Appunti di Ingegneria sanitaria e ambientale

VALUTAZIONE DELLA TOSSICITÀ DELLE SOSTANZE E CALCOLO DEL RISCHIO

Nota la concentrazione, si calcola il rischio, che è la parte fondamentale dell’analisi. Il rischio può essere:

• Rischio tossico, definito dal superamento di una dose massima accettabile denominata Reference Dose RfD.
• Rischio cancerogeno provocato dall’accumulo nel corso della vita di sostanze cancerogene, e valutato in funzione di uno Slope Factor SF, che identifica la possibilità incrementale (perché gli studi sanitari hanno dimostrato che ognuno di noi può contrarre un carcinoma nel 25% dei casi. L’esposizione a tali sostanze aumenta questa percentuale) di sviluppare un carcinoma in funzione della quantità di composto assunto.

Questi rischi si possono visualizzare con due curve: La curva A (rischio tossico) ha una soglia minima di NON EFFETTO NOAEL cioè la dose al di sotto della quale non vi sono effetti negativi sulla cavia. La dose per

L'uomo RfD (Reference Dose) si calcola dividendo il NOAEL per un fattore di sicurezza FS.

La curva B (rischio cancerogeno) presenta un effetto indesiderato anche a dosi basse.

Rischio tossico

Il rischio tossico è espresso dall'indice di rischio (Hazard Index - HI) ed è dato dal rapporto tra dosi croniche giornaliere CDI dell'inquinante j associate alle vie di esposizione i e le rispettive dosi di riferimento RfD i,j

CDI∑ = i , jHI j RfDi i , j

Rischio cancerogeno

Il rischio TR associato a ciascuna sostanza j è dato dalla sommatoria delle CDI associate alle varie vie di esposizione ij i,j moltiplicate per il potenziale cancerogeno SF :

∑ = TR CDI SFj i , j i , j

CDI dipende da molti fattori quali peso corporeo, durata di vita, inalazione ecc.

VI. ANALISI CRITICA DECISIONALE

La fase conclusiva comprende l'analisi decisionale. Il rischio tossico Rfd deve quindi essere maggiore della dose di inquinante immessa, quindi HI deve essere <1.

• -6TR<10 (rischio incrementale è per un individuo su 1.000.000) è considerato nullo e quindi non viene intrapresa alcuna azione di bonifica. Si considera quindi accettabile.
• -6 -4Se 10 <TR<10 (da 1/1.000.000 a 1/10.000) l’intervento di una bonifica andrà valutato caso per caso. Un-5 rischio pari a 10 significa che un individuo incrementerà la sua probabilità di sviluppare una forma tumorale in ragione di tale valore. In altri termini, considerando che la probabilità per un individuo di contrarre una forma tumorale è dell’ordine del 25%, questa probabilità aumenterà a 25.001%.
• -4TR>10 (1/10.000) l’azione di bonifica sarà sicuramente necessaria.

Interventi messi in atto al fine di ripristinare le condizioni ambientali proprie dello specifico ecosistema. I primi interventi da fare sono:

• Rimuovere o confinare la fonte di inquinamento
• Effettuare la bonifica vera e propria

Esistono numerosi processi teoricamente applicabili per la decontaminazione di un suolo e la scelta della migliore strategia deve essere valutata in funzione delle caratteristiche dello specifico contaminate e del sito in cui questo è presente.

In funzione delle diverse finalità che si intendono perseguire, possono essere individuate diverse tecnologie di risanamento:

• Trattamenti mirati alla distruzione delle molecole inquinanti come risultato di processi di degradazione biologica o di reazioni chimico-fisiche di trasformazione (biopile, bioventing, incenerimento)
• Trattamenti di mobilizzazione degli inquinanti e loro trasferimento dal terreno o dalle acque sotterranee ad altre matrici ambientali, da cui devono poi essere rimossi (estrazione di vapori,

desorbimento termico)

Interventi di inertizzazione o contenimento, nel caso in cui gli inquinanti permangano all’interno del sito, eventualmente trasformati mediante processi biologici, chimici, fisici in forme meno tossiche, mobili, o comunque in condizioni tali da non potersi trasferire verso l’esterno

Escavazione del terreno contaminato, allontanamento dal sito e collocazione in depositi confinati, senza però intervenire sulla contaminazione

La normativa vigente dà alcune indicazioni di carattere generale per i criteri da adottare nella scelta delle possibili tecnologie. I punti salienti sono:

Privilegiare le tecniche che riducono permanentemente e significativamente la concentrazione nelle diverse matrici ambientali, gli effetti tossici e la mobilità degli inquinanti

Privilegiare gli interventi atti a trattare e riutilizzare il suolo mediante trattamenti in-situ, riducendo la movimentazione del materiale e quindi i rischi connessi al trasporto

E alla messa in discarica del terreno contaminato

Evitare ogni rischio aggiuntivo di inquinamento dell'aria, delle falde e del suolo, nonché gli inconvenienti derivanti da rumori e odori

Evitare rischi igienico-sanitari per la popolazione durante lo svolgimento degli interventi

Operare la scelta delle tecnologie anche sulla base di aspetti economici, che comprendono anche i costi digestione a lungo termine connessi alle eventuali misure di sicurezza ed ai relativi controlli e monitoraggi

La normativa tende quindi a privilegiare le tecniche atte ad eliminare gli inquinanti nel mezzo fisico entro cui si trovano, senza trasferimenti ad altra matrice.

I sistemi che meglio rispondono a tali requisiti sono quelli di natura biologica e ovviamente funzionano solo per materiali naturalmente biodegradabili. L'applicazione di metodi biologici spesso incontra pesanti limitazioni: le cinetiche di reazione sono molto lente, con conseguenti lunghi tempi di recupero delle aree;

Inoltre i processi biologici non consentono spesso il concreto conseguimento di concentrazioni residue allineate ai limiti normativi a causa della scarsa biodisponibilità di alcuni composti organici.

Tipologie di interventi:

• Interventi in situ: terreno trattato nella sua sede geologica. Tali processi sono ulteriormente classificati a seconda che il trattamento avvenga in prossimità del luogo di origine della matrice contaminata (on site) o preveda il trasporto verso un sito di trattamento esterno (off site).

I vantaggi dei trattamenti in-situ sono:

• Ridotto impatto ambientale, quindi migliore accettabilità dell'opinione pubblica non dovendo realizzare grandi cantieri per movimentare il terreno
• Possibilità (nei siti industriali) di non interrompere le attività lavorative durante la bonifica
• Possibilità di intervenire ad elevate profondità

Gli svantaggi dei trattamenti in-situ sono:

• Biosparging: il processo consente di trattare la zona satura e la falda acquifera.

• Il giusto posizionamento dei punti di immissione dell'aria e della miscela di nutrienti.
• Un adeguato sistema di monitoraggio.

• Landfarming: consiste nella realizzazione di un bacino di trattamento confinato da opportuni argini. A partire dal fondo del bacino vengono sovrapposti alcuni strati di materiale:
• Stato di base di argilla compattata.
• Letto di sabbia con rete drenante (tubi fessurati) per la raccolta del percolato.
• Strato del terreno contaminato da trattare per via biologica.

• Carbonio (fornito dai contaminanti).
• Azoto (fornito da fertilizzanti a base nitrica e ammoniacale).

fosforo(fornito via fosfato mono e/o dibasico) (C:N:P=100:5:1)

• Biopile: si effettua un compostaggio del terreno mettendolo in cumuli semplici poggiati su una griglia di tubifessurati utilizzati per la fornitura di ossigeno o a strati sovrapposti. Il terreno deve essere particolarmente poroso infatti viene prima miscelato con paglia, segatura, trucioli facilitando così la circolazione interna di ossigeno.
• Bioslurry:
  1. in fase semisolida (contenuto d'acqua del 50-70%)
  2. in fase solida (contenuto d'acqua del 10-20%)

In entrambi casi la biodegradazione avviene all'interno di reattori; dopo il trattamento la miscela viene introdotta in un'unità di separazione solido-liquido per separare il terreno dall'acqua di processo

Vantaggi:

• possibilità di inserire nel processo microrganismi diversi da quelli naturalmente presenti nel suolo (bioagumentation);
• possibilità di controllare e ottimizzare le condizioni di biodegradazione;
• riduzione dei tempi di degradazione dei contaminanti;
• possibilità di trattare una vasta gamma di inquinanti organici;
• riduzione dei costi di smaltimento dei rifiuti;
• riduzione dell'impatto ambientale.