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L’inquinamento da tetracloroetilene in Umbria
L.Peruzzi, N.Morgantini V.Stufara
Le indagini effettuate sulla contaminazione da composti VOC derivano dalle indicazioni fornite dalla Rete Regionale di Monitoraggio (RRM) e rientra nell’ambito dell’attività di competenza del Servizio Acque del Dipartimento Provinciale di Perugia di ARPA Umbria Le attività di indagine hanno interessato una pluralità di siti rappresentati dai punti della RRM che hanno manifestato, negli anni una crescita dei valori di concentrazione dei composti VOC e una stabilizzazione su valori significativi.
Principali obiettivi delle indagini: • definire i livelli di concentrazione dei composti VOC nelle acque sotterranee • perimetrare le aree contaminate
• determinare, in prima approssimazione, la localizzazione delle sorgenti secondarie di contaminazione
• valutare il rischio di contaminazione della risorsa idropotabile
VUM 27 pozzo
“Cantone” uso
idropotabile
VUM 36 pozzo
uso domestico
VUM 7 pozzo
uso domestico
I composti organo-alogenati volatili nelle acque sotterranee in Umbria: indicazioni dalla RRM
Punti della Rete Regionale di Monitoraggio degli acquiferi di interesse regionale
acquifero
punto
Località
Comune mg/l PCE
attuali
mg/l PCE max
anno
anno prima
rilevazione mg/l PCE
trend rischio consumo
umano
correlazione siti
contaminati
Priorità
Media
Valle del
Tevere
MVT33 Schiavo –
Papiano staz.
Marsciano 202 472 2007 2003 19,4 crescita Elevato
(case sparse)
Nessuna A+
MVT37 Z.I. Marsciano Marsciano 8,2 31,6 2007 1998 1,2 crescita probabilmente
basso
Z.I.
Marsciano –
P.B.
B
MVT18 S.Martino in
campo
Perugia 56 179 2007 1998 7,1 diminuzione da verificare
(case sparse)
Balanzano? –
P.B. B+
Valle
Umbra
VUM55 Torchiagina Assisi 26 26 2007 1998 3,0 crescita Molto elevato
(pozzi pubblici)
Nessuna A++
VUM70
Castelnuovo
Assisi
stabile Elevato
(case sparse +
pozzi pubblici)
Nessuna
A+
VUM11 Tor d'Andrea Assisi 15 15 2009 1998 2,3 crescita SI
(Z.Ind.area
vasta?)
S.Lorenzo –
Bastia ? A+
VUM36 Tenne Foligno 40 40 2009 1998 2,9 crescita SI (case sparse +
pubblici)
Nessuna A+
VUM54 Spoleto Spoleto 72 72 2009 1998 68 crescita da verificare –
prob. basso
Nessuna B
ANNO 2008:
Il Direttore del Dip. di PG richiede una valutazione delle concentrazioni di PCE
rilevate sulla RRM, un programma di indagini e un prospetto organizzativo.
PROGRAMMA BIENNALE/TRIENNALE
Rete Regionale di Monitoraggio (RRM) delle Acque Sotterranee in Umbria
• 1998-2010 (D.Lgs 152/99-152/06):
200 punti
acquiferi alluvionali acquiferi carbonatici acquiferi vulcanici
• dal 2011 (D.Lgs 30/09)
215 punti inserimento degli “acquiferi locali”
(depositi continentali, marini e fluvio-lacustri e formazioni torbiditiche)
Densità media 0.2-0.4 punti/Km2
sui corpi idrici alluvionali
Comportamento composti VOC nel sottosuolo e acque sotterranee
Sostanze quali Tetracloroetilene (PCE) e Tricloroetilene (TCE) sono composti organo-alogenati volatili appartenenti alla categoria delle sostanze DNAPL’s
(Dense Non-Aqueous Phase Liquids)
Densità Viscosità Mobilità relativa rispetto all’acqua
Punto di ebollizione
Solubilità in acqua
Costante Henry
Log (Kow)
Log (Koc)
(gr/cm3) (cP) (°C) (mg/l) (atm/M)
Acqua 1 1 1 100 - - - -
Aria 0.0011 0.0018 0.61 - - - - -
TCE 1.46 0.55 2.39 87 1100 12 2.53 1.53
TCA 1.35 0.90 1.50 74 1500 15 2.25 -
PCE 1.61 0.84 1.73 121 200 26 2.88 2.29
Coefficienti di partizione:
• costante di Henry (KH): rappresenta la ripartizione di un composto organico tra fase gassosa e la soluzione acquosa
• coeff. partizione ottanolo (immiscibile in acqua)-acqua (Kow)
• coeff. partizione carbonio organico-acqua (Koc): descrive l’affinità del composto per suolo e sedimenti. Il contenuto di C organico, nella matrice solida e disciolto in falda, rappresenta un elemento cruciale nel controllo del
processo di sorption dei composti clorurati
Comportamento composti VOC nel sottosuolo e acque sotterranee
Comportamento composti VOC nel sottosuolo e acque sotterranee
• Fase libera o separata, risulta immiscibile o parzialmente miscibile in acqua, mobile nei mezzi porosi, rappresenta una sorgente di contaminazione verso le acque sotterranee
• Fase residuale, anch’essa immiscibile o parzialmente miscibile, risulta immobile nei mezzi porosi e rappresenta una sorgente di contaminazione verso le acque sotterranee
• Fase vapore, presente essenzialmente nella zona non-satura, ma può ritrovarsi in piccole quantità (spesso trascurabili) anche nella frangia capillare e disciolta in falda. Presenta elevata mobilità e risalendo verso l’alto può accumularsi al di sotto delle fondamenta di edifici (es. seminterrati, garages, ecc..) o liberarsi verso l’atmosfera
• Fase adsorbita, i composti organici tendono ad essere adsorbiti dalla superficie delle particelle solide dei sedimenti specialmente in presenza di carbonio organico e sostanze umiche. Diversa dalla fase residuale, non ha mobilità mentre è adsorbita e rappresenta una sorgente di contaminazione, anche se trascurabile rispetto le fasi libere e residuali
• Fase disciolta, presente nella zona satura (falda) e nella frangia capillare, mostra elevata mobilità associata al flusso della falda acquifera. Il trasporto del composto contaminante per lunghe distanze dalla sorgente primaria, avviene mediante questa fase e rende quindi l’inquinante disponibile ai differenti potenziali recettori (es. pozzi, sorgenti)
Comportamento composti VOC nel sottosuolo e acque sotterranee
“Declorinazione riduttiva”
In alcuni casi, il processo di declorinazione può attivarsi ma non completarsi, fino alla produzione di CO2, e terminare con prodotti intermedi, che possono presentare un grado di tossicità e mobilità anche maggiore rispetto al composto parentale, es:
PCE > TCE > 1,2-DCE / 1,1-DCE > Cloruro di Vinile > Etene > CO2
CONDIZIONI SFAVOREVOLI ALLA
DEGRADAZIONE NELLA MAGGIOR
PARTE DEGLI ACQUIFERI
Densità Viscosità Mobilità relativa rispetto all’acqua
Punto di ebollizione
Solubilità in acqua
Costante Henry
Log (Kow)
Log (Koc)
(gr/cm3) (cP) (°C) (mg/l) (atm/M)
Acqua 1 1 1 100 - - - -
Aria 0.0011 0.0018 0.61 - - - - -
TCE 1.46 0.55 2.39 87 1100 12 2.53 1.53
TCA 1.35 0.90 1.50 74 1500 15 2.25 -
PCE 1.61 0.84 1.73 121 200 26 2.88 2.29
BASSA SOLUBILITA’
+ CONDIZIONI SFAVOREVOLI ALLA
DEGRADAZIONE NELLA MAGGIOR PARTE
DEGLI ACQUIFERI
LUNGHI TEMPI DI RESIDENZA
NELL’AMBIENTE IDRICO
SOTTERRANEO
BASSA CAPACITA’ DI
ATTENUAZIONE NATURALE
ANCHE NEL PIU’ FAVOREVOLE
DEI CASI
PERSISTENZA NEL SISTEMA
IDRICO SOTTERRANEO PER
VARIE/MOLTE DECADI
US E.P.A.
composto
Probabili effetti sulla
salute, con esposizione a
lungo termine, per
concentrazioni in acqua
superiori a quelle limite
(US-EPA, 2012)
Potenziale rischio cancerogeno
del composto
(World Health Organization,
2011)
Tetracloroetilene
aumentato rischio di
cancro probabile cancerogeno
Tricloroetilene
aumentato rischio di
cancro probabile cancerogeno
1,1,1 Tricloroetano
problemi a sistema
nervoso, fegato e
circolazione sanguigna
teratogeno
U.S.A.: Produzione di TCE e PCE
Circa 300mila tonnellate
Circa 100mila tonnellate
Circa 350mila tonnellate
Circa 60mila tonnellate
Europa: volume vendita di TCE e PCE
L’andamento nel tempo delle concentrazioni di PCE e TCE nei pozzi di monitoraggio è generalmente inverso all’andamento dei livelli piezometrici. In genere le concentrazioni più basse corrispondono alla massima morbida dell’acquifero (Aprile-Maggio) mentre tendono ad aumentare durante la fase di magra (Giugno-Ottobre) e, in particolar modo, durante fasi siccitose annuali e pluriennali (nelle falde artesiane il meccanismo è più complesso e dipende dai tempi di ricarica).
La non conoscenza del contesto di “contaminazione territoriale”, faceva si che le variazioni temporali delle concentrazioni rilevate sui punti della RRM fossero difficilmente interpretabili (dato puntuale), anche se basati su una serie di dati decennale Data la densità di pozzi della rete regionale (RRM), non è possibile individuare sorgenti di contaminazione o definire chiaramente pennacchi di contaminazione, da cui la necessità di effettuare indagini più dettagliate
I composti organo-alogenati volatili nelle acque sotterranee in Umbria: indicazioni dalla RRM
La non conoscenza del contesto di “contaminazione territoriale”, faceva si che le variazioni temporali delle concentrazioni rilevate sui punti della RRM fossero difficilmente interpretabili (dato puntuale), anche se basati su una serie di dati decennale. Ciò derivava da un deficit di impostazione iniziale della RRM costituito dalla scelta di non utilizzare, salvo casi particolari per vocazione, punti di monitoraggio all’interno delle aree urbane e industriali. Ciò ha indotto a un errore concettuale per queste sostanze che, puntuali come sorgenti di contaminazione, producono un quadro di contaminazione tipico di quelle ubiquitarie.
I composti organo-alogenati volatili nelle acque sotterranee in Umbria: indicazioni dalla RRM
L’effettuazione di approfondimenti di indagine presuppone la costruzione di una
Rete Locale di Rilevazione (RLR)
Fase di RILEVAZIONE:
Ricostruzione del quadro piezometrico per stabilire la direzione generale di movimento
delle acque sotterranee
Elaborazione di un modello di diffusione del contaminante
Riconoscimento delle zone in cui posizionare i singoli punti di monitoraggio
Verifica dell’esistenza effettiva dei punti tramite sopralluogo diretto e/o interrogazione
del «database pozzi» (strumento disponibile presso Servizio Acque)
FASI SUL CAMPO:
a. Compilazione scheda monografica del punto
b. Misurazione livelli piezometrici
c. Spurgo dei pozzi con controllo della parametri macrodescritittori del campionamento
rappresentativo
d. Prelievo di almeno due aliquote di campione da sottoporre ad analisi
e. Analisi di: conducibilità elettrica, pH, Eh, ossigeno disciolto
Rete Locale di Rilevazione (RLR)
Fase di RILEVAZIONE: tratti salienti
ELEVATO NUMERO DI ACCESSI ALLA PROPRIETA’ PRIVATA, SPIEGANDONE
OGNI VOLTA LA MOTIVAZIONE.
ELEVATO NUMERO DI CAMPIONI A CUI CORRISPONDE UN MAGGIOR NUMERO
DI PASSAGGI ANALITICI
NECESSITA’ DI DISPORRE DEL DATO ANALITICO, PUR NON ANCORA VALIDATO,
NELLE 12 ORE, PER OTTIMIZZARE TEMPI E COSTI DELL’ATTIVITA’ DI
RILEVAZIONE (che, nel caso contrario, determina la necessità di acquisire un
numero ridondante di campioni, con aggravio del carico di lavoro sia per il
Laboratorio, sia per chi opera sul campo, nonché un notevole allungamento dei
tempi della campagna).
I DATI DEVONO ESSERE GEOREFERENZIATI E CARTOGRAFATI IN TEMPO
REALE IN MODO DA DISPORRE DI PLANIMETRIE SEMPRE AGGIORNATE
Rete Locale di Rilevazione (RLR)
Fase di RILEVAZIONE: OBIETTIVI
PERIMETRAZIONI (in ordine di priorità):
AREA IN CUI LE CONCENTRAZIONI DELL’INQUINANTE SUPERANO I LIMITI
POSTI DAL D.Lgs.31/2001 (CONSUMO UMANO)
AREA IN CUI LE CONCENTRAZIONI EVIDENZIANO LA PRESENZA DI UNA
SORGENTE SECONDARIA DI CONTAMINAZIONE
AREA IN CUI LE CONCENTRAZIONI DELL’INQUINANTE SUPERANO LE
Concentrazioni Soglia di Contaminazione (CSC, D.Lgs.152/2006, All.5, Tab.2)
COMUNICAZIONE AI SENSI
ART.244, D.Lgs.152/2006
L’impostazione delle varie fasi e i dati, anche parziali, dell’attività di
rilevazione sono comunicati alle Sezioni territoriali
RISULTATI TRIENNALI attività Servizio Acque:
E’ stata rilevata un’area complessiva di circa 100 Kmq
Sono state monitorate oltre 800 captazioni di acque sotterranee
Sono stati raccolti circa 2000 campioni
Sono state riconosciute circa 14 sorgenti secondarie di
contaminazione
In base ai risultati delle rilevazioni sono state emesse 11 ordinanze
sindacali di divieto d’uso delle acque sotterranee
CASISTICA CUMULATA NELLA PROVINCIA DI PERUGIA:
29 CASI – ca.31 SORGENTI SECONDARIE di contaminazione
Sintesi delle caratteristiche di casi da contaminazione da VOC già accertati
Area superamento
CSC
Compromissione
risorse uso pubblico
NUCLEO
ACQUIFERO
Km2
Ampliamento
Area
Principali Dnapl’s coinvolti
Massima
Concentrazione
(mg/l)
1 Riosecco NO PCE – TCE PCE = 60 Accertata
2 S.Giustino
ALTA VALLE DEL TEVERE
5
da rivalutare CT CT = 26 Possibile
1 Borgo Baraglia NO PCE PCE = 650 Nessuna
2 Z.I. Marsciano SI PCE – TCE PCE = 610 Accertata
3 Schiavo NO PCE PCE = 472 Nessuna
4 Balanzano A da rivalutare PCE PCE = 610 Nessuna
5 Balanzano B NO PCE – TCE PCE > 7000 Nessuna
6 Balanzano C SI PCE PCE = 85 Nessuna
7 S.Martino in Campo
MEDIA VALLE DEL
TEVERE
11
NO PCE PCE = 179 Nessuna
1 Zappacenere NO PCE PCE = 100 Nessuna
2 Ferratelle NO PCE PCE = 150 Nessuna
3 Bagianello
CONCA EUGUBINA
10
da rivalutare PCE PCE = 130 Possibile
1 Moncioveta NO PCE PCE = 20 Accertata
2 Torchiagina NO PCE PCE = 1250 Possibile
3 S.Lorenzo NO PCE PCE = 144 Possibile
4 S.Maria degli Angeli NO PCE PCE = 711 Possibile
5 ex ICAP
VALLE UMBRA NORD
19
NO PCE PCE = 208 Possibile
1 Pontenuovo da rivalutare Vari DNAPL’s -- Nessuna
2 Cantone da rivalutare PCE PCE = 24 Accertata
3 Foligno A NO PCE PCE = 75 Nessuna 4 Foligno B
40
NO PCE – TCE PCE = 111 Possibile 5 P.zza d’Armi
VALLE UMBRA
SUD
? ? PCE ? -
1 S.Sabina MONTI PERUGINI < 1 da rivalutare PCE-TCE-FREON11
FREON11 = 32 Accertata
1 CISA Tavernelle NESTORE < 1 da rivalutare PCE – TCE TCE = 307 Nessuna
1 Case Sparse CAINA < 1 da rivalutare PCE PCE = 1100 Nessuna
TOTALE FINALE
~ 85
PCE = Tetracloroetilene TCE = Tricloroetilene
CT = Carbonio Tetracloruro
n.4: Accertata n.7: Possibile n.12: Nessuna
IL CASO
LA VALLE UMBRA
AREA: Valle Umbra Nord
n.5 sorgenti secondarie di
contaminazione
n.2 Campo Pozzi: Petrignano e Bettona,
da cui vengono prelevati in media 600
litri/secondo da due diversi acquiferi
AREA CONTAMINATA di circa 20 Kmq
Area
superamento
CSC per PCE
(Dlgs152/06)
~12 km2
Area
superamento
D.Lgs. 31/01
4.5 km2
VALLE UMBRA CENTRALE: Diffusione della contaminazione da PCE nell’acquifero freatico nella paleo-conoide del Fiume Topino:
perimetrazione delle aree contaminate in sinistra idrografica F.Topino
Area
superamento
CSC
(Dlgs152/06)
~28 km2
Area
superamento
D.Lgs. 31/01
2 km2
(solo “plume
S.G.Profiamma)”
Distribuzione della contaminazione nell’acquifero artesiano tra F.Topino e C.P.Bettona
Schema dei rapporti tra pennacchi di contaminazione “Foligno” e
“S.M.Angeli” nella zona del C.P.”Bettona”
Contaminazione delle captazioni idropotabili
• attualmente non si ha connessione tra C.P. e plume “S.M.Angeli, probabilmente per la maggiore profondità dei livelli produttivi e l’efficace
isolamento di questi”, rispetto alla falda più superficiale oggetto di contaminazione, occorre tuttavia monitorare la situazione con attenzione data la non stazionarietà del fenomeno
ATTIVITA’ PROSSIMA VENTURA:
Alla fine del 2012 l’attività di rilevazione risulterà pressochè conclusa
Dal 2013 si passerà dalla
FASE DI RILEVAZIONE FASE DI VALUTAZIONE
attraverso il monitoraggio dalle Reti Locali di Valutazione (RLV)
Inoltre
La Regione Umbria sta attivando, per la tematica specifica che coinvolge una
vasta porzione del territorio regionale, l’elaborazione di un
PIANO REGIONALE DI AREA VASTA
che affronterà specificamente la questione nel suo complesso per quanto attiene
alla pianificazione sia di utilizzo di tali sostanze, sia per quanto attiene all’uso e
salvaguardia delle risorse idriche sotterranee.
Il tetracloroetilene in Conca Ternana
Il reticolo di monitoraggio afferente alla rete regionale per l’acquifero Conca Ternana è attualmente
costituito da 19 punti.
Prima della revisione della rete ai sensi del D. Lgs 30/2009, il reticolo era costituito originariamente da
33 punti, portati poi a 28 nel 2010, distribuiti in modo omogeneo nel settore orientale, nella fascia
pedemontana e nell’area valliva.
Dal 2007 ad oggi i dati riscontrati evidenziano la presenza diffusa del PCE, in gran parte rilevato nei
punti che ricadono nell’area valliva.
Nelle tavole che seguono sono evidenziati gli andamenti della concentrazione di tetracloroetilene
nell’acquifero Conca Ternana, con particolare riferimento ai limiti di concentrazione relativi alla soglia
di contaminazione:
PCE ≤1.1 microg/L (ai sensi del D. Lgs. 152/06) e ai limiti per la potabilità
PCE+TCE ≤10 microg/L (ai sensi del D. Lgs. 31/2001)
Le regressioni della concentrazione rilevate nel corso degli anni sono presumibilmente legate
alle variazioni del livello di falda soggetto al regime pluviometrico.
Campagna di monitoraggio Primavera 2007
Il PCE è presente nell’80%
dei punti monitorati.
In 7 punti (25%) la
concentrazione supera i
limiti di potabilità
PCE > 10 microg/L
I valori più alti misurati
sono:
CTR5: PCE = 74 microg/L
CTR 9:PCE = 93 microg/L
Campagna di monitoraggio Primavera 2009
Il PCE è presente nell’72%
dei punti monitorati
In 2 punti la concentrazione
supera i limiti di potabilità
PCE > 10 microg/L
I valori più alti misurati
sono:
CTR5: PCE = 16 microg/L
CTR 29:PCE = 13 microg/L
Campagna di monitoraggio Primavera 2011
A seguito della riorganizzazione
della RRM in Conca Ternana
vengono monitorati 19 punti.
Il PCE è presente oltre il limite
di concentrazione soglia di
contaminazione (CSC) in 13 punti.
In 2 Punti supera il limite per la
potabilità
CTR 5: PCE = 12 microg/L
CTR 9: PCE = 19 microg/L
Il caso Polymer
Agosto 2010:
Pozzo P01 (freccia in giallo)
Proprietà: Edison SpA
Utilizzo: acqua utilizzata a scopo
potabile.
Distribuzione:
Villaggio Polymer
Villaggio Campomaggio
(lati sud ed est)
Strada S.ta Filomena
(lato ovest)
PCE > 10 microg/L
Attività d’indagine
A seguito della problematica evidenziata, la Sezione Territoriale ha avviato un’indagine dedicata
effettuando una serie di controlli e sopralluoghi sulle aziende dell’area per appurare eventuali
situazioni di illecito.
37 POZZI
ANALIZZATI
10 pozzi con
PCE< 1,1 µg/L
25 pozzi con
1.1
Programmi e azioni future
1.Alla luce di quanto emerso dalle indagini effettuate e da approfondimenti successivi, la
Provincia di Terni ha richiesto alla Regione dell’Umbria, che ha assentito, un finanziamento
per individuare i confini della contaminazione della falda da tetracloroetilene quale prima
fase di un più articolato studio delle dinamiche che caratterizzano l’acquifero Conca
Ternana.
2.Arpa ha elaborato un progetto di indagine che prevede, in analogia con le esperienze già
sperimentate nella provincia di Perugia, approfondimenti da realizzarsi nelle aree dove,
grazie alla rete regionale di monitoraggio vengono registrati valori di concentrazione
anomali e/o superiori ai limiti di legge previsti dal D.Lgs.152/06.
3.L’obiettivo nella fase di avvio prevede un periodo non inferiore ad un anno di indagine ed
è articolato in varie fasi operative, elaborative e reportistiche, fino alla presentazione e
discussione dei risultati ottenuti, come supporto agli Enti e ai soggetti portatori di interesse.
4.La Provincia di Terni in data 22/08/2012, ha stipulato un Accordo di Programma con i
Comuni di Terni e Narni in cui viene individuata Arpa quale soggetto attuatore delle
indagini specifiche come proposte nel progetto presentato.
5.… ed è in procinto di firmare un Protocollo Operativo con ARPA per l’avvio delle
fasi di indagine.