Tecnologie di bonifica: data base, selezione e costruzione delle opzioni Ing. Paola Cossettini

1. I --- U --- A --- V Università Iuav di Venezia Tecnologie di bonifica: data base, selezione e costruzione delle opzioni Ing. Paola Cossettini Bonifiche dei siti inquinati e programmi di riqualificazione urbana: laboratorio di Porto Marghera IUAV – Corso di Laurea specialistica in pianificazione e politiche per l’ambiente Venezia – Ca’ Bacchin 3 Febbraio 2006

2. Qualche definizione: Tecniche e tecnologie Tecnologia: Per Tecnologia si intende l'applicazione della scienza per risolvere problemi, dal punto di vista industriale o commerciale. L'ingegneria aggiunge caratteristiche umane come immaginazione, giudizio, e disciplina intellettuale alla conoscenza preesistente per creare o usare la tecnologia in modo sicuro ed efficiente . Tecnica: Una serie di norme che regolano il concreto svolgimento di un’attività manuale, intellettuale o sportiva; secondo questa accezione la tecnica è un procedimento specifico seguito nell’esecuzione di un lavoro o di un’opera, soprattutto quando esso implica un’attività manuale o l’uso di strumenti (si distingue dal metodo, che è invece il procedimento logico).

3. Qualche definizione: BAT BAT = Best Available Techniques per "tecniche", si intendono sia le tecniche impiegate, sia le modalità di progettazione, costruzione, manutenzione, esercizio e chiusura dell'impianto;"disponibili", ossia le tecniche sviluppate su una scala che ne consenta l'applicazione in condizioni economicamente e tecnicamente valide nell'ambito del pertinente comparto industriale, prendendo in considerazione i costi e i vantaggi, indipendentemente dal fatto che siano o meno applicate o prodotte nello Stato membro di cui si tratta, purché il gestore possa avervi accesso a condizioni ragionevoli; "migliori", ossia le tecniche più efficaci per ottenere un elevato livello di protezione dell'ambiente nel suo complesso.

4. Per progettare un intervento di bonifica • E’ necessario: • Conoscere la destinazione d’uso del sito • Individuarne lo stato di contaminazione e le caratteristiche geomorfologiche • Sviluppare il ‘MODELLO CONCETTUALE’ del sito • Conoscere le tecniche disponibili per la decontaminazione/trattamento/smaltimento dell’inquinamento rilevato nel sito • Definire i criteri per la scelta della tecnica disponibile che meglio si adatta al sito

5. Come si sceglie la tecnica? Un esempio: “Il Metodo Master Plan” La ricerca è stata organizzata seguendo la seguente metodologia: Realizzazione di una rassegna dello stato dell’arte delle tecnologie di bonifica ad oggi disponibili • Selezione delle tecnologie applicabili a Porto Marghera, scelte secondo: • Stato di sperimentazione della tecnica (scala pilota o reale) • Risultati ottenuti sulla riduzione degli inquinanti • Applicabilità al caso di Porto Marghera tenendo conto delle condizioni geo – morfologiche e delle tipologie di inquinanti rilevati.

6. Un po’ di tecniche…

7. ..e come si dividono E’ stata effettuata una rassegna della principali tecniche di bonifica esistenti, suddivise in: Trattamenti ex situ Trattamenti biologici Trattamenti fisico – chimici Trattamenti termici Trattamenti in situ Trattamenti biologici Trattamenti termici Trattamenti fisico – chimici Opere messa in sicurezza Messa in riserva provvisoria o definitiva Landfarming Fito - trattamento Estrazione con vapore Estrazione con vapore Compostaggio Bioventilazione Riscaldamento a radio frequenza Incenerimento Bio - pile Bioreattori - slurry phase Vetrificazione Soil - washing Capping …….

8. In breve.. TRATTAMENTI IN SITU • Permanenza dei materiali sul posto • Non c’è necessità di trasferimento in siti provvisori e di spostamenti successivi al trattamento. TRATTAMENTI EX SITU (ex site – on site) • Spostamento dei materiali presso impianti esistenti e successivo trasferimento al termine dei trattamenti • Spostamento dei materiali presso siti di trattamento provvisori e successivo trasferimento al termine dei trattamenti • Definizione delle caratteristiche dei siti provvisori a seconda di: • Tipo di trattamento e rischi connessi • Quantità dei materiali da trattare • Accessibilità dei siti

9. Le informazioni sulle tecniche Nel Master Plan, per ogni tecnologia individuata sono state redatte delle schede esplicative che contengono: Tipologia della tecnologia (in situ – ex situ) Descrizione della tecnologia Schema di processo Tipologia di inquinanti trattati Rendimenti ottenuti Tempistica Limiti nell’applicazione del trattamento Costi sostenuti nelle precedenti applicazioni

10. Master Plan per le bonifiche di Porto Marghera: esempio di scheda descrittiva tecnologie

11. da dove si ricavano le informazioni Dalla letteratura disponibile Dall’esperienza…di chi ce l’ha

12. Le tecniche per Porto Marghera Prima fase generale di screening E’ stata effettuata una prima vagliatura delle tecnologie applicabili in base a: 1 - Stato dell’arte (scala pilota o reale) e numero di applicazioni precedenti della tecnica terminate con successo 2 - Tipo di azione che si ottiene sul contaminante nel terreno 3 - Rifiuti residuali dal trattamento in cui si possono ritrovare i contaminanti 4 - Livello di pericolosità e rischio di esposizione dei lavoratori 5 - L’influenza sull’efficienza della tipologia di terreno 6 - La presenza di acqua di falda

13. Le tecniche per Porto Marghera

14. Rendimento della tecnologia Tempo di trattamento Costo ipotizzabile del trattamento Disponibilità di mercato di mezzi e attrezzature necessarie per la realizzazione del trattamento Richiesta di aree o impianti di trattamento Impatto ambientale del sistema Superficie che il sistema di trattamento rende disponibile ed effettivamente riutilizzabile rispetto al totale pre - esistente Le tecniche per Porto Marghera Seconda fase più specifica di screening Tenendo in grande considerazione le specifiche classi di inquinanti riscontrati a Porto Marghera, con particolare riferimento agli aspetti sinergici che rendono inefficace l’applicazione di tecnologie potenzialmente idonee, è stato predisposto uno strumento di scelta delle tecniche applicabili sulla base della conoscenza di alcuni parametri fondamentali quali: Superficie che il sistema di trattamento rende disponibile ed effettivamente riutilizzabile rispetto al totale pre – esistente Disponibilità di mercato di mezzi e attrezzature necessarie per la realizzazione del trattamento Richiesta di aree o impianti di trattamento Impatto ambientale del sistema Rendimento della tecnologia Tempo di trattamento

15. Le tecniche per Porto Marghera Seconda fase più specifica di screening A ciascuno dei parametri indicati è stato assegnato un peso in base a considerazioni tipo: 1 - obiettivo prioritario del Master Plan è il recupero degli areali sottoposti a bonifica 2 - gli interventi dovranno essere condotti a costi sostenibili 3 - le aree dovranno essere rese utilizzabili nella maggior percentuale ottenibile 4 - le aree dovranno essere rese disponibili in tempi brevi 5 - gli impianti, i macchinari e le attrezzature devono essere disponibili sul mercato in tempi brevi. 6 - tecnologie ed inquinanti trattati richiedono che siano limitati gli impatti ambientali dei trattamenti 7 - l’applicazione di alcune tecnologie richiedono la disponibilità di grandi superfici

16. Le tecniche per Porto Marghera

17. Le tecniche per Porto Marghera Lo strumento è stato realizzato basandosi su considerazioni di tipo oggettivo, in modo da renderlo elastico ed applicabile in una vasta gamma di situazioni, sempre tenendo presente l’obiettivo ultimo degli interventi che si intendono realizzare nel sito in esame, vale a dire il raggiungimento di livelli di qualità dei terreni rientranti nei limiti di Tab. 1 del D.M. 471/99, per permetterne il recupero.

18. Le tecniche per Porto Marghera Risultato Il punteggio complessivo assegnato a ciascuna tecnologia in tabella sulla base dei parametri considerati tiene conto del fatto che: La stima dei tempi di trattamento è stata eseguita nell’ipotesi di un volume da trattare di 100.000 m3 La base di costo di trattamento per tonnellata tiene conto dell’ipotesi cautelativa di maggiore spesa in considerazione della presenza di combinazioni di contaminazione. La stima della resa attesa del processo considera la condizione cautelativa della minore resa in presenza di combinazioni diverse di contaminanti.

19. Le tecniche per Porto Marghera Le “Opzioni” Concludendo Le tecniche applicabili ai suoli contaminati di Porto Marghera sono essenzialmente: Trattamenti biologici Landfarming e compostaggio Bio – pile Bioreattori Messa in sicurezza Capping e confinamento Trattamenti termici Vetrificazione (con possibilità alternativa di intervento tramite solidificazione/stabilizzazione per suoli contaminati da metalli) Incenerimento Desorbimento termico Discarica Trattamenti chimico – fisici Soil washing

20. Perchè un Data Base? Per mettere ad disposizione di un “utente” uno strumento che contenga informazioni aggiornate ed affidabili sulle tecniche disponibili Per dare all’ “utente” un supporto alle decisioni che portano a definire il progetto di bonifica

21. Quali informazioni in un Data Base? Almeno: Applicabilità alle caratteristiche del terreno Effetto sulla contaminazione Compatibilità con le carateristiche fisiche e meccaniche del terreno Informazioni specifiche sulla tecnica Tipologia trattamento (biologico, termico.. e in situ o ex situ) Rendimento della tecnologia Tempo di trattamento Costo ipotizzabile del trattamento Disponibilità di mercato di mezzi e attrezzature necessarie per la realizzazione del trattamento Richiesta di aree o impianti di trattamento Impatto ambientale del sistema Superficie che il sistema di trattamento rende disponibile ed effettivamente riutilizzabile

22. …e in più Possibilità di selezione “autonoma” di opzioni di bonifica sulla base di criteri inseriti all’interno del programma.

23. Un esempio di data baseRegione Puglia

24. Tecnologie di interventoTecnologie di IsolamentoTecnologie di Bonifica

25. Tecnologie di Bonifica 1. Soil washing 12. In situ soil vapor ext. 2. Soil Flushing 13. In situ steam ext. treatment 3. Estrazione con solventi 14. Compostaggio 4. Dealogenazione chimica 15. Rotating bio. contactors 5. Air stripping di sol. acquose 16. Heap pile Bioremediation 6. Tratt. su carbone gran. attivato 17. Biodegradazione in situ 7. Prec. dei metalli dalle acque di falda 18. Bioremediation 8. UV / Ox. in acque di falda 19. Slurry Bioremediation 9. Ossidazione chimica 20. Altri trattamenti biologici 10. Ossidazione catalitica 21. Altri trattamenti chimico-fisici 11. Supercritical water ox. 22. Altri trattamenti termici

26. Soil Washing Tappe del Processo Parametri chimico fisici Efficienza Disponibilità di mercato

27. Tappe del Processo

28. Parametri fisici Parametri Chimico Fisici Commenti • Distribuzione delle dimensioni delle particelle : • > 2 mm0.25 - 2 mm0.063 - 0.25 mm<0.063 mmTipo, forma fisica e praticità d'uso; Grado di umidità Sono richiesti pretrattamentiSoil washing efficienteSoil washing limitatoFrazione di argilla e silt - soil washing limitatoInfluenza i pretrattamenti e la necessità di trasferimentoInfluenza i pretrattamenti e la necessità di trasferimento Parametri chimici Commenti • Composti organici : • ConcentrazioneVolatilitàCoefficiente di Ripartizione Determinano quali sono i contaminanti e valutanol'efficienza della separazione e del lavaggio, le interazioni idrofobiche, la compatibilità del fluido di lavaggio, l'uso di un fluidodi lavaggio adeguato al tipo di contaminante. Possono richiedere un trattamento di premescolamento. Usare un protocollo di jar test per determinare la ripartizione dei contaminanti. Metalli La concentrazione e le specie dei costituenti potrebbe determinare la compatibilità del fluido di lavaggio, la mobilità dei metalli e i postrattamenti. Acidi Umici Il contenuto di sostanza organica potrebbe influire sulle caratteristiche di adsorbimento dei contaminanti nel suolo. Importante per i suoli umidi. pH, potere tampone Può influenzare i pretrattamenti, la compatibilità con i materiali di costruzione delle attrezzature, la compatibilità del fluido di lavaggio.

29. Classe di contaminanti Efficienza Terreni sabbiosi Terreni argillosi O R G A N I C I Composti alogenati volatili # * Composti alogenati semivolatili * * Composti non alogenati volatili # * Composti non alogenati semivolatili * * Policlorobifenili (PCB) * * Pesticidi alogenati * * Diossine/Furani * * Cianuri organici * * INORGANICI Metalli volatili # * Metalli non volatili # * Amianto ¡ ¡ Cianuri inorganici * * REATTIVI Ossidanti * * Riducenti * * Applicabilità della tecnica "Soil Washing" in funzione della natura del contaminante e del tipo di terreno • #Applicabilità con elevata efficienza • * Applicabilità con efficienza limitata • ¡ Non applicabile • # Applicabilità con elevata efficienza

30. Disponibilità di mercato Nome del sito Status* Medium Contaminanti Myers Property, NJ In design Suolo, Sedimento Metalli Vineland Chemical, NJ In design Suolo metalli GE Wiring Devices, PR In design Suolo, Fango Metalli CabotCarbon/Koppers, FL In design suolo Composti organici semivolatili (SVOC),Idrocarburi poliaromatici (PAH),Metalli Whitehouse Waste Oil Pits Pre-design Suolo, Fango Composti organici volatili (VOC),PCB, PAH, Metalli Cape Fear WoodPreserving Progetto completato Suolo Moss American, WI Pre-design Suolo PAH, Metalli Arkwood, AR In design Suolo, Fango Esempi di Superfund Site con applicazione della tecnologia "Soil Washing":

31. bdt.regione.puglia.it/tecniche/tecno0.htm …per approfondimenti www.epa.gov/ebtpages/cleanup.html www.frtr.gov/matrix2/section3/sec3_int.html www.regione.veneto.it/Territorio+ed+Ambiente/Venezia+e+Porto+Marghera/Riconversione+Industriale+di+Porto+Marghera/masterpl.htm politicheambientali.provincia.venezia.it/rifiuti/rifiuti.html ambiente.provincia.milano.it/bonificheonline/Doc/Tec/TecnicheTrattamento.htm

32. Grazie per l’attenzione Bonifiche dei siti inquinati e programmi di riqualificazione urbana: laboratorio di Porto Marghera IUAV – Corso di Laurea specialistica in pianificazione e politiche per l’ambiente Venezia – Ca’ Bacchin 3 Febbraio 2006