Dinamica degli inquinanti e risanamento dei siti inquinati

Dinamica degli inquinanti e risanamento dei siti contaminati

Contaminante: qualsiasi cosa che non dovrebbe essere presente in una matrice ambientale.

Inquinante: contaminante che provoca un effetto negativo su qualcosa.

Contaminazione: fenomeno oggettivo. Inquinamento: fenomeno soggettivo che dipende dal recettore (pianta, animale, monumento, essere umano). Infatti, definito il ricettore si deve definire il livello di concentrazione oltre il quale si ha un effetto negativo che sia stabilito non accettabile per quello specifico recettore.

Sito potenzialmente contaminato

Deve realizzarsi la presenza contemporanea di tre elementi:

• Sorgente (o fonte di contaminazione): puntuale (circoscrivibile ad un evento) -> discariche incontrollate, insediamenti industriali dismessi e in attività, eventi accidentali quali sversamenti o rilasci da mezzi di trasporto, serbatoi, oleodotti...
• Bersagli (o recettori) viventi o non, intercettati dai percorsi di migrazione e quindi minacciati dalla diffusione del contaminante (popolazione umana, animali, vegetali, risorse ambientali quali corsi d’acqua, laghi, mari, risorse idropotabili sotterranee, risorse economiche quali edifici, infrastrutture, suoli potenzialmente edificabili o coltivabili).
• Vie (o percorsi) di migrazione attraverso le quali le sostanze inquinanti possono diffondersi nell’ambiente (acque sotterranee, superficiali, aria, catena alimentare...)

NB. L’impatto del contaminante, considerato dalla normativa per la bonifica dei siti, è solo su persone per diretta interazione.

Dispersione dei contaminanti

I contaminanti possono disperdersi nei suoli e nelle acque di falda:

• Naturalmente non possono disperdersi come solidi perché non potrebbero muoversi.
• Possono però essere solubilizzati da rifiuti solidi nell’acqua piovana attraverso processi di estrazione chimico-fisica o/e biologica (una sorta di percolato da discarica).
• Possono essere già presenti come soluti in correnti acquose contaminate.
• Possono essere sversati come fasi liquide non acquose (NAPLs), cioè idrocarburi da petrolio o solventi clorati.
• Possono essere mobilizzati nella fase gassosa del suolo in conseguenza della loro volatilità nella zona insatura dove c’è solo aria. In aria non c'è un moto convettivo ma uno diffusivo.

Per essere una zona contaminata deve essere avvenuto un evento primario di contaminazione. Nell’immagine distinguiamo zona satura e insatura/vadosa (verde) dove tutti i vuoti non sono riempiti da acqua. In marrone è rappresentato il bedrock (la conducibilità idraulica è talmente bassa che l’acqua non può essere mobilizzata per effetto di alcun gradiente idraulico). Il passaggio fra la zona satura e quella insatura non è netto: c'è la frangia capillare. La sorgente primaria di contaminazione (oggetto di interventi di prevenzione/messa in sicurezza di emergenza) può essere un serbatoio interrato, una discarica incontrollata... Una volta messa in sicurezza la sorgente primaria mi devo occupare delle sostanze inquinanti rilasciate nel sottosuolo che sono la sorgente secondaria (vero oggetto della bonifica). Quindi la sorgente secondaria è la matrice ambientale impattata, è l’oggetto della bonifica. NB. La sorgente primaria non si bonifica. Solo quella secondaria!

Tavola d’acqua superficie: in corrispondenza della quale la zona diventa satura. La fase liquida acquosa o non acquosa è soggetta ad un movimento verticale nella zona non satura. Si lascia dietro qualcosa. Nella zona satura si mescola con l’acqua e si viene a creare un pennacchio di contaminazione. Esso ha una concentrazione di soluto misurabile. Se siamo in presenza di una fase non acquosa separata (es. sversamento di cherosene) meno densa dell’acqua (LNAPLs), essa galleggia sulla superficie di falda. Una parte si discioglierà in acqua e formerà il pennacchio di contaminazione. LNAPLs che galleggia sulla superficie può essere intercettato da pozzi per uso idropotabile. Nel caso dei DNAPLs (sostanze clorurate) essendo più densi dell’acqua attraversano la zona satura fino al bedrock impermeabile. Dove si può infiltrare in fratture e continuare a scendere fino a profondità incredibilmente elevate. Il percloroetilene ha una solubilità di 200 g/l, quindi poco solubile. La fase disciolta può essere assorbita dalle argille e una volta che il contaminante viene rimosso si inverte il gradiente di concentrazione e le argille rilasciano ciò che avevano assorbito (retrodiffusione molecolare).

Normativa ambientale

D.Lgs. 152/2006 - Norme in materia ambientale
Noto come Testo Unico Ambientale, o più impropriamente Codice dell’Ambiente, contiene le principali norme che regolano la disciplina ambientale. È suddiviso in parti, a loro volta suddivise in titoli:

• Parte prima - Disposizione comune e principi generali
• Parte seconda - Procedure per la valutazione ambientale strategica (VAS), per la valutazione d’impatto ambientale (VIA) e per l’autorizzazione ambientale integrata (IPPC)
• Parte terza - Norme in materia di difesa del suolo e lotta alla desertificazione, di tutela delle acque dall’inquinamento e di gestione delle risorse idriche
• Parte quarta - Norme in materia di gestione dei rifiuti e di bonifica dei siti inquinati
• Parte quinta - Norme in materia di tutela dell’aria e di riduzione delle emissioni in atmosfera
• Parte sesta - Norme in materia di tutela risarcitoria contro i danni all’ambiente

A noi interessa particolarmente la Parte quarta - Titolo V - che riguarda la bonifica dei siti inquinati. E comincia con l’Art. 239 Principi e campi di applicazione:

- Il presente titolo disciplina gli interventi di bonifica e ripristino dei siti contaminati e definisce le procedure, i criteri e le modalità per lo svolgimento delle operazioni necessarie per l'eliminazione delle sorgenti dell'inquinamento e comunque per la riduzione delle concentrazioni delle sostanze inquinanti, in armonia con i principi e le norme comunitari, con particolare riferimento al principio “chi inquina paga”.

Dal limite tabellare alla soglia di attenzione

Il primo regolamento coordinato e sistematico per la gestione di un sito contaminato è del 1999. Infatti, nella legislazione precedente a quella attuale, D.M. 471/99, era adottato l’approccio tabellare. Un sito era contaminato se almeno uno dei parametri indicati superava il valore tabulato. L’approccio tabellare consiste nello stabilire dei valori limite sopra i quali il sito è considerato contaminato. Se tali valori venivano superati bisognava riportarli sotto al di valore limite. Quindi chi aveva prodotto la contaminazione doveva adoperarsi per riportare le concentrazioni sotto il valore limite (chi inquina paga). I limiti stabiliti erano indipendenti dalla sito specificità. Tuttavia, se si dimostrava che con le tecnologie migliori a disposizione e a costi sostenibili (da chi doveva pagare gli interventi) non era possibile riportare il valore sotto quello tabellare per quel sito, allora si doveva eseguire un'analisi dei rischi per dimostrare che la concentrazione lasciata non era da considerarsi un rischio non accettabile per i recettori presenti nel sito. Attualmente gli stessi limiti diventano nella normativa attuale soglie di attenzione (campanelli di allarme), concentrazioni soglia di attenzione (CSC), al di sopra delle quali inizia una procedura sito specifica per verificare se il sito sia effettivamente contaminato.

Art. 240 - Concentrazioni Soglia di Contaminazione (CSC): sono i livelli di concentrazione delle matrici ambientali che costituiscono valori al di sopra dei quali è necessaria la caratterizzazione del sito e l’analisi di rischio sito specifica. Nel caso in cui il sito potenzialmente contaminato sia ubicato in un’area interessata da fenomeni antropici o naturali che abbiano determinato il superamento di una o più concentrazioni soglia di contaminazione, queste ultime si assumono pari al valore di fondo esistente per tutti i parametri superati.

Ovvero nella normativa attuale esistono una serie di tabelle nelle quali sono riportate le concentrazioni soglia di contaminazione per il suolo e per le acque. Se la soglia di contaminazione viene superata posso comunque avere un rischio accettabile o meno, quindi il sito è solo potenzialmente contaminato. A questo punto si apre un percorso procedurale aggiunto ovvero si deve fare un’analisi dei rischi. Rispetto al D.M.471/99 dove l’analisi dei rischi era solo un’opzione nel D.Lgs.152/2006 essa viene sempre condotta.

Cosa si intende per valori di fondo antropici o naturali? Se sono in una zona vulcanica posso trovare dell’arsenico poiché ci possono essere delle rocce con minerali contenenti arsenico. Ovviamente in questa zona avrò delle concentrazioni di arsenico (valori di fondo) superiori alle CSC. Quindi in questo caso i valori di fondo diventano le nuove CSC per quel sito. Per quanto riguarda i valori di fondo antropici. Con valori di fondo antropici si fa riferimento ad esempio alle contaminazioni diffuse (non puntuali) dovute all’attività antropica che non possono essere eliminate con la bonifica. La bonifica si occupa dell'eliminazione di una sorgente secondaria di contaminazione. ES. In ambiente urbano le falde presentano concentrazioni maggiori, di idrocarburi aromatici, solventi…, alle CSC. Anche in questo caso i valori di fondo sostituiscono le CSC. Non posso bonificare la matrice ambientale.

Indagine preliminare (art. 242)

Il responsabile dell’inquinamento (evento primario), attuate le necessarie misure di prevenzione, svolge, nelle zone interessate dalla contaminazione, un’indagine preliminare sui parametri dell’inquinamento. Ovvero prelevo dei campioni e li confronto con le CSC. A questo punto ho due possibilità:

• Soglia non superata -> Sito non contaminato
• Soglia superata -> Sito potenzialmente contaminato. Applicazione analisi di rischio per valutare se il sito è realmente contaminato.

Superate le CSC si passa sempre all’analisi di rischio.

Definizioni Digs 152/2006 (art. 240)

Sito Potenzialmente Contaminato: su un sito nel quale uno o più valori di concentrazione delle sostanze inquinanti rilevati nelle matrici ambientali risultino superiori ai valori di concentrazione soglia di contaminazione (CSC), in attesa di espletare le operazioni di caratterizzazione e di analisi di rischio sanitario e ambientale sito specifica, che ne permettono di determinare o stato o meno di contaminazione sulla base delle concentrazioni soglia di rischio (CSR).

Concentrazione soglia di rischio: i livelli di contaminazione delle matrici ambientali, 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 presente decreto e sulla base dei risultati del piano di caratterizzazione, in cui il superamento richiede la messa in sicurezza e la bonifica. I livelli di concentrazione così definiti costituiscono i livelli di accettabilità per il sito.

Se i livelli sono inferiori alle CSR il sito diventa non contaminato.

Sito non contaminato: un sito nel quale la contaminazione rilevata nelle matrici ambientali risulti inferiore ai valori di concentrazione soglia di concentrazione oppure, se superiore, risulti comunque inferiore ai valori di concentrazione soglia di rischio determinate a seguito dell’analisi di rischio sanitario e ambientale sito specifica.

NB. Le CSC sono valori molto bassi perché devono valere per qualsiasi sito. Sono il più cautelativi possibile per il recettore considerato (uomo o acqua). Un sito può essere ritenuto non contaminato per una specifica destinazione d’uso se ha valori sotto le CSR. Qualora la destinazione d’uso del sito cambi devo tenere presente che sono comunque state superate le CSC! Quindi ci sono due tipi di siti non contaminati: sotto le CSC e sotto le CSR.

Procedure di intervento

1) Evento (o viene accertata una contaminazione storica)
2) Comunicazione agli enti
3) Misure preventive
4) Indagine preliminare a carico del responsabile (prelievo di campioni rappresentativi)
5) C<CSC
6) Ripristino
7) Autocertificazione
8) C>CSC
9) Comunicazione agli enti
10) Misure di prevenzione e messa in sicurezza di emergenza da adottare (copertura della superficie per evitare che la pioggia aggravi la situazione)
11) Redazione piano della caratterizzazione
12) Approvazione piano della caratterizzazione (da parte della Conferenza dei Servizi)
13) Esecuzione indagine
14) Presentazione risultati del piano di caratterizzazione e Analisi di rischio con identificazione CSR
15) Approvazione risultati caratterizzazione e analisi di rischi con CSR (vengono controllati i risultati tramite campionamento in contraddittoria)
16) Se C<CSR -> Conclusione procedimento, eventuale predisposizione piano di monitoraggio, approvazione piano di monitoraggio, monitoraggio -> C<CSR -> relazione finale
17) Se C>CSR -> progetto di bonifica (costi e garanzia bancaria), approvazione (in genere con prescrizioni), bonifica, certificazione.

Le parti più complicate sono le approvazioni!

Allegati Parte Quarta-Titolo V

• Allegato 1: Criteri generali per l’analisi di rischio sanitario ambientale sito-specifica
• Allegato 2: Criteri generali per la caratterizzazione dei siti contaminati
• Allegato 3: Criteri generali per la selezione e l’esecuzione degli interventi di bonifica e ripristino ambientale, di messa in sicurezza (d’urgenza, operativa o permanente), nonché per l’individuazione delle migliori tecniche d’intervento a costi sopportabili.
• Allegato 4: Criteri generali per l’applicazione di procedure semplificate.
• Allegato 5: Concentrazione soglia di contaminazione nel suolo, nel sottosuolo e nelle acque sotterranee in relazione alla specifica destinazione d’uso dei siti (tabelle CSC)

Analisi dei rischi

L’analisi dei rischi è un’analisi dei rischi sanitaria quindi riferita all’uomo! Per quanto riguarda l’acqua si fa anche un’analisi di rischio ambientale che mi dice che le CSR per le acque di falda ai confini del sito sono poste uguali alle CSC. L’acqua non può superare, per tutti i parametri, i valori delle corrispondenti CSC, indipendentemente che questi non provochino un rischio sanitario. L’obiettivo dell’analisi di rischio è valutare quale è la massima concentrazione ammissibile in una matrice ambientale, che vuol dire quella concentrazione in corrispondenza della quale si arriva ad un rischio che non è considerato più accettabile. Il rischio lo definiamo noi. È definito in due modi diversi per le sostanze cancerogene e quelle non cancerogene. Per le sostanze cancerogene non è accettabile il rischio di aumentare i casi di tumore di uno su un milione (rischio addizionale).

Sorgenti secondarie= matrici ambientali = suolo superficiale (da 0 a 1 m), suolo profondo (>1 , porzione di suolo insaturo fino alla falda), falda. L’analisi di rischio prima di tutto prevede la identificazione della sorgente secondaria, caratteristiche geometriche e concentrazioni rappresentative della sorgente. Se il contaminante sta nel suolo superficiale può impattare adulti, bambini (ambiente residenziale, ricreativo, industriale, commerciale). Come raggiunge uno di questi bersagli/recettori? Tramite modalità di esposizione quali ingestione o contatto dermico. Posso anche avere erosione da parte del vento, dispersione in aria (modalità di trasporto) che portano a inalazione outdoor. Per il suolo profondo uno dei meccanismi di trasporto può essere la volatilizzazione, l’accumulo in ambienti chiusi e inalazione indoor. Per la falda possiamo avere trasporto e dispersione in falda, acque superficiali, ingestione e contatto dermico (non c’è nella normativa perché riguarda la potabilità). Tutto ciò viene fatto tramite un software. Nb. Le CSC non sono limiti di legge.

Interventi applicabili nella bonifica dei siti inquinati

Misura di messa in sicurezza (servono a limitare/impedire la dispersione del contaminante (interruzione dei percorsi)). Si dividono in:

• Messa in sicurezza d’emergenza: ogni intervento immediato o a breve termine, da mettere in opera in caso di eventi di contaminazione repentini di qualsiasi natura, atto a contenere la diffusione delle sorgenti primarie di contaminazione in attesa di eventuali ulteriori interventi di bonifica.
• Messa in sicurezza operativa: l’insieme degli interventi eseguiti in un sito in esercizio atti a garantire un adeguato livello di sicurezza per le persone e l’ambiente, in attesa di ulteriori interventi di messa in sicurezza permanente o bonifica da realizzarsi alla cessazione dell’attività.
• Messa in sicurezza permanente: l’insieme degli interventi atti a isolare in modo definitivo le fonti inquinanti rispetto alle matrici ambientali circostanti e a garantire un elevato e definitivo livello di sicurezza per le persone e l’ambiente.

Interventi di trattamento e bonifica (intervento sulla sorgente secondaria) sono mirati alla rimozione delle fonti di inquinamento e delle sostanze inquinanti nelle matrici interessate, oppure alla loro riduzione nel suolo, sottosuolo ed acque di falda fino a livelli uguali od inferiori a standard di qualità definiti attraverso apposite procedure sito specifiche (determinazione CSR).

D. Lgs 152/06 Parte IV Titolo V - Contaminanti indice

• Composti inorganici
• Aromatici
• Aromatici policiclici
• Alifatici clorurati cancerogeni
• Alifatici clorurati non cancerogeni
• Alifatici alogenati cancerogeni
• Nitrobenzeni
• Clorobenzeni
• Fenoli e clorofenoli
• Ammine aromatiche
• Fitofarmaci
• Diossine e furani
• Idrocarburi
• Altre sostanze

Classificazione degli inquinanti

1) Per le caratteristiche chimiche: composti organici -> composti del carbonio (naturali o di sintesi)