Approcci sostenibili alla gestione dei siti contaminati

Gli inquinanti rilasciati nell’ambiente per effetto di attività antropiche rappresentano un potenziale fattore di rischio per la salute umana e per l’ambiente. In presenza di una situazione di contaminazione, la normativa ambientale nazionale e comunitaria stabilisce che vadano implementate azioni di riparazione primaria finalizzate a ricondurre i livelli di contaminazione entro limiti accettabili. Queste azioni includono tipicamente gli interventi di bonifica o messa in sicurezza delle sorgenti secondarie di contaminazione nei suoli e nella falda. Il processo di selezione delle tecnologie di intervento, nonché la loro progettazione ed implementazione, vengono generalmente condotte sulla base di criteri legati alla loro efficacia nel raggiungimento degli obiettivi di bonifica, ai costi e ai tempi di raggiungimento degli obiettivi di bonifica. Tale approccio finisce per privilegiare determinate soluzioni, come ad esempio lo scavo e smaltimento dei suoli, rispetto ad altre opzioni di bonifica, che non consentono di garantire a priori le medesime certezze su tempi, costi e risultati dell’intervento. Non si tiene infatti conto del fatto che la scelta di una modalità di intervento influenza anche altri ambiti oltre a quello strettamente economico e temporale. Le diverse tecnologie di bonifica potenzialmente applicabili ad un determinato sito possono infatti determinare impatti ambientali qualitativamente e quantitativamente diversi. Includere gli impatti ambientali nel processo di selezione della tecnologia potrebbe portare a privilegiare interventi in-situ rispetto ad opzioni ex-situ, quali il citato “scavo e smaltimento” o ad esempio il “pump and treat”. Inoltre, la scelta di una opzione rispetto ad un'altra potrebbe non essere neutra in relazione agli impatti sulla società, per esempio in termini di occupazione di forza lavoro o di altri indicatori pertinenti. Per questo motivo, cresce a livello nazionale ed internazionale la consapevolezza che gli interventi di bonifica vengano selezionati, progettati e implementati tenendo conto dei principi di sostenibilità in termini sociali, economici ed ambientali. Il presente lavoro di tesi si inquadra in questo approccio sostenibile alla bonifica dei siti contaminati, limitando però lo studio alla valutazione ed implementazione di soluzioni gestionali e progettuali tali da ridurre gli impatti ambientali connessi agli interventi di bonifica. In particolare, il lavoro è stato finalizzato ad un duplice obiettivo. Il primo, discusso nella Sezione A, è consistito nel fornire un contributo allo sviluppo e validazione di tecnologie in-situ, basate sulla ossidazione chimica. In quest’ottica nella Sezione A1 è stata valutata sperimentalmente l’applicabilità al trattamento di contaminanti in fase separata. Nell’ottica di valutare compiutamente gli impatti ambientali, sono stati misurati sperimentalmente gli impatti sull’ecosistema, considerando anche la possibilità di combinazione con processi di attenuazione naturale (Sezione A2). Nella Sezione B è stata invece affrontata l’applicazione di strumenti di valutazione dell’impronta ambientale degli interventi di bonifica. In particolare, nella Sezione B1 sono stati messi a confronto ed adattati alla situazione nazionale diversi strumenti di valutazione dell’impronta ambientale; la Sezione B2 riporta invece una applicazione di tali strumenti alla valutazione comparata di opzioni alternative di bonifica in-situ. Nella Sezione A1 lo studio sperimentale è stato focalizzato sull’ottimizzazione del processo di ossidazione chimica in situ con reattivo di Fenton (In Situ Fenton Oxidation, ISFO) per il trattamento di contaminanti organici in fase separata (Non-Aqueous Phase Liquids, NAPL). Attualmente per rimuovere le contaminazioni in fase libera leggera (Light Non-Aqueous Phase Liquids, LNAPL) vengono adottati trattamenti come il dualphase extraction, che spesso impiegano lunghi tempi per il raggiungimento degli obiettivi di bonifica, a causa dell’elevata idrofobicità del contaminante. Per rimuovere le contaminazioni da prodotto in fase libera leggera) si è pensato di accoppiare due trattamenti, individualmente già testati in letteratura e applicati a scala di campo, ovvero la ISFO e la Surfactant Enhanced Aquifer Remediation (SEAR). La SEAR, che prevede l’uso di tensioattivi, consente di aumentare la solubilità in acqua del NAPL, rendendolo in questo modo potenzialmente disponibile per la rimozione mediante pompaggio o per un trattamento di rimozione in fase acquosa. La ISFO può rappresentare proprio una potenziale tecnologia di rimozione, in virtù del fatto che esercita la sua azione essenzialmente sui contaminanti già presenti in fase acquosa. Nella Sezione A2 sono stati studiati gli effetti indiretti che la ISFO può avere sulla popolazione microbica presente nei siti contaminati. Sebbene il reattivo di Fenton inibisca la vitalità microbica anche a basse concentrazioni, studi di letteratura suggeriscono che l’applicazione di perossido di idrogeno, dopo un iniziale effetto negativo, possa rendere le condizioni sito-specifiche più idonee ad un incremento della popolazione e della biodiversità microbica del sito, favorendo i processo di attenuazione naturale (MNA). Lo studio condotto è stato focalizzato sull’analisi degli effetti a breve e lungo termine sui microrganismi autoctoni, a seguito dell’applicazione del processo di ossidazione chimica su campioni di suolo prelevati in un sito contaminato da idrocarburi. I risultati ottenuti hanno anche consentito di valutare il legame tra tali effetti e le condizioni operative del processo Fenton, in vista di una possibile combinazione dei processi Fenton e MNA. Nella Sezione B1 è stata invece in primo luogo riportata l’analisi dell’attuale stato dell’arte delle bonifiche sostenibili e delle bonifiche verdi. Sono stati confrontate le metodologie e gli strumenti, elaborati a livello internazionale, per la stima qualitativa e quantitativa dell’impronta ambientale delle tecnologie di bonifica, in termini di risorse naturali consumate e di impatti sulle matrici ambientali e sull’uomo. E’ stato inoltre effettuato un adattamento degli strumenti disponibili alla realtà italiana, con particolare riferimento alla banca dati U.S. EPA, che è stata integrata con dati italiani; in particolare sono stati inseriti dati relativi al profilo energetico ed alle emissioni del parco veicolare italiano. In aggiunta a ciò sono state inserite nel database SEFA le emissioni di gas serra legate alla produzione degli agenti ossidanti ed è stato redatto un inventario dedicato dell’attività di monitoraggio, che tiene conto degli impatti legati a campionamento e analisi delle matrici ambientali oggetto del trattamento. Infine, nella Sezione B2 gli strumenti descritti nella Sezione B1 sono stati applicati alla stima dell’impronta ecologica degli interventi di bonifica previsti per un caso studio reale, confrontando due opzioni tecnologiche basate rispettivamente sulla tecnologia ISCO, con permanganato di potassio, e sulla tecnologia di declorazione riduttiva accelerata.