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Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale. Caso studio

1. HA 52 ott 02 0 70 ps 69 A nov 02 4735 2754 0 12 0 19 0 13 oa 57 5 037 st 329 130 EPEN LI 33 5 353 deo f 3305 27 gen0 3085 EE 2505 30 055 585 E mar VCL IE ER AAA armay 323 25 m za 0 5 8 0 3 Da 59 pa VELI RI ol ps 6 0 E 9 1103 ps 3 p BN pa 9 p mo quo 2503 74 1360 o mw 05 w 24 226 mer es we os na I 057 m0 ss ren 1507 357 me A I I re or VINICIO EIN EEN A NL 027 325 047 EREN 77 Sq e 57 ott 01 19 7 32 8 41 7 65 tesa 317 nov 2535 337 den 100_ _ 66 gno 3281 10 64 2507 AT Y 05 31 228 A mar 02 199 0537 23 MO IA IE 077 A AN E ELL OD 03 HC EJ 07 AT ST A 63 ss EEEN oer EE 1 1 1 1 mag 02 3928 27 4 217 139 079 qu 7 ugo 39 E si E 85 038 390 02 573 HE 34 e BE EL 013 set02 2987 oto 2617 282 0 757 m 0 17 nov 02 3394 299 012 e 7 GIRO o 50 5 ro IE _ si T I o Oo 7 6 4 30 3 0 1 gen 03 3035 20 16 marti 197 73 aprmag 033253 23 giu 03 1641 25 8 Tug 03 1750 265 0837 iii Test 2302 2302 0 15 DI 05 195 RE 77 TO ze 108 ME 12 0 13 50 12 8 3 EL 0 oe e _069 108 537 E A EA AA Lp I EE is I 184 5371 67 si 73 02 381 80 pd 123 E 1331 0 DE 55 138 e 12 1 Br n
2. 95 Capitolo 6 La rete di monitoraggio dei diversi parametri ambientali deve essere mantenuta efficiente con continuit per consentire valutazioni nel lungo periodo E evidente infatti che la risposta del sistema ambiente alle sollecitazioni esterne positive o negative che siano possono manifestarsi anche a distanza di anni ben oltre l evidenza momentanea che anzi a volte pu risultare ingannevole Le procedure seguite nel campionamento nel trattamento e nell analisi dei campioni devono corrispondere per quanto possibile alle indicazioni fornite dagli organismi di unificazione e standardizzazione e agli interventi legislativi relativi Tra gli organismi preposti si possono citare per l Italia ANPA Agenzia Nazionale per la Protezione dell Ambiente ISS Istituto Superiore di Sanit IRSA CNR Istituto di Ricerca Sulle Acque del Consiglio Nazionale delle Ricerche UNICHIM ente di normazione tecnica operante nel settore chimico nel quadro delle attivit cui sovraintende l Ente Nazionale Italiano di Unificazione UNI mentre in campo internazionale le pi importanti sono CEN Comitato Europeo di Normazione ISO International Organization for Standardization EPA Environmental Protection Agency degli Stati Uniti Per alcune matrici ambientali per non esistono metodi ufficiali il caso ad esempio delle deposizioni atmosferiche secche ed umide e dell analisi di campioni vegetali Occorre in questi casi effettuare
3. 1553 7 ss gen 02 1152 aa 1625 3390 10293 ts6 1310 2242 4750 6992 3813 12324 16137 23129 me aproz_ 5342 12935 18277 6098 14002 20100 38377 GI Dai 22249 109 _ott02 stes Tate sto di 27 50 soto _nov02 11333 50193 4146 f 6s f 37915 seso 708 dico REGGE 507 RTS qa 3087 ar 8230 4085 3882 9734 16978 oo f oo oo f 7ios ess 75651 7585 11902 MEDIA 2915 SITI 8758 2312 13487 16202 24204 115 Tab 8 7 Flussi di deposizione mensili e totali stazione ug m Capitolo 8 Cd MESE giu 00 Tug 00 ago 00 set00 ott 00 nov 00 dic 00 gen 01 giu 01 lug 01 ago 01 Seto1 ott 01 nov 01 dic 01 gen 02 feb 02 mar 02 apr 02 mag 02 glu 02 Tug 02 ago 02 Set02 ott 02 nov 02 dic 02 gen 03 feb 03 mar 03 ap ma 03 giu 03 lug 03 MEDIA giu 00 lug 00 ago 00 set 00 y nov 00 dic 00 gen di giu 01 Tug 01 ago 01 set 01 Co nov 01 dic 01 gen 02 feb 02 mar 02 apr 02 mag 02 giu 02 lug 02 ago 02 set 02 ott 02 nov 02 dic 02 gen 03 feb 03 mar 03 ap ma 03 giu 03 lug 03 MEDIA giu 00 Tug 00 ago 00 set 00 ott 00 nov 00 dic 00 gen 01 giu 01 lug 01 ago 01 Seto1 ott 01 nov 01 dic 01 gen 02 Teb 02 mar 02 apr02 mag 02 giu 02 Tug 02 ago 02 set 02 o0 nov 02 dic 02 gen 03 feb 03 mar 03 ap ma 03 giu 03 lug 03 DIA WET WET WET DRY DRY DRY DEP SOL INS TOT SOL INS TOT TOT VSC CIC CCR NC AC
4. zanta 0 lt 0 0002 0 044 0 012 lt 0 0001 1 58 0 096 lt 0 0001 0 698 0 050 lt 0 0001 1 lt 0 0001 0 052 0 0073 lt 0 0001 0 35 0 014 lt 0 0001 0 269 0 026 lt 0 0001 0 0 lt 0 0002 0 10 0 028 lt 0 0002 0 19 0 035 lt 001 0 250 0 054 lt 0 0002 Tab 8 3 Flussi di massa di metalli pesanti g anno Linea 1 Linea 2 Linea 3 Impianto 133 134 sq ss rd DI e T_T 1997 630 420 1600 1220 1998 a 110 2600 370 1500 2001 120 m0 1400 3300 o o 0 140 190 m o f a _S __ 2001 1000 2400 _ _ 60 4000 2007 106 __ 6 _ 2351 Veda 0 6 8226 1000 1997 3300 1558 7300 w r a 19500 om w 3 2 4 1 20 2000 780 6 300 2001 6400 2007 3316 Meda 60 260 560 896 1997 3100 1908 7 500 1939 3300 2000 7300 2001 3700 2002 7158 Meda 539 1997 200 1558 20300 1999 1230 2000 w 2001 2000 2007 5206 Meda 12401 1997 106 000 2007 5357 Meda 1400 16050 5408 680 Capitolo 8 Capitolo 8 2 300 6 200 45 800 54 400 2000 o 5 adi l A lA o gt z 2a o ta 2 Lo 5 A im lA o gt N Fig 8 1 Flussi di massa di metalli pesanti g anno 2 2 E e E Impianto Impianto Impianto Impianto Impianto Linea 3 Linea 2 Linea 1 25 000 25 000 25 000 Q 8 8 20 000 20 000 20 000 15 000 15 000 15 000 1
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6. sviluppare un buon grado di adattamento all inquinamento attraverso barriere selettive forme di inertizzazione meccanismi di espulsione rapida delle sostanze tossiche falsando il risultato della biovalutazione gli strumenti di misura se mantenuti efficienti non subiscono variazioni nelle prestazioni spesso le misure sono il risultato di un attivit stagionale mentre lo strumento pu funzionare tutto l anno il bioindicatore risponde alle azioni di disturbo con reazioni diversificate per la diversa irritabilit biologica non solo dei gruppi sistematici ma anche degli individui lo stesso individuo pu variare la sua risposta alle azioni di disturbo da periodo a periodo o da un anno all altro lo strumento di misura correttamente tarato ed efficiente coerente nelle misure permette di evidenziare gli effetti di pi tipi di contaminanti segnalando anche la presenza di nuove sostanze inquinanti gli strumenti rilevano solo le sostanze per le quali sono stati progettati il bioindicatore pu essere vantaggiosamente usato per valutare parametri non misurabili strumentalmente come la complessit biologica il valore ecologico il valore estetico la qualit e il senso progressivo regressivo delle trasformazioni dinamiche delle comunit gli effetti delle azioni di cura degli ecosistemi i processi di accumulo del danno che portano a manifestazioni di deperimento del bioindicatore hanno costo pi ridotto sono svincolati dal
7. 0 0032 mg l Gli alogenuri di Cr sono solubili in acqua mentre i sali di Cr sono molto facilmente ossidabili gli ossidi sono insolubili e tendono a precipitare i solfuri sono idrolizzati dall acqua e precipitano sol fondo dei corpi idrici naturali Si ottiene il metallo per via alluminotermica Per via elettrolitica il Cr depositato al catodo da soluzione solforiche di acido cromico La produzione mondiale di Cr di 3270000 t anno Il Cr viene impiegato principalmente nei seguenti settori produttivi Industria galvanica solfato cromico cromatura Industria tessile e conciaria bicromato di potassio idrossisolfato di cromo Pigmenti giallo di cromo cromato di piombo giallo di Zn cromato di zinco verde di cromo o di Guignet ossido di cromo violetto di stagno cromato di stagno Mordenti sali di cromo ondo naturale Aria le attivit estrattive ed industriali dell uomo F costituiscono la principale causa di dispersione di Cr nella 115 distribuzione ambientale Tossicologia Capitolo 6 biosfera Le particelle sospese nell atmosfera delle aree urbane ed industrializzate contengono quasi sempre Cr insieme a numerosi altri inquinanti organici ed inorganici Suolo la concentrazione nel suolo molto variabile e compresa tra tracce indosabili e 300 ppm ed in alcuni casi fino a 1000 3900 ppm espressi come Cr203 Il Cr nel terreno presente in forma pi mobile quella esav
8. 007 ds 1068 2707 Fiz pa CI CE REC ICE ZE CI 28 _s 22 3 _w 0 a VE e f a ja joa ja joe 10 005 _25_ 1029 00 Gr A e a a e Gs er sr ser aro rr pa js pos o jsp i2223 25a 2 En gut f e vs e e fa as 7 ee as 207 Gas pe e sa a p gt ee sn sos zo e jj al o er Leo co _oto2 14 o t4 ss toz tz 8869 895 427 1218 10142 ICAA e A EC N E A iso 224 7520 e 1067 s617 aco os o0 w o ao ass _6 10668 in es Fe pie CI MEC NACH ie i ao po 15627 16 37 1 2115 248 7 20213 788 X 3502 2 s 2878 7433 9 oo f oo oo 4035 190 lu9 09 13192 99 1411 2432 5 87 MEDIA 2716 gi 2816 2264 4999 114 o S l IN 2 3 Il g 7 _giu 00 09 ott 00 244 dic 00 458 gen 01 00 ago 01 54 Ni dic 01 73 n ES gen 02 feb 02 mar 02 n 3 apr 02 mag 02 giu 02 ago 02 set 02 ott 02 nov 02 dic 02 E o a E f i i s f E f f f f E E 77 3071 3729 351 1196 1091 3959 ATTI 1765 2120 1509 1275 4088 5166 1968 2305 3547 1036 474 y 5124 892 54 977 845 815 283 466 1151 360 1519 938 ES sl Si Jl 3 al 4535 106 HA 313 i E E f i to S SI 5 al E ol al rl l afro _ a al al o ett lidia A al 22 77 al al 167 133 1291 710 qj al dl
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10. Ceneri ovvero materia minerale non combustibile che durante il processo di combustione subisce eventualmente una modificazione del proprio stato fisico ma non della propria composizione chimica vetro metalli petrisco frammenti di laterizi ecc Solidi volatili ovvero quella frazione di rifiuto che durante il processo di combustione subisce una radicale modificazione della propria composizione chimica generando prodotti gassosi attraverso reazioni fortemente esotermiche Questa frazione e composta prevalentemente da atomi di carbonio idrogeno ossigeno con contenuti minori di azoto zolfo cloro fluoro e alcuni metalli L incenerimento dei rifiuti come qualsiasi processo di combustione comporta un impatto sull ambiente legato principalmente all emissione di sostanze pericolose in atmosfera E indubbio quindi che bruciare dei rifiuti comporta in assoluto la dispersione di un certo quantitativo di inquinanti nell ambiente Occorre per esaminare la questone secondo un altro punto di vista che potremmo definire relativo e che deriva dal fatto che un impianto di 78 Capitolo 6 valorizzazione energetica di rifiuti abbina in pratica due funzioni distinte La prima la principale consiste nell effettuare lo smaltiment di un rifiuto non pi recuperabile altrimenti in alternativa alla discarica controllata la seconda quella di recuperare il contenuto energetico sostituendo quindi in parte le funzioni normalmente svolte
11. HC1 HF HBr Cianuri come HCN Fosforo come P205 In termini generali gi allora erano piuttosto ben studiati i parametri che nel loro insieme concorrono ad influenzare il processo di combustione deirifiuti Essi sono notoriamente La temperatura di combustione tempi di permanenza in combustione dei fumi e del residuo solido L eccesso d aria L omogeneit delle condizioni termodinamiche Per tener conto di ci le linee guida fissarono le condizioni di progettazione e di esercizio della camera di postcombustione come segue Tempo di contatto gt 2 secondi Temperatura gt 1050 C Tenore di ossigeno libero gt 8 in volume Numero di Reinolds gt 60000 Re pVD u ove u V p rappresentano viscosit velocit densit dei fumi mentre D rappresenta il diametro equivalente della camera Il complesso dei parametri indicati avrebbe dovuto consentire la termodistruzione con un efficienza superiore al 99 99 degli inquinanti tossici e pericolosi presenti nei rifiuti o formatisi nelle camere primarie In particolare il limite minimo di temperatura 1050 C risultava dall elaborazione delle prime indicazioni scientifiche sulla cinetica di degradazione termica delle diossine Nel 1984 il legislatore nazionale ha definito i criteri per la corretta progettazione e conduzione degli impianti di incenerimento RSU Deliberazione in data 27 luglio 1984 del Comitato Interministeriale concernente Disposi
12. a a ae fe o __ Ego es e 5 aro lt mago y guo Ti y _ tg i f gt ME 39 03 23 e 62 io 0 195 o ezo IAN ICC INE Gas Js 74 fo ea 86 seo os sm rs 476 f 220 65 ws usa lisa e so f os 5 eee 935 99 5 1224 128 0 52 3 ao esa se __1505 a 7 ss e 7 1062 1062 288 697 3084 3373 2595 2078 1455 1154 1473 496 710 1552 815 381 78 Ls mem 114 i 119 ss e s se 7 a 1 es E ro To mi PETEERE M c al T 245 n Capito lo 8 iso 1076 1149 2332 2569 3789 EI a 74 EE 1792 2692 2640 a 2873 4665 0 143 2164 1803 Je set 01 pu mar 02 apr 02 mag 02 giu 02 lug 02 MEDIA giu 00 set 00 ott 00 si eH 1260 1663 105 Tre E ado 00 TE 913 2333 310 2643 3556 Cenar _ _ _6 joe _s0 fos mar 01 giu 01 ago 01 set 01 ott 01 mar 02 apr 02 MEDIA q ago 00 set 00 ott 00 nov 00 dic 00 le 3 zle 5 7 18 zje o ole z S 8 8 8 159 376 91 10 168 386 1654 935 169 1823 117 1052 1327 128 1962 1991 1439 1852 2171 1367 2091 2202 ze 209 sE 111 43 171 1144 587 1650 851 E TA a 88 2516
13. anche 110 Capitolo 6 determinare un improvviso rilascio degli inquinanti una volta raggiunto il limite di ritenzione Per questo motivo si recentemente rivalutato il problema dell inquinamento del suolo un argomento sul quale si dispone di relativamente poche informazioni potenziali rilasci sono direttamente collegati alla solubilit e alla mobilit dei composti inquinanti poich da queste propriet dipendono gli eventuali assorbimenti da parte delle colture agricole i flussi verso le acque superficiali sotterranee ed oceaniche e quindi le pericolose conseguenze per la fauna e la flora del suolo Molto importanti ai fini di stabilire la tossicit di un elemento sono tre concetti biodisponibilit mobilit speciazione Il primo termine sta ad indicare la potenzialit di un elemento ad essere adsorbito da una pianta per mobilit si intende la capacit a migrare da un punto a un altro a passare da una forma chimica all altra o a cambiare di fase Infine la speciazione la caratterizzazione della ripartizione di un elemento in diversi comparti del suolo o lo stato chimico nel quale si trova in questi comparti lo stato di ossidazione il tipo di composto ionico complessato legato per covalenza ecc metalli pesanti non sono soggetti ad alcun processo di decomposizione come la metabolizzazione microbica che decompone i composti organici e permangono quindi nel suolo fino a che non siano trasportati d
14. che si concretizz principalmente con l impianto innovativo di Roma 1000 t giorno al quale tecnici e pubblici amministratori guardarono per diversi anni come il modello da imitare per le future strategie di smaltimento dei RSU L abbandono di questa tecnologia attorno alla fine degli anni 70 port a un timido rifiorire di interesse verso la termodistruzione Ma a segnare questo cambiamento fu soprattutto l emanazione della prima vera normativa tecnica in campo nazionale che fissava i limiti sulle emissioni e i criteri per una buona combustione fatta dalla Regione Lombardia nel luglio 1982 Linee Guida Regionali per i requisiti tecnici e i limiti di emissioni degli impianti di incenerimento dei rifiuti solidi urbani e assimilabili Con queste norme la Regione Lombardia ha inteso affrontare per prima assieme al problema delle polveri anche quello delle emissioni dei gas acidi e dei macroinquinanti diossine e metalli pesanti Tab 2 1 Tab 2 1 Valori limite di concentrazione all emissione per impianti di incenerimento di RSU fissati dalla Regione Lombardia nel luglio 1982 Linee Guida Regionali per i requisiti tecnici e i limiti di emissioni degli impianti di incenerimento dei rifiuti solidi urbani e assimilabili Polveri totali o Valore medio 40 5 0 1 Y Metalli pesanti o Cadmio o Mercurio 0 1 o piombo 3 0 Caron organico DEE 82 Capitolo 6 PCDD PCDF 0 001 o TCDD TCDF ug Nm3 0 05 PCB PCN PCT I P A
15. ome 507 2 4 IL DPR 503 97 Il Ministero dell Ambiente ha di recente formulato nuovi limiti di accettabilit all emissione di nuovi e vecchi impianti di incenerimento di RSU nonch di impianti per la combustione di RDF Refuse Derived Fuel oltre che per rifiuti pericolosi Tali limiti sono di non agevole utilizzo essendo soggetti a una casistica piuttosto articolata come evidente dal quadro di Tab 2 3 Le novit introdotte dalla nuove normativa nazionale sui limiti all emissione sono cos sintetizzabili Innanzitutto viene contemplato un nuovo parametro relativo agli ossidi di azoto normalmente riscontrabili nei fumi a concentrazioni di 400 600 mg Nm Il limite fissato a 200 mg Nm impone l introduzione di sistemi dotati di una maggiore efficienza di abbattimento es denox Tab 2 3 Valori limite di concentrazione all emissione per nuovi impianti di incenerimento di RSU e rifiuti speciali non pericolosi secondo la Normativa Nazionale Decreto 19 11 1997 n 503 emanato in attuazione delle Direttive 89 369 CEE e 89 429 CEE e per impianti di combustione di RDF PCI minimo 3500 Kcal Kg con potenza termica nominale non inferiore a 10 MW secondo il D M del 05 02 98 VALORI LIMITE PER R D F VALORI LIMITE PARAMETRI Sonne cono PER R S U E R S valori mediorari Polveri totali 10 30 10 30 o ZPb As Cr Co Cu Mn Ni 0 5 0 5 V Sn anio 0 IF qui 10000 NOx come N02 20 40 SOx come 502 50 100 50
16. organici Pertanto la postcombustione dei fumi se attuata tramite un unit fisicamente separata e autonomamente controllata rappresenta senza dubbio un presidio di sicurezza ambientale pi valido soprattutto per combustioni primarie non adeguatamente controllate o nella fase transitoria di avviamento dei forni In questo senso l abbandono di tale concetto tra l altro suffragato da positive esperienze da parte del legislatore italiano non pu che considerarsi un allontanamento dal principio della Best Available Technology 2 5 Recenti disposizioni della Comunit Europea Le ultime disposizioni in ambito europeo sono dettate dalla Direttiva 76 2000CE sull incenerimento dei rifiuti che ha lo scopo di evitare o di limitare per quanto praticabile gli effetti negativi dell incenerimento e del coincenerimento dei rifiuti sull ambiente in particolare l inquinamento dovuto alle emissioni nell atmosfera nel suolo nelle acque superficiali e sotterranee nonch i rischi per la salute umana che ne risultino In essa sono contenuti le condizioni di esercizio in fase di avviamento conduzione e arresto dell impianto con la prerogativa di analizzare in continuo le emissioni al camino Viene spiegata la tipologia di rifiuto che pu essere incenerita e le condizioni da rispettare nel trattamento vengono inoltre definiti i seguenti termini HCI 10 mg Nm come valore medio giornaliero e 40 mg Nm come valore emissione la diffusione diret
17. solitamente varia da 0 01 a 0 5 mg kg Abollino et al 1996 Si stima che il tempo di permanenza nel suolo si aggiri intorno ai 1000 anni Nas 1978 Acqua le attivit umane degli ultimi cinquant anni hanno aumentato il tasso di Hg nell ambiente specialmente nelle acque Tabella 2 Brondi et al 1986 Contaminazioni di Hg sono state riscontrate pure in molti fiumi d Europa in Capitolo 6 affluiscono le acque di scarico di intere zone altamente industrializzate Il mercurio una volta immesso nell ambiente pu essere biotrasformato da diversi microrganismi che traggono l energia necessaria per la propria crescita Alcuni di essi convertono a Hg metallico a ione Hg e Hg altre specie del tipo anaerobico solubilizzano invece composti insolubili HgS a ione Hg riducendolo successivamente a Hg elementare Esistono poi batteri capaci di trasformare il Hg elementare in composti organici gli alchi Hg che tendono ad evaporare e a liberarsi nell atmosfera dove sottoposti ai raggi ultravioletti e all azione di altri organismi sono convertiti in Hg elementare Bressa 1986 Solitamente la concentrazioni di Hg nelle acque superficiali sono inferiori a 1 ng l poich esso tende a depositarsi nei sedimenti e successivamente ad entrare nella catene alimentare Franco et al 1980 Schofield et al 1994 Tossicologia Nell intossicazione acuta l inalazione di vapori di Hg 1 2 8mg m nell uomo causa intossicazione acuta provocando un da
18. 007 RN costituito da una serie di assorbitori in vetro con setto poroso ad es del mod A DPCM 83 contenenti una soluzione di KmnO4 0 1 N miscelata in parti uguali con WSO 4 al 10 apparato di condensazione costituito da un assorbitore in vetro senza setto poroso con pescante corto tale da consentire il drenaggio della condensa ma non il gorgogliamento del gas nella condensa Metodo UNI n 10263 cestello per la captazione delle polveri riempito con lana di quarzo o vetro a fibre lunghe di diametro 4 12 um lavata con soluzione di acido nitrico al 50 Metodo UNI n 10263 Deve poter essere inserito nella linea di prelievo precisamente nel corpo della sonda senza compromettere l integri del mezzo filtrante in esso contenuto sistema refrigerante capace di mantenere i gorgogliatori e l apparato di condensazione durante il campionamento ad una temperatura non superiore a 4 C tubo di Pitot per la misura della portata degli effluenti gassosi convogliati munito di micromanometro per la misura della pressione differenziale dalla quale si risale alla velocit del flusso di gas nel punto in cui posizionato Porifizio d impatto del tubo stesso La sonda i tubi di connessione i gorgogliatori tutta la vetreria per la preparazione del campione e per l analisi devono essere accuratamente lavati prima con una soluzione di acido nitrico al 50 a caldo e successivamente con acqua ultrapura Sia l acido nitrico che l acqua utilizzati per pr
19. Il principale problema di questa tecnica dovuto al fatto che i campioni spesso non sopravvivono per lunghi periodi nei nuovi habitat a causa delle condizioni climatiche non favorevoli scarse precipitazioni o di elevati livelli di contaminazione ambientale L accumulo dei metalli pesanti nei muschi dopo la morte ugualmente efficiente tuttavia i tessuti possono essere soggetti a degrado molto pi rapidamente esposizione di moss bags consiste nella raccolta pulizia e lavaggio del muschio che viene successivamente collocato in reticelle di nylon ed esposto ad una altezza di circa 1 5 m dal suolo nell area da indagare La procedura soggetta ad alcune variazioni relativamente al tipo di trattamento alla durata e modalit dell esposizione dei campioni alle dimensioni e forma delle reticelle alla scelta dei talli di muschio e dell habitat nei quali sono utilizzati Un punto particolarmente controverso tuttora rappresentato della procedura di lavaggio prima dell esposizione i muschi sono normalmente lavati per rimuovere sporcizie o particelle di suolo ai fini della determinazione del livello di contaminazione iniziale L acqua distillata rimuove particelle intrappolate sulla superficie e ioni solubili accumulati negli spazi intercellulari Il lavaggio con acido provoca invece il rilascio di ioni legati a molecole poliuroniche della parete cellulare i quali vengono sostituiti dai protoni Questo tipo di trattamento causa la
20. Trattamento del campione ed analisi Anche la fase di trattamento del campione viene effettuata operando in maniera tale da evitare per quanto possibile eventuali contaminazioni Per questo oltre alla adeguate procedure di lavaggio adottate vengono utilizzati reagenti con elevato grado di purezza HNO3 65 wt suprapur MERK M 63 01 g mol H20 water plus per HPLC Carlo Erba R gt 18MQ Soluzioni standard BDH a 1000 mg l di Cd Cr Cu Pb Mn Hg Ni Zn Al V In laboratorio i campioni vengono sottoposti alla misura di alcuni parametri preliminari quali volume pH e conducibilit che possono dare informazioni importanti nell interpretazione dei dati Lo stadio successivo consiste nella filtrazione del campione con filtri da 0 45 um In questo modo la deposizione suddivisa in due frazioni una solubile che passa attraverso il filtro e viene raccolta ed una insolubile rappresentata dal particolato che si deposita sopra il filtro Dalla soluzione filtrata si preleva un aliquota da 100 cc alla quale viene aggiunto acido nitrico al 65 fino a che non si raggiunge pH lt 2 per la mineralizzazione Il campione cos trattato viene stoccato in frigorifero a 4 C fino al momento dell analisi I filtri opportunamente messi in Petri sono posizionati in essiccatore in attesa di subire l operazione di mineralizzazione effettuata in bomba di teflon in forno a microonde Lo strumento utilizzato un disgregatore a microonde modello Milest
21. agire su diversi parametri il controllo della popolazione lo stile di vita e in particolare l attitudine ai consumi specialmente per i paesi industrialmente maturi l efficienza ambientale intesa come minimizzazione della quantit di materie prime compresa l energia derivante da combustibili fossili estratte dall ambiente e delle emissioni rilasciate in aria acqua e suolo per produrre un unit di prodotto Tale efficienza deve essere valutata nell intero ciclo di vita di un bene o servizio 73 Capitolo 6 Secondo alcuni studi l evoluzione alla sostenibilit per le societ industriali mature raggiungibile separando sviluppo e benessere da prelievo e consumo di risorse naturali Le attivit di ricerca in corso ipotizzano come realizzabile il raggiungimento di un fattore quattro si tratta cio di quadruplicare la produttivit delle risorse in altre parole raddoppiare il benessere dimezzando il prelievo di risorse naturali Alcuni ricercatori parlano del possibile raggiungimento di un fattore dieci ottenibile passando da un economia basata sullo scambio di prodotti ad una basata sulla fornitura di servizi 1 2 La politica di gestione dei rifiuti Le problematiche connesse alla produzione dei rifiuti hanno assunto negli ultimi decenni proporzioni sempre maggiori in relazione al miglioramento delle condizioni economiche al veloce progredire dello sviluppo industriale all incremento della popolazione e delle aree urbane La
22. ciclonico Fig 6 8 Il dosaggio del reagente regolato in modo automatico in funzione del valore rilevato di concentrazione dell acido cloridrico al camino E previsto il riciclo di una frazione di reagente prelevata dal silo di recupero al servizio del reattore la parte restante viene raccolta per poi essere sottoposta a trattamenti di inertizzazione Si prevede inoltre un riciclo dei fumi per mantenere costante la portata a causa delle tante possibili situazioni funzionali verificabili e realzzare cos le condizioni ottimali di servizio e di efficienza I fumi uscenti dal reattore giungono al filtro a maniche per la loro depolverazione finale con lo scopo di eliminare i prodotti della reazione di abbattimento dei gas acidi e le polveri sospese I filtri a maniche utilizzati Fig 6 9 sono filtri in costruzione modulare a sei celle ciascuna di esse contiene gli elementi di filtrazione costituiti da maniche tessili in PTFE rivestite in Goretex sottese da un cestello in acciaio I filtri lavorano in depressione il gas fluisce dall ingresso gas grezzi in una camera di compensazione un deflettore distribuisce il gas ed evita un impatto diretto sulle maniche fumi circolano nei singoli moduli verso l alto ed il passaggio attraverso le maniche avviene dall esterno all interno Le polveri si accumulano sulle superficie delle maniche che periodicamente vengono pulite tramite flussi di getti d aria in contro corrente 105 Capitol
23. concentrazione dei metalli tra le diverse stazioni indagate e nella maggior parte dei casi tali disomogeneit si riscontrano nell anno considerato ma non nel successivo come per esempio si pu verificare per il Cd e il Pb Fig 8 10 Concentrazione di metalli pesanti in campioni di suolo corticale mg Kg ss Cd 126 Capitolo 8 127 Capitolo 8 Tutti i valori riscontrati risultano essere al di sotto della soglia definita nell allegato A della legge 471 99 relativa alla caratterizzazione dei suoli inquinati sia nei siti ad uso verde pubblico privato e residenziale che nei siti ad uso commerciale e industriale In particolare le concentrazioni rivelate risultano inferiori rispetto i limi imposti nell ordine del 50 60 Se prendiamo in considerazione i valori di riferimento relativi ai suoli italiani siano essi naturali o urbani ENEA 2000 Ministero dell Ambiente 2001 pi restrittivi rispetto i limiti imposti dalla normativa vigente possibile notare come tutti i microinquinanti metallici presi in considerazione nel presente studio siano in linea con tali valori di riferimento Tab 8 10 Appare quindi ragionevole rtenere che a fronte di alcune isolate eccezioni la risposta della pressione antropica sul comparto suolo appare in generale limitata Tab 8 10 Valori di riferimento relativi ai suoli italiani in mg Kg ss ENEA 2000 presse a os _w 128 Capitolo 8 8 4 Muschi Ne
24. da centrali termoelettriche e da impianti di riscaldamento In altre parole le emissioni che derivano dalla valorizzazione energetica di rifiuti vanno esaminate non solo in termini assoluti ma anche rapportate a quelle che si avrebbero altrimenti attraverso altre forme di smaltimento dei rifiuti o di produzione di energia L applicabilit della moderna tecnologia di recupero energetico dai rifiuti stata ampliamente dimostrata a livello internazionale non solo come fattibilit tecnico economica ma anche sotto gli aspetti di compatibilit e di valenza ambientale Sep Pollution 2000 Ci che ostacola nel nostro paese il decollo delle tecnologie di termodistruzione un problema di consenso politico a livello di istituzioni locali e di opinione pubblica E infatti diffuso il convincimento che i pericoli rappresentati da una combustione dei rifiuti con i rischi conseguenti di immissione in aria di sostanze tossiche siano tali da prevalere sui vantaggi di ordine economico e ambientale Questa preoccupazione senz altro ragionevole e motivata da esperienze negative verificatesi nel passato infatti gli inceneritori funzionanti con una non accurata selezione dei rifiuti da trattare con tecniche inadeguate di combustione o con gestioni inadeguate possono emettere tutta una serie di microinquinanti inorganici metalli pesanti ed organici IPA PCDD F PCB che rappresentano un pericolo per la salute dell uomo e per l ambiente Oggi tuttavi
25. dello standard con i seguenti risultati Target Compounds pe 1 naftalene 4 96 20 2 acenaftilene 9 19 40 3 acenaftene 9 72 20 4 fluorene 11 31 2 5 fenantrene 14 13 P 6 antracene 14 13 3170764 2 7 fluorantene 17 43 2 13064621 4 8 pirene 19 04 6913496 2 9 benzo a antracene 21 85 8286859 2 10 crisene 21 95 8286859 2 11 benzo b lurantene 24 92 252 11775388 4 12 benzoi k fluorantene 24 82 252 11775388 2 lt 13 benzo a pirene 25 74 252 2506699 2 14 indeno 1 2 3 cdlpirene 29 75 276 4242980 2 00 15 ditenzola h antracene 29 75 276 4242980 4 00 ppm 16 benzolg h i perilene 29 75 276 4242980 4 00 ppm 126 Capitolo 8 5500000 5000000 4500000 4000009 3000209 2000000 2300000 2000000 1500000 i i 4 00 0000 H i L 4 H g 500000 2 i A pod _ prerepro te RA RAZIONI sco aoo xogo 120 1400 1600 1809 20 00 2200 2409 2800 230 3000 212 00 Fig 7 6 Esempio di Cromatogramma relativo al recupero dello standard Per quanto riguarda i muschi sono state effettuate delle prove su muschi incontaminati bianchi appositamente drogati con lo standard sopraindicato e sono stati ottenuti i seguenti risultati Tab 7 1 a b c Risultati di tre prove di estrazione degli Ipa dai muschi appositamente addizionati di standard Risposta dello strumento Concentrazione nel Composto ppm muschio ppm Fluorantene____ _____o____ ___o____ S A ES i WE Benzo a antracene
26. di gruppi carbossilici che sono dotati di elevata capacit di scambio cationico La parete cellulare non rivestita da uno strato di cuticola come di norma accade per le piante vascolari Per tali ragioni vari composti ed elementi chimici di apporto atmosferico vengono intercettati direttamente dalla parete cellulare cui si legano con interazioni di tipo elettrostatico Inquinanti organici come gli IPA che sono adsorbiti al particolato e vengono trasportati da questo si depositano come gli altri inquinanti aerotrasportati sulla superficie delle briofte e vengono accumulati dalla parete cellulare con meccanismi del tutto analoghi a quelli descritti per i metalli Questa insieme a tutte le altre caratteristiche citate in precedenza fanno delle briofite uno degli organismi tra i pi adatti per il monitoraggio dell inquinamento atmosferico 134 Capitolo 6 Caso studio SIMA applicato all inceneritore di Coriano RN 6 1 L inceneritore di Coriano RN L impianto di termodistruzione di rifiuti solidi gestito dall AMIA S p a di Coriano rientra in un area complessiva di 12500 m ed costituito da tre linee a funzionamento autonomo e simultaneo all impianto vengono conferiti gli RSU prodotti sulla quasi totalit della provincia di Rimini rifiuti ospedalieri e farmaci scaduti provenienti da raccolta differenziata rifiuti speciali cimiteriali conferiti sia dai Comuni serviti che da utenti extraprovinciali Le tre linee hanno diver
27. di miglioramento delle emissioni sono comunque attese dalla prosecuzione di interventi relativi alla rimozione dai rifiuti di sostanze intrinsecamente inquinanti tipicamente sostanze inorganiche tossiche in tracce e precursori di sostanze organiche pericolose ed a modalit di termodistruzione che riducano i volumi di flussi gassosi da trattare e risolvano contestualmente il problema della detossificazione e dell inertizzazione dei residui con tecniche di ossidazione degli organici e immobilizzazione degli elementi tossici 130 Capitolo 8 Sia pure indirettamente per effetto della compensazione di inquinanti emessi per produrre altrove l energia recuperata anche il recupero energetico con alta efficienza chiamato a contribuire alla riduzione del complesso delle emissioni Per ci che riguarda pi specificatamente la tipologia di inquinanti l attenzione della comunit scientifica e delle normative ed i conseguenti sforzi per il controllo sono sempre focalizzati sulle sostanze di particolare bssicit elementi e composti inorganici di elementi in tracce quali piombo cadmio mercurio e composti organoclorurati quali diossine intese come il complesso degli isomeri di policlorodibenzodiossine e policlorodibenzofurani L analisi del significato delle emissioni nella versione pi compiuta va al di l dei valori dello standard che si intendono ovviamente rispettati e avvalendosi di una serie di approcci interdisciplinari punta a qua
28. di quelli provenienti dal sistema di depurazione si sono rese necessarie per l applicazione della metodologia LCA Tale studio ha fornito una visione completa relativamente all attivit dell inceneritore e soprattutto all impatto sull ambiente nonch parametri di notevole utilit per affrontare un confronto a livello nazionale con altri impianti di termovalorizzazione contributo totale alle diverse categorie di impatto 6 2 3 Applicazione del modello diffusionale ISC3 L applicazione del modello diffusionale ISC3 permette di simulare in modo continuo nel tempo la dispersione in aria e la deposizione al suolo delle sostanze inquinanti emesse dall impianto Il sistema di calcolo Modelli installato presso l inceneritore di Coriano definito integrato in quanto costituito da diverse unit indispensabili ed interagenti tra loro per il suo corretto funzionamento Le unit che compongono l intero sistema sono le seguenti centralina meteo i dati meteorologici sono acquisiti da una centralina posizionata a circa 400 m dalla sorgente di emissione che li memorizza e li comunica ad intervalli regolari di 20 minuti al sistema centrale Tale centralina costituita da una serie di sensori in grado di misurare le diverse grandezze meteorologiche quali temperatura dell aria e del terreno C precipitazione mm umidit dell aria radiazione solare globale e netta W m pressione atmosferica atm direzione e velocit del
29. eeren Cena CNCAGUOSCGEGEN 718 4407 2172 4018 1137 2483 4020 278 519 526 1286 3102 1668 2577 1385 36 9 16 5 18 8 27 4 212 59 26 18 3 3257 15 2 94 4 71 27 1 13 2 q a y S S 3759 443 4286 S 729 459 730 1746 8 286 514 ES 214 nol al mi 8 ES gi dl 2 62 128 3 DS wi LS 126 146 105 S i sl el ES E 47 15 a N al f i f A f I i E s E f f gt i i E gt i E E f g E E f i E 3 o 221 14 207 242 rl N sj MES o i ail d 238 286 265 727 sl si al SII 76 ALE sl 20 5 85 19 4 21 0 51 1 1389 39 9 256 679 194 7 E 5 16 8 55 8 24 5 51 5 39 1 160 56 41 92 7 163 1318 al NI S 3 SI el ES S al nl RI RI 8 Si i f f E E a i E E E f s 4 i i f i gt f E nl di di 3 5 E f 3 f i i E i al a l 8 n elilas Sl ml co al ml f HERDE t al E ol ala E GGRGLE Es i CEE El 151 241 261 n Sl al al e all all IS sj rl all ef al fila si 54 27 47 6 50 4 41 20 3 18 14 7 1472 109 12 4 9 24 8 19 5 55 1 EREGEGENE 51 3 17 5 GE 26 256 120 78 205 448 Capitolo 8 giu 00 201 11 212 426 49 475 687 _ug 00_ oo oo
30. il momento della raccolta sino a un periodo antecedente di 10 15 anni a seconda della lunghezza del tallo che viene prelevata Permette quindi di ricostruire in parte le vicissitudini e la storia di grandi aree migliaia di km e o ridotte aree pochi km La principale limitazione all utilizzo ricorrente di briofite autoctone per il monitoraggio dei metalli in traccia consiste nel fatto che non sempre risulta possibile reperire tappeti di muschi spontanei in aree aperte realizzazione di una rete di monitoraggio nel luogo d indagine mediante muschi prelevati in zone considerate e accertate a bassa contaminazione di metalli pesanti per facilitare la valutazione nel tempo delle deposizioni quindi il confronto tra il livello di contaminazione iniziale e quello dopo l esposizione biomonitoraggio attivo Il muschio trapiantato pu essere inteso come la memoria presente in quanto fornisce indicazioni che riguardano le 105 Capitolo 6 deposizioni avvenute dal momento del trapianto sino al periodo di raccolta Risulta fondamentale trovare un area intensamente coperta di muschio che servir per raccogliere i muschi da trapiantare In questa categoria rientrano diverse tecniche che si differenziano per il sistema di esposizione del muschio 106 1 trapianto di tappeti muscinali consiste nel vero e proprio espianto di un mantello di muschio seguito dalla successiva fase di trapianto nel suolo dell area da sottoporre a monitoraggio
31. interviene in numerosi processi fisiologici della pianta quali l assorbimento ed il trasporto dell acqua e dei minerali e la traspirazione Uno dei costituenti fondamentali della parete cellulare la cellulosa che costituisce la cosiddetta tessitura tuttavia soprattutto negli strati esterni trovano spazio altri componenti quali pectine proteine emicellulose ecc sostanza matriciali Le pectine assumono un ruolo fondamentale nell assorbimento degli ioni metallici sono formate per buona parte da lunghe catene di acido poligalatturonico il cui monomero deriva dall ossidazione del gruppo alcolico primario del galattosio i cui gruppi carbossilici possono essere esterificati da gruppi metossilici o restare liberi rappresentando in quest ultimo caso una notevole riserva di cariche negative fisse nella parete Ad esse aderiscono elettrostaticamente cationi 100 Capitolo 6 metallici soprattutto bivalenti sistemandosi a ponte tra due catene peptiche adiacenti Fig 4 1 Il bioaccumulo di metalli pesanti negli organismi vegetali SAA CUTICOLA EPIDERMIDE SEZIONE DELLA FOGLIA ampie superfici di cellule si affacciano su una rete di spazi intercellulari interni GRUPPO DI CELLULE ADIACENTI 2 Bioaccumulo intercellulare L acido poligalatturonico una delle sostanze matriciali SPAZIO INTER CELLULARE PARETE Tu contenute nella parete cellulare CELLULARE coinvolto nei processi di assorbimento degli ion
32. la loro qualit in presenza di particolari sostanze aerodisperse Monitoraggio non convenzionale In questo senso le matrici pi significative sono le precipitazioni in genere il suolo i corpi idrici le piante vascolari e altri indicatori biologici Per il miglioramento delle strategie di controllo ambientale e per la migliore comprensione dello stato e della dinamica degli ecosistemi deve crescere il ruolo delle nuove conoscenze e tecnologie informatiche modellistiche previsionali e di osservazione ad integrazione di quanto si va gi facendo on l approccio classico 90 Capitolo 6 Su queste basi si dovr dunque impostare la Scienza del Controllo Ambientale che richiede l intervento di molte professionalit tra loro in continuo dialogo per cogliere da un lavoro interdisciplinare tutte le possibili sinerge ed occasioni in particolare quelle offerte dal mondo della ricerca scientifica le cui acquisizioni non possono essere estranee in un equilibrato rapporto biunivoco all acquisizione dei dati 3 1 Gli Indicatori Ambientali x L ambiente una realt complessa che pu venire compresa soltanto attraverso l analisi di un elevato numero di fattori Perci sono necessarie competenze molto differenziate e spesso strumentazioni disponibili soltanto in laboratori specializzati Anche la valutazione dei risultati richiede l intervento di specialisti Per questi motivi gi da tempo si posto il problema di individuare stru
33. loro pericolosit attraverso l utilizzo di tecnologie pulite nei processi produttivi In secondo luogo il recupero e la valorizzazione degli scati sotto forma di materia devono essere prioritari ed in questo contesto la raccolta differenziata rappresenta la forma di selezione per pervenire a tale risultato in quanto genera flussi con la massima qualificazione merceologica Altre forme di recupero di materia a valle della raccolta differenziata attuate attraverso sistemi pi o meno spinti di selezione concorrono alla diminuzione del flusso complessivo di rifiuti da avviare allo smaltimento finale e come tale vanno incoraggiate In questo caso molti sforzi andranno spesi per creare condizioni di mercato favorevoli per l allocazione dei prodotti riciclati La valorizzazione energetica del rifiuto residuo in particolare per quanto attiene alla frazione secca dotata di buon potere calorifico parimenti importante come sistema per recuperare ancora risorse dal rifiuto e per minimizzare il ricorso alla discarica Tale opzione risulta comunque di rango inferiore rispetto il recupero di materia e va quindi attuata solo per i rifiuti per i quali non tecnicamente o economicamente sostenibile una qualsiasi forma di riciclaggio Lo smaltimento finale deve costituire l opzione ultima per i soli rifiuti in nessun modo recuperabili o trattabili In questo contesto la discarica attualmente la pratica pi diffusa a livello nazionale ed europeo
34. na aasa Ea 6407 OS Linea2 L13205 5784 6312 7 392 7008 7 116 pi ED E na TEL secca E MN 5308 _E nei Pd EW 15203807 29374500 31604800 0130600 196058 TRI n 1082 n La produzione di energia iniziata nel Maggio 1998 Di seguito si riportano i dati relativi al calcolo dei Fattori di Emissione e dei Flussi di massa annuali Tab 8 3 e 8 4 Fig 8 1 e 8 2 per ogni singolo metallo pesante considerato dal 1997 al 2002 nonch l intervallo di concentrazioni rilevate nell arco del quinquennio considerato Tab 8 2 L analisi dei metalli pesanti presenti nei flussi gassosi convogliati condotta nell arco di cinque anni permette nei limiti dell errore dovuto al numero di amp ti disponibili in alcuni casi non elevato la caratterizzazione delle emissioni in atmosfera dell inceneritore di Coriano Rimini che per dimensioni e tecnologia risulta rappresentativo della realt nazionale italiana Tab 8 2 Intervallo di concentrazioni rilevate negli anni 1997 2002 mg Nm MN MAX MEDI MN max mea MM wax WeDA MN M Es lt osoos 0008 6 01 lt 000007 oost 0001 lt 000003 onea 0003 vom fo cr lt no002 056 00068 lt n0002 020 05023 lt om0z 0307 0015 lt p 5 Cu lt 0 0002 0 031 0 0050 0 068 0 009 0 070 0 009 lt 0 00004 0 Hg lt 0 00001 0 13 0 018 lt 0 00001 0 089 0 008 0 214 0 016 lt 0 00001 0 Mn Ni Pb Zn
35. nella produzione di lamiere e lastre per la protezione contro le radiazioni nucleari Aria le concentrazioni di Pb nell aria urbana variano in genere da 0 5 a oltre 50 g m per strade ad intenso traffico veicolare Avella et al 1986 Mantovani et al 1992 Squeri et al 1992 mentre nelle aree rurali lontane da centri abitati si riscontrano livelli inferiori a 0 05 ug m Riduzioni della concentrazione di Pb nell aria di alcune aree geografiche sono state notate quando stato introdotto l impiego delle benzine verdi De Luca et al 1992 Tuttavia i livelli di concentrazioni del Pb come pure di altri inquinanti dell aria dipendono anche dalla tipologia delle sorgenti di emissione presenti nel territorio Suolo le concentrazioni di Pb riscontrabili nel terreno riflettono processi di mineralizzazione che avvengono nel suolo Indagini ambientali su diversi suoli di fattorie in cui erano state aggiunte acque di scolo e altri materiali potenzialmente contaminanti hanno evidenziato una concentrazione media di Pb di 42 ug g Chamberlain et al 1978 Khan 1980 Tuttavia nelle aree rurali la deposizione avviene principalmente tramite la pioggia circa il 75 della deposizione totale mentre in quelle urbane avviene principalmente per deposizione gravitazionale Feely et al 1976 Acqua in alcune zone con acque dolci dove le tubature spesso contengono Pb la presenza del metallo nell acqua potabile pu raggiungere concentrazi
36. non connessa esclusivamente alle singole matrici ambientali ma che tenga conto delle complesse interazioni esistenti tra loro e le sorgenti puntiformi di contaminazione Il presente lavoro propone i risultati dell avanzamento dello studio iniziato nel 1998 per la caratterizzazione e la Valutazione dell impatto ambientale di un inceneritore finalizzato all applicazione di un Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale SIMA all impianto di incenerimento di Rifiut Solidi Urbani di Coriano RN E stato definito un percorso di grande rilievo che parte dalla caratterizzazione della fonte di contaminazione e segue il destino degli inquinanti emessi nell ambiente in modo da valutarne l impatto a seguito dell analisi di matrici ambientali e della ricerca di correlazioni e confronti che siano in grado di individuare una relazione di causa effetto tra l emissione degli indicatori ambienta li scelti metalli pesanti e la loro presenza riscontrata nell ambiente Con i dat reperiti nel periodo gennaio luglio 2003 sono stati effettuati del confronti di deposizione e di bioaccumulo con gli stessi periodi degli anni precedenti al fine di valutare le eventuali variazioni temporali e spaziali di emissione e quindi di ricaduta al suolo degli inquinanti oggetto di studio Come Indicatori Ambientali sono stati presi in considerazione i metalli pesanti poich non subiscono processi di degradazione nell ambiente sono facilmente determinabili dal punto di vi
37. oo 2196 1739 3935 3035 ego SS 3 e 0811815 setoo 87 34 s 3615 t 08 5053 593 otroo 3928 00 30328 58222 46 562 9706 tom ST E 831 2 13 dic 0o 2383 ie 2521 3028 tios 4128 6550 ent 3 E Y e sto 33 pres 8601 E 22 en se 1 13719 171 mao tos toa te 173 ss 1790 so _giuo1 25 4507 got 25 Sa se 25 1 973 4086 agoot ii 28 tar 60 26 260 set 01 F E 272 a o 222 1152 aia genoz 9 ie 1 87 7 n teb o2 se 59 ss 1578 219 t706 2102 aproz 87 ts tooo tete ti7 f 208 3035 _mag 02 f e 0 I ms 52 129s f 1350 f 260 oo a 83 48 34 302 335 380 55 7 58 3 85 I tes se 2 I 56 32 6 7 02 z se so 2 no 1470 1779 1699 315 2014 1699 1140 2839 4853 03 Eos SH BG p 177 188 ELSA 413 10041 BC 15995 2036 18030 19986 A 1 1 6 Spn Aero AAA lugoo tez 0 q te 2 75 I 75 44338 seroo_ 3058 11222 14280 12268 12555 13782 28062 otoo f 5 tes e 0 Toe 185 I 72 6718 11560 1387 859 2247 8555 1821 10376 12623 17925 apro 1708 24 ias 7 2578 392 6065 fl 0428 E _giu 01 60 4460 5154 3089 27316 530406 35560 lugo St 2767 US 40 5626 ES E ago 01 este tous 766 o 47 esto 16 s st Yo Y 7 7 1 7 2 oro 2 E AA I PRA i der 127
38. per lo smaltimento dei rifiuti urbani non avendo alcuna funzione di valorizzazione delle risorse e comportando un rischio per l ambiente deve rappresentare la fase residuale della gestione 76 Capitolo 6 Fig 1 Schema di Gestone integrata dei rifiuti ESTRAZIONE DEI MATERIALI GREZZI CICLI DI LAVORAZIONE RACCOLTA R 7 JE RIF INDIFFERENZIATA 3 3 Materiali i m recuperati TERMODISTRUZIONE mi ico fio dei ai SMALTIMENTO DEI RESIDUI IN DISCARICA L analisi dei dati relativi al 1999 Fig 2 evidenzia che nonostante i progressi raggiunti sia attraverso l attivazione dei sistemi di raccolta differenziata che l avvio ad attivit di recupero di quote consstenti dei rifiuti con particolare riferimento ai rifiuti di imballaggio la forma pi diffusa continua ad essere lo smaltimento in discarica Fig 2 Gestione dei rifiuti urbani 1999 ANPA 2001 smaltimento in discarica 74 4 incenerimento 7 2 compost fraz selezionate 2 9 compost CDR 8 1 altre forme di recupero 7 4 Riguardo all incenerimento pur registrando un aumento rispetto al 1997 del numero degli impianti operativi ed un incremento dei rifiuti inceneriti la percentuale rispetto al totale dei rifiuti gestiti appare ancora non elevata e comunque al di sotto dai livelli riscontrabili nei P aesi dell Unione TI Capitolo 6 Si osserva invece una crescita del settore del compostaggio in particolare del compostaggi
39. per usi farmaceutici alcuni sali come diuretici e nelle pomate per le malattie della pelle 5 4 6 Nichel Ni Fondo naturale Aria i livelli naturali di Ni nell aria di aree remote sono incontaminato Fondo naturale contaminato distribuzione ambientale 120 solitamente inferiori a 0 1 ng m Nriagu and Davidson 1986 processi di erosione da parte del vento sono la fonte naturale principale di Ni nell atmosfera seguono le emissioni vulcaniche e le attivit biologiche natura Suolo il Ni un elemento di transizione con caratteristiche metalliche ed abbastanza diffuso in natura 0 018 della crosta terrestre E inalterabile all aria e si ritrova anche allo stato nativo comunque mai puro ma pi spesso come lega naturale per il Fe la cui origine pu essere sia tellurica che extratellurica meteoriti Acqua la concentrazione media di Ni nell acqua di mare di 0 0005mg l nelle acque dolci superficiali 0 019 mg l nitrati e gli alogenuri ad eccezione dei fluoruri sono solubili in acqua Il Ni viene impiegato principalmente nei seguenti settori produttivi o Catalizzatore per l industria chimica o Industria galvanica nichelatura solfato di nichelio Aria il Ni pure presente nel petrolio e nel carbon fossile dai quali viene rilasciato nell atmosfera attraverso la combustone Le attivit estrattive ed industriali dell uomo sono causa di un ulteriore dispersione del metallo nella biosf
40. pi cautelative Rimane comunque di particolare importanza identificare le emissioni rapportate alla tipologia del rifiuto ed alla tecnologia di trattamento e tentare di evidenziare al di l del rispetto dello standard l effettivo significato ambientale in termini di impatto Essendo il calcolo dei Flussi di massa e dei Fattori di emissione annuale ci limitiamo a riportare i dati calcolati per il 2002 senza introdurre alcun elemento aggiuntivo o diversificato allo scopo di assicurare la completezza dello studio successivo 131 Capitolo 8 8 1 1 I flussi dei metalli pesanti nelle emissioni atmosferiche Considerato che l impianto oggetto di studio costituito da tre linee di incenerimento a funzionamento autonomo o simultaneo il calcolo dei flussi di massa F d M relativamente ai metalli pesanti stato effettuato distintamente per ogni singola linea mediante la seguente formula F d M g anno V Nm h C mg Nm F h anno 1000 dove Vi portata volumetrica della linea tesima Ci concentrazione del metallo rilevata nella linea tesima Fi ore di funzionamento della linea esima nell unit di tempo considerata Tale grandezza stata calcolata considerando le ore di funzionamento annuali e i valori medi relativi alla concentrazione dei metalli pesanti nei flussi gassosi convogliati dell impianto determinati nell arco di ogni anno considerato Tab 8 1 valori relativi alle portate orarie derivano dalle determ
41. produzione dei rifiuti infatti progressivamente aumentata quale sintomo del progresso economico e dell aumento dei consumi La diversificazione dei processi produttivi ha inoltre generato la molteplicit della tipologia dei rifiuti con effetti sempre pi nocivi per l ambiente Un ulteriore fonte di rifiuti attualmente rappresentata dalle iniziative messe in atto dalla collettivit per far fronte ad altre emergenze ambientali quali l inquinamento idrico e atmosferico Per certi aspetti il crescere del volume di rifiuti cos generati dar origine ad ulteriori problemi ne sono un esempo i fanghi o i residui di depurazione degli impianti di combustione La quantit totale dei rifiuti rappresenta indubbiamente una misura dell impoverimento delle risorse sebbene l impatto generato sull ambiente non dipenda solo dalla quantit ma anche e soprattutto dalla qualit dei rifiuti le sostanze pericolose in essi contenute anche in piccole quantit possono generare infatti notevoli impatti sull ambiente Un aspetto che merita senz altro menzione alla luce delle considerazioni sulla tendenza costante all incremento della produzione dei rifiuti finora riscontrata nei Paesi europei relativo alle iniziative pilota volte alla prevenzione ovvero alla riduzione dei rifiuti alla fonte La problematica rappresentata dall aumento delle quantit di rifiuti non pu infatti essere arginata solamente tramite una gestione pi efficiente ed un m
42. rispetto al 2002 ma non rispetto a marzo 2001 Gli altri mesi vedono tutti una diminuzione delle quantit depositate in particolare per il mese di giugno 2003 non si sono verificate precipitazioni meteoriche Per quanto riguarda l analisi dei flussi di deposizione secca necessario notare che il Cd subisce un aumento sempre nei mesi di aprile e maggio 2003 ma in maniera meno significativa rispetto alla deposizione umida dello stesso periodo in accordo con la sua prevalenza a trovarsi in quest ultima forma di deposizione Zn e Ni seguono lo stesso andamento del Cd nei mesi di aprilemaggio 2003 rispetto agli anni precedenti e confermano la loro tendenza a trovarsi prevalentemente nella deposizione secca Il Hg subisce un aumato in febbraio in accordo all andamento della deposizione wet mentre il Pb ha valori sensibilmente pi bassi nel 2003 per ogni mese rispetto agli altri anni considerati Il Cr aumenta nei mesi di aprile e maggio con valori comunque inferiori al 2002 Il Cu assume un andamento altalenante con quantit maggiori nei mesi sempre di aprile maggio nella frazione secca Infine confrontando le due tabelle notiamo un aumento di concentrazione dei metalli in generale nei mesi di aprile e maggio con tendenza per metalli quali Cu Ni Pb Zn a ritrovarsi maggiormente nella frazione secca e per metalli quali Cd Cr e Hg a ritrovarsi di preferenza nella deposizione umida La tendenza generale a parte qualche andamento a
43. soluzioni assorbenti e gli apparati di condensa sono mantenute refrigerate a 4 C inoltre per garantire un sufficiente tempo di contatto gas soluzione necessario un flusso dei fumi inferiore ai 2 litri min Al termine del campionamento vengono annotati i volumi di effluente campionati e le informazioni relative a pressione e temperatura i campioni vengono sigillati l estremit della sonda e dell ugello chiusi con il parafilm e il tutto viene portato in laboratorio campioni sono conservati in frigorifero a 4 C ed analizzati entro tre giorni 7 1 2 Strumentazione e reagenti sonda in vetro pirex di idonea lunghezza munita di collegamento con ugello in vetro calibrato che consente il prelievo del gas ad una velocit prefissata torre di gel di silice essiccata in stufa a 105 C per 24h La torre deve essiccare Paria campionata prima dell ingresso nella pompa di campionamento e la quantit di gel di silice deve essere sufficiente a trattenere l umidit durante l intero campionamento 113 Capitolo 8 pompa di campionamento dotata di misuratore volumetrico con precisione non inferiore a 4 vacuometro termometro flussimetro e regolatore di portata tubi di collegamento in teflon o silicone sistema di captazione dei metalli Metodo M C AR 033 RN costituito da una serie di assorbitori in vetro con setto poroso mod A DPCM 83 contenenti una soluzione di HNO3 all 8 sistema di captazione del mercurio Metodo M C AR
44. tale fase condiziona l intero sistema di controllo una scelta errata pu fornire dati scarsamente significativi pertanto consigliabile soffermarsi nell individuazione degli indicatori evitando errori grossolani in sede di impostazione 3 Individuazione dei corpi recettori l emissione di sostanze inquinanti nelle vicinanze di una fonte di contaminazione segue un percorso di diffusione dipendente da numerose caratteristiche fisiche relative al territorio circostante geografiche morfologiche orografiche climatiche meteorologiche 93 Capitolo 6 La previsione dei percorsi preferenziali di diffusione degli inquinanti attraverso l elaborazione o pi frequentemente l utilizzo di un modello matematico o statistico gi collaudato implementato su un calcolatore rappresenta uno strumento assai importante al fine di stabilire quali siano i siti di campionamento nei quali si pu trovare la maggior quantit di inquinante propagatosi dalla sorgente studiata Inoltre attraverso questo strumento possibile effettuare una mappatura territoriale dettagliata e limitare il numero dei siti di campionamento localizzandoli nei punti ritenuti pi significativi per studiare il fenomeno di contaminazione Sulla base delle simulazioni ottenute nel breve e nel lungo periodo oppatuno dislocare le postazioni di rilevamento Si dovr fare attenzione affinch i luoghi scelti siano il pi possibile rappresentativi dell area sottoposta a
45. un aumentata frequenza del cancro ai polmoni e ai reni dovuto agli IPA sprigionati Nella popolazione non professionalmente esposta le prove di una induzione del cancro derivante da 130 Capitolo 6 una esposizione a tali sostanze di gran lunga inferiore a quella di coloro che sono costretti in ambienti lavorativi sono meno accertate La causa principale del cancro al polmone l inalazione del fumo di sigarette che contiene molti altri composti cancerogeni oltre agli IPA Risulta tuttavia difficile dedurre sulla base delle statistiche sanitarie quale possa essere la reale minor influenza di inquinanti come gli IPA che provengono da fonti di inquinamento diverse dal fumo di sigaretta Le posizioni relative degli anelli condensati degli IPA svolgono un ruolo importante nel determinare il livello di potenzialit cancerogena negli animali da esperimento Gli IPA che rappresentano gli agenti cancerogeni piu potenti possiedono ciascuno una regione recesso bay region formata da una ramificazione nella sequenza di atomi dell anello benzenico l organizzazione degli atomi di carbonio nella regione recesso conferisce un alto grado di reattivit biochimica all IPA regione recesso benze ghi perilene gas e il particolato emessi dagli scarichi degli autoveicoli a motore diesel che recentemente sono stati indicati come probabili cancerogeni per l uomo contengono non solo IPA ma anche alcuni composti derivati che present
46. una ricerca bibliografica accurata in modo da poter disporre delle acquisizioni pi recenti negli studi metodologici o meglio dedicare al singolo caso una ricerca sperimentale approfondita L implementazione di un SIMA applicato ai processi produttivi che possono presentare problematiche di impatto ambientale permette il raggiungimento dei seguenti obiettivi valutazione dell impatto ambientale della fonte di contaminazione individuare eventuali fonti secondarie di contaminazione fornire attraverso la misura di specie inquinanti e di parametri meteorologici un insieme di dati rappresentativi relativi ai processi di inquinamento atmosferico al fine di avere un quadro conoscitivo che consente una pi efficiente tutela della salute pubblica e del territorio verificare la rispondenza di modelli fisicomatematici a rappresentare la dinamica spazio temporale dei fenomeni dispersivi degli inquinanti in situazioni specifiche fornire indicazioni sia per la valutazione sistematica dell inquinamento sia per la previsione di situazioni di emergenza documentare il rispetto ovvero il superamento degli standard di qualit previsti per i diversi comparti ambientali nel territorio analizzato elaborare un piano di interventi operativi per ridurre al minimo la pressione ambientale della sorgente di contaminazione verificare l efficacia degli interventi di risanamento adottati 96 Capitolo 6 Il biomonitoraggio Uno dei modi migliori per determin
47. vento m sec analizzatori ai camini per mezzo di un sistema di monitoraggio multicomponente FTIR Advance CEMAS fornito dalla Hartmann Braun possibile il controllo in continuo di alcuni inquinanti nei flussi gassosi convogliati II prelievo del campione effettuato in un unico punto di estrazione su ogni camino a circa 20 m di altezza dal suolo mediante una sonda dotata di stelo e filtro per abbattere il particolato di diametro maggiore a 0 5 Mm La linea di trasporto e adduzione gas che collega il sito di campionamento con l analizzatore in cabina analisi realizzato con un tubo di 4 6 mm di diametro lungo 30 m entro il quale il campione viene sospinto da una pompa a membrana e per mezzo di un flussostato ne viene misurata la portata Il gas da analizzare viene convogliato dalla linea di trasporto in uno spettrometro IR in trasformata di Fourier FTIR dove vengono rilevati in continuo HCl CO 502 NOx e SOV sistema informatico di elaborazione L unit informatica Modelli rappresenta il cuore del sistema integrato di controllo e contiene due diversi modelli matematici applicabili alternativamente per coprire tutte le esigenze che si possono incontrare ISC DIMULA Ad essa giungono le concentrazioni degli inquinanti dagli analizzatori ai camini e i dati meteorologici della centralina meteo Sono inoltre necessarie al fine dell elaborazione dati variabili in 108 Capitolo 8 ingresso relative alla sorgente posi
48. 0 000 10 000 i 10 000 Tab 8 4 Fattori di emissione di metalli pesanti g t 1998 1999 2001 2002 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Media 1997 1998 1999 1997 0 025 1999 0 000 2002 0 021 0 019 1997 0 032 1999 2001 0 034 Media 1998 1999 2000 2001 2002 Media 1997 0 029 0 000 0 016 0 009 0168 149 2000 136 IE 1958 00008 D00I0 00100 e oon j oon sono 2000 0936 S0I0 005 008 vea 0926 0080 02030093 67008 080 00 0307 O N CINI m 2001 0 1 7 098 T 039 7 057 0020 0 040 0031 0 088 0 125 0087 1997 003 0250 0010 0100 1998 0016 0052 0127 0080 1199 0001 0002 0093 2000 0005 0037 0063 0035 2002 0025 0013 005 0017 Media 0019 0063 1997 0036 0620 0120 0250 0 162 0397 02 e ne nn e ves oe o RI m5 Capitolo8 T 0050 0 0010 0 0010 0 0019 0 0033 0 140 0 040 0 229 0 006 0 023 0 051 0 081 0 014 0 006 0 001 0005 0130 005 0 100 0015 0 030 0 059 0063 7020 0025 0 015 0 018 0 290 0 000 0 100 0 186 0 020 0 040 0 031 0 010 0 100 0 002 0 093 0 026 0 037 0 033 0 063 0 060 DOTE 0060 0 246 0 171 0 024 0 020 0 156 0 212 0 022 0 115 0 091 0 018 0 009 0 046 0 168 2 19 1 12 1 68 0 845 0 185 Capitolo 8 0 05 0 51 0 50 040 1997 07261 I 04
49. 0 o Benzo k fluorantene o 0 Benzo bfluorantene o o 127 Capitolo 8 Benzo a pirene 1123 6 Indeno 1 2 3 cd pirene 003 48 15 Dibenzo a h antracene Benzo g hi perilene o J o Composto ppm Seo Sumenta Ruseniogppm Composto ppm muschio ppm a A MAA Fenantrene_____ 009 eze Crisene_____ __o o _ Benzo aJantracene_ __o __ __o_ Benzo k fluorantene __o___ ____o O Benzo b fluorantene_ ___o __ ___o_ Benzo a pirene Dibenzo a h antracene Benzo g hi perilene o ___ o Risposta dello strumento Concentrazione nel Composto ppm muschio ppm Benzo b lluorantene indeno 1 2 3 cd piren_____107 59784 es e co dl Benzo g h i perilene Da qui si pu notare come la variabilit dei risultati sia ancora troppo elevata per poter validare il metodo di analisi Sicuramente sar necessario portare delle modificazioni nella metodologia di purificazione individuando ed eliminando le sostanze interferenti 128 Capitolo 8 Una proposta pu essere quella di modificare ulteriormente le condizioni di analisi e se necessario sostituire la colonna o variare la programmata del forno Per ora indispensabile continuare ad effettuare le prove con l addizione di quantit note di Ipa ai campioni di muschio Una volta ottenuti risultati costanti e riproducibilit del metodo si potr procedere con l analisidei campioni reali ed integrare questo tipo di monitoraggio a quello gi esis
50. 1 Confronto dei flussi di deposizione F D D Il fatto di aver reperito una serie di dati nel tempo ci d la possibili di fare un analisi degli stessi dal punto di vista del confronto dei flussi di deposizione secca umida e totale Premettendo che come gi visto si avuta una diminuzione apprezzabile delle deposizioni dai primi anni di monitoraggio 2000 2001 ad oggi possiamo direttamente considerare il confronto tra la deposizione totale relativa al 2002 ed al 2003 Fig 8 7 Confronto F D D totale stazione 3 anni 2002 2003 2002 y 2003 IN la alii Gen Feb Mar Apr Mag Giu 350 00 wo Y INN sf 200 00 f 150 00 f 100 00 a A N JUa so RETI 0 01 Gen Feb Mar Apr Mag Giu L analisi dei dati stata riportata solamente per la stazione 3 che risulta essere quella a maggior ricaduta e quindi anche la pi significativa dal punto di vista dell impatto sull area monitorata Da questi grafici si pu vedere come alcuni metalli quali Pb AI e Mn sono diminuiti dal primo semestre 2002 allo stesso periodo del 2003 per ogni mese considerato Per altri elementi come Cd Ni Cu Cr e Zn si verificato un aumento di concentrazione nei mesi primaverili ed estivi soprattutto aprile e maggio Possiamo imputare questa variazione al fatto che i mesi di aprile maggio e giugno 2003 sono stati caratterizzati da assenza o quasi di fenomeni di precipitazione che inevitabilmente hanno favorito la deposizione di q
51. 100 85 Capitolo 6 Vengono previsti limiti pi restrittivi per HC1 HF SOx carbonio organico anche se occorre osservare che queste modiche non comportano innovazioni tecnologiche nel trattamento fumi ma pi che altro rappresentano un aggiornamento di limiti eccessivamente ampi previsti dalla precedente normativa nazionale Limiti pi restrittivi sono previsti anche per le diossine ora pi correttamente rappresentate dal parametro TCDDegq il quale ha un significato sanitario pi completo che non la mera somma PCDD PCDF e per i metalli pi tossici Hg e Cd Per l ottemperanza ai nuovi limiti di questi tre parametri si rende necessario l aggiornamento degli schemi tecnologici di depurazione dei fumi Il Decreto introduce un altra novit tecnica di rilievo rispetto al precedente assetto normativo e progettuale costituito dalla perdita del vincolo di una camera di postcombustione fisicamente separata dalle altre unit Nel D M 19 11 1997 n 503 infatti si fa riferimento all esigenza di rispettare solo condizioni minime di temperatura di 850 C per un tempo minimo di 2 sec nonch un tenore minimo di Ce del 6 Vengono dunque imposte condizioni similari alle precedenti salvo una riduzione della temperatura da 950 C a 850 C consentendo per di realizzarle anche nel contesto della camera primaria di combustione o della parte iniziale della caldaia o con il concorso di entrambe Questo aspetto appare tutt altro che
52. 70 0100 10280 Media 0216 0631 0358 Fig 8 2 Fattori di emissione di metalli pesanti g t Capitolo 8 Linea 3 Linea 3 E Linea 3 da In ogni caso va messo in rilievo che la concentrazione degli elementi analizzati risutano essere molto al di sotto dei limiti imposti dalla normativa vigente sia essa Comunitaria Nazionale o Provinciale ed in alcuni casi inferiore al limite di rilevabilit strumentale in questi casi abbiamo considerato ai fini del calcolo dei flussi d massa valori pari ad Y L R Fig 8 3 Fattori di Emissione medi 1997 2002 Linea 1 Linea 2 Linea 3 Impianto El ls LO EE calcolati considerando dati dal 1997 al 2002 mentre Cd e Pb aumentano rispetto alla media dell 80 circa rispettivamente nell anno 2001 e 2000 Questi andamenti possono essere in buona parte spiegati dalla diversa merceologia del rifiuto alimentato le cui caratteristiche negli anni sono strettamente legate ai consumi Morselli et al Application of an Integrated 138 Capitolo 8 Environmental Monitoring System to an Incineration Plant The Science of the Total Environment Inoltre le tecnologie di combustione avanzate e le rimozioni alla fonte per effetto indotto dalla raccolta differenziata di componenti dei rifiuti ricche di metalli pesanti pile ingombranti metallici farmaci accumulatori Piombo Alluminio Ferro ecc tendono a diminuire in modo non trascurabile i
53. 97 P Spezzano A Bari D Castaldi C Gibellino G Agnesod R Piervittori D Ottonello Biomonitoraggio attivo di idrocarburi policiclici aromatici mediante utilizzo del lichene PSEUDEVERNIA FURFURACEA ENEA Sezione Inquinamento Atmosferico sezione Componente biotica degli ecosistemi Dipartimento di Biologia Vegetale Dipartimento di Scienze Botaniche R Gerdol L Bragazza R Marchesini A Medici P Pedrini S benedetti A Bovolenta S Coppi Use of moss Tortula muralis Hedw for monitorig organic and inorganic air pollution in urban and rural sites Atmospheric Envirorment 36 2002 4069 4075 R Orlinski Multipoint moss passive samplers assessment of urban airborn polyciclic aromatic hydrocarbons concentration profile and distribution along Warsaw main streets Chemosphere Vol 48 2002 181 186 X Liu T Korenaga Dynamics analysis for the distribution of polyciclic aromatic hydrocarbons in rice J ournal of Health Science Vol 47 2001 446 451 Zdzislaw M migaszewski Agneszka Galuszka Piotr Paslawski Polynuclear aromatic hydrocarbons phenol and trace metals in selected soil profiles and plant bioindicators in the holy Cross Mountains South Central Poland Envirorment International 28 2002 303 313 CL
54. 987 Acqua concentrazioni di Zn fino a 2 mg l in acque di superficie convogliate in condotte metalliche in cui presente lo Zn Schroeder et al 1967 Un indagine condotta sui principali fiumi italiani ha evidenziato livelli di Zn che variavano da 1 0 a 325 g l Brondi et al 1986 Tossicologia I principali sintomi di intossicazione acuta da Zn sono spossatezza ottundimento dei riflessi tendinei paralisi delle estremit composti di Zn sono relativamente atossici per l uomo a causa di un meccanismo omeostatico efficiente di questo elemento Tuttavia i fumi e le polveri di Zn possono provocare dei disturbi respiratori cronici Gli effetti tossici dello Zn derivano dalla complessa interazione con altri elementi essenziali come Fe Cu Mg e Ca 5 5 Idrocarburi policiclici aromatici 5 5 1 Origine degli IPA Gli idrocarburi policiclici aromatici vengono originati dai processi di combustione incompleta della sostanza organica in condizioni di carenza di ossigeno Il meccanismo di formazione molto complesso e consiste prevalentemente in un processo di ripolimerizzazione dei frammenti di idrocarburo che si formano durante la fase di cracking frammentazione in numerose parti delle molecole pi grosse del combustibile a contatto con la fonte di calore Da questo processo di combustione parziale si ottengono in prevalenza frammenti mokcolari contenenti due atomi di carbonio che in atmosfera possono interagire con radicali
55. AN NE servi __ ss e II IZA AI CCC INCI NIC Paro SS O N O SC E NR ET CIAO O E CI NEC ICI NEI ANI mar 8 38 na 24835 29303 15835 20518 al zi 5 l E E die aaa app IAS CI I A CI II II AI gen 02 CC NN A NI OT boa 305 SC ICI E EI IC E II maro 880 a 7 2887 E E E Hat le T S E 8 11702 16984 21651 22670 al ugo 58 3057 ago e MI ee t IC ES sos 2177 13415 15592 sp fas pa jove Fi e as pes 7 fo a a 0 ZON DCO N EN N NN ON EN oe AAA CO IEA DN E E E E II E es E I TN LS LL ARA Po ic LN ic I paraje NIC EN e pesos E Cs a E E E RC MICI RICCI E SEC INC CC N N DE CIO CON A ANCO CONO AECI CI Gar CS NC e NEC IC giu e e Pigi Jj 2 ago MA II O OC LA A E Per tutti i metalli considerati la frazione solubile mediamente preponderante rispetto a quella insolubile sia nella deposizione umida in cui costituisce addirittura il 90 98 sia nella deposizione secca anche se in quest ultimo caso a volte la frazione insolubile risulta maggiore soprattutto per AI Pb e Ni Ci pu essere spiegato dalle caratteristiche chimico fisiche dei singoli elementi dalle specie chimiche nelle quali si trovano a livello di atmosfera e nel campione raccolto nonch dalla granulometria delle particelle solide a cui sono associati La distribuzione dei metalli tra deposizione umida e secca fortemente influenzata dal volume delle precipitazioni e
56. Atmospheric deposition of toxics into Massachusetts bayl Metals Atmospheric Environment vol 31 1997 Genoni P Parco V Santagostino A Metal biomonitoring with mosses in the surroundings of an oil fired power plant in Italy Chemosphere 41 2000 729 733 Ghezzi U Sirini P Effetti di raccolte differenziate e pre trattamenti sulla termodistruzione Atti di Sep Pollution 2000 La termodistruzione del rifiuto urbano recupero energetico ed emissioni p 81 90 Giuliano M Le emissioni atmosferiche da processi di termodistruzione dei rifiuti Atti di Sep Pollution 2000 La termodistruzione del rifiuto urbano recupero energetico ed emissioni p 81 90 Giuliano M Cernuschi S Camerini S 1996 Health risk assessment of emission from solid waste thermal treatment Proc 3th Int Conference on Environmental Impact Assessment Praga settembre 23 26 Giuliano M et al 1999 The flux and mass balance of PCDD FS around cold side heat recovery section and fabric filtration in a MSW incineration full scale plant Dioxin 99 Venezia 12 17 settembre Goodarzi F Sanei H Duncan W F Monitoring the distribution and deposition of trace elements associated with a zinclead smelter in the Trail area British Columbia Canada J Environ Monit 3 2001 515 525 Goodman G T Roberts T M 1971 Plants and soils as indicators of metals in the air Nature 231 287 292 Grandi E metalli pesanti nelle deposizioni atmosferiche Tesi di laurea sp
57. Capitolo 6 MASTER UNIVERSITARIO DI PRIMO LIVELLO IN TECNOLOGIE PER LA GESTIONE DEI RIFIUTI organizzato da Alma Mater Studiorum Universit di Bologna Facolt di Chimica Industriale in convenzione con Assoform Rimini Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale Caso studio l Inceneritore di Coriano CHIARA MAGLIO Direttore del Master Prof Luciano Morselli Tutor Aziendali Dott Sauro Tiraferri ARPA Rimini Attivit finanziata dal FSE Ob 3 Misura C 3 Rif 2002 0066 5C3 67 Indice Sommario 11 rifiuti 1 1 Sviluppo sostenibile 1 2 La politica di gestione dei rifiuti 1 3 Il modello di gestione integrata in Italia 1 4 Il ruolo della termodistruzione nell ambito delle strategie attuali e future per lo smaltimento dei rifiuti solidi urbani Capitolo 6 2 Emissioni in atmosfera da impianti di incenerimento il quadro normativo 2 1 L emanazione delle prime normative tecniche relative all incenerimento 2 2 primi limiti imposti alle emissioni gassose degli inceneritori 2 3 Emanazione della prima normativa nazionale sui limiti delle emissioni 2 4 II DPR 503 97 2 5 Recenti disposizioni della Comunit Europea 2 6 limiti imposti all inceneritore di Coriano RN 3 Il monitoraggio ambientale 3 1 Indicatori ambientali 3 2 Criteri di selezione di indicatori ambientali 3 3 Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale 4 Il biomonitoraggio 4 1 Gli indicatori biologici 4 2 Biovalutazione e misure strument
58. Ed Franco Angeli Milano 2001 Morselli L Passarini F Zamagni E Brusori B Methodological approach for an Integrated Environmental Monitoring System relative to heavy metals Annali di Chimica 90 2000 723 732 Pazzini M Il biomonitoraggio nel contesto di un sistema integrato di monitoraggio ambientale Caso studio l inceneritore di Coriano Tesi di laurea AA 2001 2002 Pacyna J M 1986 Trace element emission from anthropogenic sources in Europe Norvegian Institute for Air Research Rasmussen L J ohnsen I Uptake of minerals particularly metals by epiphytic Hypnum Cupressiforme Oikos 27 1976 483 487 Regione Emilia Romagna Assessorato Territorio Programmazione e Ambiente Relazione sullo stato dell ambiente in Emilia Romagna 1999 Arpa Ross H On the use of mosses Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi for estimating atmosphere trace metal deposition Water Air and Soil pollution 50 1990 63 76 R hling ed Atmospheric heavy metal deposition in Europe estimation based on moss analysis NORD 9 1994 1 53 Sartori F Biovalutazione e misure strumentali Bioindicatori Ambientali Fondazione Lombardia per l Ambiente 1994 97 27 28 Scheda informativa e divulgativa sul Processo NEUTREC realizzata dalla Solvey Scheda informativa sulla Centralina meteorologica LSI LASTEM Sequi P Chimica del suolo Patron Editore 1989 Bologna SETAC Guidelines for Life Cycle Assessment a code of practice 1993
59. Goldschmidt distingue gli elementi compresi i metalli pesanti in siderofili aventi affinit per i legami metallici tipici delle leghe calcofili aventi spiccata affinit per i legami semimetallici tipici dei solfuri litofili caratterizzati dall affinit per i legami ionici tipici dei silicati e degli ossidi atmofili aventi bassa affinit per i precedenti legami e pertanto accumulati nell atmosfera La maggior parte dei metalli pesanti cade nella categoria dei calcofili fornendo una prima generica indicazione circa il loro comportamento chimico Dal punto di vista ambientale quelli pi importanti sono una ventina in generale risultano essenzali per piante e animali ma possono divenire tossici se presenti in quantit elevate Negli ultimi decenni i flussi litosfera biosfera litosfera atmosfera atmosfera biosfera relativi a diversi metalli pesanti quali Pb Hg Cd a causa di attivit antropiche sono cresciuti superando abbondantemente quelli naturali 5 1 I metalli pesanti nell ambiente L effetto della presenza dei metalli pesanti nei vari comparti ambientali dipende dalla biodisponibilit delle forme chimiche in cui gli elementi si presentino Per esempio il piombo pu essere fortemente adsorbito nei sedimenti risultando difficilmente accessibile mentre il cadmio pu essere difficilmente adsorbito essendo pi solubile Il mercurio anch esso fortemente legato ai sedimenti e al materiale organico pu essere r
60. La maggior parte del Cd viene utilizzata per lelettroplaccatura cadmiatura che consiste nel rivestimento di superfici metalliche per proteggerle dalla corrosione tramite una pellicola di Cd un elemento base nelle leghe dei fusibili nelle pile ricaricabili dei cellulari NiCd in parte nelle amalgama dei dentisti Il solfuro pu essere usato come pigmento giallo nelle vernici inchiostri colori e nella cura degli occhi in soluzioni e pomate Allo stato puro esso utilizzato come assorbente di neutroni nelle pile atomiche e nei vetri al cadmio per occhiali di protezione Aria anche se non in maniera abbondante il Cd distribuito largamente nell ambiente attraverso processi naturali quali sgretolamento erosione del suolo ed eruzioni vulcaniche L attivit antropica ha per un effetto contaminante molto maggiore attraverso processi industriali come fusione e raffinazione di minerali di Zn e Pb combustione del carbon fossile immissione di materie plastiche come polivinili che vengono stabilizzati con cd e di acque residue di impianti galvanici Nriagru 1989 Suolo in Italia recenti indagini condotte in varie regioni hanno evidenziato un incremento nel tenore di Cd in terreni con coltivazioni intensive e vicino a discariche Abollino et al 1996 Acqua in corsi d acqua inquinati sono stati determinati livelli di Cd superiori a 0 1 ug l indagini effettuate sui principali fiumi d Italia hanno rilevato un lieve inquiname
61. O LA or RNC os or us 7 722023 17 A INIA ENANA IA IN IA NT AAA A OZ __ LY AAA 375 7 ZO Pa os po e La 8 ue rs 7 ps ps 3 58 17 QC ACC INC CL CCA IA IA 3752 51 f oo 08 27 Lee E e Spa por as pa 7 os a CIC CS NC IS E IS EI pas pas es oz or ss 00000090000 IS IC TS CN A 7 m8 a a rajo pa 07 a apa ps _ 9 oo ss t4 39 mn 9 77 Ha rr ESE A ELO IO A IL I RI ap pa e eee o NEO N NC ZA IA O ER e f o A 77 pa ps a e DD T5 Do o o 2 137 1350 70 a CIN A CI a E CE 251 EJ 277 284 273 557 937 MESE WET WET WET DRY DRY DRY DEP SOL INS TOT SOL INS TOT TOT TA E EE EEE 20 32 ra i Rojas i Di 000 ci nn 422 _set 00_ 000 03 08 000 044 044 f 080 RNC A A A A A so nov 0o 1471 gie TIT IES IA IA IEA IS 3185 guo 0 00 000 000 o o 00 7 _lug 01 000 000 f 000 00 08 079 Ure goror 1 uo cion paco ooo oo Ji 900 n ARC CALO ICON IC CAN N LL 0 83 360 29 20 ico e0 es a a oss fs se La 0000 0 38 ET MERLI VELLA RL IL er NELL Ya amaro 200008 22 157 084 5 49 IMEI II ee e a 2 31 To 13 7 24 23 aa 23 sa 1690 is ss 18 08 18 eie TEE E ES e EE 7 gen 03 7 7 j Fi 4 j ri fi 7 oo o o o fa pos 1 4 21 I ss OGG ES OE na 17 33 EZ 1528 0 366 O a 17 1623 1415 seo 00 AZZ ee a e e SN E DE ARCE IT oo A IE CA O QC A A N A A
62. Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale SIMA applicato all inceneritore di Coriano In particolare la raccolta dei dati relativi ai metalli pesanti in deposizioni secche ed umide e in briofite esposte in sei prestabilite stazioni per i mesi da gennaio a luglio 2003 Si provveduto ad elaborarli e ad integrarli ai dati storici gi esistenti verificandone il medesimo andamento o l eventuale scostamento Parallelamente si cercato di compendiare il lavoro di monitoraggio dell inceneritore attraverso lo sviluppo e la messa a punto di una metodologia di analisi per gli Idrocarburi Policiclici Aromatici considerando tali sostanze come possibili ulteriori indicatori insieme ai metalli di un eventuale impatto ambientale dell impianto d incenerimento sull area limitrofa Per far questo si cercato di quantificare il bioaccumulo di queste sostanze sulla superficie di campioni di muschio opportunamente esposti nelle aree d interesse coincidenti con quelle indicate dal modello diffusionale idonee per metalli Si proceduto basandosi sulla bibliografia gi esistente ad individuare una metodologia per l estrazione degli IPA dai muschi tramite utilizzazione di un solvente diclorometano e di un bagno ultrasonico Una delle maggiori problematiche incontrate durante le sessioni di lavoro stata quella di purificazione dell estratto ottenuto ricco di sostanze interferenti derivanti dalla matrice stessa Si deciso di attuar
63. Steinnes E A critical evaluation of the use of naturally growing mosses to monitor the deposition of atmospheric metals The science of the total environment 160 161 1995 243 249 Universit Bocconi IEFE in collab con il Politecnico di Milano DIIAR 1995 Extemal costs and benefit of energy recovery from waste incineration and landfilling Report for the ECFC programme CEC DG XII Vermette S J Peden M E Willoughby T C A D 85 Annual Meeting and Exhibition Kansas City Missouri J une 21 26 1992 73 84 Wolterbeek H T Kuik P Verburg T G Herdin U Markert B Th ni L Moss interspewes comparison in trace elements concentrations Environ Monit Assess 35 1195 263 286 Zamagni E L impatto ambientale di un impianto di incenerimento di Rifiuti Solidi U rbani analisi delle deposizioni atmosferiche e l interazione con l ambiente circostante Tesi di laurea AA 1998 99 Zechmeister H 1997 Schwermetalldeposition in sterreich erfa t durch Biomonitoring mit Moosen Aufsammlung 1995 Bundesministerium f r Umwelt Jugend und Familie Wien Zully A De Benzo Raiza Fernandez M Determination of Cu Zn Fe and Mn in slurries of ashed plant tissue by atomic absorption spectrometry Atomic Spectroscopy May June Vol 9 n 3 CXLIX Per Idrocarburi Policiclici Aromatici A Hubert P Popp K D Wezel W Engewold G Sh rmann One step cleaup for PAH residue analysis in plant matrices using size exclusion c
64. a possibile sia un controllo accurato delle emissioni sia soprattutto l impiego di processi e tecnologie tali da permettere un abbattimento degli inquinanti rilasciati a livelli di sicurezza La normativa nazionale e comunitaria regolamenta il controllo degli inquinanti che possono presentare una maggiore pressione ambientale sia in termini quantitativi massa di mquinante emesso che qualitativi persistenza ambientale tossicit mobilit ecc Sono aggiunti a questi parametri indice di un corretto funzionamento dell impianto quali ad esempio il monossido di carbonio che di importanza strategica sia per la conduzione buona scorificazione del rifiuto e ottimale recupero energetico sia per la limitazione della emissione di incombusti che contengono inquinanti particolarmente tossici IPA PCDD PCDF ecc La sorveglianza dei parametri chiave della combustione e del corretto funzionamento dei sistemi di abbattimento integrata da regolari misure di verifica consente una reale globale diminuzione del carico inquinante dell impianto di incenerimento Per quanto riguarda i controlli essi prevedono la misurazione in continuo di CO polveri COT HCI HF S02 temperatura in camera di combustione e in emissione ossigeno pressione vapore acqueo Tale monitoraggio avviene mediante 79 Capitolo 6 l installazione di dispositivi automatici di sorveglianza sottoposti dalle autorit competenti ad omologazione controllo di adegua
65. a nazionale sui limiti all emissione primi veri limiti sulla qualit delle emissioni a livello nazionale sono contenuti nel Decreto del Ministero dell Ambiente 12 luglio 1990 Linee guida per il contenimento delle emissioni inquinanti degli impianti industriali e la fissazione dei valori minimi di emissione emanato in applicazione del DPR 24 maggio 1988 n 203 Tali limiti per i principali parametri sono illustrati nella Tab 2 2 Questa normativa introduceva dei fattori anomali come il limite sulle diossine totali fissato a valori 1000 volte superiore a quello per cui venivano progettati gli impianti Per questo motivo nacque l esigenza di progettare impianti di termodistruzioni non solo limitati al rispetto dei limiti di leggi all emissione ma basati sul nuovo concetto della BAT Best Available Technology cio all avanguardia dei mezzi tecnologici economicamente sostenibili In altri termini il principio della BAT assegna all innovazione tecnologica un ruolo di tutela sanitaria ambientale prioritario al punto che pu spesso precorrere e indirizzare le normative Tab 2 2 Valori limite di concentrazione all emissione per impianti di incenerimento di rifiuti secondo il Decreto del Ministero dell Ambiente 12 luglio 1990 PARAMETRO VALORI LIMITE mg Nm3 5 Polveri totali Y Metalli o Cadmio 0 2 o Mercurio 0 2 o Tallio 0 2 84 Capitolo 6 Carbonio organico totale 20 PCDD PCDF 0 004 HC1 50 di NOx eame N07 SOx
66. a qualche meccanismo chimico fisico o biologico in un altro comparto ambientale La presenza di metalli se in concentrazione superiore a determinate sogle perturba gli equilibri microbiologici del suolo condizionandone negativamente la fertilit Il suolo il substrato naturale sul quale compiono il loro ciclo biologico quasi tutte le piante superiori ed in pratica tutte le specie di interesse agrario Attraverso le piante molti metalli possono entrare nella catena alimentare Quando le piante accumulano i metalli essi possono essere ingeriti dagli animali e dall uomo creando potenziali effetti tossici Tre sono le possibili vie dirette di penetrazione dei metalli nelle piante assorbimento dal suolo attraverso le radici con conseguente trasporto degli organi epigei con il flusso respiratorio assorbimento fogliare nel caso delle specie arboree deposizione diretta sul fusto e successivo movimento laterale attraverso la corteccia Anche per i metalli pesanti come per i composti organici esiste inoltre il rischio di una lisciviazione attraverso il suolo fino a provocare l inquinamento delle acque sotterranee 111 Capitolo 6 5 4 Distribuzione ambientale e tossicologia Molti elementi presenti negli esseri viventi a livelli di concentrazione dell ordine dei ug g sono essenziali in quanto svolgono precisi compiti in alcuni processi metabolici come per esempio la funzione stabilizzatrice del Fe nell eme e del Co nella vitami
67. aggiore tasso di riciclo Il V Programma di azione Comunitario e la Community Waste Management Strategy ribadiscono la convinzione che la prevenzione della poduzione debba essere considerata una priorit per qualsiasi politica di gestione dei rifiuti in modo da ridurre il volume di rifiuti prodotti e i pericoli connessi alla loro gestione Il raggiungimento degli obiettivi pu essere attuato facendo ricorso ad una serie di interventi puntualmente individuati 74 Capitolo 6 In primo luogo vengono gli strumenti di regolazione ossia ampie norme comunitarie per i rifiuti che rispettino il principio della sussidiariet e che siano in grado di assicurare una forte protezione ambientale e garantire il libero mercato Anche l individuazione di specifici obiettivi per il riciclaggio e il recupero rappresenta uno strumento valido di azione che va comunque supportato da informazioni affidabili ed aggiornate al fine di garantire da un lato obiettivi adeguati dall altro il monitoraggio degli stessi allo scopo di introdurre se necessario eventuali misure correttive Anche l uso degli studi relativi all analisi del ciclo di vita e l incentivazione degli strumenti volontari quali l EMAS l ECOLABEL possono concorrere in maniera determinante ad attuare politiche orientate alla prevenzione e al recupero dei rifiuti Un ruolo importante spetta agli strumenti economici quali misure fiscali incentivi finanziari e schemi di deposito rimborsabili Tali st
68. ai rami di alberi isolati o su supporti adeguati evitando la prossimit di edifici boscaglie e siepi fitte Si deve inoltre evitare di posizionare i campioni in prossimit di strade a meno che non sia previsto un monitoraggio specifico di tali aree Se il supporto per i moss bags costituito da alberi il campione va attaccato sui rami pi esterni di alberi possibilmente isolati evitando le zone ad elevata densit fogliare sacchettini devono venir collocati in posizioni distanti dal tronco e dai rami principali garantendo una dstanza di 5 10 cm dal ramo periferico su cui sono appesi Al fine di limitare situazioni di esposizioni disomogenee nei diversi siti considerati in questo studio si proceduto all ancoraggio delle reticelle su appositi supporti in legno Fig 7 5 Prima dell esposizione ogni moss bag va accuratamente bagnato con acqua deionizzata in ciascuna stazione di campionamento bene esporre almeno 3 moss bags per ridurre possibili effetti di disturbo determinati da variazioni a piccola scala nelle concentrazioni di metalli in traccia 7 4 2 Campionamento trattamento ed analisi 122 Capitolo 8 Il periodo di esposizione pari ad un mese il campionamento prevede la raccolta dei moss bags ed il loro posizionamento in buste di carta da filtro usando per ogni manipolazione guanti in lattice In laboratorio il campione viene rimosso quanto prima dal sacchetto posto in un cristallizzatore successivamente coperto con u
69. aio 2003 che poi diminuiscono e si portano a valori bassi sia per il 2002 che per il 2003 Il Cu in maniera analoga al Cd presenta valori molto diversi da stazione a stazione e negli anni Si nota completa diminuzione nel 2003 solo per la st 5 per i mesi da febbraio in poi Il Ni ci d un andamento differente per le st 1 2 e 6 dove ritroviamo un accumulo minore nei mesi di gennaio e febbraio 2003 un aumento nel mese di marzo ancora una diminuzione in aprile maggio ed in fine un brusco aumento nei mesi di giugno e luglio Per le st 3 4 e 5 si riscontra un andamento analogo che vede una diminuzione per i mesi di gennaio e febbraio 2003 e poi un aumento per i restanti mesi considerati con picchi di accumulo in marzo e maggio Infine per Pb e Hg i valori di bioaccumulo relativi al 2003 sono inferiori rispetto a quelli del 2002 per tutte le stazioni e per tutti i mesi considerati Da questa analisi si pu capire ancora una volta quanto il bivaccumulo dipenda fortemente dalle condizioni di microclima dell area considerata e dalla quantit e tipologia di precipitazioni presenti in ogni mensilit A questo proposito importante sottolineare come la quantit di precipitazioni sia stata maggiore Fig 8 8 nei primi sette mesi del 2002 rispetto allo stesso periodo del 2003 e quindi che si sar verificata una maggior lisciviazione dei metalli fortemente lisciviabili Hg e Mn o per cui la lisciviazione importante Zn Cd e Cr Quest
70. alente CY e in una considerata immobile quella trivalente Crll la prima quella pi pericolosa perch pi disponibile per l assorbimento vegetale e pi dilavabile con la possibilit d inquinamento delle falde Acqua le principali fonti di inquinamento delle acque sono i processi industriali di estrazione trattamento e utilizzazione di minerali contenenti Cr Una notevole fonte d inquinamento delle acque da Cr infatti quella da affluenti delle industrie galvanotecniche che impiegano generalmente acido cromico il valore medio di cromo presente negli affluenti di 10 50 mg l con valori massimi di 150 200 mg l mentre i bagni esausti possono contenere fino a 5000 mg l Biancucci et al 1970 Oltre le industrie galvaniche vanno ricordate come causa d inquinamento le concerie e in minor misura quelle che usano Cr come additivo negli inibitori di corrosione e nei coloranti L intossicazione acuta avviene pi frequentemente e pi gravemente con il Cr e i suoi composti generalmente per via gastroenterica La dose minima letale per via orale nell uomo di 1 2 g per l acido cromico e di 6 8 per il bicromato di potassio Bozza Marrubini et al 1987 II CM pu determinare effetti tossici acuti anche per via cutanea Nell intossicazione cronica il quadro clinico per contatto prolungato caratterizzato da manifestazioni che interessano la cute le mucose l apparato digerente respiratorio e con minor frequenza quello emo
71. ali 4 3 Bioaccumulo di metalli pesanti il percorso dall atmosfera alla cellula vegetale 4 4 Le briofite 4 4 1 Metodologie di monitoraggio 5 Metalli pesanti e Idrocarburi Policiclici Aromatici 5 1 metalli pesanti nell ambiente 68 11 12 14 15 17 18 22 23 24 29 30 32 34 37 40 5 2 metalli pesanti in atmosfera i meccanismi di deposizione 5 2 1 Speciazione e caratteristiche dei metalli pesanti in atmosfera 5 3 metalli pesanti nel suolo 5 4 Distribuzione ambientale e tossicologia 5 4 1 Alluminio 5 4 2 Cadmio 5 4 3 Cromo 5 4 4 Manganese 5 4 5 Mercurio 5 4 6 Nichel 5 4 7 Piombo 5 4 8 Rame 5 4 9 Zinco 5 5 Idrocarburi Policiclici Aromatici 5 5 1 Origine degli IPA 5 5 2 Struttura degli IPA 5 5 3 Reattivit degli IPA 5 5 4 Gli IPA di interesse 5 5 5 Gli IPA come inquinanti 5 5 6 Approfondimenti sul meccanismo di cancerogenesi degli IPA 5 5 7 Bioaccumulo degli IP A 6 Caso studio SIMA applicato all inceneritore di Coriano RN 6 1 L inceneritore di Coriano RN 6 1 1 Alimentazione dei rifiuti 6 1 2 Camera di combustione 6 1 3 Camera di postcombustione 6 1 4 Generatore di vapore e ciclo termico 6 1 5 Sezione di depurazione fumi 6 2 II Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale 6 2 1 Scelta degli Indicatori Ambientali 6 2 2 C aratterizzazione della fonte di contaminazione 6 2 3 Applicazione del modello diffusionale ISC3 6 2 4 Ricettori ambientali la rete di monitoraggio 6 2 5 Elaborazione dati ed a
72. alisi degli Ipa necessaria una quantit di campione maggiore dai 3 ai 5 g Il periodo di esposizione delle reticelle sempre di un mese ed anche l altezza e le caratteristiche del punto di esposizione non variano nei due tipi di campionamento Estrazione e analisi dei campioni Una volta portate in laboratorio le reticelle vengono poste in un sacchetto di carta da laboratorio e messe in stufa ad essiccare per 24 ore a 45 C Una volta essiccate vengono aperte e svuotate ed i campioni vengono posti in contenitori di polietilene ad alta densit a doppio tappo precedentemente lavati In attesa di mettere a punto il metodo di analisi e di integrare questo tipo di monitoraggio al precedente si ritenuto sufficiente esporre 1 solo moss bag per ogni stazione e conservare i campioni gi raccolti in appositi essiccatori per preservarli dai possibili sbalzi di temperatura e dall umidit Una volta pronti per l analisi i campioni vengono sminuzzati con un trituratore a lame rotanti e ne vengono pesati 5g in un vaso bormioli insieme a 100ml di diclorometano Viene chiuso il vasetto con l apposito tappo e si attua l estrazione degli IPA ponendo campione e diclorometano in un bagno ultrasuonico per 60 minuti Metodica EPA 3550B Dato che le vibrazioni riscaldano l acqua per non far s che i composti pi volatili passino alla fase vapore occorre immergere nel bagno di ultrasuoni un blocco refrigerante 124 Capitolo 8 U
73. ancora elevato quanto le differenze stesse dei valori di bioaccumulo prima e dopo l esposizione Dal confronto dei tassi di bioaccumulo si evince ancora una volta quanto quest ultimo dipenda fortemente dalle condizioni di microclima dell area considerata e dalla quantit e tipologia di precipitazioni presenti in ogni mensilit A questo proposito importante sottolineare come la quantit di precipitazioni sia stata maggiore nei primi sette mesi del 2002 rispetto allo stesso periodo del 2003 cosa che ha comportato una maggior lisciviazione dei metalli fortemente lisciviabili come Hg e Mn o per cui la lisciviazione importante come Zn Cd e Cr E significativo CXLIII infine evidenziareche l accumulo del Hg diminuito nel periodo considerato per il 2003 Per quanto riguarda l analisi degli IPA nei muschi la variabilit dei risultati ottenuti risulta essere ancora troppo elevata per poter valdare il metodo di analisi e i risultati stessi Sicuramente sar necessario portare delle modificazioni nella metodologia di purificazione e di estrazione individuando ed eliminando in maniera definitiva le sostanze interferenti presenti Una volta ottenuti risultati costanti e riproducibilit del metodo si potr procedere con l analisi dei campioni reali ed integrare questo tipo di monitoraggio a quello gi esistente per i metalli pesanti Concludendo possibile affermare che lo studio integrato olte che uno strumento fondam
74. ano il nitro gruppo NO2 come sostituente Questi composti risultano cancerogeni ancora piu attivi degli IPA corrispondenti Per esempio le molecole di nitropirene e di dinitropirene riportate sotto sono responsabili di gran parte delle propriet mutagene dei prodotti della carburazione diesel vale a dire la capacit di indurre quelle mutazioni che portano all insorgenza del cancro 131 Capitolo 6 NO l nrtropirene NO 1 8 dinitropirene Questi composti si formano nei motori in seguito alla reazione del pirene con NO2 e N204 Vi inoltre la prova che gli IPA si combinano con l acido nitrico di alcuni componenti dello smog fotochimico Recentemente molti ricercatori hanno cercato di stabilire una connessione fra inquinamento atmosferico da particolati e allergie Si e notato infatti come l esposizione alle esalazioni dei motori diesel e ad altri particolati aerogeni incrementi la sensibilizzazione e le reazioni allergiche al polline e alle polveri domestiche Si e osservato che in molte citt dei Paesi in via di sviluppo si manifestano disturbi cronici in relazione all inquinamento atmosferico da particolati a base di carbonio Tuttavia nei Paesi industrializzati per molti non fumatori l esposizione principale agli IPA cancerogeni da attribuire soprattutto all alimentazione piuttosto che direttamente all inquinamento dell aria dell acqua o del suolo con cui vengono a contatto Come si desume dalla loro modalit di p
75. ano la biomassa erano filogeneticamente adattati alle concentrazioni naturali di metalli pesanti Quando dalla meta del secolo scorso i combustibili fossili sono stati estratti dai loro giacimenti naturali attraverso processi di combustione e di trasformazione i metalli pesanti in essi presenti sono stati riversati nell ambiente e in particolare nell atmosfera in grande quantit Tale fenomeno associato anche alla contaminazione da parte dei sistemi di drenaggio delle discariche dei rifiuti e dell impiego di fertilizzanti e di prodotti fitosanitari ha provocab un inquinamento generalizzato dei diversi comparti ambientali Con la definizione di metalli pesanti vengono identificati quegli elementi che presentano le seguenti caratteristiche comuni densit superiore ai 4 6 g cm bassa solubilit dei loro idrati spiccata attitudine a formare complessi grande affinit per i solfuri diversi stati di ossidazione a seconda delle condizioni di pH e potenziale redox 107 Capitolo 6 Generalmente vengono considerati metalli pesanti l Ag il Ba il Cd il Co il Cr il Mn il Hg il Mo il Ni il Pb il Cu lo Sn il TI il Ti il V lo Zn alcuni metalloidi con propriet simili a quelle dei metalli pesanti quali l As l Sb il Bi ed il Se Tra questi gli elementi che determinano pi spesso fenomeni d inquinamento sono Cd Co Cr Cu Mn Mo Ni Pb Sn Zn As e Se Nella sua classificazione geochimica Fig 5 1 1
76. antit inferiori a 30 pg l VAl pire presente nelle acque potabilizzate poich viene aggiunto sotto forma di polialluminio cloruro PAC nel trattamento primario di potabilizzazione Tossicologia L intossicazione acuta assai rara mentre pi facilmente si possono verificare intossicazioni croniche stata dimostrata l esistenza dell associazione di fibrosi polmonare con encefalopatia dovuta ad inalazione di polveri di Al Sembra che solamente dosi maggiori di 1 g giorno possano causare problemi alla salute O O 0 O 10 O O 101 010 5 4 2 Cadmio Cd Fondo naturale Aria l attuale presenza di Cadmio legata ad attivit incontaminato vulcaniche incendi di foreste e aerosol marino Niagru 1989 livelli naturali in aree remote sono circa 0 0025 ng m3 Suolo il Cd ha caratteristiche metalliche non abbondante 113 Fondo naturale contaminato distribuzione ambientale Tossicologia 114 Capitolo 6 in natura e non si trova allo stato nativo nella litosfera Il Cd condivide con lo Zn diverse analogie geochimiche anche se come elemento disperso nelle rocce molto meno abbondante Le concentrazioni in suoli di aree remote sono normalmente inferiori a 1 ug g Acqua la concentrazione media di Cd nell acqua di mare di 0 00011 mg l nelle acque dolci superficiali 0 0095 mg l il CdS non solubile in acqua pertanto la sua presenza in tracce nelle sorgenti minerali rarissima
77. anto di incenerimento costtuito dal recupero di energia elettrica e termica dal vapore prodotto Fig 6 5 Le sezioni principali coinvolte nel ciclo termico sono generatori di vapore turbina a vapore alternatore per la produzione di energia elettrica condensatore ad aria generatori di vapore hanno la funzione di recuperare energia dai gas di combustione producendo vapore mediante sottrazione di calore agli stessi Il vapore surriscaldato inviato ad una turbina a vapore dove si ha la trasformazione dell energia termica h energia meccanica che per mezzo di un alternatore viene convertita in energia elettrica compatibile con la rete ENEL fumi presentano polveri e sostanze altamente corrosive che comportano difficolt nella messa in opera di generatori di vapore affidabili Le caldaie hanno apposite configurazioni con consistenti porzioni iniziali dei canali in cui prevale lo scambio per irraggiamento mentre nei canali conclusivi lo scambio avviene per convezione Il vapore prodotto avviato al condensatore ad aria costituito da fasci tubieri alettati a doppio giro dove viene condensato e sottoraffreddato per poi passare attraverso un degasatore ed essere riimmesso in caldaia L acqua di reintegro 101 Capitolo 8 necessaria del tipo demineralizzata prodotta da un demineralizzatore a monte della caldaia Fig 6 5 Schema impianto recupero energetico Generatore Fumi caldi Caldaia F umi fr
78. are l estensione e l impatto dei contaminanti sugli organismi viventi consiste nel valutare e quantificare i livelli di inquinanti sugli organismi stessi tra cui si possono ricordare fitoplancton briofite muschi tracheofite piante vascolari licheni ma anche molluschi anellidi pesci api e altri insetti appartenenti al regno animale che per mezzo di opportune tecniche possono essere utilizzati per monitorare la qualit di diversi ecosistemi quali l atmosfera l idrosfera e la geosfera Il monitoraggio dell inquinamento mediante l uso di organismi viventi prende il nome di biomonitoraggio 4 1 Gli indicatori biologici Gli indicatori biologici possono essere utilizzati per scopi diversi a seconda delle loro caratteristiche ai fini della valutazione degli effetti degli inquinanti In tal senso si distinguono Bioindicatori mostrano elevata sensibilit nei confronti dei contaminanti atmosferici e gi a basse dosi manifestano sintomi chiari e specifici facilmente quantificabili Generalmente i sintomi principali presi in considerazione sono le modificazioni morfologiche le variazioni della vitalit modificazioni fisiologiche e i danni genetici Un buon bioindicatore deve possedere le seguenti caratteristiche sensibilit nota ed elevata a determinate sostanze inquinanti ampia distribuzione nell area indagata 97 Capitolo 6 lungo ciclo vitale uniformit genetica nella zona sottoposta ad indagine Bioaccumul
79. asi della reazione frammenti ricchi di carbonio si combinano in modo da formare gli IPA che rappresentano le molecole pi stabili con rapporto C H elevato 5 5 2 Struttura degli IPA Gli Ipa sono una classe di composti aromatici costituiti dalla fusione di anelli benzenici condensati che condividono una coppia di atomi di carbonio sono molecole stabili con stuttura geometrica piana Le loro propriet chimico fisiche dipendono prevalentemente dalle loro dimensioni e sono quelle proprie di tutti i composti aromatici sono solidi a temperatura ambiente ed hanno punti di ebollizione e fusione elevati sono altamente lipofili e la loro solubilit in acqua decresce all aumentare del numero di anelli condensati hanno una tensione di vapore generalmente bassa ed il loro destino spesso quello di essere adsorbiti al particolato presente nell ambiente urbano 126 Capitolo 6 no C Es H H naftalene Fig 5 4 Si noti che nella formula sono presenti complessivamente dieci e non dodici atomi di carbonio e solo otto atomi di idrogeno e ci perch gli atomi di carbonio condivisi non possiedono atomi di idrogeno Come composto il naftalene e un solido volatile il cui vapore esercita un azione tossica per alcuni insetti Tale sostanza al pari delll 4 diclorobenzene viene commercialmente impiegata sotto forma di palline antitarme naftalina 5 5 3 Reattivit degli IPA Gli Ipa subiscono reazioni si sostituzione piuttosto che di a
80. ata la sua elevata volatilit si opera in maniera differente Si preleva un aliquota di campione tal quale dai 2 ai 4 g e si mineralizza riscaldando a rflusso con 10 ml di miscela solfonitrica soluzione di HNO3 concentrato al 68 w w e H2S04 concentrato al 95 1 1 metalli pesanti vengono determinati con le seguenti tecniche analitiche ICP AES modello IRIS fornito da Thermo J arrel Ash Corporation del gruppo Thermo Optek e ETAAS 6pettrofotometro Perkin Elmer modello Zeeman 5000 Per quel che riguarda il Hg si utilizzata la tecnica a vapori freddi FIAS 7 4 Utilizzo dei muschi briofite come bioaccumulatori di metalli pesanti Le procedure utilizzate per l analisi dei muschi si ispirano alle numerose esperienze realizzate soprattutto nell Europa Settentrionale con alcune modifiche che tengono conto della realt italiana ANPA Atti del Workshop Biomonitoraggio della qualit dell aria sul territorio nazionale Serie Atti 2 1999 119 Capitolo 8 La metodologia qui proposta basata sull alta capacit di accumulo di elementi metallici delle briofite stata introdotta da Goodman amp Roberts 1971 e prevede l esposizione di sacchetti di muschio moss bags prelevato in zone considerate e accertate a bassa contaminazione e opportunamente trattato per un periodo di 4 settimane La specie utilizzata in questo studio Hypnum Cupressiforme un muschio molto comune in Italia in particolare stata scelta la variet fil
81. atori viene sfruttato il principio opposto a quello della bioindicazione ricercando quelle specie maggiormente resistenti all inquinamento atmosferico in grado di accumulare per lungo tempo notevoli quantit di macroinquinanti e contaminanti in tracce quali i metalli pesanti alcuni composti organici e i radionuclidi Un organismo adatto ad essere utilizzato come bioaccumulatore se presenta determinate caratteristiche in particolare capacit di accumulare le sostanze esaminate possibilmente in correlazione con la concentrazione dei contaminanti nell ambiente alta tolleranza per gli inquinanti indagati al fine di sopravvivere e bioaccumulare anche in presenza di elevate concentrazioni ampia distribuzione nell area indagata nessuna o ridotta capacit di assorbire contaminanti dal substrato Indicatori di presenza la variazione della loro distribuzione geografica correlabile all intensit dell inquinamento Da un punto di vista operativo si parla inoltre di biomonitoraggio attivo quando gli indicatori biologici vengono introdotti deliberatamente nell ambiente da esaminare mediante tecniche di trapianto e biomonitoraggio passivo quando si sfruttano organismi e specie gi presenti nel territorio da monitorare Per quanto concerne l uso di compartimenti biologici quali mezzi diagnostici dell inquinamento ambientale importante sottolineare che gli organismi mobili rappresentati da vari gruppi di animali quali api bo
82. avaggio La scelta del tipo di lavaggio deve anche tenere in considerazione altri aspetti la variabilit dei dati il coefficiente di variazione di campioni lavati con acqua sempre pi basso di quello di campioni sottoposti alavaggio in soluzione acida con l eccezione di Fe la mortalit dei muschi la soluzione acida pu provocare la morte dei muschi che in seguito accumuleranno elementi metallici solo tramite processi passivi Realizzazione dei Moss Bags 121 Capitolo 8 Il materiale lavato viene successivamente asciugato in stufa ventilata a 22 C per 24 ore Contemporaneamente si procede alla preparazione di pezzi di reticella di nylon di 12 x 12 cm con maglie di 1 3 mm che vengono posti in una soluzione al 10 di HNO3 in bagno di ultrasuoni per 30 min Eliminata la soluzione di lavaggio le reticelle vengono sciacquate almeno 3 volte con acqua ultrapura ed infine asciugate in stufa ventilata a 22 C per 24 ore Servendosi di un filo di nylon si formano dei sacchetti sferici con la reicella 3 5 cm di diametro al cui interno va inserito un quantitativo di muschio pari a 400 mg circa avendo cura di non comprimere il materiale per consentire una ottimale circolazione dell aria Fig 7 4 Fig 7 4 Moss Bags Fig 7 5 Stazione di campionamento I moss bags vengono collocati nelle singole stazioni di campionamento ad un altezza di 1 5 2 m dal suolo Essi possono essere fissati tramite filo di nylon direttamente
83. ci nella forma non esterificata 103 Capitolo 6 non possiedono ne tessuti di conduzione legnosi ne tessuti di sostegno lignificati di conseguenza l assorbimento dell acqua avviene attraverso tutta la loro superficie Le briofite in fase di disidratazione non muoiono ma entrano in uno stato di quiescenza e se nuovamente bagnate ritornano a svolgere le loro funzioni vitali il loro rifornimento minerale ottenuto principalmente dalle deposizioni di particelle e di sali solubili Il substrato riveste poca o nessuna importanza nell apporto di minerali Esistono per delle eccezioni in quanto in alcuni muschi sembra esservi un assorbimento di metalli al suolo principalmente per mezzo della risalita capillare di acqua la formazione di nuova biomassa per altro scarsa avviene sulla sommit di quella vecchia precludendo qualsiasi contatto o interazione con il suolo o il substrato in certe specie di muschi come l Hylocomium splendens e nel genere Sphagnum possibile riconoscere e separare gli incrementi annuali di crescita facilitando la determinazione dell et e il tempo di esposizione del materiale usato ad eccezione di alcune specie non sembra esservi nessuna traslocazione di metalli pesanti tra segmenti adiacenti o dalla vecchia biomassa a quella in via di sviluppo molte specie sono largamente diffuse cosmopolite o circumpolari in determinati habitat grazie alla loro longevit a seconda della specie e d
84. competente che in questo caso la Provincia La giunta provinciale con delibera n 621 del 30 12 1998 stabilisce che per quanto riguarda il funzionamento delle singole linee ci si riferisca al D M 503 97 mentre per l impianto nel suo complesso funzionamento delle tre linee contemporaneamente vengano rispettati i limiti espressi in flussi di massa g h indicati in tabella 2 5 Tabella 2 5 Limiti di emissione dell impianto di incenerimento di Coriano previsti dalla Delibera Provinciale n 255 1995 Limiti di emissione in flussi di massa per l impianto e I e EEN PARAMETRO Cr Hg 6 5 g h HF e HBr 195 g h Materiale particellare 3250 g h 88 Capitolo 6 HCI 3250 g h 1300 gf 2000 gh IO ali PCDD PCDF 0 1 ng Nm OL L inceneritore di Coriano deve anche rispettare i limiti espressi dal Ministero dell Industria del Commercio e dell Artigianato attraverso l autorizzazione 006 98 che sono pi restrittivi rispetto il D M n 503 relativamente a HCl 10 mg Nm come valore medio giornaliero e 40 mg Nm come valore medio orario Ni e suoi composti 0 1 mg Nm come valore medio rilevato per un periodo di campionamento di un ora evident la tendenza in Italia e pi in generale in tutti paesi della Comunit Europea ad un controllo delle emissioni da impianti di termodistruzione sempre pi puntuale e restrittivo che spesso frutto di prescrizioni incrociate come nel caso in oggetto La normativa na
85. controllo ricordando che una non corretta dislocazione pu fornire dati non significativi relativi all area controllata ed un numero elevato di postazioni pu in alcuni casi portare un eccessivo costo di installazione e di gestione E inoltre doveroso ribadire che senza dubbio assai pi opportuno disporre di un numero ristretto di postazioni nelle quali vengono rilevati un elevato numero di inquinanti piuttosto che un numero elevato di postazioni per la rilevazione di un solo inquinante 4 Caratterizzazione dei comparti ambientali devono essere predisposte metodologie di controllo affidabile delle ricadute in matrici ambientali di diverso tipo deposizioni atmosferiche secche ed umide suolo e sottosuolo vegetazione corpi idrici superficiali e di falda allo scopo di avere una molteplicit di dati e poter quindi ottenere una visione il pi possibile completa dell impatto ambientale Tutto ci richiede la messa a punto di strumentazione e di opportune procedure di campionamento trattamento ed analisi delle matrici ambientali considerate soprattutto in assenza di procedure ufficiali e di riferimento 5 Elaborazione dei dati e ricerca di correlazioni sono necessarie tecniche chemiometriche per individuare relazioni di causa effetto tra la concentrazione degli inquinanti nelle emissioni e nelle matrici ambientali confrontando le loro similarit La sfida consiste nel trovare il percorso ambientale degli inquinanti nelle varie mat
86. d heavy metal concentration in mosses and steram sediments in the Federal Republic of Germany Water Air and Soil pollution 101 1998 177 195 Bertacchini M Sistema integrato di monitoraggio ambientale applicato ad un inceneritore di rifiuti solidi urbani Confronto tra monitoraggio chimico e biomonitoraggio Tesi di laurea AA 2001 2002 Bettinelli M Baroni U Pastirelli N Determination of As Cd Pb Sb Se TI in coal fly Ash using the established temperature platform furnace and Zeemaneffect background correction J ournal of analytical atomic spectroscopy Oct 1998 Vol 3 pag 1005 1011 CXLV Blum W E H La pollution des sals par m taux lourds Document d information 6 Conf rence Minist rielle Europ enne sur l environnement Bruxelles 11 12 octobre 1990 Borghi E La presenza dei metalli pesanti nelle deposizioni secche ed umide Calcolo dei flussi di deposizione dei carichi critici e delle eccedenze Tesi di laurea Facolt di Chimica Industriale AA 1999 00 Bourd C Environmental chemistry W H Freeman and Company N Y 1995 cap 9 Heavy Metals and the chemistry of soil Brown D H Brumelis G A biomonitoring method using the cellular distribution of metals in moss The science of the Total Environment 187 1996 153 161 Burton M G S Terrestrial and aquatic bryophytes as monitors of environmental contaminants in urban and industrial habitats Bot J Linnean Soc 104 1990 267 280 Cappellaro F Repo
87. d quindi molto variabile nelle mensilit considerate In generale si pu affermare che nei periodi in cui le precipitazioni sono scarse o addirittura assenti prevale la deposizione secca al contrario quando le precipitazioni sono abbondanti si registra una inversione di tendenza e questo pu influire anche sulla speciazione degli elementi considerati Infatti mentre Cu Pb e in maniera meno evidente Ni e Zn si ritrovano preferenzialmente nella frazione secca Cd Cr e Hg sono maggiormente presenti in quella umida Probabilmente tali elementi sono 117 Capitolo 8 associati alla frazione pi fine del particolato caratterizzata da una bassa velocit di deposizione e conseguentemente vengono rimossi dall atmosfera principalmente per effetto delle deposizioni umide Tali evidenze sperimentali sono confermate dai grafici in fig 8 4 che riportano i flussi di deposizione totale mensile rispetto a ciascun inquinante unitamente al volume di precipitazioni mensili Fig 8 4 Fig 8 4 Flussi di deposizione totale mensile di metalli pesanti 19 m2 e precipitazioni mensili ml mese Cd a Dep tot Precipitaziofpi Mal MN A o o z 14000 700 12000 600 10000 500 8000 400 6o00 300 4000 200 14000 6000 12000 5000 A 2000 10001 2 o 14000 14000 1400 Dep top 12000 e Precipitfazioni 12000 1200 10000 10000 1000 8000 s000 800 y 6000 Jl a 6000 600 i a 4000 PR i 4000 400 A od J AY 2000 Di 3 o
88. ddizione perch in questo modo viene lasciata intatta la nuvola di elettroni 7 delocalizzati che da stabilit alla molecola La loro reattivit chimica influenzata da molti fattori quali temperatura luce presenza di ossigeno ed ozono presenza di altri inquinanti metalli pesanti SOx NOx e di particolato che possa adsorbirli Gli Ipa subiscono facilmente foto ossidazione dando origine a derivati epossidici spesso pi nocivi dei precursori anche se tuttavia stato provato che l adsorbimanto sul particolato funge da protezione verso questa reazione Inoltre sul particolato stesso sono spesso presenti altri inquinanti solforati azotati e metalli che possono reagire dando ancora sottoprodotti pi tossici d progenitori ad esempio i nitroderivati degli ipa sono cancerogeni pi attivi dei corrispondenti non sostituiti 5 5 4 Gli IPA di interesse Gli Idrocarburi policiclici aromatici che vengono presi in considerazione e monitorati in base al Decreto legge 503 97 attuazione direttive 89 369 CEE e 89 429 CEE sono benzo a antracene benzo a fluorantene benzo a pirene benzo k fluorantene benzo b fluorantene benzo fluorantene dibenzo a e pirene dibenzo a h pirene dibenzo a i pirene dibenzo a l prene indeno 1 2 3 cd pirene dibenzo a h antracene benzo g h i terilene Questi composti secondo la normativa non devono rispettare dei limiti prefissati relativi ad ogni singolo composto ma devono rispettare il li
89. di rifiuti sono innanzi tutto interventi alla fonte tale approccio comporta da un lato la ricerca di soluzione per ampliare la durata di vita dei prodotti per utilizzare meno risorse e passare a processi di produzione pi puliti e dall altro la capacit di influenzare le scelte e la domanda dei consumatori perch si favoriscano prodotti e servizi che generano meno rifiuti 75 Capitolo 6 1 3 Il modello di gestione integrata in Italia Le linee programmatiche tracciate dalla Strategia comunitaria e dal VI Programma d azione trovano riscontro nel decreto legislativo 5 Febbraio 1997 n 22 Attuazione delle direttive 91 156 CEE sui rifiuti 91 689 CEE sui rifiuti pericolosi e 94 62 CE sugli imballaggi e sui rifiuti di imballaggio Decreto Ronchi L emanazione di tale decreto ha profondamente modificato l approccio al problema dello smaltimento dei rifiuti Tutti i soggetti coinvolti nella produzione nella distribuzione nell utilizzo o nel consumo di beni da cui originano i rifiuti sono responsabilizzati e devono cooperare nella gestione integrata dei rifiuti applicando le priorit sancite dal decreto Facendo riferimento esplicito al ciclo di vita dei materiali lo smaltimento diviene solo la fase residuale dell intera gestione fig 1 L obiettivo fondamentale dell approccio integrato alla gestione dei rifiuti s come indicato dalle Direttive comunitarie la prevenzione della produzione dei rifiuti stessi e della
90. do pi attendibile quest ultimo perci indispensabile selezionare una pluralit di indicatori i quali vengono accorpati in indici attraverso procedure di aggregazione di tipo statistico o direttamente correlati al fenomeno analizzato attraverso tecniche chemiometriche 91 Capitolo 6 3 2 Criteri di selezione di Indicatori Ambientali pi famosi enti internazionali ed europei tra questi OECD EUROSTAT WRE World Resources Institute hanno individuato una serie di criteri mediante i quali selezionare opportunamente gli indicatori ambientali In definitiva tali criteri oltre a costituire il riferimento per la formulazione e selezione di indicatori mettono in evidenza quali caratteristiche dovrebbe avere quello che si potrebbe definire un indicatore ideale principali criteri individuati riguardano a La rilevanza e l utilit per gli utilizzatori Gli indicatori ambientali dovrebbero essere in grado di fornire un immagine realistica e rappresentativa dello stato dell ambiente essere semplici e di facile interpretazione delineare il trend nel tempo essere adattabili ai cambiamenti dell ambiente e delle attivit umane permettere la comparazione tra gli indicatori prodotti su scala nazionale essere confrontabili rispetto ad una sogla o un target cos che gli utilizzatori possano testarne l utilit ed attribuire un corretto significato ai valori ad essi associati b La flessibilit analitica G
91. dologie in modo da poter indirizzare le decisioni relative al dislocamento delle stazioni di monitoraggio operanti su base chimico fisica e soprattutto avere un quadro completo dello stato di inquinamento in termini di concentrazione delle sostanze tossiche e di intensit degli effetti che ne derivano 4 3 Bioaccumulo di metalli pesanti il percorso dall atmosfera alla cellula vegetale La distribuzione di elementi minerali nei tessuti delle specie vegetali importante per capire i meccanismi di tolleranza e per pianificare adeguate strategie di monitoraggio I fenomeni che sono coinvolti nel bioaccumulo di metalli pesanti possono essere extra inter e intra cellulari Fig 4 1 In particolare i metalli pesanti possono trovarsi adsorbiti come particolato sulla superficie degli organi vegetali foglie germogli fusto radice o disciolti nella soluzione extracellulare bioaccumulo extracellulare in proporzioni variabili a seconda della morfologia fogliare caratteristica della specie e delle dimensionie conformazione del apparato aereo della pianta stessa fortemente influenzato da et clima periodo stagionale disponibilit di elementi nutritivi e di acqua posizione rispetto eventuali ostacoli Dalla superficie dell epidermide i metalli pesanti possono traslocare all interno dei tessuti vegetali e precisamente negli interstizi della parete cellulare bioaccumulo intercellulare che grazie alle sue caratteristiche chimico fisiche
92. duzione per l acqua metalli pesanti ed altri microelementi sono perci assunti attraverso la superficie delle foglioline ci significa che la concentrazione di tali elementi in questi organismi pu essere stretamente correlata alla deposizione atmosferica in quanto i processi di assorbimento dal substrato possono essere esclusi Fanno eccezione certe briofite per le quali sembra che avvenga un accumulo di metalli che provengono dal substrato principalmente acausa della risalita capillare di acqua tali specie sono meno adatte al monitoraggio delle deposizioni atmosferiche I livelli di metalli accumulati nei muschi di solito sono molto superiori a quelli registrati nelle piante vascolari grazie alla superiore capacit di scambio cationico della parete cellulare e soprattutto alla loro particolare morfologia Le principali caratteristiche che rendono le briofite adatte ad essere utilizzate come indicatori per la deposizione dei metalli pesanti atmosferici possono essere cosi riassunte sono generalmente prive di una cuticola protettiva e di una spessa parete cellulare ci rende i loro tessuti facilmente permeabili all acqua e ai minerali inclusi gli ioni metallici loro tessuti costituenti la parete cellulare hanno numerosi siti attivi gruppi carichi negativamente che agiscono come efficienti scambiatori cationici E lecito supporre la presenza di gruppi con particolare affinit per cationi metallici acidi poliuroni
93. e dimensioni del materiale a cui sono associati si trovano nelle aree remote e rurali in concentrazioni simili a quelle delle aree urbane All interno di ciascun comparto ambientale la distribuzione e la concentrazione raggiunta dai metalli pesanti dipende dalla mobilit solubilit e biodisponibilit delle forme chimiche in cui gli elementi sono presenti nel mezzo e dalle caratteristiche chimico fisiche dei composti stessi Le deposizioni atmosferiche umide e secche rappresentano uno dei principali input di microelementi per il suolo le acque e direttamente o indirettamente vegetazione Esse sono responsabili della ricaduta dei vari inquinanti presenti nell atmosfera di provenienza sia naturale che antropica mediante meccanismi di trasformazione e rimozione Si distinguono due processi di deposizione Deposizione umida Wet deposition l insieme di tutti i processi di trasporto degli inquinanti atmosferici al suolo in una delle varie forme di precipitazione pioggia neve nebbia Avviene secondo due meccanismi il rainout quando la rimozione degli inquinanti ha origine a livello della nuvola mediante processi di nucleazione ed il washout ove la rimozione degli inquinanti avviene sotto la nuvola per l impatto della precipitazione con le sostanze presenti nell atmosfera Quest ultimo dipende dalle dimensioni delle goccioline dal pH della pioggia e dalla concentrazione degli inquinanti Deposizione secca Dry deposition l i
94. e superiore a quella registrata nelle altre stazioni e lo rimane anche dopo calcoli aggiuntivi effettuati nel 2003 Vanno tuttavia segnalate diverse eccezioni a tale osservazione sperimentale che riguardano Cd Pb Hg e Cu anche se relativamente a quest ultimo ebmento le differenze tra le diverse stazioni sembrano davvero ridotte Fig 8 13 Bioaccumulo medio nelle diverse stazioni di monitoraggio calcolato come differenza tra la concentrazione dei metalli determinati prima e dopo l esposizione mensile mg Kg s s Nel grafico Metalli Tot riportato la sommatoria di tutti i metalli bioaccumulati fatta eccezione per l alluminio 136 Capitolo 8 Metalli Tot x e In generale possibile notare che le ricadute maggiori avvengono ancora in prossimit delle stazioni n 3 e n 4 direzione NW mentre per le stazioni n 1 e n 2 direzione NE la deposizione di elementi metallici comunque pi limitata e Cde Pb continuano a seguire un percorso analogo nell atmosfera mostrando deposizioni maggiori nella stazione n 5 Mentre il Hg sembra discostarsi piano piano da questa tendenza rispetto al 2002 e Nella stazione 6 collocata in posizione sufficientemente lontana dall impianto tale da potersi ritenere non influenzata la deposizone sembra essere molto diversificata per diversi metalli considerati e nel caso del Cu maggiore rispetto a quella riscontrata in tutti gli altri siti 137 Capitolo 8 8 4 1 C
95. e azioni relative al controllo e monitoraggio applicato ai processi produttivi presentano delle difficolt sperimentali complesse quindi di importanza fondamentale definire l approccio metodologico da utilizzare di seguito vengono indicate e descritte le diverse fasi di approfondimento necessarie per l implementazione di un SIMA Fig 3 1 1 Caratterizzazione della fonte di contaminazione consiste nella determinazione della concentrazione di inquinanti emessi nella registrazione delle caratteristiche tecnologiche e delle condizioni di esercizio dell impianto nel calcolo dei flussi di massa degli inquinanti emessi e dei Fattori di Emissione ed eventualmente nella compilazione di un LC inun contesto di LCA Questo step troppo spesso trascurato o ritenuto poco importante risulta di fondamentale importanza ai fini della definizione degli obiettivi del programma di monitoraggio che vengono individuati sulla base delle pressioni ambientali esercitate dall attivit produttiva in esame A questo fine si dovr porre maggiore attenzione sugli aspetti pi critici e su quelli che per cause diverse sono caratterizzati da gradi di incertezza non trascurabili 2 Scelta degli Indicatori Ambientali la scelta dei parametri da monitorare va fatta tenendo in considerazione sia le caratteristiche delle emissioni della fonte di contaminazione sia i criteri di selezione di un indicatore ampiamente descritti nel paragrafo precedente Inutile dire che
96. e citt sono fortemente implicati nei disturbi della salute delle popolazioni In modo rappresentativo La concentrazione riscontrata nell aria esterna urbana ammonta ad alcuni nanogrammi per metro cubo ng m3 tale concentrazione pu raggiungere livelli dieci volte superiori negli ambienti molto inquinati Gli IPA contenenti quattro anelli o un numero inferiore in genere rimangono in forma gassosa quando vengono immessi nell atmosfera Dopo aver stazionato meno di 24 ore nell aria esterna di solito vengono degradati attraverso una sequenza di reazioni di radicali liberi che iniziano con l aggiunta del radicale OH a un doppio legame Le concentrazioni elevate degli IPA riscontrate nell aria di ambienti chiusi sono tipicamente dovute al fumo del tabacco e alla combustione del legno e del carbone AI contrario dei loro analoghi pi piccoli gli IPA con pi di quattro anelli benzenici non permangono a lungo nell atmosfera come molecole gassose A causa della loro bassa tensione di vapore queste sostanze tendono rapidamente a condensarsi e a venire adsorbite alla superficie delle particelle di fuliggine e di cenere Anche gli IPA con duequattro anelli aderiscono a tali particelle nel periodo invernale dato che la loro tensione di vapore si riduce bruscamente con l abbassarsi della temperatura Poich molte particelle di fuliggine hanno 128 Capitolo 6 dimensioni tali da essere respirate gli IPA possono penetrare nei polmoni median
97. e dei Materiali in collaborazione con l ENEA hanno messo in risalto che la superficie acquosa del DDAS supera queste incertezze mostrando una capacit di raccolta del particolato di circa il 30 maggiore rispetto la superficie solida Lo strato d acqua inoltre presenta una bassa e costante resistenza superficiale per molti gas e un alto coefficiente di adesione per gli aerosol dimostrandosi anche sotto questo aspetto una migliore superficie di raccolta rispetto quella solida Cercando di ottimizzare numerosi parametri fra cui la necessit di non avere campioni in numero cos elevato da rendere troppo lunghe e costose le procedure di analisi ma allo stesso tempo rappresentativi dei processi ambientali che intervengono in questo contesto evitare l evaporazione di tutta l acqua contenuta nel raccoglitore della frazione dry ma soprattutto la necessit dl raccogliere quantitativi di analiti tali da poter essere determinati alcuni metalli in particolare Hg Cd e V sono difficili da rilevare a causa delle loro bassissime concentrazioni specie nella frazione solubile si deciso di effettuare prelievi a 116 Capitolo 8 cadenza mensile Emergono tuttavia difficolt nello studio degli effetti dei singoli eventi meteorologici sulla ricaduta che potrebbero essere eliminate tramite un campionamento pi frequente Il campione raccolto viene stoccato in appositi contenitori d polietilene a bassa densit opportunamente lavati 7 2 2
98. e di cu nell acqua di mare 0 003 mg l nelle acque dolci superficiali lt 1 mg l Bergqvist and Sundbon 1980 Il Cu e i suoi composti vengono usati principalmente nei seguenti settori produttivi Elettrotecnica Industria Chimica Industria cartaria Antiparassitari Gemmologia Vernici antivegetative o Pigmenti Inoltre il Cu viene utilizzato per un vasto numero di leghe Aria Le maggiori emissioni antropogeniche di rame sono costituite dalla produzione e dalla lavorazione di metalli e dalla combustione di legname e di carbone In particolare la maggior parte di Cu 95 antropogenico viene prodotto da fonti ben precise come le fonderie gli inceneritori ed industrie che impiegano il metallo Suolo Nel suolo il contenuto delle rocce d origine e da fattori ambientali quali il drenaggio il pH e dalla qualit di materia organica presente NAS 1977 Acqua in corsi d acqua inquinati smo stati determinati livelli di Cu superiori a 100 g l Purves 1987 Sakar 1988 123 Tossicologia Capitolo 6 Indagini effettuate sui principali fiumi del nostro paese hanno rilevato un lieve inquinamento da tale metallo in alcuni affluenti del Po L esposizione industriale alle polveri e ai fumi non sembra provocare manifestazioni morbose mentre sono state osservate lesioni polmonari nei viticoltori che impiegavano del solfato di rame in forma di spray come fungicida Nell intossicazione cronica il quadro clinico generale consiste in u
99. e il dualismo tra sviluppo economico e protezione dell ambiente per avvallare l idea di due propositi che debbano volgere ad uno stesso fine Per fare in modo che la sostenibilit da parola d ordine politica e da paradigma condiviso da poche organizzazioni ambientaliste diventi un obiettivo da raggiungere concretamente stata stilata una lista di azioni concrete Favorire l uso di risorse rinnovabili evitando lo sfruttamento al di sopra della capacit di rinnovamento dell ecosistema Ottimizzare l impiego di risorse non rinnovabili Non accumulare rifiuti che l ecosistema non sia in grado di rinaturalizzare Fare in modo che ogni individuo e comunit rientrino nei limiti del proprio spazio ambientale termine col quale si indica quella parte dell ambiente naturale energia acqua territorio risorse non rinnovabili che gli esseri umani possono utilizzare senza danneggiarne permanentemente le caratteristiche essenziali e che dipende dalla capacit di carico ecologica degli ecosistemi dalla capacit di rigenerazione delle risorse naturali e dalla disponibilit di risorse non rinnovabili In termini di bilancio globale l impatto ambientale I A dell intera popolazione terrestre pu essere valutato dalla seguente equazione eq 1 1 1 o P Popolazione o Q quantit di beni o IA P Q0 M servizi consumati pro capite o M Necessita di materiali ed energia per unit di beni Per ridurre l impatto ambientale globale si pu
100. e sulla griglia dell inceneritore quindi fornisce all operatore informazioni dettaglite sulla combustione permettendo di individuare immediatamente i mutamenti sfavorevoli ed eventualmente agire su di essi Tale strumento si basa sul fatto che qualsiasi superficie calda emette energia infrarossa 137 Capitolo 6 che pu essere misurata a qualsiasi distanza per calcolare la temperatura di superficie collocato vicino alla griglia sul tetto o sull estremit della parete della camera di combustione Fig 6 4 in grado di acquisire informazioni sulla temperatura Poich lo scanner in grado di mostrare la collocazione e l importanza delle aree fredde e calde lungo la griglia dell inceneritore cos come l intensit di combustione in questi punti l operatore pu facilmente controllare la distribuzione delle temperature di superficie identificare le zone a bassa alta temperatura confrontare l andamento e la stabilit della combustione Su questa base lo strumento presenta i dati necessari per ottimizzare il processo di combustione in particolare regolazione della quantit dell aria di combustione alterazione dell alimentazione dei residui controllo della posizione della zona di combustione mediante regolazione della velocit della griglia controllo della pressione nella camera di combustione Le funzioni principali del software sono quelle di commutare le radiazioni infrarosse in un profilo termico con l
101. e una purificazione su colonna con gel di silice e sodio solfato anidro Per valutare la bont del metodo si provveduto ad effettuare il recupero dello standard e ad analizzare il contenuto dell eluato al Gas cromatografo spettrometro di massa Parallelamente si cominciato ad attuare il monitoraggio degli ipa tramite l esposizione dei moss bags nelle apposite stazioni determinate per il monitoraggio dei metalli E stato posizionato un moss bag per ogni stazione per un tempo di esposizione di 1 mese L ipotesi su cui ci si basati per utilizzare i muschi come bioindicatori anche per gli Idrocarburi policiclici aromatici stata quella di considerare il meccanismo di accumulo di questi ultimi sulle briofite del tutto analogo a quello relativo ai metalli pesanti Per ora necessario continuare le prove di recupero e testare perfettamente la correttezza e la validit del metodo successivamente si potr procedere all analisi delle briofite integrando il sistema di monitoraggio ambientale dell area interessata con l analisi degli IPA 71 Capitolo 6 La gestione del rifiuti urbani 1 1 Sviluppo sostenibile Da diversi anni si affermato ed entrato a far parte della terminologia comune il concetto di Sviluppo Sostenibile inizialmente introdotto nel 1987 nel documento Our common future dalla Commissione Bruntland della WCED World Committee for Environment and Development Il termine Sviluppo Sostenibile util
102. ed analisi delle correlazioni La notevole quantit di dati analitici che si ottengono seguendo lo schema del programma di monitoraggio illustrato finora necessita di una visione di insieme e di una interpretazione sintetica per dare un informazione organica relativa agli impatti ambientali derivante dalla fonte di contaminazione Questa elaborazione dei risultati si effettua mediante metodi statistici volti non solo a rilevare eventuali Fattori di Arricchimento dell inquinante considerato in una data matrice ambientale o ad esprimere l andamento nel tempo della sua concentrazione con un certo grado di significativit analisi della varianza ma anche a riconoscere una correlazione di causa effetto che lega l emissione della sostanza alla presenza riscontrata nell ambiente risultati che si ottengono da questa elaborazione statistica possono quindi confermare o smentire l esattezza delle ipotesi di partenza come la localizzazione dei siti di campionamento a massima ricaduta di inquinanti oppure la presenza di altre fonti di contaminazione che si aggiungono a quella studiata modificando gli effetti totali sull ambiente 111 Capitolo 8 Le procedure analitiche 7 1 Determinazione dei metalli pesanti nei flussi gassosi convogliati La tendenza attuale alla drastica riduzione delle emissioni da impianti di incenerimento pone problemi anche in campo analitico in particolare per quanto riguarda i microinquinanti questo comporta la nece
103. eddi NS Pompa di SS Condensatore ad alimentazione N SS aria N 6 1 5 Sezione depurazione fumi I gas di combustione dopo il raffreddamento vengono sottoposti a depurazione sia chimica che fisica con un sistema completamente a secco Fig 6 6 L abbattimento delle sostanze inquinanti avviene in tre fasi Denitrificazione e abbattimento di incombusti Abbattimento fly ash tramite elettrofiltro Abbattimento di gas acidi con efficacia anche sui metalli pesanti sublimati e gran parte dei composti dello zolfo Sistema NEUTREC 102 Capitolo 8 Nello schema del processo di abbattimento dei fumi le linee delle polveri e del polverino vengono unite non sempre cos perch dipende dallo stoccaggio e dal postutilizzo di polveri e polverino Denitrificazione e abbattimento di incombusti Si inietta direttamente in camera di postcombustione GamleNOX un prodotto liquido idrosolubile a base di composti organici azotati urea e catalizzatori di combustione La decomposizione termica del reagente libera radicali NH2 che intervengono nella riduzione non catalitica degli ossidi di azoto secondo le seguenti reazioni NO NHh H0 N2 NO2 2NH2 2H20 3 2 N2 Numerose reazioni intermedie e secondarie avvengono in funzione delle condizioni locali di eccesso d aria e di temperatura La presenza di un catalizzatore metallico idrosolubile accelera la combustione di composti carboniosi e contribuisce in manie
104. el metodo di campionamento la briofite possono essere utilizzate per valutare le deposizioni durante pi anni I principali limiti della briofite come indicatori sono cosi riassunti le specie pi adatte per valutare le deposizioni sono spesso assenti nelle aree urbane in quanto sensibili alle alte concentrazioni di S02 nell aria risulta quindi inevitabile il ricorso alle tecniche di tapianto in concomitanza con situazioni ambientali particolari per esempio deposizioni acide potrebbe verificarsi un assorbimento incompleto di alcuni metalli principalmente Zn e Cd caratterizzati da un affinit ridotta per gli scambiatori cationici del tessuto la scelta dei punti di campionamento pu essere determinante e forse pi critica che nel caso di altre metodologie Da circa trenta anni l uso di briofite come biomonitori riscuote attenzione e consenso come metodo per la determinazione delle deposizioni di molti elementi Ag AI Ba Be Bi Ca Cd Ce Co Cr Cs Cu Fe Ga Ge K Mg Mn Mo Na Nd Ni Pb Pr Rb Sn Sr Ti Th U V Zn che sono state utilizzate a loro vota 104 Capitolo 6 per monitorare livelli di contaminazione atmosferici Tuttvia il livello di inquinanti nei muschi dipende da molti fattori incluse le caratteristiche morfologiche Il campionamento di numerose specie di muschio per monitorare l inquinamento atmosferico su larga scala fornisce dati che sono di non facile interpretazione e al tempo ste
105. ent in Estonian mosses Methodological investigation J Ecol Chem 3 1994 101 110 Lippo H Sarkela A Microwave dissolution for the determining of heavy metals in biomonitors using GFAAS and Flame AAS Atomic Spectroscopy uly August 1995 pag 154 157 Lober M et al 1998 Relationschip between dioxin in soil air ash and emissions from a Municipal Solid Waste Incinerator emitting large amount of dioxins Chemosphere 37 9 12 2173 2197 Markert B Herpin U Beriekamp J Ochlmann J Grodzinska K Mavkovska B Suchara I Siewers U Weckert V Lieth H A comparison of heavy metal deposition in selected Eastern European countries using the moss monitoring method with special emphasis on the Black Triangle The science of the total environment 193 1996 85 100 Masoni P Scimia E Sacchetto F Life Cycle Assessment LCA della filiera di raccolta smaltimento e recupero degli RSU nella Provincia di Ravenna Rapporto finale 1999 Masoni P Scimmia E Life Cycle Assessment LCA sviluppo di indicatori specifici per l Italia per la fase di valutazione di impatto 1999 b Ministero dell Ambiente 2001 Relazione sullo stato dell ambiente Modelli NT manuale utente LSI LASTEM Morselli L Bartoli M Brusori B Passarini F Application of an Integrated Environmental Monitoring System to an Incineration Plant The Science of the Total Environment 289 2002 177 188 Morselli L a cura di Deposizioni acide prec
106. entale necessario che un Indicatore sia scelto in modo tale da essere appresentativo per ogni matrice studiata Esso deve costituire la spia di un rilascio anomalo nell ambiente 106 Capitolo 8 e dal confronto tra la sua concentrazione misurata ed valori di fondo naturale deve essere possibile risalire ad un rapporto di causa effetto Come Indicatori Ambientali sono stati presi in considerazione i metalli pesanti poich possiedono diverse caratteristiche particolari sono caratteristici delle emissioni degli impianti di incenerimento possono provocare tossicit acuta e a volte anche cronica in particolare Pb Hg e Cd metalli non essenziali possono trovarsi in diverse forme chimiche stati di ossidazione differenti sali complessi ma non modificano la loro concentrazione totale quando interagiscono con agenti ambientali al contrario di alcuni composti organici per esempio che subiscono processi di degradazione per effetto delle radiazioni solari le attivit umane apportano un contributo determinante alla loro deposizione totale che un informazione cruciale nella valutazione della qualit ambientale la superficie del terreno e la vegetazione rappresentano il deposito principale dei metalli aerotrasportati In particolare gli organismi vegetali costituiscono una componente estremamente importante per l ecosistema in quanto rimettono in circolo gli elementi e forniscono una via di trasporto dall ambiente abio
107. entale del sistema di gestione appare un approccio metodologico in grado di valutare eventuali fenomeni di arricchimento nel tempo di permettere il confronto con i valori di concentrazione limite accettabili nelle diverse matrici ed in fine di valutare la qualit ambientale di aree a rischio Per quanto conceme la nostra area di studio possiamo confermare che il sito 3 continua ad essere quello a maggior ricaduta rispetto agli altrisiti considerati e la responsabilit di questo pu essere attribuita all impianto d incenerimento visto che tale stazione l unica ad essere lontana da possibili fonti secondarie di contaminazione quali la zona industriale il centro urbano e le vie di comunicazione Il fatto di allargare l analisi ad altri paramentri come per esempio gli Ipa pu permettere di arrivare ad altre importanti conclusioni per l analisi delle sostanze inquinanti il loro destino nell ambiente e la salvaguardia delle aree interessate dalla loro ricaduta A le proposito si possono suggerire ulteriori sostanze da introdurre come indicatori d impatto nel sistema integrato di monitoraggio ambientale e questi possono essere metalli pesanti quali Arsenico Cobalto e Vanadio che in base a studi di LCA sono risultati essere metalli a potenziale tossico molto elevato J Luzi Caso studio di un LCA applicato all inceneritore di Coriano CXLIV 10 Bibliografia Alloway B J Ayres D C Chemical Principles of Envi
108. ento avviene mediante l utilizzo di una trivella che consente di prelevare sia la frazione corticale che quella a un metro di profondit Ogni aliquota deve essere di almeno 1 Kg per garantire la significativit del campione Dopo il prelievo il terreno viene conservato in appositi sacchetti di polietilene e successivamente trattato omogeneizzato e analizzato in laboratorio La frequenza di campionamento annuale 7 3 2 Trattamento del campione ed analisi Il campione di terreno viene omogeneizzato ed essiccato in stufa termostatata a 105 C fino a raggiungimento del peso costante Per ciascun campione si prendono due aliquote di circa 1 g per la determinazione di Cd Cr Pb Zn Mn Al Cu Ni La mineralizzazione avviene in bomba di teflon in forno a microonde dove oltre al campione vengono aggiunti 2 5 ml di HNO3 suprapur al 65 w w e 05 ml di H202 al 30 wt vol Il ciclo di disgregazione prevede un periodo di 4 minuti con una potenza radiante del 30 400 watt ed uno successivo di raffreddamento tramite ventilazione forzata per 5 minuti Il contenuto delle bombe viene travasato in provette Greiner opportunamente lavate e portato a volume per pesata fino a 30 ml Finita la fase di disgregazione la soluzione pu contenere dei solidi in sospensione per questo motivo si opera una filtrazione con filtri Wathman GF C da 0 45 um al fine di evitare problemi agli apparati strumentali di aspirazione del campione Per la determinazione del Hg d
109. eparare le soluzioni e per il lavaggio devono essere ultrapuri e testati 7 1 3 Trattamento del campione ed analisi In laboratorio il mezzo filtrante la soluzione assorbente soluzione di acido nitrico all 8 e la condensa sono mineralizzate ad umido filtrate ed analizzate mediante spettroscopia di assorbimento atomico GFAAS FAAS spettrofotometro Perkin Elmer modello Zeeman 5000 e tramite ICP AES spettrofotometro Thermo Jarrel Ash Corporation modello IRIS per la determinazione degli elementi metallici La soluzione di permanganato di potassio utilizzata per il campionamento del mercurio viene trattata aggiungendo 1 ml di soluzione di cloruro di 114 Capitolo 8 idrossilammonio al 10 w w NH30H CI al fine di ridurre l eccesso di permanganato viene in seguito analizzata direttamente mediante spettroscopia di assorbimento atomico con la tecnica dei vapori freddi spettrofotometro Perkin Elmer modello Zeeman 5000 dotato di sistema di analisi FIAS modello MHS 20 Rapportando le quantit di metalli al volume di effluente campionato si ottengono le concentrazioni dei vari metalli presenti nei flussi gassosi convogliati dell impianto 7 2 Determinazione dei metalli pesanti nelle deposizioni secche e umide La determinazione dei metalli in traccia presenta diversi problemi legati alle concentrazioni molto basse generalmente a livello di ppb eall ubiquit degli analiti considerati che pu essere causa di rilevanti fenome
110. era Suolo la concentrazione nel suolo molto variabile compresa tra i 10 e i 100 mg Kg di peso secco con i valori pi elevati in suoli derivati da serpentine Inoltre numerosi studi sulla distribuzione dei metalli pesanti in fiumi laghi ed estuari hanno dimostrato che alcuni elementi tra cui il Ni tendono a concentrarsi nei sedimenti raggiungendo fattori fino a 1000 Bennett 1981 Le concentrazioni medie di Ni nel suolo si aggirano attorno a 1 5 20 mg kg Tossicologia Capitolo 6 Acqua nelle acque naturali il contenuto di Ni dell ordine di 0 1 0 5 ug l ed condizionato dalla concentrazione del metallo nelle rocce e nei sedimenti del bacino idrografico dalla mobilit geochimica e in alcuni casi dalla acidit delle piogge Il Ni relativamente atossico analogamente a Fe Co Cu Zn L intossicazione acuta in seguito a somministrazione orale e parenterale di sali di Ni d luogo a gravi gastroenteriti e il decesso avviene per insufficienza cardiaca Bozza Marrubinni etal 1987 L inalazione di composti come il NiO o il NiCl provoca polmonite chimica con incremento del numero di macrofagi alveolari 5 4 7 Piombo Pb Fondo naturale Aria L eventuale presenza di Pb legata prevalentemente incontaminato ad attivit vulcaniche incendi di foreste e ad aerosol marino livelli naturali di piombo nell aria sono abbastanza bassi circa 0 5 ng m In particolare stato calcolato che le emissioni v
111. erimentale Facolt di Chimica Industriale AA 1994 95 ISO 14040 Environmental management Life cycle assessment Principles and framework International Organization for Standardisation Switzerland 1997 ISO 14041 Environmental management Life cycle assessment Principles and framework International Organization for Standardisation Switzerland 1998 ISO 14042 Environmental management Life cycle assessment Principles and framework International Organization for Standardisation Switzerland 1998 ISO 14043 Environmental management Life cycle assessment Principles and framework International Organization for Standardisation Switzerland 1998 ISTISAN Modelli ad integrazione delle reti per la gestione della qualit dell aria Rapporto 93 36 1993 ISTISAN Modelli per la progettazione e valutazione di una rete di rilevamento per il controllo della qualit dell aria Rapporto 90 32 1990 D CXLVII Kim A Anderson Micro digestion and ICP AES analysis for the determination of macro and micro elements in plant tissues Atomic Spectroscopy Lantzy P J Mackenzie F T Atmospheric trace metals global cycles and assessment of man s impact Geochimica et Cosmochimica Acta 43 1979 511 525 Lazzaroni T Valutazione del ciclo di vita applicato ad un inceneritore di rifiuti solidi urbani Tesi di laurea AA 1997 98 Liiv S Sander E Eesnar A Territorial distribution of heavy metal cont
112. esanti nelle deposizioni secche ed umide L analisi delle ricadute atmosferiche stata rivolta principalmente alla ricerca dei metalli pesanti in campioni di deposizione secca ed umida prelevati mensilmente mediante campionatori wet amp dry L utilizzo tali campionatori permette di risalire ai flussi di deposizione per ogni singolo metallo pesante considerato Tali valori rappresentano le quantit di inquinanti che si depositano su un area di superficie unitaria e permettono di quantificare i flussi mensili ed annuali di ricaduta al suolo In questo studio sono stati calcolati i flussi di deposizione g m mensili conoscendo la concentrazione del campione ug l il volume dello stesso 1 e la superficie esposta alla deposizione 0 0661 n per la deposizione umida e 0 0531 m per la deposizione secca F d D ug m C ug 1 V 1 A m dove F d D Flusso di deposizione C Concentrazione del campione V volume del campione A Area esposta dal campionatore La rete di monitoraggio delle deposizioni secche ed umide prevede il controllo di tali matrici nella stazione n 1 distante circa 500 m dalla fonte di contaminazione in direzione N E nella stazione n 3 distante circa 500 m dalla fonte di contaminazione in direzione W e nella stazione n 6 distante circa 4200 m dalla fonte di contaminazione in direzione SE siti n 1 e 3 secondo le previsioni del modello di calcolo della diffusione degli inquinanti applica
113. esidui solidi prodotti dal processo scorie e ceneri volanti Allo stato attuale impianti di trattamento termico in grado di operare nelle migliori condizioni possibili sono comparabili ad altri impianti industriali in termini di inquinamento ambientale e di rischi per la salute umana tuttavia un inceneritore non un impianto ad emissioni nulle e il quesito che si pone diventa quello di valutare gli effetti di queste emissioni anche se ridotte 80 Capitolo 6 Emissioni in atmosfera da impianti di incenerimento il quadro normativo 2 1 L emanazione delle prime normative tecniche relative all incenerimento Come noto prima degli anni 70 l Italia si era segnalata a livello mondiale come un paese leader nell uso della tecnologia dell incenerimento dei RSU Soprattutto la citt di Milano poteva vantare due moderni impianti di potenzialit complessiva attorno alle 1000 t giorno Il chiaro orientamento nazionale verso la scelta dell incenerimento almeno al servizio delle citt medio grandi era fortemente supportato dagli igienisti che vedevano nell azione di termodistruzione il pi efficace rimedio contro il rischio igienico sanitario connesso con lo smaltimento dei rifiuti Questa visione dei problemi di impatto sanitario ambientale che di l a pochi anni si sarebbe rivelata molto limitata aveva allora condotto all esigenza di rimuovere dai fumi soltanto l inquinante microscopicamente pi evidente le polveri le quali e
114. eso biodisponibile e bioaccumulabile da microrganismi e batteri aerobi che lo convertono in Hg CH3 2 e CH3HgCI 108 Capitolo 6 Altrettanto importanti sono le variabili ambientali come il pH e la presenza di leganti inorganici e organici metalli pesanti sono coinvolti in processi fisico chimico e biologici anche di notevole complessit e tutt ora non ben compresi 5 2 metalli pesanti in atmosfera i meccanismi di deposizione La maggior parte dei metalli pesanti presenti in atmosfera aggregata d particolato aerotrasportato di dimensioni variabili dall ordine di 0 5 mm a quello di alcuni la frazione del particolato con diametro superiore ai 4 um detta toracica poich in grado di penetrare attraverso la laringe mentre sono dette respirabili le particelle con diametro inferiore ai 4 um in grado di penetrare nelle zone ciliate delle vie respiratorie e raggiungere le zone di scambio dell aria Gli aerosol atmosferici sono composti da particelle solide o liquide di diametro inferiore ai 100 um Pi le sue dimensioni sono ridotte pi questo rimane sospeso e viene trasportato a distanze maggiori a seconda della velocit del vento dell umidit relativa e delle precipitazioni La concentrazione in aria di alcuni metalli nelle aree urbane e hdustriali di 10 100 volte superiore a quella delle aree rurali Altri metalli che hanno tempi di permanenza in atmosfera maggiori a causa della loro volatilit e delle piccol
115. essere suddiviso in due stadi reazione con bicarbonato depolverazione con filtri a maniche La prima fase del processo che prevede l abbattimento delle sostanze acide rappresentata da un sistema a secco che sfrutta l elevata reattivit del bicarbonato di sodio nei confronti dei composti acidi presenti negli effluenti gassosi Il sistema a secco unisce ad un elevata efficienza di rimozione un elevata facilit di gestione con un conseguente aumento dell affidabilita Le reazioni sfruttate sono le seguenti 2 NaHCO Na C03 H20 Na C0 HCI NaCl CO H20 S0 2NaHCO3 1 2 0 Na2S04 2 C02 H20 4NO 2Na C03 302 4NaNO 2C0 104 Capitolo 8 Fig 6 8 Reattore a ciclone La prima reazione che a temperatura superiore ai 40 C avviene molto velocemente estremamente importante perch porta all aumento della superficie specifica del reagente formazione di un granulo cavo a seguito del rilascio di anidride carbonica ad acqua ed alla conseguente perdita di peso del reagente stesso Anche le reazioni successive liberano acqua e anidride carbonica portando ad un ulteriore diminuzione della quantit di prodotto nei confronti del reagente iniziale L immissione di bicarbonato di sodio nella corrente dei fumi avviene per mezzo di un canale di Venturi l assorbimento di inquinanti si verifica grazie all opportuna turbolenza ottenuta con un particolare profilo interno del successivo reattore di tipo
116. ggi con acqua bidistillata dai tre ai sette lavaggi unico lavaggio con soluzione di acido nitrico all 1 Entrambi i tipi di lavaggi causano una parziale rimozione degli ioni metallici accumulati dai muschi ma con importanti differenze Il lavaggio con soluzione acida ha un evidente efficienza per Cd Cu e Mn La concentrazione di elementi metallici nei campioni lavati con acqua sono mediamente pi basse per Al Cr Fe pi alte per Cd Cu Mn Ni e Pb rispetto i campioni lavati in soluzione acida Questa differenza confermata statisticamente altamente significativa per Pb Cu Fe Mn e Cd significativa per Ni e non significativa per Al e Cr L acqua distillata meno efficiente nella rimozione di ioni metallici rispetto alla soluzione acida ma anche il numero di ripetizioni dei trattamenti assume una rilevante importanza Questi risultati possono essere interpretati sulle basi di differenti locazioni di ioni metallici nei muschi Infatti AI Cr Fe e in proporzioni minori Pb e Ni sono metalli normalmente associati al particolato atmosferico proveniente da sorgenti litosferiche e antropogeniche ed accumulandosi passivamente nei tessuti muscinali sono pi efficacemente rimossi da ripetuti lavaggi Il trattamento con la soluzione acida molto efficiente per Cd Cu e Mn normalmente legati alla parete cellulare e quindi pi facilmente rimossi per effetto dello scambio cationico favorito dalla presenza di ioni H nella soluzione di l
117. giacimenti localizzati da cui possono essere estratti facilmente Non forma ossidi per cui i minerali pi comuni sono i solfuri La concentrazione media di Hg nelle rocce e nel suolo di tutta la superficie terrestre di circa 50 kg Magos 1988 Acqua la concentrazione media di Hg nell acqua di mare 5 ng l mentre negli oceani pur essendoci vasti depositi sui fondali le concentrazioni sono generalmente al di sotto di 3 ng l e in acque dolci non contaminate il tenore di Hg solitamente inferiore a 20 ng l EPA 1974 Il solfuro di mercurio e molti altri composti inorganici di Hg sono assai poco solubili in acqua per cui tracce di questo metallo nelle sorgenti minerali sono rarissime Tuttavia i composti organici come il metilmercurio e il dimetilmercurio sono pi solubili e stabili nelle soluzioni acquose Aria indagini ambientali eseguite in varie parti del mondo hanno rilevato che le concentrazioni di Hg presenti nell atmosfera di centri urbani oscillavano tra 0 58 e 50 ng m3 NAS 1978 Schroeder et al 1987 mentre i livelli in aree rurali si aggiravano intorno ai 2 ng m3 Nriagu and Davidson 1986 Una ricerca condotta in Italia ha evidenziato tassi estivi di Hg di 0 10 ng m Dall Aglio Fornaseri 1986 Suolo in arre inquinate specialmente nelle vicinanze di impianti di produzione clorosoda i livelli di Hg possono raggiungere dagli 800 ai 1000 mg kg Bennett 1991 Comunque l intervallo di concentrazione nei terreni
118. i metallici MEMBRANA CELLULARE 3 Bioaccumulo intracellulare Spazio intercellulare MEMBRANA CELLULARE Costituita principalmente da un doppio strato fosfolipidico e proteine Le particelle cos assorbite possono attraverso fenomeni di scambio cationico dissolvere nella soluzione acquosa che occupa gli interstizi della parete cellulare 101 Capitolo 6 e da qui attraversare la membrana citoplasmatica accumulandosi come materiale solubile od insolubile nel citoplasma o nei vacuoli all interno della cellule bioaccumulo intracellulare fenomeni di bioaccumulo extra e intercellulari sono passivi e quindi regolati solo da forze di natura fisica mentre il bioaccumulo intracellulare il risultato di un attivo processo biologico che usa siti di trasporto attraverso le membrane con vari gradi di selettivit e che inevitabilmente accompagnato dal consumo di energia In alcuni organismi la parete cellulare delle cellule pi superficiali rivestita esternamente da uno strato continuo di cutina detto cuticola che in alcuni casi pu essere ricoperta da un secondo strato costituito da cere Tali sostanze conferiscono impermeabilit proteggendo la pianta da un eccessiva traspirazione facendo in modo che quest fenomeno abbia luogo principalmente attraverso gli stomi dove possibile un controllo da parte della pianta stessa Le specie prive di cuticola e di una spessa parete cellulare sono maggiormente predisposte all accumulo di
119. icie stessa ruvidit adesivit e presenza di umidit 5 2 1 Speciazione e caratteristiche dei metalli pesanti in atmosfera Non sono presenti in letteratura molte informazioni sulle specie chimiche e le trasformazioni chimico fisiche degli elementi in tracce presenti in atmosfera Le tecniche analitiche normalmente usate forniscono informazioni sul contenuto totale di metallo piuttosto che sul composto specifico o la specie chimica In mancanza di questo tipo d informazioni si considera che molti elementi di natura antropogenica siano presenti sotto forma di ossidi soprattutto quelli derivanti da processi di combustione Nelle emissioni provenienti da impianti d incenerimento il particolato pu contenere apprezzabili quantit di elementi in tracce sotto forma di cloruri stato inoltre trovato che nel particolato alcuni metalli sono correlati al contenuto di solfati 5 3 I metalli pesanti nel suolo Per lungo tempo si ritenuto che il suolo avesse la capacit di trattenere le sostanze inquinanti tamponandone gli effetti evidenti entro poco tempo Si quindi sempre prestata pi attenzione a quei comparti ambientali come l aria o le risorse idriche superficiali che invece appaiono pi vulnerabili all inquinamento antropico ripercotendosi sull ambiente con maggiore immediatezza La capacit del suolo di accumulare le sostanze inquinanti pu effettivamente impedire l immediata contaminazione di altri comparti ambientali ma pu
120. iforme facilmente reperibile soprattutto sui tronchi d albero 7 4 1 Preparazione ed esposizione dei moss bags Raccolta del muschio La raccolta del materiale per la preparazione dei moss bags va fatta in una giornata ed in un unica stazione d campionamento posta in aree possibilmente naturali lontane da evidenti fenomeni di inquinamento tappetini di muschio vengono prelevati dal tronco di uno o pi alberi evitando situazioni di campionamento disomogenee o situazioni di evidente disturbo costituite da tronchi d albero eccessivamente inclinati o contorti parti del tronco con periodico percolamento di acqua presenza di fili metallici verniciature ecc Il prelievo viene effettuato utilizzando un temperino di acciaio inossidabile Il matriale cos campionato viene poi inserito in una o pi buste di carta da filtro In molti studi riportati in bibliografia stata affrontata la problematica relativa al campionamento del materiale necessario per la realizzazione dei moss bags Particolarmente interessante a tal proposito risulta lo studio di Castello 1996 che riporta interessanti considerazioni sebbene non ci siano evidenti differenze relativamente al contenuto di elementi metallici tra i campioni raccolti sui tronchi d albero a dverse altezze raccomandabile la raccolta dei campioni ad oltre 1 m dal suolo al fine di limitare le contaminazioni dovute alle particelle di origine terrigena la variabilit dei dati tende i
121. inazioni effettuate dagli analizzatori automatici collocati sui camini Sommando i flussi di massa ottenuti per ogni singola linea di incenerimento si ottiene il flusso di massa relativo all intero impianto I fattori di emissione FE sono valori rappresentativi che intendono correlare la quantit di un inquinante in grammi rilasciato in atmosfera con l unit di massa di rifiuto incenerito indice di attivit dell impianto in tonnellate La stima dei fattori di emissione se deriva dal rilevamento di dati sperimentali una valutazione precisa che ha per l inconveniente di essere strettamente condizionata dalla tipologia di rifiuto alimentato dalla tecnologia dalle condizioni operative del sistema di termodistruzione e della metodologia di misura Tali fattori si calcolano dividendo il flusso di massa annuale di inquinante per le tonnellate di rifiuto incenerite nello stesso periodo F d M g anno F E g tonn R I tonn anno dove F d M i Flusso di massa del metallo considerato nella linea tesima R I i tonnellate di rifiuto incenerite in un anno dalla linea esima Il fattore di emissione dell impianto calcolato facendo il rapporto tra la somma dei flussi di massa annuali delle tre linee e la somma delle tonnellate di rifiuto incenerito dall impianto stesso Tab 8 1 Dati sperimentai relativi all impianto di incenerimento di Coriano Rimini 132 Capitolo 8 or on om am am am ai nl 301
122. indicazione dei colori di variazioni della temperatura come funzioni della temperatura stessa Fig 6 4 Monitor dello ECS GrateScanner applicato alla finestra di controllo della camera di combusti one 138 Capitolo 8 6 1 3 Camera di post combustione La camera di postcombustione ha la funzione di completare la termodistruzione di sostanze incombuste in condizioni tali da evitare la formazione di composti organoclorurati fumi estratti dalla camera primara ad una temperatura di circa 1000 1100 C transitano nei canali di postcombustione il cui dimensionamento assicura il verificarsi delle condizioni funzionali previste dalla legge in termini di tempo di contatto gt 2 sec e velocit media della corrente gassosa nella sezione di ingresso gt 10 m sec Il tenore di ossigeno libero in valore superiore al 6 viene assicurato dall elevato coefficiente di eccesso d aria mantenuto per garantire una buona combustione oltre che dall immissione di aria sopra grigla Appositi combustori alimentati a gasolio entrano automaticamente in funzione quando la temperatura scende al di sotto dei 950 C ed assicurano il mantenimento di valori di temperatura superiori ai limiti previsti dalle normative vigenti Prima dell ingresso dei fumi nel generatore di vapore posizionato in sequenza ai postcombustori viene miscelata dell aria per il loro regolare raffreddamento 6 1 4 Generatore di vapore e ciclo termico Un aspetto molto importante dell impi
123. indifferente alle complesse problematiche da anni dibattute circa il problema delle emissioni di incombusti e circa il ruolo della camera di postcombustione come entit indispensabile per il controllo delle stesse Merita dunque sviluppare qualche considerazione a riguardo E quanto mai chiaro che temperature sufficientemente elevate mantenute per un tempo abbastanza lungo e accompagnate da adeguate forniture di ossigeno e buona miscelazione sono in grado di ridurre drasticamente gli incombusti nei fumi di combustione come pure nelle scorie Tali condizioni possono in effetti essere conseguite nelle sola camera di combustione primaria purch correttamente dimensionata e con un attenta gestione della combustione h sede operativa Si consideri al riguardo che per un combustibile disomogeneo qual l RSU sono soprattutto le fluttuazioni spaziali e temporali di tali parametri quali temperatura ottimale eccesso di ossigeno libero alta turbolenza alto tempo di contatto in sede di combustione primaria le vere responsabili dei fenomeni di formazione e distruzione dei microinquinanti organici diossine e degli altri incombusti nei fumi In questo senso si spiegano le notevoli differenze dei livelli di emissione fra inceneritori che bruciano RSU anche molto simili in qualit dovute a un importante coinvolgimento delle condizioni termodinamiche di 86 Capitolo 6 combustione nel fenomeno di formazione e distruzione dei vari microinquinanti
124. io e soprattutto la determinazione della concentrazione dei metalli pesanti nei muschi prima dell esposizione valori di background permette di conoscere a priori il livello di contaminazione dei campioni e di poter risalire alla quantit bioaccumulata riferita all unit di tempo In questa ricerca la frequenza di esposizione e quindi di campionamento mensile tuttavia attualmente in fase di studio la possibilit di aumentare il periodo esposizione fino a 8 settimane al fine di rendere pi semplice dal punto di vista operativo l intero sistema di monitoraggio senza peraltro diminuirne l affidabilit Il periodo di studio e l acquisizione di dati sperimentali va da ottobre 2001 fino a luglio 2003 21 mesi In tabella 8 12 e 8 13 vengono riportati i valori di concentrazione dei metalli considerati nel muschio Al Cd Cr Ni Mn Zn Cu Pb e Hg prima valori di background e dopo l esposizione rispettivamente La variazione delle concentrazioni esprime la quantit di metali pesanti bioaccumulati dai muschi durante l intero periodo di esposizione L incremento percentuale della concentrazione dei metalli bioaccumulati nei tessuti muscinali dipende molto fortemente dalle condizioni ambientali ed in particolare dal microclima che interessa l area sotto indagine 129 Capitolo 8 Le variabili che pi sono in grado di condizionare il processo di deposizione e accumulo dei metalli nei muschi sono l intensit e la direzione prevale
125. ione degli impianti di incenerimento di rifiuti urbani di rifiuti speciali non pericolosi nonch di taluni rifiuti sanitari D M n 22 del 5 febbraio 1997 Decreto Ronchi Attuazione di tre Direttiva Europee n 91 156 e n 91 689 sui rifiuti n 94 62 sugli imballaggi Delibera della Giunta Provinciale di Rimini n 255 del 4 ottobre 1995 Autorizzazione alle emissioni in atmosfera Direttiva Europea 2000 76 CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 4 dicembre 2000 sull incenerimento dei rifiuti Direttiva Europea 91 156 CEE del Consiglio del 18 marzo 1991 sui rifiuti Direttiva Europea 91 689 CEE del Consiglio del 12 dicembre 1991 sui rifiuti pericolosi Direttiva Europea 94 62 CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 20 dicembre 1994 sugli imballaggi e sui rifiuti di imballaggio CXLVI Direttiva Europea 96 61 CE del Consiglio del 24 settembre 1996 sulla prevenzione e riduzione integrate dell inquinamento EC Economic evaluation of the draft incineration directive Report of European Commission DGXI 1996 EEA UNEP 2000 Down to earth soil degradation and sustainable development in Europe Pubblicato da EE A Environmental issue series N 16 Fabris L Statistica multivariata analisi esplorativa dei dati McGrowHill Libri Italia srl 1997 Milano FTIR Advance CEMAS Sistema di monitoraggio multicomponente delle emissioni manuale di istruzione Hartmann amp Braun Galomb D Ryan D Eby N Underhill J Zamba S
126. iovaccumulo dei metalli nei muschi 135 Capitolo 8 concentrazione degli stessi dopo un periodo di esposizione pari ad una mensilita Le variazioni in alcuni casi non sono state particolarmente elevate cos si reso necessario controllare dove esse fossero significative o Se i possibili errori di misura fossero elevati quanto le differenze stesse E noto infatti che il campionamento il trattamento e l analisi di bioindicatori pu portare ad errori pi alti del 200 Bargagli 1999 Per questo motivo in ogni stazione di campionamento sono stati esposti tre moss bags le concentrazioni determinate sono quindi il risultato della media di tre misure a cui associato un intervallo di confidenza che esprime il campo di variazione dell errore vedi Fig 8 12 In generale possibile osservare che gli incrementi della concentrazione dei metalli nei muschi in seguito all esposizione rimangano significativi soprattutto per la stazione 3 tuttavia relativamente ad alcuni metalli in alcune mensilit l errore associato alla misura risulta elevato quanto le differenze stesse Analizzando il bioaccumulo medio determinato nelle diverse stazioni di monitoraggio Fig 8 13 si possono mettere in rilievo alcune interessanti osservazioni e La stazione n 3 considerata essere uno dei siti interessato da ricadute maggiori secondo l elaborazione del modello diffusionale US EPA 15C3 pare realmente interessata da una deposizione mediament
127. izzato per descrivere uno sviluppo che pu essere sostenuto senza danno all ambiente e che sia a beneficio di tutte le persone senza mettere a rischio le esigenze delle generazioni future Tale concetto stato dibattuto nella Conferenza di Rio del 1992 in seguito alla quale sono stati definiti alcuni principi guida ambientali riconosciuti in campo internazionale Tra i pi significativi vanno citati Giustizia tra le generazioni gli individui che vivranno in futuro hanno uguale diritto alle risorse di questa Terra Capitale naturale costante a ogni generazione stata affidata la Terra in modo fiduciario e ogni generazione ha il dovere di lasciare alle generazioni future una natura intatta Giustizia internazionale ogni individuo indipendentemente dal luogo di nascita ha diritto ad accedere alle risorse globalmente disponibili senza sfruttare l ambiente oltre le sue possibilit Approccio precauzionale in caso di rischio grave per l ambiente l assenza di una certezza scientifica assoluta non deve servire da pretesto per rinviare l adozione di misure adeguate ed efficaci per prevenire il degrado ambientale Internalizzazione dei costi ambientali le autorit nazionali devono adoperarsi a promuovere l internalizzazione dei costi per la tutela ambientale considerando 72 Capitolo 6 che principalmente l inquinatore a dover sostenere il costo per il risanamento dell inquinamento Tali concetti inducono ad abbandonar
128. l carico inquinante che giunge alla linea di depurazione fumi e ad ottimizzare il processo di combustione elevando il rendimento del ciclo termodinamico Altre fonti di variabilit sono attribuibili alle diverse condizioni di esercizio che possono subire modifiche in funzione dei cicli di manutenzione dell efficienza di combustione dell umidit e del potere calorifico del rifiuto incenerito o dell alimentazione di rifiuti speciali come gli ospedalieri Per quanto riguarda il contributo delle diverse linee al flusso di massa di metalli pesanti complessivo dell impianto possibile notare che il peso maggiore da attribuire alla Linea 3 Tale comportamento particolarmente accentuato per Cd Cr Cu Pb e Zn e meno evidente per gli altri elementi presi in considerazione Tale osservazione risulta giustificata dal fatto che la terza linea di incenerimento avendo potenzialit maggiore caratterizzata da portate in emissione due e tre volte superiori rispetto quelle delle Linee 2 e 1 rispettivamente L analisi dei Fattori di Emissione che non dipendono dalla potenzialit sembra tuttavia mettere in luce una minor efficienza del sistema di depurazione degli effluenti gassosidella Linea 3 fatta eccezione per il Hg soprattutto se paragonata alla Linea 1 Vanno inoltre messi in rilievo i Fattori di Emissione della Linea 2 nel 1997 eccezionalmente alti per quasi tutti i metalli considerati 139 Capitolo 8 8 2 Determinazione dei metalli p
129. l Nord Europa le tecniche di biomonitoraggio vengono utilizzate fin dagli anni sessanta R hling e Tyler 1968 per il loro basso costo e la vasta scala d impiego Da allora molti studiosi hanno iniziato a studiare i muschi in varie applicazioni Goodman e Roberts 1971 Rasmussen e Johnsen 1976 Burton 1990 Liiv et al 1994 Steinnes 1995 Wolterbeek et al 1995 Markert et al 1996 Berlekamp et al 1998 Cenci et al 1998 Fern ndez et al 2000 Goodarzi et al 2001 Per un corretto uso dei muschi come bioaccumulatori di metalli pesanti molto importante standardizzare la tecnica l Italia il primo paese in Europa dove un Ente Nazionale A N P A Agenzia Nazionale per la Protezione dell Ambiente ha approvato le metodiche per l utilizzo dei muschi come bioindicatori Cenci 1999 L utilizzo dei muschi ai fini di valutare il bioaccumulo di metalli pesanti tramite la tecnica dei moss bags offre diversi vantaggi rispetto le tradizionali tecniche di biomonitoraggio possibilit di utilizzare la stessa specie in tutte le stazioni che costituiscono la rete di monitoraggio minor errore commesso nella fase di campionamento in ogni stazione di monitoraggio infatti vengono esposti gli stessi quantitativi di muschio e alla stessa altezza dal suolo inoltre al momento del prelievo i campioni vengono raccolti nella loro totalit evitando scelte dell operatore che potrebbero essere scarsamente riproducbili nel tempo Il lavagg
130. l esigenza di energia elettrica non richiedono interventi tecnici di calibrazione e manutenzione rispetto il monitoraggio strumentale danno quindi la possibilit di creare reti di studio fitte e ampie allo stesso modo fornire modelli sulla distribuzione degli inquinanti pi dettagliati offrono garanzia di buona adattabilit essendo possibile impiegare specie diverse per vari inquinanti e forniscono informazioni retroattive perch i sintomi possono essere riscontrati anche ad una certa distanza di tempo dall episodio d inquinamento pur con tutte le precauzioni del caso la biovalutazione si presenta anche a efficaci applicazioni didattiche e di informazione della popolazione due tipi di rilevamento sono alternativi nei metodi ma non nei fini perch si integrano la biovalutazione permette indagini estensive e diffuse sul territorio 99 Capitolo 6 mentre la misura strumentale pur sempre da integrare in una rete di punti di rilevamento conseguentemente la biovalutazione rappresenta una sorta di semiotica ambientale che permette di indirizzare e guidare l approfondimento strumentale facendo risparmiare tempo e denaro consentendo indagini mirate e pi oggettive Dall analisi comparata delle prestazioni offerte dagli analizzatori automatici e dalle tecniche di biomonitoraggio deriva che non esistono le premesse per la sostituzione delle prime con il rilevamento biologico ma risulta necessaria l integrazione tra le due meto
131. la possibile contaminazione dei suoli causata dall accumulo di metalli pesanti per questo sono state poste consistenti limitazioni soprattutto all utilizzo di sostanze organiche residue anche se molto resta da fare nel settore dei fertilizzanti L analisi del contenuto di metalli pesanti nel suolo pu essere eseguita con due diversi obiettivi Verificare il contenuto naturale dei vari metalli nel suolo per definire dei valori di riferimento necessari ad evidenziare eventuali fenomeni di arricchimento diffusi o puntuali causati da apporti di fertilizzanti di acque irrigue di pesticidi o da deposizioni atmosferiche questo primo approccio quello che pi compete alla qualit del suolo Verificare l accumulo al di sopra dei livelli naturali qualora vi sia il sospetto di fenomeni di inquinamento in atto ricade in questo secondo caso il monitoraggio dei siti contaminati Va tuttavia messo in rilievo che la sola stima della quantit di elementi in traccia presenti sulla superficie del suolo non pu fornire di per s un elemento_per la valutazione univoca del fallout atmosferico dal momento che il processo di accumulo e soprattutto la discriminazione tra elementi apportati e quelli di natura pedogenetica appare di difficile soluzione Lo studio integrato suolo deposizion vegetali appare un approccio metodologico in grado di valutare eventuali fenomeni di arricchimento nel tempo di permettere il confronto con i valori di concentrazione li
132. lcolate o periodo di elaborazione con la versione a breve termine possibile determinare le ricadute in un periodo relativamente corto esempio il valore medio riferito ad un ora o ad un giorno massimo con la versione a lungo termine e possibile determinare le ricadute per periodi pi lunghi mese stagione anno Dimensioni della maglia di calcolo Tipo di superficie urbana o rurale La definizione di questi parametri permette di realizzare simulazioni il pi possibile vicine alla realt e smulazioni di tipo previsionale nel caso di modifiche strutturali dell impianto e o delle condizioni di esercizio dello stesso 6 2 4 Ricettori ambientali la rete di monitoraggio Da una prima fase di controllo ambientale mirata alla ricerca di eventuali accumuli o disomogeneit nella distribuzione dei metalli relativamente al territorio circostante l impianto si passati avvalendosi di simulazioni della ricaduta nel breve e nel lungo periodo ad una rete di rilevamento fissa e definitiva estremamente rappresentativa della realt che si vuole descrivere e che prevede 109 Capitolo 8 il controllo degli inquinanti solo nei siti maggiormente esposti alla contaminazione Pi precisamente stata definita una rete di monitoraggio comprensiva di sei punti di campionamento di cui cinque situati lungo le direzioni in cui prevista dal modello di calcolo della diffusione degli inquinanti una ricaduta massima e uno sufficientemente lontan
133. li indicatori dovrebbero avere una credibilit teorica e scientifica basarsi su standard internazionali ed essere riconosciuti universalmente validi confrontarsi con i modelli di previsione e con i sistemi di informazione c La misurabilit Ai fini dell implementazione di sistemi di monitoraggio gli indicatori devono possedere inoltre i seguenti requisiti accessibilit devono essere misurabili in modo semplice e preciso devono avere una soglia di accessibilit analitica accessibile con le tecniche standard affidabilit devono essere misurati con il minimo errore sistematico operativit devono poter essere utilizzati per programmare operazioni di intervento basate su un analisi costi benefici 92 Capitolo 6 3 3 Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale La valutazione integrata dei fenomeni d impatto sull ambiente e sulla salute costituisce l obiettivo quale sfida pi attuale per gli operatori del settore in quanto comporta un cambiamento rilevante nel modo di operare sul territorio e una modifica del modello di approccio alle tematiche ambientali Il Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale SIMA rappresenta sia dal punto di vista del controllo sia dal punto di vista scientifico una innovazione che si sta rivelando estremamente utile al fine di determinare l impatto complessivo sulle diverse matrici ambientali conseguente alle ricadute di inquinanti emessi da una fonte di inquinamento L
134. mbi e altri insetti proprio per la loro capacit di spostarsi pongono difficolt interpretative in quanto sussiste l impossibilita di appurare se e quanto una loro contaminazione realmente indicativa di un analoga contaminazione del sito ove sono raccolti Inoltre fisiologia e metabolismo sono spesso controllati da sesso et periodo stagionale ecc nonch dalla posizione dell organismo nella catena trofica e dalle interazioni con gli altri organismi con i quali convive influenzando in maniera notevole e diversificata nel tempo l attivit del bioindicatore 4 2 Biovalutazione e misure strumentali L interpretazione e valutazione della risposta del bioindicatore all azione di disturbo ambientale che si intende rilevare rientra nelle procedure di biovalutazione Soprattutto quando si tratta di inquinamento e di alterazione degli ambienti legittimo fare un confronto tra biovalutazione e misure strumentali al 98 Capitolo 6 fine di definire al meglio pregi vantaggi ed eventuali possibilit di integrazione dei due metodi La biovalutazione differisce dalla misura strumentale perch fornisce stime indirette che hanno una minore precisione e una minore oggettivit delle misure dirette di tipo strumentale la sua risposta mediata e sintetizza l azione di tutte le componenti ambientali per contro lo strumento di misura selettivo e preciso ma non in grado di evidenziare gli effetti sinergici il bioindicatore pu
135. mente per esempio durante i temporali peraltro piuttosto frequenti nelle zone vicino al mare il processo di captazione ridoto e la lisciviazione molto consistente L andamento mensile dei volumi di precipitazioni per unit di superficie raccolte tramite deposimetri wet amp dry Fig 8 11 indica una relazione inversa tra l ammontare delle precipitazioni e la concentrazione di Mn Cd Hg Zn e in minor misura Cr bioaccumulati nei muschi Tale osservazione conferma come i processi di lisciviazione siano significativamente importanti per questi metalli Fig 8 11 Volumi di precipitazioni mensili per unit di superficie ml cn 130 Capitolo 8 Tab 8 12 Concentrazione di metalli pesanti nei muschi prima dell esposizione valori di background mg Kg s s dior 1682 022 438 257 o 773 99 10 ow 416 201 156 615 150 66 2 39 144 105 4 266 41 35 om 200 207 1 55 m 79 o5 459 181 16 757 137 6 on 342 457 169 6 02 59 j no 0 22 4 2323 3 24 280 250 m 326 84 2892 064 414 wi 18 54 77 us 4 1 1 1 110 0 11 1 0 16 3 16 115 15 37 0 14 15 11 98 3 5 78 80 les og s9 033 0 05 0 07 3 15 ME apr mag 03 2102 021 240 194 75 852 75 74 00 gwo3 1221 037 147 187 n 600 96 100 035 tuglos 1362 oso 215 12 6 84 77 6 ou meda 2089
136. menti capaci di fornire un informazione sintetizzando un certo numero di caratteristiche gli indicatori Gli indicatori ambientali nascono dunque dall esigenza di disporre di un dato che permetta di esprimere un giudizio anche se largamente orientativo sullo stato dell ambiente Le definizioni del termine indicatore sono molteplici In letteratura quelle pi ricorrenti ed accreditate gli attribuiscono i seguenti significati entit semplice o complessa che viene utilizzata e misurata al posto di un altra entit per operazioni mentali e pratiche Malcevischi 1987 rappresentazione sintetica di una realt complessa cio caratteristica o insieme di caratteristiche che permettono di cogliere un determinato fenomeno Schimdt di F riedberg 1987 parametro o valore derivato da parametri che fornisce informazioni su un fenomeno e il cui significato va al di l delle propriet direttamente associate al valore del parametro OECD 1994 modello che permette di monitorare e comunicare informazioni Alberini Bettini 1996 Ciascuna definizione chiarisce immediatamente una serie di aspetti importanti e non trascurabili La funzione intrinseca degli ndicatori quella di indicare lo stato o la variazione di stato di un fenomeno che non sia di per s assoggettabile a misurazione diretta Ogni indicatore ha un carattere specifico e spesso riduttivo rispetto alla globalit del fenomeno che intende rappresentare Per descrivere nel mo
137. metalli pesanti nei loro tessuti in quanto tutta la superficie dell epidermide pu essere coinvolta in fenomeni di scambio cationico 4 4 Le briofite Le briofite sono organismi eucarioti autotrofi a vite prevalentemente terrestre tassonomicamente suddivise in muschi ed epatiche Fig 4 3 Le Briofite Foglioline Fusticino e N 0 Rizoidi AI muschi sono vegetali a grado di organizzazione piuttosto primitivo mancano di veri e propri organi specializzati fusto foglie e radici e di vasi conduttori non sono dotati di un efficiente apparato per l assorbimento dell acqua dal erreno n di uno strato impermeabile di cuticola in grado di ridurre il tasso di traspirazione Generalmente sono costituiti da una porzione allungata detta fusticino da cui si dipartono delle appendici laterali appiattite le foglioline e da una parte basale 102 Capitolo 6 i rizoidi con funzione di ancoraggio al substrato Fig 4 3 e 4 4 fusticini possono raggiungere lunghezze di alcuni centimetri ed essere semplici o ramificati di frequente sono riuniti in un gran numero a formare un cuscinetto che ricopre estese superfici di suolo o rocce nei boschi Fig 4 4 Porzione di tappeto muscinale in cassetta e primo piano del muschio ma I em AKQCA e enne na La maggioranza dei muschi ricava i nutrimenti necessari direttamente dall atmosfera non avendo sviluppato un vero e proprio apparato radicale o un tessuto di con
138. mia o o 14000 120 12000 100 10000 80 8000 60 000 y 118 Capitolo 8 Dep tot E Pigcipitgtioni I Ala Si riportano di seguito i flussi di deposizione mensili medi relativi alle tre stazioni di monitoraggio rispetto agli anni 2000 2001 2002 e 2003 Tab 8 8 Flussi di deposizione mensili medi ug m anm on y 0 _ AECI SET SEB TSta SEI Sea Ses sti sta ste sti sta ajojo e 5 w w 2 mw 0 e aa EA EIA A ROSE IEEE E E NI ja op 3 9 e on Zn 4 883 4 721 3 772 1591 7 818 3 571 3 662 2 576 3 240 np 2 597 1 909 119 Capitolo 8 L analisi dei flussi di deposizione mensili medi relativi all anno 2000 mettono in luce per la stazione di controllo ritenuta non influenzata dall impianto St n 6 una minore deposizione di Cd 37 35 Hg 53 57 Ni 34 26 Cu 30 Cr 10 20 e Zn 20 rispetto ai siti considerati a maggior ricaduta St 1 e 3 mentre l apporto di Pb risulta essere superiore Nella stazione n 3 si evidenzia la maggiore ricaduta per tutti i metalli considerati eccetto Zn e Pb Nell anno 2001 Cu 10 30 e Cd 20 hanno una minore ricaduta nella St n 6 mentre nella stazione 3 si registra una maggiore deposizione relativamente a Cu e Cr Infine Zn Ni e Pb ricadono maggiormente nella stazione n 1 Nell anno 2002 tutti i metalli hanno un flusso di deposizione medio minore nella stazione n 1 nella stazione n 3 si osserva una deposizione maggiore rispe
139. mite accettabili nel suolo e nel 124 Capitolo 8 sottosuolo in relazione alla specifica destinazione d uso del sito imposti dalla normativa vigente ed in fine di valutare la qualit ambientale di aree a rischio Anche in questo caso l analisi dei metalli sul suolo di tipo annuale quindi ci limitiamo a riportare i valori elaborati fino al dicembre 2002 per completezza di studio Tab 8 9 Fig 8 10 Tab 8 9 Concentrazione di metalli pesanti in campioni di suolo corticale mg Kg ss m e E E ndo se 027 27 08 S 8 16 700 115007 sor ino a jon 086 8 28 _20 Se ELL 033 07504 O 237 SCI CO A CP 0 0 0 03 TIC ar on 50 00 1080 65 8 007 a on ae 00 1900 327 er 00940006 00 3 A a e ROLE 102705 804 a ais pos ajos 0 e w O COC DCO 8 CR A RC rss 7030 35 030 I 60 30 28 59 10850 a 8 05 160 8 IN a ss a e 030 20 se om e 007 70 39 A a asi IL a ome ps E E E A re 085 OD E E E E oaa oa on s MA sd se o a LL ss e 8 2 Te ELE ME EA E I o E ROLE oso IL IR om eno N 8 IS re oa IE om e a __ eee OSO 2 0 Is S I m on a RO RE IEC CI CE eee IL pn pe E A LE A Siti ad uso verde pubblico privato residenziale B Siti ad uso commerciale ed industriale oa R SW I1 MW me 8 psp 500 008 60 1500 125 Capitolo 8 Escludendo alcuni casi isolati non si registrano sostanziali differenze nella
140. mite di 0 01 mg m come valor medio della somma di tutti i diversi composti rilevato per un periodo di campionamento di 8 ore Oltre a questi si preso in considerazione anche gli idrocarburi policiclici pi leggeri come naftalene acenaftilene acenaftene fluorene fenantrene antracene fluorantene pirene e crisene 127 Capitolo 6 antracene fenantrene Sia l antracene che il fenantrene sono inquinanti che si sprigionano da un processo incompleto di combustione in particolare del legno e del carbone sono inoltre liberati nell ambiente dalle discariche che smaltiscono i rifiuti dagli impianti industriali che trasformano il carbone in combustibile gassoso e dalle raffinerie di petrolio e di argillite Nei fiumi e nei laghi questi composti si trovano principalmente adesi ai sedimenti piuttosto che sciolti nell acqua di conseguenza entrambi risultano parzialmente presenti nei mitili delle acque dolci In genere sono detti aromatici gli idrocarburi che mostrano propriet simi benzeniche quelli che contengono anelli benzenici condensati sono detti IPA o PAH Come il benzene molti sono caratterizzati da stabilit insolitamente elevata e struttura geometrica piana Diversamente dal naftalene essi non sono prodotti cornmerciali per cui non trovano alcun impiego tuttavia alcuni IPA sono presenti nei derivati commerciali delcatrame di carbone 5 5 5 Gli IPA come inquinanti Gli IPA sono comuni inquinanti dell atmosfera e in alcun
141. morte del muschio e quindi processi di accumulo che seguono sono puramente passivi ma la capacit di accumulo dei campioni esposti dovrebbe accrescere in quanto risulta decisamente minore il livello iniziale di contaminazione dei muschi M olti autori consigliano dei periodi di esposizione relativamente corti per impedire la saturazione dei siti di scambio tuttavia la maggior parte delle ricerche evidenzia un aumento lineare dell accumulo nel tempo quando la concentrazione dei metalli in aria rimane costante sospensione in acqua di briofite consiste nella raccolta pulizia e lavaggio di muschi acquatici che vengono posti in appositi contenitori di forma cubica costruiti con una rete di plastica rigida a loro volta posizionati nei corsid acqua da monitorare mediante ancoraggio con corde di nylon Capitolo 6 Metalli pesanti e idrocarburi policiclici aromatici Per millenni i metalli pesanti che si trovano nell ecosistema terrestre sono stati rilasciati naturalmente dalle rocce e dal suolo come conseguenza di vari fenomeni quali la disgregazione fisica chimica e biologica Questi venivano assorbiti dagli organismi e dalle radici trasportati nella biomassa di superficie per svolgere il proprio ruolo nella catena alimentare o servire da sorgente rinnovabile di energia ed essere infine riassimilati dal suolo Esisteva un equilibrio stabile tra assorbimento e riutilizzo ed in queste condizioni gli organismi del suolo che incorporav
142. n esordio insidioso con i seguenti sintomi generali debolezza perdita di appetito perdita di peso e poi progressivamente comparsa di dispnea e tosse 5 4 9 Zinco Zn Fondo naturale incontaminato Fondo naturale contaminato distribuzione ambientale 124 Aria nell atmosfera di regioni remote le concentrazioni di Zn sono risultate inferiori a 0 5 ng m Nriagu and Davidson 1986 Suolo lo Zn un metallo di transizione relativamente abbondante in natura 2 0 102 della crosta terrestre e i suoi minerali si trovano in giacimenti localizzati da cui possono essere facilmente estratti minerali pi comuni dello Zn sono la blenda la smithsonite Zn03 la calamina la willemite e la zincite Acqua la concentrazione media di Zn nell acqua di mare 0 01 mg l nelle acque dolci superficali lt 5 mg l Elinder 1990 Lo Zn viene impiegato principalmente nei seguenti settori produttivi Industria galvanica Industria vetraria Pigmenti Mordenti in tintoria Industria farmaceutica Edilizia Disinfettanti Aria ricerche effettuate in Italia in alcune citt tra cui Padova hanno evidenziato concentrazioni di Zn nell aria che variavano da 0 38 a 1 66 g m Mantovani et al 1992 Suolo valori tipici di Zn nel suolo sono solitamente trai 50 e 80 mg kg Abollino et al 1996 In prossimit di fonderie tuttavia si possono riscontrare nei terreni concentrazioni pi Capitolo 6 elevate peri a mg kg Purves 1
143. n sistema di pesatura automatica per la rilevazione del rifiuto in ingresso un impianto semaforico capace di regolaregli autoveicoli in fase di scarico ed un videocircuito di servizio Fig 6 1 fossa di stoccaggio dei rifiuti con particolare della benna idraulica 6 1 2 Camera di combustione Le camere di combustione hanno un volume pari a 120 m e sono del tipo a griglia mobile Fig 6 2 la tecnologia pi consolidata e di largo impiego nella combustione dei rifiuti solidi in Italia l 80 degli inceneritori adotta questa tecnologia La struttura dei forni costituita da una travatura in acciaio e le pareti sono rivestite in materiale refrattario Fig 6 2 Griglie mobili della camera di combustione 136 Capitolo 6 L avanzamento dei rifiuti all interno dei forni ottenuto mediante la movimentazione delle tre grigie che corrispondono ale tre fasi dell incenerimento essiccazione combustione e scorificazione L aria comburente immessa in forte eccesso viene aspirata mediante un elettroventilatore nella parte alta della fossa di stoccaggio e mediante serrande di parzializzazione insufflata sotto griglia aria primaria e nella parte immediatamente soprastante la zona di combustone aria secondaria al fine di favorire la completa ossidazione degli aeriformi I residui solidi di combustione essenzialmente costituiti dalle scorie scaricate dall ultima griglia attraverso uno specifico condotto pozzo scorie vengono raccol
144. n vetro di orologio e posto in una stufa per 24 ore alla temperatura di 45 C Una medesima quantit di muschio viene essiccata alla temperatura di 105 C al fine di valutarne la perdita d acqua campioni vengono omogeneizzati in un mortaio di agata e vengono posti in contenitori di polietilene ad alta densit a doppio tappo precedentemente lavati in attesa di essere mineralizzati La mineralizzazione avviene in contenitori di teflon con 2 ml di HNO3 e 0 6 di H202 in forno a microonde utilizzando il seguente programma 1 minuto alla potenza di 244 Watt 2 minuti alla potenza di 0 Watt 5 minuto alla potenza di 244 Watt 5 minuti alla potenza di 396 Watt 5 minuti alla potenza di 492 Watt 5 minuti di ventilazione La soluzione di ciascun contenitore viene trasferita in matracci tarati da 25 ml utilizzando acqua EP o BD e i metalli determinati con le seguenti tecniche analitiche ICP AES ETAAS Per il Hg viene fatta l analisi sul tal quale utilizzando Ama 254 Automatic solid liquid Mercury Analizer FKV interfacciato a un Personal Computer con il programma Atec La procedura analitica prevede i seguenti passi Viene pesata una quantit di campione di circa 50 100 mg in una apposita navicella La navicella contenente il campione si appoggia su un sostegno metallico Facendo partire lo strumento esso si chiude automaticamente e va a posizionare la navicella contenente il campione in una camera di decomposizione dove il cam
145. na B12 o il ruolo dello Zn come cofattore enzimatico nella carbossi peptidasi e nelllanidrasi carbonica La carenza di questi elementi porta a disfunzioni metaboliche ovvero ad uno stato di malattia che pu essere guarito rimuovendo il deficit mentre concentrazioni superiori al valore critico causano tossicit come accade per i metalli pesanti non essenziali La principale causa di tossicit risiede nella capacit di questi elementi di formare complessi con molti composti organici Gli effetti risultanti sono competizione con metaboliti essenziali inattivazione di gruppi enzimatici e modificazione delle strutture proteiche principalmente mediante reazione con il gruppo SH reazioni con i gruppi fosfati di ADP e ATP 5 4 1 Alluminio Al Fondo naturale Aria Fonti dell elemento in tracce includono le polveri incontaminato distribuzione ambientale 112 aerodisperse gli spray marini le emissioni vulcaniche gli incendi di boschi Le emissioni di origine naturale contribuiscono maggiormente rispetto quelle antropogeniche alla diffusione ambientale del metallo Le concentrazioni di Alluminio nell aria si aggirano intorno a 0 025 ug m3 per lo pi in seguito all azione degli agenti atmosferici sul materiale della crosta terrestre Suolo Dopo l ossigeno e il silicio l elemento pi abbondante della litosfera inoltre presente in quantit considerevole nelle rocce di origine magmatica L Al pu reagire con la silice fo
146. na volta tolto dal bagno il contenuto del vasetto si fa riposare e successivamente lo si filtra in una beuta da 250 ml facendolo passare attraverso un imbuto ricoperto con carta da filtro e riempito per di Na2S04 anidro A questo punto si lava accuratamente per 3 volte con 50 ml di diclorometano si riduce a pochi ml all evaporatore rotante e si porta definitivamente a secco in corrente diazoto Successivamente si attua la purificazione dell estratto in cui sono presenti oltre al particolato derivante dai muschi anche altre sostanze lipidi dalle membrane cellulari clorofilla etc che possono interferire nell analisi e rendere pi dificile la caratterizzazione degli IP A Purificazione su colonnina Si prende una colonna cromatografia in vetro diametro interno 1 cm lunghezza 15 cm e si impacca con 3 g di gel di silice e 0 5 g di sodio solfato anidro Si eluisce il tutto con circa 5 ml di esano Una volta pronta la colonna si trasferisce la soluzione campione degli estratti organici 1 ml in esano in testa alla colonna E importante evitare che durante tutta l operazione il sodio solfato anidro rimanga esposto all aria a causa della completa eluizione del solvente A questo punto si eluisce con 10 ml di esano per eliminare gli idrocarburi alifatici e successivamente con 20 ml di toluene per raccogliere gli Ipa che vengono subito concentrati a piccolo volume Una volta ottenuto un volume di circa 1 ml si continua a portare a
147. nalisi delle correlazioni 7 Le procedure analitiche 7 1 Determinazione dei metalli pesanti nei flussi gassosi convogliati 7 1 1 Procedura di campionamento 7 1 2 Strumentazione e reagenti Capitolo 6 41 42 42 43 44 45 4 48 49 52 53 55 56 57 57 58 59 59 60 65 66 67 67 68 71 71 72 76 76 TI 78 79 81 83 84 84 69 Capitolo 6 7 1 3 Trattamento del campione ed analisi 85 7 2 Determinazione dei metali pesanti nelle deposizioni secche ed umide 86 7 2 1 Campionamento 86 7 2 2 Trattamento del campione ed analisi 88 7 2 3 Procedure di controllo 89 7 3 Analisi del Suolo 89 7 3 1 Campionamento 90 7 3 2 Trattamento del campione ed analisi 90 7 4 Utilizzo dei muschi briofite come bioaccumulatori di metalli in traccia 90 7 4 1 Preparazione ed esposizione dei Moss bags 91 7 4 2 Campionamento trattamento ed analisi 94 7 4 3 Preparazione moss bags campionamento trattamento e analisi dei campioni di muschi per IPA 95 8 Risultati e discussione 8 1 Emissioni atmosferiche 101 8 1 1 flussi di metalli pesanti nelle emissioni atmosferiche 103 8 2 Determinazione dei metalli pesanti nelle deposizioni secche ed umide 112 8 2 1 Confronto dei flussi di deposizione 121 8 3 Suolo 124 8 4 Muschi 129 8 4 1 Confronto dei tassi di bivaccumulo dei metalli pesanti 138 9 Conclusioni 143 10 Bibliografia 70 Capitolo 6 Sommario Lo scopo di questo lavoro quello di perpetuare il reperimento dei dati legati al
148. nfatti a decrescere con l aumentare della distanza dal suolo E consigliabile effettuare numerosi prelievi di tappetini di muschio in diversi tronchi d albero In questo modo il materiale risulter pi omogeneo e meno influenzato dalla variabilit naturale nella concentrazione dei metalli nei tessuti muscinali La quantit di materiale da prelevare va stimata considerando i seguenti aspetti la quantit di muschio di un moss bag che corrisponde a circa 400 mg di materiale secco all aria il numero totale di campioni di moss bags che verranno successivamente esposti nell area di indagine il numero di campioni di muschio necessari per effettuare la valutazione dei valori di contaminazione prima dell esposizione Vanno analizzati almeno 5 120 Capitolo 8 campioni di c a 150 mg ciascuno prelevati dal materiale pronto per l esposizione Procedura di pulizia e lavaggio I campioni vengono sottoposti ad una pulizia grossolana volta alla rimozione di terriccio pezzi di corteccia d albero o di foglie ed altri elementi estranei e sottoposti alla procedura di lavaggio che viene effettuata in un cristallizzatore con acqua bidistillata vengono effettuati almeno sette lavaggi di durata pari a 10 minuti circa La procedura di lavaggio del muschio prima dell esposizione un punto molto controverso nella letteratura relativa al biomonitoraggio Castello 1996 A tal proposito si distinguono due diverse metodologie ripetuti lava
149. ni di contaminazione E quindi di fondamentale importanza la scelta dei materiali utilizzati e d procedure analitiche che minimizzino i rischi di perdita del campione e siano sufficientemente sensibili 7 2 1 Campionamento Il tipo di campionatore utilizzato un deposimetro wet amp dry modello ARS 1010 DDAS Dry Deposition on Aquatic Surface della MTX Modena vedi figura 7 1 Esso costituito da due recipienti cilindrici in polietilene atossico destinati alla raccolta delle deposizioni secche ed umide rispettivamente in assenza ed in presenza di precipitazione La posizione di un coperchio mobile che garantisce la chiusura di uno dei due contenitori mentre l altro in fase di raccolta determinata da un sensore di presenza di precipitazione costituito da un circuito stampato a due piste che presentano tra loro bassa o alta impedenza dettrica superficiale a seconda dello stato asciutto o bagnato del supporto isolante vedi figura 7 1c In tal modo l elettronica associata al sensore misurandone con continuit la resistenza elettrica rileva tempestivamente l inizio di una precipitazione atmosferica spostando il coperchio Al termine della precipitazione il sensore opportunamente riscaldato a 40 50 C per facilitare l evaporazione riporta il coperchio mobile sulla posizione asciutto Il campionatore composto da un basamento in alluminio anodizzato provvisto di quattro gambe che fa da suppor
150. nno permanente al sistema nervoso con possibilit di morte In seguito all indigestione accidentale di sali solubili del metallo come HgCl si hanno inizialmente dolori colici poi compare diarrea mucosanguinolenta ed anuria Il metallo un inibitore irreversibile della maggior parte degli enzimi es proteasi perch si lega al gruppo SH Anche conosciuta come mercurialismo l intossicazione cronica colpisce il Sistema nervoso in maniera insidiosa cos che gli effetti tossici non possono essere osservati se non dopo mesi dall esposizione Lauwerys 1980 Nella malattia di Minamata dalla citt giapponese in cui si verificata un episodio acuto di intossicazione da Hg si ha progressivo indolenzimento delle mani e della faccia difficolt alla visione stordimento perdita di controllo sui movimenti del corpo disordine mentale e infine morte Si osservato che diversi composti del Hg sono capaci di causare aberrazioni cromosomiche e di provocare effetti teratogeni nelle forme di vita pi semplici mentre non stata dimostrata la possibilit che il Hg possa indurre anormalit genetiche nell uomo che consuma regolarmente una dieta a base di pesce con alti tenori di Hg Harada 1995 Usi Viene utilizzato per apparecchiature elettriche nella 119 Capitolo 6 elettrolisi del NaC per produrre NaOH e C12 per strumenti scientifici bidistillato per usi di laboratorio in agricoltura come fungicida per amalgama dentarie
151. nomalo di tipo puntiforme quella di una diminuzione di concentrazione di metalli pesanti nel primo semestre 2003 rispetto allo stesso periodo del 2001 e del 2002 123 Capitolo 8 8 3 Suolo Tra le molte definizioni di suolo si vuole qui ricordare quella richiamata nell importante documento congiunto dell Agenzia Ambientale Europea e dell UNEP sui suoli europei Il suolo un corpo tridimensionale correlato ad un ampio numero di funzioni socio economiche e ecologiche un mezzo complesso formato da una matrice porosa nel quale l aria l acqua egli organismi viventi convivono assieme ai flussi di sostanze e di fluidi che attraversano la matrice stessa L alterazione dei processi del suolo comporta cambiamenti nel funzionamento del ecosistema e molti problemi ambientali nati apparentemente in altre matrici sono in realt originati dal suolo UNEP 2000 Tale definizione mette in risalto sia il carattere multifunzionale del suolo sia il suo ruolo di matrice ambientale in grado di condizionare in modo sensibile il funzionamento dell ecosistema grazie alle evidenti interazioni con l acqua l aria e gli organismi viventi La concentrazione dei metalli pesanti nel suolo funzione delle caratteristiche dei materiali originari e dell impiego sul suolo di sostanze contenenti metalli pesanti ed utilizzate in agricoltura per la difesa antiparassitaria o per la fertilizzazione A partire dagli anni 80 andata crescendo la preoccupazione per
152. nsieme di tutti i processi di trasporto e rimozione di gas e aerosol dall atmosfera alla superficie terrestre in assenza di 109 Capitolo 6 precipitazione comprende lo scambio dinamico di gas in tracce e aerosol e la sedimentazione per effetto della gravit delle particelle di dimensioni maggiori In prossimit del recettore a pochi cm dalla superficie di impatto i fenomeni che hanno effetto solo sulla velocit di deposizione sono la termoforesi la diffusoforesi l elettroforesi e il flusso di Stefan La termoforesi un fenomeno che si osserva in presenza di un gradiente termico e consiste nella presenza di un flusso di particelle verso la regione a pi bassa temperatura La diffusoforesi si verifica quando si ha un gradiente di concentrazione dovuto alla disomogeneit del mezzo mentre l elettroforesi provocata dall interazione del campo elettrico atmosferico e la forza elettrostatica delle particelle stesse Il flusso di Stefan invece un fenomeno legato al flusso idrodinamico che si verifica vicino una superficie evaporante o condensante esposta all atmosfera Gli effetti foretici e il flusso di Stefan si verificano a pochi cm dalla superficie mentre per distanze inferiori al mm la deposizione regolata dalla teoria dello strato quasi laminare Questi processi sono influenzati dalla concentrazione degli inquinanti dagli effetti di turbolenza dell aria vicino alla superficie recettrice e dalle carateristiche della superf
153. nte del vento l umidit relativa l intensit della radiazione sdare la conformazione del territorio la forma e l orientamento delle valli la distanza dalla costa l intensit e l abbondanza delle precipitazioni umide E quindi facile intuire che le percentuali di bioaccumulo possano essere piuttosto variabili sia nel breve che nel lungo periodo ma allo stesso tempo indicarci l efficienza dell intero sistema di biomonitoraggio Il fenomeno del dilavamento del muschio ha una significativa influenza sia per il Mn che per altri metalli Un primo gruppo di elementi A Cu Ni e Pb non sembrano essere seriamente influenzati dai fenomeni di lisciviazione In condizioni meteorologiche normali l efficienza di captazione di questi metalli abbastanza stabile Per Zn Cd e Cr la lisciviazione un processo importante mentre Hg e Mn risultano essere metalli fortemente lisciviabili La variazione del bioaccumulo percentuale per questi due metalli molto elevata Le deposizioni umide rappresentano la principale causa dei fenomeni di lisciviazione degli elementi metallici i tessuti muscinali che avvengono in maniera diversa in base all intensit delle precipitazioni stesse E evidente che quando l acqua piovana passa attraverso il muschio lentamente il processo di captazione dei metalli grazie anche alla alta capacit di ritenzione idrica dei muschi molto efficace al contrario quando le precipitazioni umide attraversano il muschio veloce
154. ntificare gli impatti degli inquinanti residui sui soggetti che presumibilmente ne possano ricavare alterazioni o addirittura danni indicati spesso con il termine di esternalit EC 1996 Nel caso specifico della termodistruzione lo scenario complicato_oltre che dall ampiezza delle scale spaziali e temporali con cui gli inquinanti interagiscono con l ambiente dalla presenza di tossici persistenti e cumulabili quali metalli pesanti e diossine in grado dopo la fase atmosferica di mettersi in moto nei comparti ambientali per sviluppare altri percorsi d impatto Levin A et al 1991 Giuliano et al 1996 Come per tutte le emissioni atmosferiche in quota anche per gli inceneritori la modellistica del trasporto degli inquinanti e l evidenza sperimentale attestano che solo una bassissima percentuale delle emissioni di interesse locale Nel caso specifico della diossina si osservato che meno del 2 rimane nell area che ospita l impianto fino ad una distanza di 8 Km dall impianto stesso Lorber M et al 1998 I risultati di questo tipo di valutazione per cos dire assoluto assegnano alle sostanze di particolare tossicit emesse dall incenerimento rischi estremamente bassi per la salute umana Giuliano et al 1996 Universit Bocconi e Politecnico di Milano 1995 Giuliano et al 1999 la probabilit aggiuntiva di contrarre la malattia indotta della sostanza tossica e dell ordine di 107 10 8 nelle condizioni di valutazione
155. nto da tale metallo Nell intossicazione acuta da fumi e vapori di Cd si ha un quadro clinico caratteristico con sintomi principalmente a carico dell apparato respiratorio che insorgono dopo circa 2 4 ore L evoluzione in genere favorevole nel corso di una settimana L ingestione del metallo pu causare nausea Capitolo 6 vomito epigastralgia coliche e diarrea che possono durare per circa 24 ore Nell intossicazione cronica l inalazione di fumi di ossido di cd per almeno 10 anni pu provocare in alcuni casi enfisema polmonare Il cd si accumula nel fegato e nei reni 5 4 3 Cromo Cr Fondo naturale Aria l erosione da parte del vento la prhcipale fonte incontaminato naturale di Cr nell atmosfera seguono le emissioni vulcaniche e l aerosol marino Nelle aree remote il Cr atmosferico generalmente inferiore a 0 01 ng m mentre in quelle rurali si aggira intorno a 3 ng m Nriagu 1896 Suolo Nelle aree remote il Cr atmosferico generalmente inferiore a 0 01 ng m mentre in quelle rurali si aggira intomo a 3 ng m Nriagu 1896 La maggior parte del Cr della litosfera tuttavia contenuta in tracce nelle strutture di numerosi silicati tra cui olivine orneblende granati e miche in cui il Cr trivalente sostituisce altri ioni metallici Tuttavia questi minerali sono assai rari e di scarsa importanza geochimica Acqua la concentrazione di Cr nell acqua di mare 0 00005 mg l nelle acque dolci superfciali
156. o loco ne OH Con l aggiunta di H questa molecola pu formare un catione particolarmente stabile in grado di legarsi a molecole come il DNA provocando mutazioni e successivamente cancro Le reazioni metaboliche di formazione dell epossido e aggiunta di una molecola d HO fanno parte di tentativi dell organismo di 133 Capitolo 6 introdurre gruppi OH nelle molecole idrofobe come gli IPA al fine di renderle pi idrosolubili e quindi facilmente eliminabili 5 5 7 Bioaccumulo degli IPA Facendo riferimento a quanto detto precedentemente si pu capire l importanza del monitoraggio e del controllo di tali sostanze nell ambiente e soprattutto la fondamentale necessit di comprendere il meccanismo di accumulo e di permanenza di questi composti negli organismi viventi Si detto che la principale caratteristica degli IPA quella di essere composti lipofili cio affini alle molecole apolari E ampiamente provato che negli organismi animali questi composti si accumulino nei tessuti adiposi e soprattutto nel fegato che rappresenta l organo deputato al metabolismo ed all assorbimento dei grassi Le briofite hanno un organizzazione semplice con un corpo vegetativo sprovvisto di organi differenziati fusto foglia radice In particolare l assorbimento idrico non ha luogo attraverso le radici bens tramite l intera superficie aerea della pianta Le cellule delle briofite possiedono una parete formata da polimeri ricchi
157. o si riflette in una diminuzione della loro concentrazione nei muschi per l anno 2002 rispetto al 2003 E importante sottolineare come l accumulo del Hg sia diminuito nonostante questo nel periodo considerato per il 2003 138 Capitolo 8 Fig 8 14 Confronto bivaccumulo metalli nei muschi gennaio luglio 2002 ___ 2003____ gen feb mar apr mag gu lug 139 Capitolo 8 gen feb mar apr mag giu lug gen feb mar apr mag giu lug 140 Capitolo 8 Hg gt apr mag giu lug apr mag giu lug apr mag giu lug 200 00 f 150 00 i 100 00 50 00 0 00 y gen feb mar apr mag giu lg apr mag giu lug 200 00 150 00 i 100 00 50 00 l 0 00 f apr mag giu lg gen feb mar apr mag giu lg apr mag giu lug 141 Conclusioni Definire il quadro della situazione ambientale di un territorio evidenziando anche le emergenze e le criticit ambientali sulle quali concentrare eventuali interventi di risanamento e prevenzione richiede una serie di conoscenze tecnico scientifiche completa ed aggiornata
158. o 8 Fig 6 9 Filtri a maniche Fig 6 10 Camino filtri oltre a svolgere la funzione di depolverazione dei vari effluenti hanno anche la funzione di completare le reazioni di abbattimento degli inquinanti acidi contenuti nei gas L intimo contatto che si viene a creare sulla superficie del filtro fra i reagenti infatti aumentato dallo strato di polveri che si depositano fungendo da supporto per la reazione stessa Nello stesso reattore di abbattimento degli acidi sono introdotti carboni attivi 0 03 Kg tdi rifiuto incenerito che grazie alla loro struttura e alla loro porosit rendono possibile l abbattimento del mercurio e di alcuni composti organici gas cos depurati sono aspirati dal ventilatore fumi il quale provvede ad inviarli al camino Fig 6 10 6 2 Il Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale L approccio metodologico seguito nell implementazione del Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale SIMA applicato all impianto di incenerimento di RSU di Coriano RN rappresenta un percorso procedurale di grande rilievo che a partire dalla puntuale caratterizzazione della fonte di contaminazione si prefigge di studiare il percorso e il destino degli inquinanti nell ambiente al fine di poter risalire al loro impatto sul territorio circostante Di seguito vengono descritte le diverse fasi di approfondimento del sistema 6 2 1 Scelta degli Indicatori Ambientali Nell ambito di un Sistema Integrato di Monitoraggio Ambi
159. o dall inceneritore da poter essere ritenuto non influenzato dalla sorgente di contaminazone Fig 6 11 In tali siti sono predisposte metodologie di controllo delle ricadute in matrici ambientali di diverso tipo deposizioni atmosferiche secche ed umide suolo bioaccumulatori di metalli pesanti allo scopo di avere una molteplicit di dati e poter quindi a seguito di correlazioni ottenere una visione il pi possibile completa dell impatto ambientale La caratterizzazione dei diversi comparti ambientali prevede campionamento e analisi delle deposizioni atmosferiche umide e secche raccolte mediante campionatori wet amp dry DDAS Dry Deposition on Acquatic Surface campionamento ed analisi di campioni di suolo campionamento e analisi di briofite moss bags Nelle matrici ambientali sopra elencate sono state determinate le concentrazioni di metalli pesanti Per quanto riguarda il monitoraggio degli IPA si deciso di compendiare il sistema integrato di monitoraggio ambientale dei metalli quantificando il bioaccumulo in campioni di muschio moss bag esposti in locazione per un mese Fig 6 11 Simulazione della ricaduta e rete di monitoraggio FLA A A A G Distribuzion MET Sa A P 2 ZA S OA e dei venti x amp r pa r Ri SD y Capitolo 8 ala Fonte di contaminazione Analisi del suolo o Centralina meteo Analisidi piante vascolari e Analisi deposizione atmosferiche o Analisi di muschi 6 2 5 Elaborazione dei dati
160. o di frazioni selezionate in concomitanza dello sviluppo della raccolta differenziata della frazione organica sia in termini di quantit di rifuti complessivamente trattati sia riguardo il numero degli impianti Aumentano anche gli impianti di selezione per la produzione di compost e o CDR Complessivamente nel 1999 circa il 74 4 dei rifiuti urbani stato smaltito in discarica il 2 9 stato avviato ad impianti di compostaggio di frazioni selezionate l 8 1 ad impianti di selezione con produzione di compost frazione secca CDR e a impianti di bioessicazione il 7 2 ad impianti di incenerimento il 7 4 ad altre forme di recupero 1 4 Il ruolo della termodistruzione nell ambito delle strategie attuali e future per lo smaltimento dei RSU L incenerimento consiste nell ossidazione del materiale combustibile contenuto nel rifiuto operando ad alta temperatura e con eccesso di ossigeno Tab tecnologia assume ed assumer ancora di pi in futuro un ruolo estremamente importante nel sistema integrato di gestione dei rifiuti sia perch consente una diminuzione notevole del peso e volume del rifiuto sia perch permette di recuperare significative risorse energetiche mutando cos il concetto di rifiuto in fonte alternativa di energia conveniente da un punto di vista energetico considerare il rifiuto come l insieme di 3 componenti Umidit ovvero acqua intimamente frammista al materiale disomogeneo che costituisce il rifiuto
161. o la determinazione dei metalli pe A la quantificazione della ricaduta e della sua distribuzione spazio temporale Analisi del suolo L indagine di questo comparto ambientale pu mettere in evidenza eventuali fenomeni di contaminazione locale oltre a processi di arricchimento direttamente imputabili alla fonte di contaminazione aljA di indicatori biologoc La biovalutazione permette indagini estensive e diffuse sul territorio indirizzate e guidate all approfondimento strumentale o di altre tecniche di monitoraggi consentendo indagini mirate e pi oggettive Prevede la determinazione degli inquinanti considerati nei tessuti di piante vascolari muschi licheni api e altri organismi Elaborazione dati e ricerca di correlazioni La notevole quantit di dati analitici che si ottengono seguendo lo schema del programma di monitoraggio illustrato necessita di una visione di insieme e di una interpretazione sintetica per dare un informazione organica relativa agli impatti ambientali derivante dalla fonte di contaminazione Tale elaborazione del risultati si effettua mediante metodi statistici volti non solo a rilevare eventuali Fattori di Arricchimento dell inquinante considerato in una data matrice ambientale o ad esprimere l andamento nel tempo della sua concentrazione ma anche a riconoscere una correlazione di causa effetto che lega l emissione della sostanza alla presenza riscontrata nell ambiente
162. one Mls 1200 di potenza pari a 1200 Watt dotato di un sistema accessorio per l aspirazione e rimozione dei vapori exhaust module EM 5 La disgregazione prevede l utilizzo di 2 5 cc di HNO3 suprapur al 65 wt Le bombe vengono posizionate su un carrello e inserite nel forno a microonde con un ciclo che prevede prima un irraggiamento al 30 della potenza massima 400 Watt per 4 minuti e poi un ciclo di ventilazione a potenza zero di 5 minuti per portare le bombe a temperatura ambiente Il contenuto di tali bombe viene trasferito in provette Greiner di polietilene portato a volume per pesata a 50 cc e stoccato in frigo in attesa dell analisi Le analisi vengono effettuate sul campione filtrato tal quale per quel che riguarda la frazione solubile e sulla soluzione di mneralizzazione per quel che riguarda la frazione insolubile 117 Capitolo 8 metalli pesanti vengono determinati con le seguenti tecniche analitiche ICP AES modello IRIS fornito da Thermo arrel Ash Corporation del gruppo Thermo Optek e ETAAS 6pettrofotometro Perkin Elmer modello Zeeman 5000 Per quel che riguarda il Hg si utilizzata la tecnica a vapori freddi FIAS 7 2 3 Procedure di controllo Per verificare le validit del metodo stata fatta una prova di controllo della procedura campionamento stoccaggio trattamento del campione ed analisi della deposizione dry utilizzando un materiale certificato MRC NIST 1648 Si tratta di un particolato a
163. onfronto dei tassi di bioaccumulo dei metalli pesanti I dati raccolti nei primi sette mesi del 2003 ci permettono di fare un raffronto tra il bioaccumulo dei metalli pesanti nei muschi verificatosi nei primi sette mesi del 2002 e quello verificatosi nello stesso periodo del 2003 Questo pu servirci per mettere in evidenza come l andamento meteo climatico incida su questo tipo di accumulo e come si sia modificato nel tempo sia in quantit che andamento spaziale Infatti i raffronti sono stati attuati per tutti i metalli considerati e per tutte le sei stazioni di monitoraggio presenti Come si pu notare dalla Fig 8 14 per metalli come Al Mn e Zn notiamo un andamento simile per tutte le stazioni e pi precisamente si verifica un aumento di concentrazioni peri primi tre mesi del 2003 un inversione di tendenza ad aprile ed una diminuzione dei valori di bivaccumulo per i restanti mesi rispetto al 2002 II Cd invece rispecchia un andamento diverso per ogni stazione considerata Subisce una caduta di concentrazione in aprile per le st 1 e 2 avendo contemporaneamente un picco nello stesso mese per la st 4 Per le st 3 e 6 si ha un andamento abbastanza costante nei mesi che per riflette un aumento di concentrazione per l anno 2003 rispetto al 2002 Per il Cr si nota un andamento del tutto simile a quello dell Al per le st 1 2 3 e 6 Perla st 5 ho un forte accumulo nei mesi di aprile e maggio mentre per la st 4 ho alte concentrazioni a genn
164. oni di 2000 3000 ug l e ci contribuisce significativamente sia all innalzamento della piombemia che al deposito nei tessuti Il Pb interferisce con diversi sistemi enzimatici fra quali i pi importanti sono quelli coinvolti nella sintesi dell eme L intossicazione acuta da Pb rara ed dovuta allingestione di derivati solubili oppure ad inalazione di elevate quantit di Pb finemente suddiviso o sotto forma di fumi L intossicazione cronica prende il nome di saturnismo Capitolo 6 possono soprawvenire diverse sindromi pi o meno gavi centrale neuromuscolare ematologia gastrointestinale e renale 5 4 8 Rame Cu Fondo naturale incontaminato Fondo naturale contaminato distribuzione ambientale Aria nelllatmosfera le principali fonti naturali di Cu sono le polveri trasportate dal vento e le eruzioni vulcaniche livelli naturali di Cu nell aria di aree remote sono solitamente inferiori a 0 06 ng m Nriagu and Davidson 1986 Suolo Il cu un metallo che si trova abbastanza comunemente nella litosfera anche allo stato di elemento nativo 0 01 della crosta terrestre Chimicamente il Cu non mai puro contenendo sempre tracce di Ag Fe As e altri metalli E spesso associato a rocce basiche effusive in cui si generato per azione di soluzioni cupifere su minerali di Fe accanto ad Ag nativo in altri minerali di cu calcite zeoliti e altri minerali di media termalit Acqua la concentrazion
165. oo e8 as S oso sis EN oo pos 06 as os 6 si E os 06 os o om Li 18 maro2 969 013 oe os 057 098 tos 038 os8 10 197 102 239 35 _apr 02 308 006 314 56 on 575 89 168 033 201 04 108 152 35 En Fawn _08 poa oa _u os is pa e e a e Fagooz oo o o o 288 e 12 aa CC A E EE os ass o y ue fu e fe 36 eo ox 742 101 0 745 gen 03 52 feb 03 91 mar 03 68 CO MEC CI E CI CS AC RE 31 gos o0 o0 o0 o poi oli ERI lug 03 os i ns si E CI IS ALAN O CI A E ee paa paje gu 00 28 2 2 08 0 uo e s 660 e _si_ _ ws 0 ligan es o ss f o 3560 6817 243 4212 _owoo f oo 26 ze Po s 1024 _nov00 aw tz 219 180 oo te 39 es7 7 es ss se e 338 _dieoo_ 66 58 mn ws 34 ce 279 i po 78 1224 7 12602 181 Fuero o pa poa os a a o Fes pes oo ps pois os di __ e so ICI CI CI ne e a I ea o so a a a 2375 104 2480 949 216 1165 3645 328 250 578 1318 146 1464 2042 268 17 384 ua tem 2195 za s 2170 _00 o 138 2s ts ws s921 tos DC I TI TI I T_T e CE NEC IC N N CI E AI f 607 amp 62 103 94 2356 3028 Provo es 06 228 _i Joe 260 so so IES a acon o ns e N N o RT A E IE IG ono _0 f e 2 _s _ 7 so a ess
166. orma bivalente Le concentrazioni medie di Mn nel suolo si aggirano intorno a 250 500 mg kg Acqua l acque di falda pu contenere da uno a diverse migliaia di ug l di Mn a seconda del luogo Un indagine condotta nel nostro paese nei principali fiumi ha evidenziato tassi elevati di Mn specie nel fume Po Nell intossicazione acuta per ingestione generalmente accidentale di permanganato di potassio si ha una sensazione urente alle vie digestive con vomito sanguinolento ed eventuale edema della glottide Nell intossicazione acuta per inalazione di fumidi ossido di Mn si manifesta una polmonite chimica caratterizzata da febbre e tosse L intossicazione cronica sia per inalazione che per ingestione si manifesta dopo un_periodo variabile generalmente non prima di 2 anni con sintomi vaghi quali malessere astenia disturbi del sonno sordit irritabilit cefalea e tremori 5 4 5 Mercurio Hg 117 Capitolo 6 Fondo naturale Aria Concentrazioni di Hg nell aria di zone remote si incontaminato Fondo naturale contaminato distribuzione ambientale 118 aggirano intorno a 0 005 ng m3 Nriagu and Davidson 1986 processi naturali di degassificazione sono la fonte principale di Hg nell atmosfera cui seguono le emissioni provenienti dalle attivit biologiche di vari microrganismi presenti nei sedimenti marini Suolo il Hg non abbondante in natura 2 7 10 della crosta terrestre tuttavia i suoi minerali si trovano in
167. osi 32 184 use 50 98 745 Dev Std 712 f 0 35 0 97 49 314 f 15 35 f 212 35 79 65 67 59 18 85 59 14 67 0 16 gt gt gt o E o DS gt Tab 8 13Concentrazione di metalli pesanti nei muschi dopo un mese di esposizione mg Kg s s SEUI 1257 0350 U 1508 257 7 018 dic 01 0 20 Tent i 0 30 feb 02 76 0 25 mar 52 0 32 7 apr 0 Y y ns wr AA ri __ mag02 309 08 SI 239 3 507 quiz 777 IN INTE 7 8 E 0 21 ago 02 2778 0 18 0 15 EREN 7 7 1 146 n p z gt lt 0 95 8 9 95 seo 2980 C5 263 MELE DIN 57 a Ci ST 33 E 70 1 18 EE 109 373 15 mard3 CN ES 015 006 257 2350 7 721 015 DIO I ps e A E A anca pere mago 360703035 1 35 8 138 23 380 0207 tu a 00 38 I __ __ a SI a 2261 pos si 23 _ 8 64 50 8 00 novx oz_ _3050_ _07_ _ 48 323 7 68 ws 3 0 gos 252 06 420 2385 m9 mm 98 19 0 vede 387 205245 307 4 2 BI _ 8713237 0 11 s2 131 Capitolo 8 28 1 42 7 153 0 16 0 16 E ott 01 1747 nov 01 1836 dic 01 1819 gen 0 3 5 3077 210 A VELE NN SN A 2217 mar IR MIL MIR EI aa ERI II apro 3995 13 7a 38 or mag 02_ _ 3163 _04_ 73 2353 68 50 82 3 maa 0 40 0 23 0 19 0 19 E pio 12 HE Ei pi 22 2 guo 374 7 ur IE IZ 308 60 108 Eq E
168. ossidrile ed essere a loro volta attivati formando radicali a due atomi di carbonio Se questi radicali liberi a due atomi di carbonio interagiscono a loro volta con una molecola di acetilene C2H2 si forma un radicale a quattro atomi di carbonio il quale a sua volta pu addizionare un altra molecola di acetilene e ciclizzare in modo da produrre un anello a sei componenti Fig 5 1 Reazione tra un radicale libero a due atomi di carbonio e una molecola di Acetilene presente in atmosfera con formazione di un radicale a quattro atomi di carbonio H C CH HC CH H C CHT CH CH 125 Capitolo 6 Fig 5 2 Addizione da parte del radicale a quattro atomi di carbonio di un altra molecola di acetilene e ciclizzazione con formazione di un anello a sei componenti H C CH CH CH HC CH i H H ca ce CH EH ES HC CH pie Y HE C EE A questo punto la perdita di un idrogeno dal carbonio del CH2 pu produrre benzene o in alternativa pu addizionare altre molecole di acetilene dando luogo a catene laterali che formano anelli benzenici condensati supplementari Fig 5 3 Addizione di altre molecole di acetilene all anello benzenico con formazione di anelli condensati supplementari In genere la velocit di formazione degli IPA aumenta con il diminuire del rapporto ossigeno combustibile frammenti spesso perdono qualche atomo di idrogeno che genera acqua dopo essersi combinato con l ossigeno durante le varie f
169. ov 01 1 84 n ST ECU da 108 717 gno 3710 097 737 eco 7238 037 477 marta 1576 070 317 AL MEE I E med m6 os es Oa Ea 5 3 56 45 7 EE 0 47 LEE 771 13 EE eq GE E 073 032 0 18 142 5 0 23 29 5 gu 02 225 ugo 23 2902 51 sett AI 17 3301 37 0 19 90 pone 98 dic 02 SI ie poa o 99 ME 1 nov 7 21 6 EA eq 80 gen 3 se p y ss us 0 05 ZKE 323 mon mar 327 o f 0 CI N DAT 1247 z a sof E IE E 26 ea f 38 os _D_ IL mE 22 n 96 23 ne on pass p o p s pes f oa f_ a pus pss ox nni e SI E CE p r 2 2 1 IN O OI VI MLA IE E E I E LLE NC NC N A DN E N E LS DIO 044 DIES NC oros DC IN I E 029 NC COOL DN N E 035 N 3890203528579 35 023 7 DECO E CI CA TI CI UI II LC LC E 1 O O EC LL BA EI IE DI I E I set02 e o E i E E E LR e E DL E N peas 3088 om 56 32 m9 49 168 wr 05 pr 2965 MC ica ian LA RAS Dunn ac IC BEN NC N NC NE IE NE O E ea pase pd ps 31 par fis pupas po a ole al n IS pa i a pa al 132 Capitolo 8 Fig 8 12 Concentrazione dei metalli pesanti nei michi prima UM e dopo l esposizione mg kg s s 00 00000000 o0 OLOT 133 Capitolo 8 2 o o 134 Capitolo 8 tato calcolab come differenza tra i valori s di contaminazione iniziale concentrazione dei metalli prima dell esposizione e la Il b
170. pione viene essiccato per un tempo di 150 sec campione viene poi decomposto ad una temperatura di 750 C che viene mantenuta costante per un tempo di 120 sec In un tempo di 30 sec un flusso di ossigeno provvede ad eliminare i fumi di combustione e a trasportare vapori di mercurio su di un amalgamatore in oro dove vengono fissati 123 Capitolo 8 Terminato il ciclo precedente l amalgamatore viene istantaneamente riscaldato sopra i 1000 C in modo che il mercurio venga nuovamente vaporizzato in una cella di lettura nella quale viene determinato per via spettrofotometrica in assorbimento atomico La lettura si differenzia in due fasi 1 il detector rileva il valore in concentrazione in un tempo di 5 sec 2 il computer trasforma il valore rilevato nello spettro risultante e calcola la concentrazione di Hg nel campione in un tempo di 45 sec Nel frattempo una pompa raffredda velocemente l amalgama 7 4 3 Preparazione moss bags campionamento trattamento e analisi dei campioni di muschi per IPA La raccolta dei muschi la procedura di pulizia e lavaggio e la realizzazione dei moss bags per gli IPA del tutto analoga a quella esposta precedentemente per i metalli L unica variazione consiste nella quantit necessaria di campione per la preparazione delle reticelle per IPA e di conseguenza nelle dimensioni dei dispositivi di esposizione del muschio La ragione delle differenti dimensioni risiede nel fatto che per l an
171. pirene Il BaP e un comune sottoprodotto della combustione incompleta dei combustibili fossili della materia organica compresi i rifiuti e del legname esso risultto un potente cancerogeno negli animali da esperimento e un probabile cancerogeno per l uomo E un composto che desta notevoli preoccupazioni in quanto si accumula nella catena alimentare il suo valore di log Kow 6 3 simile a quello di molti insetticidi organoclorurati Un secondo esempio di IPA di cui si conosce il potere cancerogeno un idrocarburo a quattro anelli il benz alantracene un antracene in cui e presente un altro anello benzenico fuso a livello del legame a benz a antracene Alcuni IPA che presentano la sostituzione di certi atomi di idrogeno con gruppi metilici dimostrano un potere cancerogeno persino superiore a quello degli idrocarburi da cui derivano Ci si domanda se l esposizione agli IPA possa provocare il cancro nell uomo La risposta e controversa si e no Per oltre 200 anni si e visto che una prolungata esposizione negli ambienti lavorativi a livelli molto elevati di catrame del carbone la cui principale componente tossica il benzo a pirene comporta l insorgenza del cancro nell uomo Nel 1775 la comparsa di tumori allo scroto negli spazzacamini fu associata alla fuliggine che si raccoglieva nelle pieghe cutanee dei loro genitali Attualmente coloro che lavorano negli impianti con forni da carbone coke e produzione di gas manifestano
172. poietico 5 4 4 Manganese Mn Fondo naturale Aria livelli naturali di Mn nell aria di aree remote sono incontaminato 116 solitamente inferiori a 0 010 ng m Concentrazioni di sole 0 0067 ng m sono state misurate al Polo Sud Nriagu and Davidson 1987 Suolo Il Mn un elemento di transizione con caratteristiche metalliche di gran lunga abbondante in natura 0 085 della Fondo naturale contaminato distribuzione ambientale Tossicologia Capitolo 6 crosta terrestre In piccole quantit si trova quasi ovunque e in particolare accompagna i minerali di Fe meno diffusi sono i minerali propri National Accademy of Science 1973 Acqua la concentrazione media di Mn nell acqua di mare 0 002 mg l nelle acque dolci superficiali lt 0 05 mg l WHO 1981 Il Mn in natura quasi sempre collegato al Fe soprattutto nei granuli di limonite Importanti sono le sue leghe e alcuni dei suoi composti utilizzati nei seguenti settori produttivi o Industria vetraria sapone da vetrai di ossido di Mn o Disinfettant permanganato di potassio Aria in aree rurali i livelli di Mn nell aria si aggirano da 0 01 a 0 03 pg m Nriagu and Davidson 1986 Un indagine effettuata su 300 citt americane ha evidenziato che le concentrazioni medie annuali di Mn per 80 dei siti sono inferiori a 0 099 g m mentre il 5 superano gli 0 3 pg m EPA 1975 Suolo Nell acqua e nel suolo il Mn si trova molto spesso in f
173. ra sensibile a ridurre le emissioni di polveri Il sistema di dosaggio prevede una o pi lance polverizzatrici provviste di apposite testine di atomizzazione funzionanti ad aria compressa Fig 6 6 Schema purificazione fumi SCAMBIATORE TUBODI REATTORE DI CALORE VENTURI ELETTRO FILTRO EA O ICARBONATO CARBONE i ATTIVO POLVERI POLVERINO DS miti fumi aventi una temperatura di 270 C all uscita dei generatori di vapore transitano in elettrofiltri Fig 6 7 che provvedono alla loro depolverazione Un determinato numero di elettrodi detti elettrodi di emissione sono posti lungo il percorso dei gas e sono alimentati da una carente continua ad alta tensione al fine di produrre un campo elettrostatico questo provoca la ionizzazione delle particelle di polvere disperse nel flusso gassoso e la conseguente migrazione delle stesse verso elettrodi di captazione che permangono carichi positivamente 103 Capitolo 8 Lo strato di polvere che si deposita sulla superficie di captazione viene rimosso periodicamente mediante un sistema meccanico di scuotimento e la polvere che precipita nel vano sottostante viene asportata mediante un opportuno scaricabre I gas depolverati vengono poi ulteriormente raffreddati da scambiatori secondari posti in coda all elettrofiltro che provvedono ad abbassare la temperatura dei gas stessi fino a 180 C Fig 6 7 Elettrofiltro AMIA e Sistema NEUTREC Il sistema NEUTREC pu
174. rano poi smaltite in discarica senza eccessive precauzioni assieme alle scorie di combustione Pertanto sulla linea dei fumi degli impianti allora in esercizio erano applicati solo sistemi di depolverazione tra i quali aveva particolare rilevanza l elettrofiltrazione per la sua efficienza e convenienza con la quale si conseguivano risultati di polveri all emissione inferiori a 100 mg Nm 81 Capitolo 6 All epoca nessuna normativa imponeva alcun limite di qualit dei fumi all emissione mentre dal 1971 erano in vigore i limiti alle immissioni previsti dal Regolamento di esecuzione della Legge 13 7 1966 n 45 regolamento del 9 6 1971 n 322 Come prassi dell epoca la fissazione di eventuali limiti alle emissioni dai camini era di volta in volta demandata agli appositi Comitati Regionali per l inquinamento Atmosferico 2 2 primi limiti imposti alle emissioni gassose degli inceneritori Negli anni 70 affiorarono nuove e pi complesse problematiche sanitario ambientali connesse con la presenza nei fumi di altri macroinquinanti i gas acidi ritenuti i principali responsabili delle piogge acide e dei conseguenti effetti sui comparti forestali e di macroinquinanti di varia natura diossine IPA idrocarburi vari metalli pesanti relativamente ai quali si apr un crescente e forte dibattito circa l entit delle emissioni e i connessi rischi ambientali e sanitari Si svilupp in contrapposizione l idea del recupero riciclo del RSU
175. reparazione e lecito asserire che la carne e i pesci affumicati o cucinati alla griglia contengono i livelli pi elevati di IPA che si possono riscontrare negli alimenti vegetali a foglia larga come la lattuga e gli spinaci possono rappresentare una fonte ancora p rilevante di IPA cancerogeni per la deposizione di tali sostanze trasportate con l aria sulle foglie durante la crescita 132 Capitolo 6 5 5 6 Approfondimenti sul meccanismo di cancerogenesi degli IPA La ricerca scientifica ha dimostrato che le molecole di IPA non sono di per s agenti cancerogeni Per diventarlo devono andare in contro a trasformazioni attraverso varie reazioni metaboliche che avvengono nell organismo La prima di queste la formazione di un anello epossidico a livello di un legame C C dell IPA Fig 5 5 E possido derivato dal benzo a pirene Rappresenta il primo stadio di trasformazione della molecola durante i normali processi metabolici Successivamente ad una frazione di queste molecole di epossido si aggiunge H20 con formazione di due gruppi OH sui due atomi di carbonio adiacenti Fig 5 6 Addizione di una molecola d acqua all epossido Il doppio legame che rimane nell anello contenente i due gruppi OH subisce successivamente un processo di epossidazione producendo la molecola che rappresenta il cancerogeno attivo Fig 5 7 Epossidazione del doppio legame contenente i due gruppi OH con formazione del composto cancerogeno attiv
176. rici anche se le reazioni e le interazioni che vi avvengono sono molto diverse a causa di processi di natura chimica fisica biologica 94 Capitolo 6 Fig 3 1 Le diverse fasi di approfondimento di un SIMA Scelta degli indicatori ambientali Nell ambito di un Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale necessario che un Indicatore sia scelto in modo tale da essere rappresentativo per ogni matrice studiata Esso deve costituire la spia di un rilascio anomalo nell ambiente e dal confronto tra la sua concentrazione misurata ed i valori di fondo naturale deve essere possibile risalire ad un rapporto di causa effetto Come Indicatori Ambientali sono stati presi in considerazione i metalli pesanti Serie cen ndividuazi one del Life Cycle Inventory LCI applicato ai processi produttivi concentrazione di inquinanti emessi nella registrazione delle caratteristiche tecnologiche e delle condizioni di esercizio dell impianto nel calcolo dei flussi di massa degli inquinanti emessi e dei Fattori di Emissione ed eventualmente nella compilazione di un LCA Tale fase risulta di fondamentale importanza ai fini della definizione degli obiettivi del programma di monitoraggio che vengono individuati sulla base delle pressioni ambientali esercitate dall attivit produttiva in esame Analisi delle deposiz Tramite campionatori prelevare separatamente car e umida in alternativa si pos Bulk che raccolgon
177. rmando i cosiddetti minerali argillosi che permettono agli apparati radicali dele piante di assorbire acqua dal terreno anche in periodi di prolungata siccit Acqua la concentrazione media di Al nell acqua oceanica 0 01 mg l in quella di mare 0 01 mg l e nelle acque dolci superficiali lt 1 mg l cloruri e i solfuri di alluminio sono pochi solubili in acqua ma vengono facilmente idrolizzati dall acqua e quindi trasformati in idrossidi L Al viene impiegato principalmente nei seguenti settori produttivi Capitolo 6 imballaggio di alimenti elettrotecnica esplosivi correttivi del terreno industria conciaria pigmenti mordenti industria vetraria gemmologia industria ceramica laterizi cementifici Fondo naturale Aria l Al considerato uno dei maggiori costituenti delle contaminato polveri aerodisperse provenendo oltre che da fonti naturali distribuzione anche da diverse attivit antropogeniche quali la ambientale combustione di combustibili fossili la produzione di cementi ecc Non si riscontrano significative differenze tra concentrazioni riscontrate in aree rurali e aree urbane mentre ve ne sono tra aree rurali e aree industrializzate Suolo La concentrazione di Al nel suolo varia in un intervallo di 79 317 mg g le piogge acide solubilizzano un quantit significativa di metallo con possibili effetti nocivi sia per la flora che per la fauna Acqua le acque naturali contengono generalmente qu
178. ro ng l tanto da essere considerato una fonte trascurabile di tali composti per l Uomo Si osservato che gli IPA pi grandi si accumulano nei tessuti adiposi di alcuni organismi marini infatti sono stati collegati all insorgenza di lesioni e tumori epatici in alcuni pesci e si ritengono di estrema importanza nella distruzione delle popolazioni dei cetacei Gli IPA presenti nell ambiente provengono da numerose fonti traffico autoveicolare dagli scarichi dei veicoli a benzina e diesel dal catrame dal fumo delle sigarette dalla superficie di alimenti affumicati carni in particolare o cucinati alla griglia dal fumo esalato dalla combustione del legno o del carbone e da altri processi di combustione in cui il carbonio del combustibile non viene completamente convertito in CO e C Vi sono inoltre fonti naturali quali incendi ed eruzioni vulcaniche Sebbene gli IPA rappresentino solo circa lo 0 1 del particolato atmosferico la loro presenza come inquinanti dell aria rimane comunque un problema e molti di 129 Capitolo 6 essi si rivelano cancerogeni almeno per gli animali da esperimento Il pi noto e comune idrocarburo cancerogeno di questo tipo il benzo a pirene BaP che contiene cinque anelli benzenici condensati benzo a pirene pirene Questa molecola viene indicata come un derivato del pirene concettualmente aggiungendo un ulteriore anello benzenico al legame a del pirene si ottiene una molecola di benzo a
179. romatography Analytical and Bioanalytical Chemistry 376 2003 53 60 Colin Baird Chimica Ambientale Zanichelli 1997 Eeva Lisa Viskari Epicuticolar wax of Norway spruce needles as indicator of traffic pollutant deposition Water Air and Soil Pollution 121 2000 327 337 E L Viskari R Rekil S Roy O Lehto J Ruuskanen L Karenl mpi Airborn Pollutantsalong a roadside assessment using snow analyses and moss bags Envirormental Pollution Vol 97 No 1 2 153 160 1997 I Holoubek P Korinek Z Seda E Schneiderov I Holoubkov A Pacl J Triska P Cudlin J C slavsky The use of mosses and pine needles to detect persistent organic pollutants at local and regional scales Envirormental Pollution 109 2000 283 292 J Franzaring Ludger J M van der Eerden Accumulation of airborn persistent organic pollutants POPs in plants Basic and Applied Ecology 1 2000 25 30 K D Wenzel A Hubert M Manz L Weissflog W Engewold G Sch rmann Accellereted solvent extraction of semivolatile organic couponds from biomonitoring samples of pine needles and mosses Analytical Chemistry Vol 70 No 22 1998 4827 4835 Metodiche IRSA CNR Metodi analitici per Acque e fanghi Vol 3 No 64 1998 Metodica EPA Estrazione in bagno di ultrasuoni di composti semivolatili e non volatili da matrici solide No 3550B 1996 Metodica EPA Analisi composti organici semivolatili con sistema GC MS No 8270c 19
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181. rt sull LCA ENEA 2001 Casalicchio G microelementi nell ecosistema terrestre Micronutrienti microutili e microtossici nel suolo nei vegetali negli animali e nell uomo Pitagora Editrice Bologna vol 1 Castellani Sassi Trevssoi Vicini Enea RT Amb 93 01 Castello M Monitoring of airborne metal pollution by moss bags a methodological study Studia Geobotanica 15 1996 91 103 Cenci R M 1 muschi acquatici utilizzati come indicatori e accumulatori di metalli limiti e vantaggi Bollettino della Societ Italiana della Scienza del Suolo 50 2001 633 639 Cenci R M Palmieri F Facchetti S Mousty F Panzeri V Le deposizioni atmosferiche in una microarea valutate utilizzando suoli e muschi Biologi Italiani 28 1998 20 36 Cerburnis D Valiulis D Investigation of metal uptake efficiency from precipitation moss The Science of the Total Environment 226 1999 247 253 DIIAR 1996 Rassegna di dati del Dipartimento di Ingegneria Idraulica Ambientale e del Rilevamento Politecnico di Milano D Lgs n 372 del 4 agosto 1999 Attuazione della Direttiva 96 61 CE elativa alla prevenzione e riduzione integrate dell inquinamento D M n 503 del 19 novembre 1997 Regolamento recante norme per l attuazione delle Direttive 89 369 CEE e 89 429 CEE concernenti la prevenzione dell inquinamento atmosferico provocato dagli impianti di incenerimento dei rifiuti urbani e la disciplina delle emissioni e delle condizioni di combust
182. rumenti possono essere usati per incentivare la prevenzione per scoraggiare pratiche di smaltimento non compatibili con elevati livelli di tutela dell ambiente per riequilibrare i costi di smaltimento ancora troppo bassi con quelli relativi alle attivit di riciclaggio e di recupero Il VI Programma d azione per l ambiente recentemente approvato dalla Commissione Europea riprende nel capitolo dedicato alla gestione dei rifiuti principi indicati nella Strategia ma pone soprattutto l accento sulla necessit di intervenire in maniera pi incisiva sulla prevenzione della quantit e della pericolosit dei rifiuti La Commissione ribadisce che nonostante i progressi ottenuti attraverso la definizione a livello europeo di standard rigorosi per la realizzazione e la gestione degli impianti di smaltimento al fine di ridurre sensibilmente le emissioni e di conseguenza i rischi nonch la determinazione di obiettivi di riciclaggio e recupero per specifici e importanti flussi di rifiuti imballaggi veicoli a fine vita il volume dei rifiuti aumentato e non ci sono segnali di una inversione di tendenza Con l aumentare della ricchezza e della produttivit cresce la domanda di prodotti che tra l altro hanno cicli di vita sempre pi brevi tale situazione determina un aumento della quantit di rifiuti derivanti da prodotti ormai fuori uso e dai relativi cicli di estrazione e di fabbricazione Gli interventi per prevenire la produzione
183. sa origine costrutiva due di queste con una potenzialit di smaltimento pari a 120 t d sono entrate in servizio nell anno 1976 ed il loro adeguamento tecnologico e avvenuto fra gli anni 1990 e 1992 la terza linea di allestimento pi recente stata avviata nell Aprile del 1992 e la potenzialit di smaltimento pari a 200 t d Ogni linea composta essenzialmente dalle seguenti sezioni Alimentazione camera di combustione camera di post combustione caldaia generatore di vapore sezione di depurazione fumi 6 1 1 Alimentazione dei rifiuti La fossa di stoccaggio dei rifiuti Fig 6 1 ha una volumetria totale pari a 14000 m un volume al di sotto delle bocche di scarico di 2100 m e una profondit media di 8 5 m completamente impermeabilizzata e dimensionata per consentire l accumulo di RSU conferiti in tre giorni 135 Capitolo 6 L intero apparato di raccolta dei rifiuti mantenuto in leggera depressione per evitare il rilascio di cattivi odori verso l esterno sul fronte della fossa si aprono sei vani dotati di chiusura a ghigliottina dai quali avviene lo scarico degli automezzi In posizione elevata sono collocati due carroponte che tramite benne idrauliche Fig 6 1 provvedono alla movimentazione dei rifiuti stoccati ed all alimentazione dei forni i rifiuti alimentat giungono in camera di combustione attraverso la tramoggia ed il sottostante condotto di adduzione Completano la dotazione della fossa u
184. secco in flusso di azoto addizionando piccole quantit di diclorometano e continuando a portare a secco dopo ogni aggiunta Si opera in questo modo per almeno tre volte al fine di eliminare il pi possibile la presenza di toluene che potrebbe interferire nell analisi Una volta a secco si raccoglie il campione in 1 ml di isottano e si analizza al gas cromatografo spettrometro di massa Analisi con sistema GC MS L analisi dell estratto viene attuata tamite un sistema interfacciato costituito da un gas cromatografo Hewlett Packard mod 5890 con colonna HP 5MS 30 m x 0 25mm x 0 25um e un detector spettrometro di massa HewleteP ackard mod 5970 Al gas cromatografo si imposta una temperatura da 60a 280 C con una velocit di 10 C min temperatura dell iniettore di 275 C e temperatura dell interfaccia del detector di 280 C Il gas di trasporto l elio e si fissa una pressione in testa alla colonna di 50 kPa con velocit lineare di 35 cms 125 Capitolo 8 Probabilmente in seguito verr provata anche l analisi via HPLC con un rivelatore a fluorescenza che essendo un rivelatore specifico per le sostanze che danno fluorescenza in seguito a eccitazione come gli ipa potr garantire una maggiore sensibilit Lo standard utilizzato per la calibrazione dello strumento e le prove di purificazione in colonna contiene i seguenti Ipa in metanolo Standard Per ora sono state effettuate ripetute prove di recupero
185. ssima per il sito 3 500 m direzione N W rispetto all impianto Il sito 6 5 Km direzione S E dall impianto ritenuto non influenzato dall impianto continua ad essere interessato da una ricaduta di inquinanti minore rispetto alla stazione 3 ma in diversi casi maggiore rispetto alla stazione 1 Dal confronto dei flussi di deposizione effettuati dal primo semestre 2002 allo stesso periodo del 2003 per la stazione 3 si pu vedere come alcuni metalli quali Pb AI e Mn sono diminuiti per ogni mese considerato Per altri elementi come Cd Ni Cu Cr e Zn si verificato un aumento di concentrazione nei mesi primaverili ed estivi soprattutto aprile e maggio Possiamo imputare questa variazione al fatto che mesi di aprile maggio e giugno 2003 sono stati caratterizzati da assenza o quasi di fenomeni di precipitazione che inevitabilmente hanno favorito la deposizione di quei metalli Cu Ni Zn che si trovano maggiormente nella deposizione secca Per quanto riguarda il Hg al contrario ha registrato un aumento nei mesi invernali gennaio febbraio 2003 ed una diminuzione d estate Dall analisi del bioaccumulo dei metalli pesanti in campioni di briofite in generale possibile osservare che gli incrementi della concentrazione dei metalli nei muschi in seguito all esposizione rimangono significativi soprattutto per la stazione 3e 4 tuttavia relativamente ad alcuni metalli in alcune mensilit l errore associato alla misura risulta
186. ssit di mettere a punto specifiche metodiche e di aggiornare quelle gia esistenti per adattarle all evoluzione del settore Al giorno d oggi sono disponibili sia strumenti chimici o chimico fisici che strumenti statistici tali da consentire al chimico analitico di progettare sistemi di controllo degli effluenti di qualsiasi natura di piena affidabilit Va evidenziato che i metodi di rilevamento manuali ed in particolare quelli che riguardano i microinquinanti sono particolarmente condizionati dal sistema di prelievo che deve consentire di campionare correttamente le diverse componenti dell emissione particolato vapore gas In tale studio le operazioni di campionamento trattamento e analisi dei campioni per la determinazione dei metalli pesanti nelle emissioni ai camini dell impianto vengono effettuate seguendo diverse metodologie Metodo UNI n 10263 per il campionamento contemporaneo e successiva determinazione di Cd Cr Cu Hg Mn Ni Pb Zn Metodo M C AR 033 RN Metodo interno ARPA Sezione Provinciale di Rimini per il campionamento e la determinazione di tutti i metalli sopra elencati escluso il mercurio per il quale previsto un campionamento specifico Metodo M C AR 007 RN metodo interno ARPA Sezione Provinciale di Rimini derivante dal Metodo Unichim n 384 per il campionamento specifico e la determinazione del mercurio 7 1 1 Procedura di campionamento 112 Capitolo 8 Le emissioni al camino vengono anali
187. sso ancora non chiaro come vengano rappresentate le deposizioni di corti tempi di esposizione E stato dimostrato che l efficienza di ritenzione di metalli decresce nell ordine Fe gt Mg gt Ca gt K Na mentre per quanto riguarda i metali in traccia l efficienza di ritenzione varia nell ordine Cu Pb gt Ni gt Co gt Zn Mn Il termine uptake accumulo spesso riferito alla quantit totale di metalli che associata ai muschi e che pu essere riferita alla presenza dei metalli intra extra e intercellulari considerando cos anche particelle depositate La componente intracellulare risulta di maggior interesse per gli studi sulla tossicit che sono evidentemente meglio correlabili agli effetti metabolici In modo meno evidente stata correlata la frazione extracellulare in determinate specie di muschio con i flussi di deposizione tuttavia le particelle depositate e di conseguenza gli inquinanti ad esse associati aumentano avvicinandosi alla fonte di contaminazione o vicino ai centri urbani 4 4 1 Metodologie di monitoraggio Le tecniche basate sull utilizzo dei muschi come bioaccumulatori di metalli pesanti sono molteplici utilizzazione dei muschi indigeni in loco non soggetti a nessun tipo di trattamento fino alla determinazione del livello di contaminazione biomonitoraggio passivo Il muschio indigeno rappresenta la memoria passata delle deposizioni di metalli pesanti avvenute nell arco di tempo compreso tra
188. sta analitico ed essendo caratteristici degli effluenti gassosi di inceneritori possono essere considerati traccianti di contaminazione tipici del processo di incenerimento Parallelamente si cercato di approfondire lo studio di composti organici quali gli idrocarburi poliiclici aromatici allo scopo di introdurre altre sostanze significative d inquinamento ambientale all interno del sistema di monitoraggio come ulteriori indicatori d impatto Si sono fatte prove di drogaggio e di recupero dei suddetti elementi Le procedure analitiche utilizzate hanno avuto come riferimento procedure ufficiali nazionali ed CXLII internazionali o procedure messe a punto in ricerche dedicate condotte dal Dipartimento di Chimica Industriale e dei Materiali dal ENEA e dall ARPA risultati ottenuti possono essere cos sintetizzati L analisi dei flussi di deposizione mensili medi relativi all anno 2003 denota un leggero aumento rispetto al 2002 per metalli quali Cd in st 3 e st 6 e Cu e Hg in st 6 Per tutti gli altri metalli in tutte e tre le stazioni si evidenzia una sensibile diminuzione rispetto all anno precedente Analizzando le variazioni temporali nell arco del quadriennio 2000 06 2003 si registra per tutti i metalli e in tutte le stazioni di monitoraggio un decremento nelflusso di deposizione mensile medio Viene inoltre confermata la tendenza di una ricaduta media minore per il sito 1 500 m direzione NE rispetto all impianto e ma
189. ta installazione e collaudo annuale Sono previste inoltre misure periodiche alle emissioni per i metalli e loro composti Cd TI Hg As Sb Pb Cr Co Cu Mn Ni V Sn e per le PCDDs ePCDFs e gli PA Negli ultimi decenni i limiti delle concentrazioni ammesse per le emissioni hanno subito una drastica riduzione inoltre in campo legislativo non esiste pi la suddivisione tra i diversi comparti ambientali acqua aria suolo ma l orientamento quello di operare secondo una visione globale dei problemi al fine di raggiungere una migliore capacit di intervento Si pu prevedere che nei prossimi anni nuove tecnologie attualmente in fase di sperimentazione e sviluppo quali la gassificazione e la pirolisi troveranno un pi alto spazio nel settore permettendo una maggiore possibilit di scelta e di conseguenza un pi elevato grado di ottimizzazione nella definizione della configurazione delle piattaforme di smaltimento In termini energeticoa mbientali esse presentano potenziali aspetti interessanti quali Possibilit di conseguire un maggiore rendimento di conversione del contenuto energetico dei rifiuti attualmente piuttosto limitato negli impianti convenzionali di produzione di energia elettrica mediante l impiego di cicli a turbina a vapore Riduzione delle portate di effluenti gassosi da sottoporre a trattamenti depurativi Miglioramento delle caratteristiche di innocuizzazione e maggiori potenzialit di riutilizzo dei r
190. ta o indiretta nell aria nell acqua o nel suolo di sostanze vibrazioni calore o rumore da fonti localizzate o diffuse dell impianto valori limite di emissione la massa espressa in termini di parametri specifici la concentrazione e o il livello di un emissione che non possono essere superati in uno o pi intervalli di tempo diossine e furani tutte le dibenzop diossine e i dibenzofurani policlorurati che comportino rischi per la salute umana La direttiva specifica anche i limiti di emissione per macro e microinquinanti che vengono riportati in tabella 2 4 Tab 2 4 Valori limite di concentrazione all emissime secondo la Direttiva Europea 2000 76 CE dove Valore medio su Valore medio PARAMETRO Te giornaliero 30 minuti mg m mg m 87 Capitolo 6 1 Il 100 dei valori medi su 30 minuti nel corso dell anno non deve superare i valori limite di emissione elencati in colonna 2 Il 97 dei valori medi su 30 minuti nel corso dell anno non deve superare i valori limite di emissione elencati in colonna 3 Il 95 dei valori medi su 10 minuti nel corso dell anno non deve superare il limite di emissione previsto Valore medio rilevato in un periodo di campionamento di 8 ore Valore medio rilevato in periodo di campionamento minimo di 6 ore e massimo di 8 ore 2 6 I limiti imposti per l inceneritore di Coriano L inceneritore di Coriano Rimini rientra nella casistica degli impianti autorizzati dall autorit
191. te ed estinte nelle sottostanti vasche di spegnimento Nelle stesse termina anche il materiale minuto che passa tra gli interstizi delle griglie grazie ad apposite tramogge e relativi condotti Sia il pozzo scorie che le tramogge sotto griglia sfociano sotto il pelo libero dell acqua della vasca di estinzione scorie non solo per evitare indebiti disperdimenti ma anche per assicurare la tenuta del forno in modo da evitare incontrollati flussi d aria fumi sviluppati dalla combustione sono aspirati da un ventilatore di tiraggio e inviati alla camera di postcombustione Fig 6 3 Fig 6 3 Lay out sistema di combustione rifiuti in ingresso CAMERA DI COMBUSTIONE al recupero energetico i CAMERA DI POST e alla sezione di ak depurazione secondaria COMBUSTIONE aria primaria scorie accese percolato surnatante alla vasca di SPEGNIMENTO SCORIE raccolta acqua di spegnimento STOCCAGGIO SCORIE forni sono dotati di un particolare sistema denominato ECS GrateScanner progettato da FLS Automation che permette il controllo e l ottimizzazione del processo di incenerimento Il sistema GrateScanner fornisce una misurazione interattiva delle temperature predominanti sulla superficie delle scorie sulla griglia della camera di combustione Tutti i dati vengono memorizz i e tramite grafici vengono date tutte le informazioni inerenti lo svolgimento della combustione Il sistema GrateScanner permette un controllo costante delle temperatur
192. te la respirazione La fuliggine soprattutto carbonio grafitico essa formata da minuscoli cristalli ciascuno dei quali composto da pile di strati piani di atomi carbonio che si trovano tutti in anelli benzenici condensati SO grafite La grafite rappresenta l IPA definitivo i piani paralleli di anelli benzenici condensati contengono ciascuno un numero notevole di atomi di carbonio Nella grafite non sono presenti atomi di idrogeno se non alla periferia degli strati quindi le superfici delle particelle di fuliggine risultano ottimi adsorbenti delle molecole gassose Gli idrocarburi policiclici aromatici sono anche importanti inquinanti delle acque e sono generati in quantit notevoli dalla produzione dei distillati del catrame di carbone come il creosoto utilizzato come conservante del legno La lisciviazione degli IPA dal creosoto impiegato per conservare il legname immerso delle banchine per la pesca e per scopi simili rappresenta una significativa fonte di inquinamento per i crostacei come le aragoste In vero all inizio degli anni 80 in alcune zone della costa atlantica canadese fu proibita la pesca delle aragoste proprio per gli elevati livelli di IPA derivanti da tale fonte Gli IPA inquinano l ambiente acquatico anche in seguito alla fuoriuscita di petrolio dalle petroliere raffinerie e dai punti di trivellazione del petrolio in mare aperto Nell acqua potabile il livello rappresentativo ammonta a pochi nanogrammi per lit
193. tente per i metalli pesanti 129 Capitolo 8 Risultati e discussione 8 1 Emissioni atmosferiche Le emissioni atmosferiche associate ad impianti di incenerimento hanno subito negli ultimi anni sostanziali riduzioni riconducibili in primo luogo all applicazione di tecnologie di combustione e di controllo dei gas esausti sempre pi efficienti ma anche a modifiche della composizione dei rifiuti nella direzione che attenua la presenza complessiva di residui tossici e consente processi di ossidazione sempre pi efficienti La considerazione inoltre che il rifiuto solido urbano possa considerarsi risorsa energetica sostanzialmente rinnovabile e che il recupero dell energia possa avvenire con un bilancio di inquinanti tutt altro che sfavorevole all inceneritore ha indirizzato le pi recenti realizzazioni verso impianti ad elevata potenzialit con apparati per il recupero energetico che competono per complessit ed efficienza con le centrali convenzionali D altra parte le modifiche in positivo della composizione dei rifiuti indotte dalle raccolte differenziate che realizzano anche la separazione di sostanze intrinsecamente pericolose non hanno agevolato pi ditanto la complessit delle linee di depurazione chiamate a prestazioni sempre pi spinte con notevoli consumi di energia e soprattutto grazie anche all efficienza degli abbattimenti con produzione di residui ancora molto ricchi di sostanze tossiche Le pi concrete prospettive
194. tico a quello biotico Vi sono anche composti organici assai importanti dal punto di vista del Monitoraggio Ambientale utilizzati spesso come Indicatori Ambientali In particolare i pi studiati sono IPA idrocarburi policiclici aromatici PCB policlorobifenili PCDD policlorodibenzodiossine e PCDF furani A questo proposito la nostra attenzione si focalizzata sul tentativo di implementazione di una rete di mmitoraggio per gli idrocarburi policiclici aromatici in modo da testare la validit di tali sostanze come indicatori L interesse per questi composti dovuto alla loro elevata tossicit sia per l uomo sia per l ambiente la loro solubilit nei tessuti lipidici li rende bioaccumulabili permettendo loro di propagarsi nei vari stadi della catena alimentare 6 2 2 Caratterizzazione della fonte di contaminazione L inceneritore in esame stato studiato con attenzione al fine di individuare gli aspetti pi critici del processo In particolare sono state determinate le concentrazioni dei metalli pesanti nei flussi gassosi convogliati indispensabili per il successivo calcolo dei flussi di massa e dei Fattori di Emissione La registrazione delle caratteristiche tecnologiche e delle condizioni di esercizio la quantificazione dei consumi di risorse materie prime acqua prodotti recuperati e di energia ed ancora le analisi merceologiche del rifiuto in 107 Capitolo 8 ingresso dei residui solidi di combustione scorie e
195. tmosferico della citt di St Louis nel Missouri in cui sono certificate le quantit dei metalli presenti Una quantit nota 117 mg stata cosparsa sulla superficie acquosa del raccoglitore dry che opportunamente coperto stato posizionato in posto buio e asciutto evitando ogni possibile contaminazione per quindici giorni AI termine di questo periodo si trattata la soluzione ottenuta come una normale deposizione seguendo la procedura adottata per i campioni reali e si sono confrontati i valori ottenuti con quelli certificati Tab 7 2 Prova di recovery su materiale certificato MRC NIST 1648 VALORE FRAZ VALORE RECOVERY CERTIFICATO SOLUBILE DET Pb emn 10 60 m0 n pes oa e sa 6 METALLO cd E El Ca LES CI E IC EE NI I risultati di tale prova mettono in evidenza un recupero decisamente elevato per Pb Cr e Cu mentre si ottengono dei recuperi inferiori per Cd e Zn Per quel che riguarda il Ni il recupero medio totale stimato risulta essere tra il 100 e il 120 I valori ottenuti Tab 7 2 sono in linea con quelli riportati in letteratura da chi ha analizzato questo materiale utilizzando una metodica simile a quella del nostro studio 7 3 Analisi del suolo Ai fini dell analisi del suolo sono disponibili numerose metodiche quella utilizzata in questo lavoro la metodica IRSA CNR Quaderno 64 capitolo 10 di seguito descritta 118 Capitolo 8 7 3 1 Campionamento Il campionam
196. to all inceneritore sono inseriti in zone a maggiore ricaduta mentre il sito n 6 pu essere ritenuto sufficientemente lontano tale da poter essere considerato non influenzato dall attivit dell impianto vedi Cap 6 Fig 6 11 La rete di monitoraggio Nelle pagine seguenti sono riportati i flussi di deposizione relativi a ciascun metallo pesante considerato Tab 8 5 8 6 8 7 mettendo in evidenza la tipologia di deposizione umida e secca wet dry le loro rispettive frazioni solubile e insolubile sol ins e la deposizione totale tot Il periodo di monitoraggio comprende gli ultimi sette mesi del 2000 l anno 2001 l anno 2002 ed i primi sette mesi dell anno 2003 112 DI E Tab 8 5 Flussi di deposizione mensili e totali stazione 1 ug m E RETORI 7 ME INCI N mari ss 0 ss2 MEDIA f 1490 los 158 ido f se oo ss BC je pepe _ger0t s36 oo ss Cibo _s00 _19 so Fenta TI RT _giwoi s27 o see igor pos po fons ago 1898 62 1960 setor os2 21 068 or AC A ICI MEDIA so 1054 ooj o a A aoo jos seo a a fa oe Ceo fr _es 7 _mar 01 154 s te ae o pa _ RA 7 oro pr pas po mei iL apro Y doa mag __ Cou __ ie 7 ueno fa ICC IS CI TS ugo Yo _ 4 _ esodo oe IEA _s6 sera _se a se ee odo o pa VCS IC II NE ono IA _s IE _febo Y io 7 _ 7 masi fe
197. to a due contenitori cilindrici sedi dei contenitori di raccolta in polietilene atossico asportabili e contemporaneamente fa da carter di protezione all elettronica di governo ed al gruppo motore 115 Capitolo 8 Fig 7 1 Deposimetio Wet amp Dry a sensore pioggia b sensore livello c Il raccoglitore DRY dotato di una vaschetta in polietilene nel quale mantenuto un livello costante di acqua bidistillata tramite un sistema di pompaggio automatico una coppia di serbatoi ed un circuito di controllo di riempimento pilotato da un sensore a fibra ottica vedi figura 7 1 b e da un complesso di tubicini e di elettrovalvole due sistemi di raccolta per la deposizione umida e secca espongono una superficie costante e ben definita pari a 0 0661 m e 0 0531 m rispettivamente ci permette il calcolo dei flussi di deposizione per unit di superficie ed unit di tempo Il campionatore DDAS ha il grosso vantaggio rispetto ai modelli precedenti di raccogliere la deposizione secca su superficie acquosa L utilizzo di superfici solide per la raccolta delle polveri causa notevoli inconvenienti dovuti alle diverse condizioni cui viene a trovarsi nei vari mesi dell anno la superficie di raccolta nebbia o umidit modificano drasticamente la capacit di adesione delle polveri su di una superficie ed alla difficolt nel recuperare totalmente il campione depositato Diversi studi realizzati dal Dipartimento di Chimica Industriale
198. tto alle altre due stazioni per tutti i metalli considerati La stazione n 6 ha comunque una ricaduta di inquinanti minore rispetto alla stazione n 3 ritenuta essere a pi alto flusso di deposizione Nel primo semestre del 2003 si denota un leggero aumento rispetto al 2002 per Cd in st 3 e st 6 e per Cu e Hg in st 6 Per tutti gli altri metalli in tutte e tre le stazioni si evidenzia una sensibile diminuzione rispetto all anno precedente Bisogner accertare che questi andamenti saranno rispettati anche peri prossimi mesi dell anno in corso Analizzando le variazioni temporali nell arco del quadriennio 2000 06 2003 si registra per tutti i metalli e in tutte le stazioni di monitoraggio un decremento nel flusso di deposizione mensile medio Il fatto che in alcune mensilit taluni elementi ricadono in maggiori proporzioni nella stazione 6 sito di minor ricaduta secondo le previsioni del modello diffusionale pu far supporre che la loro provenienza non sia direttamente imputabile alle emissioni dell inceneritore ma piuttosto ad altre fonti di contaminazioni secondarie quali l inquinamento dei centri urbani o il traffico veicolare Nella cartina sottostante Fig 8 6 vengono evidenziate oltre alle vie di comunicazioni a media e alta densit di traffico anche la presenza di centri abitati nelle vicinanze delle stazioni di prelievo Fig 8 6 Possibili fonti di contaminazione secondarie nell area studiata 120 Capitolo 8 8 2
199. uei metalli Cu Ni Zn che si trovano maggiormente nella deposizione secca Per 121 Capitolo 8 quanto riguarda l Hg al contrario ha registrato un aumento nei mesi invernali gennaio febbraio 2003 ed una diminuzione d estate Ora possiamo cercare di analizzare i flussi di deposizione secca ed umida separatamente e vedere come l andamento delle precipitazioni meteoriche ha influito sulla deposizione delle specie monitorate L analisi in questo caso stata fatta confrontando flussi di deposizione secca ed umida relativa al primo semestre degli ami dal 2001 al 2003 Fig 8 8 Confronto flussi di deposizione wet stazione 3 gennaiogiugno 2001 2003 2001 m 2002 y 20030 gen feb mar apr mag giu 35000 00 30000 00 25000 00 20000 00 15000 00 10000 00 5000 00 0 00 gen feb mar apr mag giu Fig 8 9 Confronto flussi di deposizione dry stazione 3 gennaio giugno 2001 2003 20019 20029 20030 p lt A 0 00 ln 122 Capitolo 8 O CCA dN o y 500 00 m al 0 00 L analisi delle componenti wet e dry conferma quella fatta per le deposizioni totali In generale si osserva una diminuzione di concentrazione nella deposizione umida dal 2001 al 2003 per tutti i mesi e per tutti gli elementi considerati tranne che per Cd e Hg Il primo infatti aumenta la sua deposizione nei mesi di aprile e maggio in accordo con la deposizione totale ed il secondo vede come prima un aumento nei primi mesi del 2003
200. ulcaniche ammonterebbero a 20 10 t anno Nriagu 1978 Suolo il Pb si trova in quantit piuttosto basse sulla superficie terrestre 0 0002 della crosta terrestre e si estrae principalmente dalla galena PbS che quindi il pi importante minerale contenendo l 86 di Pb Acqua la concentrazione del Pb in acque profonde oceaniche circa 0 01 0 02 ug l e g l nelle acque superficiali degli oceani Chow and Patterson 1966 mentre la concentrazione media di Pb nell acqua di mare di 0 031g l e nelle acque dolci superficiali 23 g l L impiego del piombo stato grandemente influenzato dalla crescita dell industria automobilistica la quale responsabile dell utilizzazione di oltre la met del prodotto La produzione di batterie di elementi per accumulatori per automobili impiega la maggior quantit del metallo l altro abbondante consumo di Pb da parte dell industria automobilistica costituito dalla produzione di Pb tetraetile tetraetile che venivano aggiunti alle benzine normale e super per la loro propriet antiodorante Il Pb inorganico biossido di Pb viene usato per la produzione di 121 Fondo naturale contaminato distribuzione ambientale Tossicologia 122 Capitolo 6 smalti per vasellame nell industria ceramica e vetraria Viene impiegato inoltre per la fabbricazione di numerosi prodotti che devono resistere alla corrosione da sostanze chimiche camera Pb per la produzione di S04 e
201. ursori L interazione con l ambiente e i materiali Maggioli E ditore 1991 Morselli L a cura di L incenerimento dei rifiuti Ricognizione sulla realt regionale 1996 1997 Contratto di ricerca Regione E Romagna Assessorato Territorio Programmazione e Ambiente Universit degli Studi di Bologna Dip to di Chimica Industriale e dei Materiali Morselli L Cecchini M Aromolo R Di Carlo V Francaviglia R Galatea L Barilli L Olivieri P Heavy metals determination in Dry surrogate deposition Characterization of urban and natural site Annali di chimica 89 739 746 1999 Morselli L Cecchini M Grandi E lannuccilli A Barilli L Olivieri P Heavy metals in atmospheric surrogate dry deposition Chemosphere 38 4 899 907 1999 Morselli L lannuccilli A Barilli L Francaviglia P Aromolo R Di Carlo V A methodological proposal for monitoring of atmospherical depositions and evaluations of critical load excedance Annali di chimica 88 1998 645 655 Morselli L L incenerimento dei rifiuti Ricognizione sulla realt regionale 1999 Report per Assessorato Territorio Programmazione e Ambiente della Regione Emilia Romagna D CXLVIII Morselli L Passarini F Brusori B Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale applicato ad un inceneritore RIFIUTI La chimica il ciclo di vita la valorizzazione lo smaltimento il controllo ambientale pp 243 259 a cura di Luciano Morselli e Roberto Marassi
202. zionale D M 503 97 il Ministero dell Industria del Commercio e dell Artigianato autorizzazione 006 98 e la normativa provinciale del 621 98 regolamentano le emissioni ai camini del suddetto inceneritore integrandosi tra loro e garantendo un buon livello di protezione ambientale 89 Capitolo 6 Il monitoraggio ambientale L evoluzione e la diffusione delle tecnologie e pi in generale le sempre pi numerose attivit antropiche che costituiscono una minaccia nei riguardi dell ambiente hanno accresciuto negli ultimi tempi l attenzione dei paesi pi evoluti verso le problematiche ambientali La chimica e le tecnologie chimiche contribuiscono in modo determinante a comprendere i processi che intervengono nell ambiente ed a proporre le soluzioni idonee per ridurre e prevenire gli impatti provenienti da attivit produttive industriali e sociali per meglio valorizzare le risorse e per un corretto monitoraggio Il monitoraggio ambientale definito come l insieme delle operazioni che consentono attraverso la rilevazione di una serie opportuna di indicatori ambientali di valutare lo stato di qualit dell ambiente Per il raggiungimento di tale scopo si pu operare con strumentazioni automatiche o semiautomatiche le quali provvedono alla rilevazione diretta dell inquinamento atmosferico monitoraggio convenzionale e conseguentemente la caratterizzazione ed analisi di matrici che interagiscono con l atmosfera e che possono alterare
203. zione geografica rispetto all origine fissata altezza e diametro dei camini velocit media portata e temperatura dei fumi in uscita e al territorio circostante morfologia e rugosit presenza di edifici modelli di simulazione utilizzati sono stati adattati alla zona in cui sorge l inceneritore grazie all immissione punto per punto di dati ambientali che la caratterizzano il territorio stato suddiviso in maglie quadrate per ognuna delle quali sono definiti posizione latitudine e longitudine quota e rugosit Sono inoltre state impostate tutte le caratteristiche degli edifici circostanti posizione rispetto la sorgente distanza e dimensioni altezza e larghezza L elaborazione dati effettuata per mezzo di modelli di diffusione atmosferica fornisce come risultato la dispersione degli inquinanti sotto forma di aree di isococentrazione sovrapposte ad una mappa della zona limitrofa all inceneritore di rifiuti modelli matematici disponibili sono di tipo gaussiano stazionario e sono basati su un equazione che descrive il campo tridimensionale di concentrazione generato da una sorgente puntiforme Il sistema di elaborazione permette inoltre di effettuare alcune scdte o inquinante da considerare o tipologia di calcolo possibile ottenere la distribuzione della concentrazione di inquinante in aria ug Nm3 oppure la deposizione al suolo g m o altezza di riferimento alla quale vengono riferiti i valori delle concentrazioni ca
204. zioni per la prima applicazione dall art 4 del DPR 10 settembre B82 n 915 concernente lo smaltimento dei rifiuti Tali criteri sono basati sull impiego di una camera di postcombustione con i seguenti requisiti Tempo di contatto gt 2 secondi Temperatura 1050 C Tenore di ossigeno libero 26 in volume Velocit media dei gas nella sezione d ingresso gt 10 m sec L unica sostanziale differenza tra i due casi consisteva nella diversa definizione delle condizioni atte ad assicurare la piena turbolenza in camera di post 83 Capitolo 6 combustione al fine di garantire l ottimale ed unibrme combustione in tutti i punti della camera e per tutto il tempo di contatto previsto Poco dopo nel novembre 1985 il legislatore nazionale ha introdotto una prima modifica disponendo l abbassamento del limite minimo di temperatura in post combustione a 950 C Deliberazione in data 2 novembre 1985 del Comitato Interministeriale concernente Modificazioni e integrazioni alle disposizioni per la prima applicazione dell art 4 del DPR 10 settembre 1982 n 915 concernente lo smaltimento dei rifiuti Il ruolo della temperatura in camera di combustione pu essere determinante nel senso che temperature eccezionalmente basse possono determinare incrementi di diossine e di microinquinanti organici in genere mentre temperature al di sopra di un certo livdlo non sembrano avere effetti apprezzabili 2 3 Emanazione della prima normativ
205. zzate con cadenza trimestrale secondo le disposizioni della Delibera Provinciale n 255 1995 Il prelievo viene fatto ad una altezza di 20 metri poich questa posizione soddisfa le specifiche fluidodinamiche richieste dalle diverse metodiche limiti di concentrazione cui i metodi possono essere applicati dipendono dal volume di gas campionato sono calcolati per ogni singolo campionamento e riferiti esclusivamente al campione considerato La durata del campionamento di circa 24h gli effluenti da esaminare vengono prelevati dal condotto mediante una sonda in condizioni isocinetiche velocit di aspirazione uguale alla portata in uscita dei fumi al camino accettando una portata compresa entro l intervallo 10 della portata isocinetica teorica Per questo motivo la prima operazione da effettuare la ricerca di un punto di aspirazione dove non ci siano turbolenze e la velocit dei flussi gassosi convogliati si mantenga il pi possibile costante Il sistema di captazione dei metalli diversificato per i tre metodi considerati e pi precisamente prevede filtrazione su mezzo filtrante capace di separare il materiale particellare dal flusso gassoso e successiva condensa dei vapori metallici Metodo UNI n 10263 assorbimento dei vapori metallici in soluzione diluita di HNO3 all 8 Metodo M C AR 033 RN assorbimento dei vapori di mercurio in soluzione acida di KMnO 0 1N Metodo M C AR 007 RN Durante il campionamento le

Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale. Caso studio

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