Riassunto modulo 2 Fondamenti di ingegneria sanitaria ambientale

Metodi di trattamento dei terreni contaminati

EX SITU: 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 (15-30 cm)
• letto di sabbia (20-30 cm) con rete drenante (tubi fessurati) per la raccolta del percolato
• strato (20-60 cm) del terreno contaminato da trattare per via biologica

Compostaggio (biopile): in cumuli semplici. Il terreno viene posto poggianti su una griglia di tubi fessurati utilizzati per la fornitura di ossigeno o; in questo caso il terreno viene posto su più strati intramezzati da un mezzo di separazione (letto granulare e tubazioni fessurate) con funzione alternata di estrazione dell'aria presente nell'ammasso e di immissione di aria dall'esterno. Il terreno viene prima miscelato con paglia, segatura, trucioli.

Bioslurry (bioreattore):

1. in fase semisolida (contenuto d'acqua del 50-70%)
2. in fase solida

(contenuto d'acqua del 10-20%) 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. TRATTAMENTI TERMICI Consentono di risanare terreni contaminati da sostanze organiche e inorganiche. Possono essere suddivisi in 2 categorie: TRATTAMENTI DI DESORBIMENTO TERMICO: consistono nella vaporizzazione dei composti organici volatili e semivolatili dal suolo, poi sottoposti ad uno stadio di incenerimento o di condensazione, seguita dal recupero e dal trattamento della fase liquida. IN SITU: Estrazione con vapore: consente la rimozione di inquinanti volatili e semivolatili tramite iniezione di vapore nel terreno a 150-230°C attraverso pozzetti d'immissione. Il vapore iniettato a contatto col terreno si condensa, mentre il terreno si riscalda e raggiunge la temperatura del vapore; si forma così un "fronte di

vapore”che volatilizza i contaminanti e li veicola verso un pozzo di estrazione,poi trattata.

Vetrificazione: il terreno viene riscaldato a 1600-2000°C tramite l’applicazione di una corrente elettrica. Al terreno possono essere miscelati degli additivi per favorire la solidificazione e la stabilizzazione. La fusione è seguita da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di una massa vetrosa resistente alla lisciviazione.

Applicazione: terreno contaminati da inquinanti inorganici

EX SITU:

Desorbimento termico:

desorbimento a bassa temperatura- : il suolo è riscaldato a 90-135°C per volatilizzare l’acqua e i COV

desorbimento a alta temperatura- : il suolo è riscaldato a 350-550°C per volatilizzare l’acqua e i composti organici volatili e semivolatili

Entrambi i processi possono essere realizzati con sistemi:

a riscaldamento diretto- : il terreno viene riscaldato per contatto diretto con un vettore di calore, costituito da un tamburo

rotante al cui interno viene bruciato combustibile a riscaldamento indiretto: il terreno viene riscaldato per scambio termico

PROCESSI DI INCENERIMENTO:

Ad elevate temperature per volatilizzare ed ossidare termicamente i contaminanti organici nel suolo.

Incenerimento:

convenzionale

1. inceneritore a tamburo rotante: è costituito da un cilindro metallico inclinato sull'orizzontale che ruota attorno al proprio asse; il terreno viene alimentato all'estremità superiore e attraversa la camera di combustione per gravità. I fumi in uscita passano nella camera di post-combustione dove viene completata la distruzione degli inquinanti in fase gassosa
2. inceneritore a letto fluido: è costituito da un forno in cui l'aria di combustione (immessa dal fondo) è utilizzata per fluidizzare e miscelare il terreno contaminato con il materiale costituente il letto (sabbia) al plasma

la camera di combustione è costituita da un cilindro rotante

contenente un torcia che genera il plasma. Il plasma trasferisce la sua energia al terreno, i cui contaminanti organici sono dissociati in atomi, ionizzati, pirolizzati e quindi distrutti.

Dagli elementi radianti, vengono dissociati nei loro costituenti elementari: carbonio, idrogeno, ossigeno.

TRATTAMENTI CHIMICO-FISICI

I processi chimico-fisici possono essere classificati in 3 categorie in funzione del trattamento sulla contaminazione:

Processi di estrazione: i contaminanti sono rimossi dal terreno mediante un agente estrattivo

Processi di detossificazione: i contaminanti sono soggetti a reazioni di ossido-riduzione che danno luogo a un prodotto finale non pericoloso

Processi di immobilizzazione: la mobilità dei contaminanti viene ridotta mediante un processo di confinamento in una matrice solida e/o di stabilizzazione chimica.

I SITI CONTAMINATI IN ITALIA

All'individuazione dei siti di interesse nazionale si provvede con decreto del Ministro dell'ambiente e della tutela del territorio, d'intesa con le Regioni interessate, secondo principi e criteri direttivi.

ARIA

L'inquinamento atmosferico

Si definisce inquinante atmosferico una qualunque sostanza

Immessa in atmosfera da processi naturali o antropogenici, la cui presenza è in grado di provocare effetti nocivi sulla salute umana, sulla vita animale e vegetale e sui materiali.

In base alla modalità di produzione è possibile distinguere gli inquinanti in:

• Primari: vengono immessi nell'ambiente direttamente, a seguito del processo che li ha originati.
• Secondari: si formano a seguito di modificazioni di varia natura a carico degli inquinanti primari, con reazioni che, spesso, coinvolgono l'ossigeno atmosferico e la luce (es: Ozono). La presenza in atmosfera degli inquinanti secondari dipende dalle condizioni meteorologiche locali, che favoriscono le reazioni fotochimiche portando alla formazione di ozono, biossido di azoto.

È inoltre possibile classificare gli inquinanti in base ai quantitativi presenti in atmosfera in:

• Macroinquinanti: sono presenti in atmosfera in quantitativi considerevoli, ma provocano effetti più contenuti sulla salute umana.

(es: irritazioni all'apparato respiratorio); i principali macroinquinanti che determinano fenomeni di inquinamento a scala locale sono la CO, le polveri e i COV, mentre quelli che determinano fenomeni anche a scala regionale sono l'SO2 e gli NO2. La CO provoca invece alterazioni a scala globale (effetto serra). 2-Microinquinanti invece sono presenti in atmosfera solo in tracce, ma possono provocare effetti più rilevanti sulla salute; infatti a causa della loro persistenza provocano fenomeni di accumulo nell'organismo, mentre le loro caratteristiche chimico-fisiche provocano effetti di elevata tossicità. Esempi di microinquinanti sono i metalli pesanti (cadmio, piombo, mercurio,..), gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e i BTX (benzene, toluene, xilene). Accanto al TUA (e alle successive modifiche ed integrazioni) vige anche il D.Lgs 155/2010, che rappresenta la normativa in materia di controllo della qualità dell'aria; tale decreto,

La direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell'aria ambiente in Europa definisce i valori limite, i valori obiettivo, le soglie di informazione e di allarme, i livelli critici degli inquinanti in atmosfera, nonché gli obiettivi a lungo termine da raggiungere per la salvaguardia della salute umana e dell'ambiente.

Il D.Lgs. 155/2010 individua l'elenco delle sostanze per le quali è obbligatorio il monitoraggio: NO, NO2, SO2, CO, O3, PM10, PM2.5, Benzene, Benzo(a)pirene, Piombo, Arsenico, Cadmio, Nichel, Mercurio, precursori dell'Ozono.

Il decreto ha inoltre introdotto, all'interno del processo di valutazione della qualità dell'aria, lo strumento della modellistica numerica.

Principali inquinanti di origine antropica: diossido di carbonio (CO2), ossidi di azoto (NOx), ossidi di zolfo (SOx), particelle totali sospese (PTS); in particolare, attenzione a quelle sottili con diametro inferiore a 10 micron (PM10), polveri organiche volatili (COV).

Tra i quali gli idrocarburi come il benzene

composti(O)

ozono 3

Ossidi di Carbonio

Gli ossidi di carbonio sono i tipici prodotti derivanti dalla combustione.

La CO (anidride carbonica) è anche un costituente naturale dell'aria che, per la sua capacità²di assorbire i raggi infrarossi, gioca un ruolo importante per il bilancio termico dell'atmosfera terrestre.

Il CO (monossido di carbonio) si forma durante la combustione di combustibili con difetto di aria, cioè quando il quantitativo di ossigeno non è sufficiente per ossidare completamente le sostanze organiche a CO₂.

Il CO rappresenta un inquinante molto insidioso, soprattutto nei luoghi chiusi dove si può accumulare in concentrazioni letali. Essendo il CO incolore, insapore, inodore e non irritante, può causare morti accidentali senza che le vittime si rendano conto di quel che sta loro succedendo.

A causa del traffico la popolazione è spesso soggetta a lunghe esposizioni a basse concentrazioni.

La lenta intossicazione da CO prende il nome di ossicarbonismo e si manifesta con sintomi nervosi e respiratori. Ossidi di Azoto Con il termine NO si indica l'insieme dei due più importanti ossidi di azoto a livello di inquinamento atmosferico ossia l'ossido di azoto, NO, e il biossido di azoto, NO2, gas bruno di odore acre e pungente. L'ossido di azoto, NO, è formato principalmente per reazione dell'azoto contenuto nell'aria (ca. 70% N2) con l'ossigeno atmosferico, in processi che avvengono ad elevata temperatura e in special modo durante le combustioni per la produzione di calore, vapore, energia elettrica, energia meccanica (autotrazione, esplosioni), incenerimento, ecc.. NO + O2 → NO2 Una volta formatosi, l'ossido di azoto interagendo con l'ossigeno durante il processo di