDd e SFd: rappresentano rispettivamente la dose di riferimento per tossicità non cancerogena e la slope factor per cancerogenicità, per la via d’esposizione “contatto dermico con il contaminante”.

• RfDi e SFi: rappresentano rispettivamente la dose di riferimento per tossicità non cancerogena e la slope factor per cancerogenicità, per la via d’esposizione “inalazione di polveri e vapori contaminati”.

•

4.4 Stima del Chemical Intake

In base ai tempi di esposizione, alle caratteristiche del bersaglio e alle specifiche proprietà dell’inquinante, viene calcolata per ogni via d’esposizione, la portata effettiva di esposizione (E) attraverso le formule [APAT 2008]:

4.5 Stima del Rischio e criteri di accettabilità

La procedura di calcolo del Rischio Individuale (R) e/o dell’indice di pericolo (HQ), legato a ciascun contaminante, risulta essere:

dove:

CDI e I (Chronic Daily Intake), assunzione cronica giornaliera per contaminante cancerogeno e non cancerogeno;RfD costituisce la dose giornaliera di riferimento del contaminante tossico mg/kg d.SF (slope factor) rappresenta il potenziale cancerogeno del contaminante cancerogeno mg-1 kg d;

Il Rischio Cumulativo, legato agli inquinanti complessivamente presenti nel sito viene calcolato, nell’ipotesi semplificata, ma conservativa, di interazione additiva tra i contaminanti, mediante le espressioni seguenti:

Rcum = Ri (per sostanze cancerogene)

HI = HQi (per sostanze non cancerogene)


Nella tabella seguente sono riportati i valori di Rischio e di Indice di Pericolo accettabile sia individuale che cumulativo, assunti per l’analisi di rischio sanitario in oggetto.

La procedura può essere suddivisa in 2 step:

Step 1: applicazione della procedura in modalità “forward” finalizzata alla verifica dell’accettabilità del rischio e dell’indice di pericolo, individuali e cumulativi, in corrispondenza alle concentrazioni rappresentative alla sorgente degli inquinanti indicatori selezionati.

Step 2: applicazione della procedura in modalità “backward”, nei casi in cui a seguito dello step 1 non corrispondesse un rischio e un indice di pericolo accettabile, per l’individuazione della corrispondente Concentrazione Soglia di Rischio (CSR).


Il rischio per la risorsa idrica sotterranea si calcola ponendo a confronto il valore di concentrazione del contaminante in falda (CGW) in corrispondenza del punto di conformità posto al confine del sito (misurato o stimato con modelli di trasporto nell’ambito della procedura di analisi di rischio) con il più conservativo tra i valori di concentrazione limite della falda (CLGW) previste dal D.Lgs 152/06 e quelli per le acque per uso umano previste dal D Lgs. 31/2001.

Il rapporto tra la concentrazione del contaminante in falda (CGW) e la concentrazione limite prevista dalla normativa (CLGW) definisce numericamente il rischio per la risorsa idrica sotterranea (RGW), che per essere accettabile deve assumere valori pari o inferiori all’unità:

RGW = CGW/CLGW RGW(accettabile) 1

4.6 Stima delle CSR

Le concentrazioni Soglia di Rischio (CSR) sono definite dal D.Lgs. 152/06 e s.m.i. come i livelli di contaminazione da determinare caso per caso con l’applicazione della procedura di analisi di rischio sito-specifica secondo i principi illustrati nell’Allegato 1 alla parte quarta del D. Lgs. 152/06 e sulla base dei risultati del piano di caratterizzazione, il cui superamento richiede la messa in sicurezza e la bonifica. I livelli di concentrazione così definiti costituiscono i livelli di accettabilità per il sito. La concentrazione soglia di rischio per la salute umana derivante da esposizione alla singola sostanza inquinante, viene calcolata per ogni sorgente (suolo superficiale, suolo profondo e falda), tramite le seguenti equazioni:

Le concentrazioni soglia di rischio per la protezione della risorsa idricavengono calcolate per ogni sorgente (suolo superficiale, suolo profondo, falda) tramite la seguente equazione tipo:

5 MODELLO CONCETTUALE DEL SITO

In tabella. 5.1 è rappresentata la costruzione del modello concettuale dell’area in esame per un uso di tipo Comm/Ind. Dalla tabella vengono messi in evidenza le potenziali relazioni esistenti fra: sorgente di contaminazione, modalità di trasporto del contaminante, bersagli finali e modalità d’esposizione per il rischio sanitario.


Modalità di migrazione Via di esposizione Bersaglio

ingestione di suolo

contatto dermico

volatilizzazione aria outdoor inalazione di vapori outdoor

erosione del vento aria outdoor inalazione di polveri outdoor



lisciviazione falda Risorsa Idrica



--- falda Risorsa Idrica---

Lavoratori IND/COM

---

volatilizzazione I

Falda I

Suolo superficiale( insaturo 0-1 m p.c.)


volatilizzazione

Modalità di esposizione

suolo superficiale D

Lavoratori IND/COM

Lavoratori IND/COM

---

I

5.1 Parametri caratteristici dei comparti ambientali outdoor ed indoor

In tabella 5.2 (fuori testo) sono riportati i valori dei parametri caratteristici dei comparti ambientali outdoor e indoor. Sono stati assunti, ove possibile, valori sito-specifici, altrimenti sono stati applicati dei criteri di stima indiretta. Nella stessa tabella, in corrispondenza ad ogni parametro, è riportata una giustificazione sintetica della scelta effettuata. .

Tab. 5.2 – Sito Pacorini (Trieste). Valori dei parametri caratteristici del sito (1/4)

Simbolo ParametroUnità di misura

Valore di default

Valore sito specif ico Note

Geometria della zona insaturaLGW Profondità del piano di falda cm 300 240 Stima diretta, corrispondente al minimo misurato nel piezometro PZ_F

hout Frazione areale di fratture nel pavimento outdoor adim. 1 1 Sito privo di pavimentazione outdoor (ipotesi conservativa)

Geometria della sorgente di contaminazione in zona insatura

Ls (SS)Profondità del top della sorgente nel suolo superf iciale rispetto al p.c.

cm 0 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

Ls (SP)Profondità del top della sorgente nel suolo profondo rispetto al p.c.

cm 100 100 Stimato sulla base del campione di suolo più superficiale contaminato

100 Suolo Profondo. Sorg. SP A. Stimato sulla base del campione di suolo più profondo contaminato

140 Suolo Profondo. Sorg. SP B1. Stimato sulla base del campione di suolo più profondo contaminato

100 Suolo Profondo. Sorg. SP B2. . Stimato sulla base del campione di suolo più profondo contaminato

dSpessore della sorgente nel suolo superficiale (insaturo) cm 100 100 Parametro sito specif ico, coincidente con lo spessore di suolo superficiale

Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2] Sito Pacorini (Trieste)

dsSpessore della sorgente nel suolo profondo (insaturo)

cm 200

5.1 Parametri caratteristici dei comparti ambientali outdoor ed indoorTab. 5.2 – Sito Pacorini (Trieste). Valori dei parametri caratteristici del sito (2/4)


Valore di default


Caratteristiche fisiche del terreno insaturo

s Densità del suolo g/cm3 1,7 default Posto pari al default in quanto bassa variabilità/sensibilità (Appendice N, APAT-ISPRA 2008, rev. 2)

0,005 Sorgente SS A. Valore minimo stimato da dati sito-specif ici (Campioni C6, C7 e C8)

0,011 Sorgente SP B1. Valore minimo stimato da dati sito-specif ici (Campioni C10, C11 e C12)

pH pH del suolo insaturo adim. 6,8 --- Non utilizzato nel calcolo avendo a disposizione delle misure dirette del coefficiente di ripartizione

Kv Permeabilità del suolo al f lusso di vapore cm2 1,00E-08 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

--- --- Loam Sulla base dei dati granulometrici (campioni T3 e C8)

--- --- Loam Sulla base dei dati granulometrici (campione PZA)

--- --- Clay Loam

Sulla base dei dati granulometrici (campione C12)

--- --- Clay Loam

Analogia con sorgente SP B1 per assenza di dati

T Porosità totale del terreno in zona insatura adim. 0,41 0,430 Stima indiretta: LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

e Porosità eff icace del terreno in zona satura adim. 0,353 0,352 Stima indiretta: LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

w Contenuto volumetrico di acqua adim. 0,103 0,213 Stima indiretta: LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

a Contenuto volumetrico di aria adim. 0,25 0,139 Stima indiretta: LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

wcapContenuto volumetrico di acqua nelle frangia capillare

adim. 0,318 0,317 Stima indiretta: LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

acapContenuto volumetrico di aria nelle frangia capillare

adim. 0,035 0,035 Stima indiretta: LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

Ieff Infiltrazione eff icace cm/anno 9,46 Stima indiretta: LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

hcap Spessore frangia capillare cm 18,8 37,50 Stima indiretta: LOAM. Tab. 3.1.2 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

hv Spessore della zona insatura cm 0,035 202,50 = LGW - hcap

T Porosità totale del terreno in zona insatura adim. 0,41 0,410 Stima indiretta: CLAY LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

e Porosità eff icace del terreno in zona satura adim. 0,353 0,315 Stima indiretta: CLAY LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

w Contenuto volumetrico di acqua adim. 0,103 0,200 Stima indiretta: CLAY LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

a Contenuto volumetrico di aria adim. 0,25 0,115 Stima indiretta: CLAY LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

wcapContenuto volumetrico di acqua nelle frangia capillare

adim. 0,318 0,288 Stima indiretta: CLAY LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

acapContenuto volumetrico di aria nelle frangia capillare

adim. 0,035 0,027 Stima indiretta: CLAY LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

Ieff Infiltrazione eff icace cm/anno 1,89 Stima indiretta: CLAY LOAM. Tab. 3.2.7 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

hcap Spessore frangia capillare cm 18,8 46,90 Stima indiretta: CLAY LOAM. Tab. 3.1.2 Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

hv Spessore della zona insatura cm 0,035 193,10 = LGW - hcap

Sito Pacorini (Trieste)Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

foc Frazione di carbonio organico nel suolo insaturog-C/g-suolo 0,01

Caratteristiche Clay Loam

Tessitura Sorgente SS A

Tessitura Sorgente SP A

Tessitura Sorgente SP B1

Tessitura Sorgente SP B2

Caratteristiche Loam




Valore di default


Geometria della zona saturada Spessore della falda cm --- 760 Valore stimato da dati sito-specif ici assumendo piano falda a 10 m di profondità

4 500 Suolo Superficiale. Sorg. SS A. Determinato sulla base della direzione prevalente della falda

7 500 Suolo Profondo. Sorg. SP A. Determinato sulla base della direzione prevalente della falda

2 000 Suolo Profondo. Sorg. SP B1. Corrispondente al tratto di suolo possibilmente soggetto ad infiltrazione

9 500 Suolo Profondo. Sorg. SP B2. Determinato sulla base della direzione prevalente della falda

10 000 Falda. Sorg. A. Determinato sulla base della direzione prevalente della falda

22 000 Falda. Sorg. B. Determinato sulla base della direzione prevalente della falda

13 000 Falda. Sorg. C. Determinato sulla base della direzione prevalente della falda

Caratteristiche fisiche del terreno in zona satura2,89E-04 Falda soggiacente la Sorgente SS A. Stima indiretta: LOAM. Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

5,56E-05 Falda soggiacente la sorgente SP A. Stima indiretta: CLAY. Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

1,23E-03 Falda soggiacente la sorgente SP B1. Stima indiretta: SANDY LOAM. Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

1,23E-03 Falda soggiacente la sorgente SP B2. Stima indiretta: SANDY LOAM. Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

i Gradiente idraulico adim. --- 0,026 Valore stimato da dati sito-specif ici

0,352 Sorgente SS A. Stima indiretta: LOAM. Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

0,312 Sorgente SP A. Stima indiretta: CLAY. Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

0,345 Sorgente SP B1. Stima indiretta: SANDY LOAM. Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

0,345 Sorgente SP B2. Stima indiretta: SANDY LOAM. Documento APAT-ISPRA (2008, Rev. 2)

4500


W Estensione della sorgente nella direzione del f lusso di falda

cm

Porosità eff icace del terreno in zona satura adim. 0,353

---cm/sConducibilità idraulica del terreno saturoKsat




Valore di default


Caratteristiche dell'aria outdoordair Altezza della zona di miscelazione cm 200 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

6 500 Suolo Profondo. Sorg. SP A. Determinato sulla base della direzione prevalente del vento

4 700 Suolo Profondo. Sorg. SP B1. Determinato sulla base della direzione prevalente del vento

14 000 Falda. Sorg. GW A. Determinato sulla base della direzione prevalente del vento

19 500 Falda. Sorg. GW B. Determinato sulla base della direzione prevalente del vento

8 500 Falda. Sorg. GW C. Determinato sulla base della direzione prevalente del vento

Uair Velocità del vento cm/s 225 246 Valore minimo da dati sito-specif ici (nota CTU su parametri sito-specif ici)

t Tempo medio di durata del f lusso di vapore (IND.) anno 25 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

Pe Portata di particolato per unità di superf icie g/(cm2-s) 6,90E-14 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]


Valore di default


Caratteristiche dell'aria indoor

Lcrack Spessore delle fondazioni/muri cm 30 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

LbRapporto tra volume indoor ed area di infiltrazione (IND.)

cm 300 800 Su informazioni CTP Pacorini : Parametro corrispondente al piano terra del Fabbricato G

Frazione areale di fratture adim. 0,01 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

wcrack Contenuto volumetrico di acqua nelle fratture adim. 0,12 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

acrack Contenuto volumetrico di aria nelle fratture adim. 0,26 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

ER Tasso di ricambio di aria indoor (IND.) 1/s 0,00023 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

Zcrack Profondità delle fondazioni cm 15 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

Kv Permeabilità del suolo al f lusso di vapore cm2 1,00E-08 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

p Differenza di pressione tra indoor e outdoor g/(cm*s2) 0 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]

Tempo medio di durata del f lusso di vapore (IND.) anni 25 default Documento APAT-ISPRA [2008, rev. 2]


4500W ' cmEstensione della sorgente di contaminazione nella direzione principale del vento


L’estensione della sorgente di contaminazione nella direzione principale del vento (W’)Per la determinazione di tale parametro è necessario individuare la direzione prevalente del vento. A tal fine sono stati utilizzati i dati della stazione meteo. I dati, estrapolati dal sito: www.idromare.it, riguardano un arco temporale di 10 anni (dal 01/09/1998 al 31/08/2008). Dall’elaborazione dei suddetti dati è possibile ottenere la rosa dei venti riportata in figura 5.1. Sulla base di tali informazioni è stata assunta una direzione prevalente del vento di 75°N.

Per la stima della velocità del vento Uair, analogamente a quanto fatto per la direzione prevalente del vento, sono stati utilizzati i dati della stazione meteo posizionata all'interno del Porto di Trieste. I dati medi orari, estrapolati dal sito: www.idromare.it, riguardano un arco temporale di 10 anni (dal 01/09/1998 al 31/08/2008). Sono stati calcolati i valori medi annui e, conformemente a quanto contenuto nel documento [APAT, 2008] è stato assunto come valore rappresentativo il minimo, pari a 2,46 m/s (tabella 5.3).

ANNO VELOCITA' DEL VENTO [m/s] Valore medio annuo

1998-1999 3,11

1999-2000 3,78

2000-2001 2,46

2001-2002 3,95

2002-2003 3,57

2003-2004 3,37

2004-2005 3,28

2005-2006 3,33

2006-2007 2,48

2007-2008 4,23

Valore minimo 2,46

5.2 Sorgente di contaminazione e selezione degli inquinanti

• Per la ricostruzione del modello concettuale del sito è necessario definire l’estensione della sorgente di contaminazione.

• A tal fine risulta necessario identificare gli inquinanti indicatori, ossia tutte le specie chimiche che almeno in un campione analizzato hanno evidenziato un superamento dei valori di Concentrazione Soglia di Contaminazione (CSC) tabellati nell’Allegato 5 del D.Lgs. 152/06.

• La sorgente di contaminazione corrisponde alla massima estensione di suolo contaminato, e quindi essa deve comprendere tutti i punti di campionamento in cui sono stati riscontrati i suddetti superamenti.

5.2 Superamenti SS – SP

.

5.2 Superamenti SS – SP

.

5.2 Sorgenti SS – SP

.

5.2 Superamenti GW

.

5.2 Superamenti GW

.

5.2 Sorgenti GW

.

Selezione degli Inquinanti Indicatori Per ogni comparto ambientale e per ogni sorgente di contaminazione identificata, come inquinanti indicatori sono state selezionate le specie chimiche che almeno in un campione analizzato hanno evidenziato un superamento dei valori di Concentrazione Soglia di Contaminazione (CSC) tabellati nell’Allegato 5 del D. Lgs. 152/06 (tabelle 5.6a, 5.6b).


ID sorgente

ContaminantiCSCIND

D.Lgs 152/06 (mg/kg)

Benzo(a)Antracene 10

Benzo(a)Pirene 10

Benzo(b)Fluorantene 10

Indeno(1,2,3-c,d)Pirene 5

Piombo 1000

Rame 600

Zinco 1500

Mercurio 0,1

Cloruro di Vinile 0,1

1,2-Dicloroetilene 15

Tricloroetilene 10

B2 Piombo 1000

A

B1

ASuolo superficiale( insaturo 0-1 m p.c.)


Selezione degli Inquinanti Indicatori


ID sorgente Contaminanti

CSCD.Lgs 152/06

(µg/L)

1,1-Dicloroetilene 0,05

Tetracloroetilene 1,1

1,2-Dicloropropano 0,15

Cloruro di Vinile 0,5

1,1-Dicloroetilene 0,05

1,2-Dicloroetilene 60

Tricloroetilene 1,5

Tetracloroetilene 1,1

Somma dei Composti Organoalogenati 10

Benzo(a)Pirene 0,01

Benzo(g,h,i)Perilene 0,01

C Cloroformio 0,15

Falda

A

B

5.2.3 Stima della Concentrazione Rappresentativa alla Sorgente (CRS)Considerato che in ciascuna sorgente, il numero di dati a disposizione risulta inferiore a dieci, non è stato possibile mettere in atto alcun metodo statistico. Pertanto, i valori della CRS per ciascun contaminante sono stati posti pari al valore massimo misurato nei sondaggi/trincee/piezometri posti all’interno di ciascuna sorgente.

5.3 Inquadramento geologico-idrogeologico

5.3.1 Individuazione dei parametri caratteristici del non saturo e del saturo

Campagna Giugno 2010 Campagna Luglio 2010

PZ A - 6.70 - 6.85

PZ B - 7.10 - 5.87

PZ C - 5.42 - 6.60

PZ D - 7.10 - 7.26

PZ E - 6.54 - 6.73

PZ F - 2.40 - 2.50

PZ G - 2.57 - 2.90

PZ H - 4.96 - 5.43

PZ I - 6.80 - 6.28

SOGGIACENZA (m da p.c.)ID PIEZOMETRO

Riguardo la Profondità del piano di falda rispetto al p.c. (LGW), per la stima del valore sito specifico si è fatto riferimento ai dati delle due campagne di monitoraggio (14-15 Giugno 2006 e 21 Luglio 2007), eseguite su 9 piezometri. Il numero di campioni a disposizione (tabella 5.7) è risultato inferiore al limite di 10. Pertanto, in accordo a quanto previsto nel documento ISPRA (ex-APAT) per quanto attiene la definizione dei parametri geometrici del sito, per ciascuna delle due campagne di monitoraggio, si è proceduto con l’identificazione del valore di minima soggiacenza.



Riguardo lo Spessore della falda (da), tenendo conto che la massima profondità alla quale la falda è stata rilevata nell’ambito della presente ATP corrisponde a 10 metri di profondità e che la profondità della falda dal piano campagna è stata posta pari a 2.40 metri, si può assumere uno spessore della falda pari a 7.6 metri.

Riguardo il Gradiente idraulico della falda (i), si è fatto essenzialmente riferimento ai dati delle campagne di Giugno 2006 e Luglio 2007: dalle quali si è desunto un valore rappresentativo pari al 2.6% (i=0,026).

Riguardo l’Estensione della sorgente in direzione parallela alla direzione prevalente del vento (W’), questa è stata definita per ciascuna sorgente così come riportato in Figura 5.5 (fuori testo) e Tabella 5.8, tenendo conto della direzione prevalente del vento così come definita in Figura 5.1 (direzione 75°N).



Riguardo l’Estensione della sorgente in direzione parallela alla direzione del flusso di falda (W), per la determinazione di tale parametro è necessario individuare la direzione del flusso di falda. A questo proposito si sono esaminate le curve isopiezometriche ricostruite in base a due campagne di rilievo, rispettivamente di giugno 2010.

Riguardo l’Estensione della sorgente in direzione ortogonale alla direzione del flusso di falda (Sw), come per W è necessario individuare la direzione del flusso di falda, che come detto sopra è stata assunta per ogni sorgente in direzione N-NE.









Relativamente alle altre caratteristiche della porzione insatura e satura del terreno, ivi inclusa la conducibilità idraulica del mezzo saturo, queste sono state desunte mediante l’applicazione di metodi di stima indiretta, a partire dalle informazioni sulle granulometria.

Sorgente SS-ATipo di suolo rappresentativo:Zona insatura: LOAM (Sulla base dei dati di granulometria dei campioni T3(0-0,8 m) e C8(0-1 m);Zona satura: LOAM (sulla base dei dati di granulometria del campione PZD (5-6 m);

Sorgente SP-B1Tipo di suolo rappresentativo:Zona insatura: CLAY LOAM (Sulla base dei dati di granulometria del campione C12 (1-2 m);Zona satura: SANDY LOAM (sulla base dei dati di granulometria del campione PZC (6-7 m);



Sorgente SP-ATipo di suolo rappresentativo:Zona insatura: LOAM (Sulla base dei dati di granulometria del campione PZA (2.2-3 m);Zona satura: CLAY (sulla base dei dati di granulometria del campione PZA (6.3-7 m);

Sorgente SP-B2Tipo di suolo rappresentativo:Zona insatura: CLAY LOAM (Analogia con SPB1);Zona satura: SANDY LOAM (Analogia con SPB1).

PROPRIETÀ CHIMICO-FISICHE E TOSSICOLOGICHE

Per la definizione delle proprietà chimico-fisiche e tossicologiche degli inquinanti indicatori sono stati assunti i valori della banca dati ISS-ISPESL aggiornata a maggio 2009.

Il valore di Kd per piombo, zinco e rame è stato desunto a partire dai dati sperimentali sito-specifici resi

Su questa base, sono stati utilizzati i seguenti kd;

Sorgente SP-A: piombo: 211000 L/kg (T1)zinco: 9400 L/kg (T1)rame: 4100 L/kg (minore tra T2 e T1)

Scenario 1: Mercurio: 7400 L/kg (minore tra dati campioni C1 e T2);Scenario 2: mercurio: 760 L/kg (medio tra dati misurati).

Sorgente SPB-2: piombo: 440000 L/kg (C9)

8 CALCOLO DELLA PORTATA DI ESPOSIZIONE E DEL CHEMICAL INTAKERelativamente agli scenari d’esposizione selezionati (tabella 5.1) vengono indicate, nella tabella seguente (tabella 8.1), le caratteristiche di esposizione dei bersagli umani, forniti come input al modello di calcolo Giuditta ver. 3.1.

9 CALCOLO DEL RISCHIO E DELLE CONCENTRAZIONI SOGLIA DI RISCHIO (CSR)

9 CALCOLO DEL RISCHIO E DELLE CONCENTRAZIONI SOGLIA DI RISCHIO (CSR)

10 CONCLUSIONI

• presenza di idrocarburi policiclici aromatici (in particolare Benzo(a)pirene e Benzo(a)antracene) nel suolo superficiale (sorgente SS-A), che determina rischio non accettabile per la salute dei lavoratori e per la risorsa idrica al punto di conformità;

• presenza di composti inorganici (in particolare mercurio) nel suolo profondo (sorgente SP-A), che determina rischio non accettabile per la risorsa idrica;

• presenza di composti organici clorurati (in particolare cloruro di vinile e tricloroetilene) nel suolo profondo (sorgente SPB-1), che determina rischio non accettabile per la salute umana e per la risorsa idrica al punto di conformità;

• presenza di composti organici clorurati ed idrocarburi policiclici aromatici in falda (sorgenti GW-A, GW-B e GW-C), a concentrazioni tali da rendere non accettabile il rischio per la risorsa idrica al punto di conformità.

Criticità della procedura di Analisi di Rischio mediante il software Risk‐net

Renato Baciocchi, Iason VerginelliDipartimento di Ingegneria CivileUniversità di Roma “Tor Vergata”

46

Premessa

Nei siti contaminati da composti organici (ad es. Idrocarburi Pesanti, IPA) è frequenteriscontrare concentrazioni nel sottosuolo superiori a quelle di saturazione.La presenza di fase separata nel sottosuolo rende più complicata la stima dei potenzialiimpatti che i contaminanti possono avere sulle diverse matrici ambientali e sull’uomo.

Analisi delle criticità della procedura di Analisi di Rischio mediante il software Risk-net

Il raggiungimento dellecondizioni di saturazioneinfatti complica e rendenon lineare il calcolo delrischio e degli obiettivi dibonifica.

In questo lavoro vienedescritto come la presenzadi saturazioni venga gestitadal software Risk‐net.

AFCEE, 2011

47

Risk‐net

Risk‐net è stato sviluppato nell’ambito della rete RECONnet su iniziativa delDipartimento di Ingegneria Civile dell’ Università di Roma “Tor Vergata”.

Il software permette di applicare l’Analisi di Rischio sanitaria ai siti contaminatiutilizzando i criteri e le equazioni definite nelle linee guida APAT‐ISPRA (2008), inaccordo con quanto previsto dalla normativa vigente (D.Lgs 152/06 e s.m.i.).

Il software permette di calcolare sia il Rischio che gli Obiettivi di Bonifica (CSR).

Attualmente è in fase di validazione da parte di diversi membri della rete RECONnet, altermine della quale verrà distribuito gratuitamente su www.reconnet.net.


48

Soluto, nell’acqua interstiziale Vapore, nell’aria dei pori del suolo Adsorbito al carbonio organico del suolo Come fase separata (solo a C > Csat)

Ripartizione dei contaminanti nel suolo

Per poter valutare la migrazione dei contaminanti nelle diverse matrici è fondamentaleindividuare le concentrazioni dei contaminanti nelle diverse fasi del suolo.

Nella procedura di Analisi di Rischio si adottano dei modelli di ripartizione in cui si assumeuna ripartizione lineare ed istantanea tra le diverse fasi del suolo:


soluto

vapore

fase libera

fase adsorbita

Ripartizione lineare fissata dalle costanti di ripartizione specifiche del contaminante

Alla concentrazione di saturazione(Csat), il soluto raggiunge la solubilitànell’acqua e il vapore raggiunge latensione di vapore nell’aria dei pori einizia a formarsi la fase libera.Al di sopra della Csat Soluto, vaporee fase adsorbita non aumentano più.

49

Andamento delle concentrazioni


Ctot < Csat Ripartizione Lineare No fase separata (NAPL)

Ctot > Csat Crescita esponenziale NAPL Altre fasi non aumentano più

Csat

50

Raggiungimento delle Condizioni di Saturazione (Csat)


Il raggiungimento delle condizioni di saturazione dipende da:

Proprietà chimico‐fisiche del contaminante. Ripartizione, Solubilità Caratteristiche del suolo. Densità del suolo, frazione di carbonio organico, porosità

Contaminante Solubilità[mg/L]

Henry adim. [(g/m3

aria) /(g/m3acqua)]

Csat (*)[mg/kg]

Benzene 1750 0.2 270 ‐ 1250

Cloruro di Vinile 2750 1.1 670 ‐ 1100

Benzo(a)Pirene 0,001 0.00004 1.5 ‐ 15

DDT 0,025 0.0003 17 ‐ 170

(*) Valori calcolati assumendo foc =0.001 e foc=0.01

51

Andamento dei Rischi

Per il calcolo del rischio, nel caso di condizioni di saturazione (CRS > Csat) in Risk‐netvengono utilizzate le solite equazioni con l’unica differenza che:


Contatti non diretti (volatilizzazione e lisciviazione) al di sopra della Csat (solubilità e tensione di vapore) il rischio non cresce più.

Contatti diretti (ad es. Ingestione e Contatto) tali concentrazioni, seppur superiori alla saturazione sono implementate tal quali nel software, in quanto il recettore può venire a contatto con il contaminante anche in fase separata.

Rischio max si ottiene quando il contaminante raggiunge la

solubilità o tensione di vapore

52

Calcolo delle Concentrazioni Soglia di Rischio (CSR) ‐ Singola via di esposizione

CSR = Concentrazione massima ammissibile compatibile con rischio accettabile.


1E-10

1E-09

1E-08

1E-07

1E-06

1E-05

10 100 1000 10000R

isch

ioConcentrazione totale [mg/kg]

C sat

no CSR

CSR < Csat CSR > Csat

Nel caso di CSR (teorica) > Csat, anche per concentrazioni nel suolo molto alte il rischiocalcolato è inferiore a quello accettabile. In questo caso non viene definita una CSR.

Anche alla tensione di vapore o solubilità R < 10‐6

CSRteorica

53

Calcolo delle CSR in presenza di più vie di esposizione


CSR singola via CSR vie cumulate

Per il calcolo delle CSR per più vie di esposizione, Risk‐net tiene conto anche delle vie che saturano (in termini di rischio massimo alla saturazione).

54

Mobilità Prodotto Libero (NAPL)

In alcuni casi può capitare che tutte le CSR calcolate risultino superiori alla Csat. Inquesto caso non è possibile identificare un obiettivo di bonifica sito‐specifico. Questoperché nelle procedure AdR non viene simulato il trasporto della fase separata.

In questi casi Risk‐net può essere utilizzato per effettuare delle valutazioni sulla mobilitàdella fase separata. Secondo quanto indicato dallo standard ASTM E2081‐00, la faseseparata che si forma al di sopra della Csat inizialmente risulta immobile a causa di: Capillarità nei pori del suolo Tensioni superficiali che ne ostacolano il movimento


Newell et al. 1994

Al raggiungimento della capacità di assorbimento meccanica del suolo ovvero della saturazione residua, il prodotto libero diventa mobile.

55

Calcolo dei valori di screening per la mobilità del prodotto libero


La capacità di assorbimento meccanico del suolo, che determina la mobilità delcontaminante come fase separata, risulta un fenomeno piuttosto complesso chedipende da diversi fattori quali la densità del suolo, la viscosità della sostanza, latessitura del suolo…In Risk‐net è stato implementato il modello ASTM E2081‐00 (per contaminanti liquidi):

610

Dove

w a o s d o oNAPL

s s

o e r

H k mgRBSL Skg

S

Benzene Csat[mg/kg]

Cres[mg/kg]

Sabbioso (foc = 0.001, Sr =0.04) 270 7 500

Medio Sabbioso (foc =0.005, Sr =0.1) 800 18 000

Limoso (Sr =0.1 , foc = 0.01) 1 400 36 000

ρs: densità del suoloθa: contenuto ariaθe: porosità suoloSr: frazione residua poriH: cost. di Henrykd: ripartizione adsorbito/solutoS: Solubilità

56

Andamento dei rischi in condizioni di saturazione


Ctot < CsatR e HI aumentano linearmente con la concentrazione

Ctot > CsatContatti diretti: rischio continua a crescere (recettore può ingerire anche fase separata)Contatti indiretti: rischio non cresce più (raggiunta solubilità e tensione di vapore)

Ctot > CresNAPL diventa mobile

Calcolato con Risk‐net

57

Conclusioni

La presenza di fase separata nel sottosuolo rende più complicata la stima deipotenziali impatti che i contaminanti possono avere sulla salute e sull’ambiente.

Nell’ambito della procedura di Analisi di Rischio il raggiungimento delle condizioni disaturazione rende non lineari le equazioni per il calcolo degli obiettivi di bonifica.

Il software Risk‐net permette di gestire la presenza di saturazioni tenendo conto di:

Saturazione Chimico Fisica (Csat): Raggiungimento della solubilità e della tensionedi vapore del contaminante in soluzione e nella fase vapore. Risk‐net ne tieneconto sia per il calcolo del Rischio che degli Obiettivi di Bonifica (CSR).

Saturazione Residua (Cres): Limite oltre il quale la fase separata non viene piùtrattenuta dal suolo (diventa mobile). Per tener conto della mobilità del prodottolibero in Risk‐net è stato implementato il modello definito nello standard ASTME2081‐00 che permette di stimare dei valori di screening oltre il quale ci si attendeche il NAPL diventi mobile.


58

Analisi di rischio nel quadro normativo nazionale

L’analisi di rischio sanitario‐ambientale è prevista e normata dal D.Lgs. 152/06 (Allegato 1)Allegato 1: le «procedure di calcolo finalizzate alla stima quantitativa del rischio, datal’importanza della definizione dei livelli di bonifica (CSR), dovranno essere condottemediante l’utilizzo di metodologie, quali ad esempio l’ASTM PS‐104, di comprovata validitàsia dal punto di vista delle basi scientifiche che supportano gli algoritmi di calcolo, che dellariproducibilità dei risultati»

I «Criteri metodologici per l’applicazione dell’analisi assoluta di rischio ai siti contaminati»prevedono una procedura di calcolo sostanzialmente basata sulle assunzioni dello standardASTM‐RBCA, con riferimento ad un Livello 2 di approfondimento ( AdR sito‐specifica)

LIVELLO 1 LIVELLO 2 LIVELLO 3

59

Modelli alla base del Livello 2

Modelli di trasporto

• Uso di soluzioni analitiche a stato stazionario• Sorgente a concentrazione costante• Biodegradazione trascurabile

Modelli di esposizioneInoltre, l’AdR di livello 2 è basata su di una rappresentazione semplificata dei meccanismi diassunzione dei contaminanti.Tranne che per una sola via di esposizione. il documento ISPRA prevede che dose assunta edose assorbita coincidano.

Queste assunzioni possono talvolta determinare una stima conservativa dei rischi e diconseguenza individuare obiettivi di bonifica restrittivi.

60

Proposte di modifica

Modelli di trasportoApportare semplici modifiche alle assunzioni e ai modelli di Livello 2 con i seguentiobiettivi:• Mantenere la struttura semplice ed efficace dello standard RBCA di livello 2• Ottenere stima del rischio e CSR più realistici

Le proposte di modifica sono finalizzate a superare le assunzioni del livello 2 di AdR:

• Introduzione dell’esaurimento della sorgente• Introduzione di modelli di biodegradazione nel percorso di volatilizzazione• Introduzione di modelli di biodegradazione nei percorsi di lisciviazione e trasporto in

falda

Modelli di esposizioneValutare l’effettiva biodisponibilità di ciascun contaminante assunto per inalazione oingestione

61

Baciocchi R., Berardi S., Verginelli I. (2010). Human Health Risk Assessment: models for predicting theEffective Exposure Duration of On-Site Receptors Exposed to Contaminated Groundwater. Journal ofHazardous Materials 181(1–3), 226–233. .

Modello di esaurimento della sorgente in falda

Trasporto in falda ed esaurimento sorgente

62

Stima dell’esposizioneC

sour

ce(m

g/L)

t (years)

Cso

urce

(mg/

L)

t (years)

APPROCCIO RBCA-ASTMConcentrazione in sorgente costante per tutto il periodo di esposizione

Attenuazione in sorgenteEsposizione a concentrazioni progressivamente minori

Sovrastima esposizione

Esposizioneeffettiva

Il rischio dipende dalla concentrazione a cui il recettore è esposto e dalla durata diesposizione: Integrale della concentrazione in sorgente per tutta la durata di esposizione.

EsposizioneIntegrale della concentrazione nel periodo di esposizione

63

Modelli Sviluppati

Approccio 1Sviluppo di un modello che tiene conto della progressiva riduzione della concentrazione in sorgente per via del dilavamento

Cso

urce

(mg/

L)

t (years)

1

2

Approccio 2Calcolo dell’esposizione equivalente ipotizzando concentrazione in sorgente costante fino al completo esaurimento

64

Descrizione modelli

Cso

urce

(mg/

L)t (years)

1

2

0( ) exp /[ (1 )]w s e gw s gw d eC t C K i t W W K

[ (1- )] ( )eff gw e s d e sED W K K i

CR EF ( ) EDBW AT

w iRischio SF C t

Approccio 1 (Variazione concentrazione in sorgente)

Approccio 2 (Esposizione equivalente)

0 effCR EF EDBW AT

Rischio SF C

Riduzione Concentrazione in sorgente nel tempo legato al dilavamento

Calcolo del Rischio

Discretizzazione in n intervalli

Calcolo durata di esposizione equivalente

Calcolo del Rischio

Calcolo immediato

65

Esempio di applicazione: Calcolo del rischio per contaminazione da benzene

Terreno Sabbioso (SAND)Benzene (C0 = 0.1 mg/L), Gradiente idraulico = 1 %, Durata = 25 anni

ASTM sovrastima rischio di più di 1 ordine di grandezza!

Approccio 2 semplificato: usando stesso approccio ASTM ma con durata di esposizione equivalente calcolata, risultati molto simili a modelli numerici!

Modello numerico agli elementi finiti

EDeff = 0.8 anno

66

Sviluppo di un modello di lisciviazione da suolo insaturo in falda

LISCIVIAZIONE DA SUOLO IN FALDA

Verginelli I., Baciocchi R. (2012). Role of natural attenuation in modeling the leaching of contaminants inthe risk analysis framework. Submitted to the Journal of Environmental Management.

67

Lisciviazione e modello rbca‐astm Lisciviazione da suolo in falda

risulta una delle vie di migrazionepiù critiche nella maggior parte deisiti contaminati da idrocarburi.

Contaminanti nel sottosuolosoggetti a diversi processi diattenuazione naturale.

Modelli generalmente utilizzati nelleprocedure di AdR tropposemplificati.

Modello RBCA-ASTM Infiltrazione nello strato insaturo Ripartizione del contaminante Diluizione nell’acquifero

Non si tiene conto dei fenomeni di attenuazione naturale!

Modello ASTM non tiene conto di alcun processo di attenuazione naturale!

Rivett et al., 2011

68

Modello Sviluppato

Trasporto e attenuazione durante lisciviazione

2

2 0w wleach w w

d C dCD v Cdz dz

20

2 2 2

( ) exp2

( , )sinh cosh

2

fw

leach

f w w w

leach

L zC t k

D D tC z t

Lk z k k z

D t D D D

0 0 ( ) ( ) efssource w s

Idm A C t A d C tdt R

0 0 0 exp

eff source w

s s sw s sw

IC t C t

R d K K

Equazione differenziale 1-D

Soluzione analitica eq. differenziale

Attenuazione in sorgente

Integrando:

Riduzione sorgente per dilavamento e biodegradazione Assunzioni modello

• IPOTESI MODELLO ASTM+ BIODEGRADAZIONE AEROBICA+ MOBILITA’ DEL CONTAMINANTE+ DIFFUSIONE + DISPERSIONE+ ESAURIMENTO SORGENTE

69

Confronto con dati misurati sul campo

0

1

2

3

4

5

6

0 200 400 600

Dep

th b

elow

sou

rce

(m)

Benzo(a)Pyrene (ppb)

0

1

2

3

4

5

6

0 100 200 300 400 500 600 700

Dep

th b

elow

sou

rce

(m)

Benzo(a)Anthracene (ppb)

0

1

2

3

4

5

6

0 100 200 300 400 500 600

Dep

th b

elow

sou

rce

(m)

Benzo(a)Pyrene (ppb)

0

1

2

3

4

5

6

0 50 100 150 200 250 300

Dep

th b

elow

sou

rce

(m)

Benzo(k)Fluorantene (ppb)

0

1

2

3

4

5

6

0 100 200 300 400 500 600 700

Dep

th b

elow

sou

rce

(m)

Benzo(g,h,i)Perylene (ppb)

(a) (b)

(c) (d)

λ= 0.0005 d-1 λ= 0.001 d-1

λ= 0.0003 d-1 λ= 0.0003 d-1

Attenuazione durante il trasporto significativa!Non tenerne conto conduce a sovrastime dell’effettivo impatto.

Modello sviluppato descrive correttamente trend osservati sul campo

Survey 1Survey 2Survey 3NA model

Costante di biodegradazione (ordine 1)

70

Esempio di applicazione: calcolo del rischio legato a ingestione di acqua

1.4E-05

1.4E-05

2.0E-06

2.0E-06

3.2E-06

1.5E-07

1.8E-06

1.6E-06

1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4

S1

S2

S3

S4

Risk

Benzo(a)Pyrene

ASTMNA model

1.1E-04

1.1E-04

1.5E-05

1.5E-05

1.6E-05

1.5E-05

3.5E-07

3.9E-07

1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3

S1

S2

S3

S4

Risk

Benzene(a) (b)

SCENARI CONSIDERATI

(S1) Clay, foc = 0.01, d = 1 m, Lf = 2 m

(S2) Clay, foc = 0.01, d = 5 m, Lf = 5 m

(S3) Sand, foc = 0.001, d = 1 m, Lf = 10 m

(S4) Sand, foc = 0.001, d = 5 m, Lf = 25 m

Modello ASTM conduce a sovrastime delrischio anche di ordini di grandezza: BTEX: sovrastima maggiore per terreni

sabbiosi (maggiore dilavamento) IPA: sovrastima maggiore per terreni

argillosi e falde profonde (tempi diresidenza maggiori)

ASTM sovrastima rischio di più di 1 ordine di grandezza!

71

INTRUSIONE DI VAPORI IN AMBIENTI CONFINATISviluppo di un modello di intrusione di vapori in ambienti confinati

Verginelli I., Baciocchi R. (2011). Modeling of vapor intrusion from hydrocarbon-contaminated sourcesaccounting for aerobic and anaerobic biodegradation. Journal of Contaminant Hydrology 126, 167–180.

72

Valori misurati vs. Valori calcolati

MODELLI SOVRASTIMANO FINO A DIVERSI ORDINI DI GRANDEZZA *

Provoost et al. J Soils Sediments; 2010

Modelli 10 volte > Misure sul campo

Retta 1:1 (Modelli = Misure sul campo)

Modelli 1000 volte > Misure sul campo

Valori Misurati

Valo

ri C

alco

lati

E’ ORMAI RICONOSCIUTO CHE I MODELLI PER LA STIMA DEI VAPORI INDOOR POSSONO CONDURRE A RISULTATI

CONSERVATIVI.

Linee guida APAT-ISPRA (2008)

“Laddove l’applicazione di tali equazioni determini un valore di rischio non accettabile [...] dovranno essere

eventualmente previste campagne di indagini [...] allo scopo di verificare i

risultati ottenuti”.

73

Biodegradazione durante la migrazione dei vapori

Negli ultimi anni sono stati effettuati molti studi (sperimentali e di campo) pervalutare tale processo nella zona vadosa nell’ambito dei processi di vaporintrusion.

BTEX e Idrocarburi: biodegradazione tra i processi di attenuazione piùimportanti per i vapori (attenuazioni concentrazioni di diversi ordini digrandezza).

ASTM E2060-10“petroleum hydrocarbons such as benzene,xylenes, toluene and ethylbenzene (or amixture of such chemicals) that are a subset ofvolatile chemicals of concern and that aredistinguished because they are known toreadily biodegrade to carbon dioxide in thepresence of oxygen by ubiquitous soilmicrobes.”

Il modello attualmente usato (Johnson & Ettinger 1991) non tiene conto dellabiodegradazione.

74

Modello Sviluppato

Modello che simula il trasporto e labiodegradazione dei VOC accoppiata altrasporto e al consumo di ossigeno.

ASSUNZIONI DEL MODELLO

IPOTESI MODELLO JOHNSON & ETTINGER

Trasporto per diffusione e convezione, VOC entrano dai cracks, diluizione all’interno dell’edificio, no vie preferenziali

+ BIODEGRADAZIONE AEROBICA

Reazione pseudo I ordine in soluzione

+ BIODEGRADAZIONE LIMITATA DALL’ O2

Spessore della zona aerobica calcolato considerando il flusso e consumo di O2

+ FLUSSO E CONSUMO O2

O2 entra nel suolo dai cracks e lateralmente. Il consumo di ossigeno viene calcolato stechiometricamente rispetto al composto /i analizzato/i.

+ BIODEGRADAZIONE ANAEROBICA

Reazione pseudo I ordine in soluzione

+ PRODUZIONE DI METANO

Dovuta a biodegradazione metanogenica. Ossidazione di metano nel sottosuolo.

75

Esempi di applicazione: Presenza di miscele nel sottosuolo

O2 SEMPRE SUFFICIENTEZona vadosa completamente aerobica

O2 CONSUMATO IMMEDIATAMENTEZona vadosa completamente anaerobica

J&E (1991)Sovrastima di diversi ordini di grandezza

Stessi J&E (1991)

76

Modelli di esposizione

Assunzioni AdR Livello 2• Dose assorbita coincide generalmente con la dose assunta• Ingestione : non si considera un fattore di biodisponibilità del tratto intestinale• Assunzione dovuta alla mancanza di dati robusti a supporto di scelte diverse• Unica eccezione: fattore di assorbimento dermico (fattore di bioaccessibilità): 1‐10%

Approcci internazionali• US EPA suggerisce di includere la biodisponibilità per l’ingestione. Propone valori per

alcuni inquinanti (Piombo). Per gli altri, per ora fattore unitario.• Belgio e UK danno la possibilità di includere valutazioni sulla biodisponibilità

Proposta:• Inclusione di stime accurate di biodisponibilità basate su studi internazionali .• Valutare l’effettiva biodisponibilità di ciascun contaminante assunto per inalazione o

ingestione.

77

Conclusioni

• Approccio di AdR consolidato a livello nazionale e internazionale.

• Le assunzioni dello standard ASTM (Livello 2), adottato a livello nazionale,possono condurre a sovrastima dei rischi e CSR restrittive.

• I risultati illustrati dimostrano che tale standard può essere affinato,introducendo assunzioni e modelli più realistici.

• In questo modo, a parità di protezione della salute, verrebbero definitiobiettivi di bonifica maggiormente sostenibili da un punto di vista economico(cost‐effective!) .

• Tenere conto della effettiva biodisponibilità dei contaminanti potrebbe ancheaiutare a rendere le bonifiche più sostenibili.

Date post:	17-Feb-2019
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Elaborazione di un documento di AdR -...

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