Metodi Analitici e Ripristino Ambientale€¦ · A. Tapparo – STAMT, Metodi Analitici e Ripristino Ambientale, 3 Allegato 1 – Criteri generali per l’analisi di rischio sanitario

A. Tapparo – STAMT, Metodi Analitici e Ripristino Ambientale, 1

Metodi Analitici e Ripristino Ambientale

Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il Territorio

Modulo 1

Metodologie di Caratterizzazione e di Bonifica dei Siti Contaminati

Lezione 3

Piano di Caratterizzazione

prof. Andrea Tapparo

Università degli Studi di Padova

Dipartimento di Scienze Chimiche

6° piano, tel. 049.8275178

[email protected]

A.A. 2014/2015

mailto:[email protected]


Indagine Preliminare, D.Lgs. 152/2006 La procedura individuata dal nuovo testo è sinteticamente la seguente:

Se il sito è contaminato in quanto l’analisi di rischio evidenzia un rischio sanitario, allora necessita di bonifica. Gli obiettivi della bonifica saranno calcolati applicando di nuovo un modello di analisi di rischio sanitario sito- specifico.

Confronto con concentrazioni soglia di contaminazione (CSC) (concentrazione limite

tabellate)

No superamento:

sito non contaminato

Superamento: sito potenzialmente

contaminato. Applicazione analisi di rischio per valutare

se il sito è realmente contaminato

Si ricorda che:

Un sito risulta non contaminato se la contaminazione rilevata nelle matrici ambientali risulti inferiore ai valori di concentrazione soglia di contaminazione (CSC) oppure, se superiore, risulti comunque inferiore ai valori di concentrazione soglia di rischio (CSR) determinate a seguito dell’analisi di rischio sanitario e ambientale sito specifica.

Le CSC rappresentano i livelli di contaminazione delle matrici ambientali al di sopra dei quali è necessaria la caratterizzazione del sito e l’analisi di rischio sito specifica, come individuata nell’Allegato 5 alla Parte Quarta del D.Lgs. 152/2006.


Allegato 1 – Criteri generali per l’analisi di rischio sanitario ambientale sito-specifica.

Allegato 2 - Criteri generali per la caratterizzazione dei siti contaminati.

Allegato 3 - Criteri generali per la selezione e esecuzione degli interventi di bonifica e ripristino ambientale, di messa in sicurezza (d’urgenza, operativa o permanente), non che per l’individuazione delle migliori tecniche di intervento a costi sopportabili.

Allegato 4 - Criteri generali per l’applicazione di procedure semplificate.

Allegato 5 – Valore di concentrazione limite accettabili nel suolo e nel sottosuolo riferiti alla specifica destinazione d’uso dei siti da bonificare.

D.Lgs. 152/2006, Parte Quarta, Titolo V Bonifica dei siti contaminati

Allegati


L’Allegato 2, si differenzia profondamente dall’analogo Allegato 2 del DM 471/1999, essendo quest’ultimo molto più dettagliato e recante precisi criteri per la caratterizzazione di un sito. Ad esempio il DM 471/1999 recava anche il numero minimo di campionamenti di suolo ed acque da eseguire in funzione della estensione del sito stesso, le modalità di prelievo conservazione e trasporto dei campioni, i criteri per il controllo della qualità delle operazioni di campionamento ed analisi; etc. L’attuale Allegato 2 invece è molto generico e reca dei passaggi relativi a procedure più di ordine amministrativo che tecnico.

D.Lgs. 152/2006, Parte Quarta, Titolo V Allegato 2 - Criteri generali per la caratterizzazione

dei siti contaminati


Iter della Caratterizzazione

Ricostruzione storica delle attività produttive svolte

Elaborazione del Modello Concettuale Preliminare

e predisposizione di un piano d’indagine ambientale

Esecuzione del piano di indagine e delle eventuali indagini integrative

Elaborazione dei dati raccolti e dei risultati ottenuti

Elaborazione del Modello Concettuale Definitivo

Calcolo CSR mediante Analisi di Rischio

su cui impostare il Progetto Operativo di Bonifica


Piano della caratterizzazione

Descrizione dettagliata del sito e di tutte le attività in corso e pregresse

Individuazione delle correlazioni tra attività svolte e contaminazione

Descrizione delle componenti ambientali nel sito e nell’area influenzata

Descrizione delle condizioni necessarie per protezione ambientale e tutela salute

Presentazione di un piano delle indagini (per definire tipo/grado/estensione della contaminazione)

Si articola in:

1. Raccolta e sistematizzazione dei dati esistenti

2. Caratterizzazione del sito in base ai dati esistenti e formulazione preliminare del Modello Concettuale

3. Piano di investigazione iniziale


Raccolta dei dati

Al fine di ricostruire un’accurata descrizione del sito in esame e raccogliere la documentazione necessaria ad impostare ulteriori indagini, devono essere svolti accertamenti documentali, ispezioni sul sito e sull'area esterna possibilmente interessata dalla contaminazione.

Per avviare lo studio delle caratteristiche del sito e della possibile contaminazione devono essere raccolti tutti i dati e le informazioni già esistenti: la documentazione deve essere raccolta a carico del responsabile della progettazione, organizzata ed analizzata in accordo con i tecnici delle autorità competenti, in modo da corrispondere ai criteri e agli elaborati richiesti per la redazione del Piano della caratterizzazione.


Raccolta dei dati

In base alla tipologia del sito, le informazioni e la documentazione da raccogliere per la progettazione dei successivi interventi comprendono:

tipologia del sito, ad esempio area industriale dismessa, discarica illegale, area industriale in attività, sversamento

mappatura dettagliata dell'area e localizzazione del sito

cartografia storica

uso del sito attuale e destinazione d'uso prevista dagli strumenti urbanistici atti amministrativi e giudiziari riguardanti il sito planimetria degli edifici, impianti produttivi e infrastrutture, sia presenti che smantellati

tipologia ed elenco completo di materiali e sostanze utilizzati per le lavorazioni, riferita al periodo completo delle attività che hanno avuto luogo sull'area, ed in particolare: zone di accumulo dei materiali (liquidi e solidi) sia superficiali che interrate; impianti e infrastrutture sotterranee (quali fognature, tubature, reti di distribuzione)


Raccolta dei dati

eventuali discariche presenti nell’area, con presentazione dettagliata dei dati quali: tipo e volume dei rifiuti, condizioni di impermeabilizzazione e ricoprimento, presenza di percolato, di emissioni gassose, danni alla vegetazione

descrizione dettagliata di tutte le attività (produttive, di stoccaggio, raccolta rifiuti, militari, minerarie,..) svolte sull'area e degli impianti annessi

descrizione e mappatura delle attività di trasporto e delle zone di carico e scarico prodotti e merci

indicazione dell'intervallo temporale di uso degli impianti destinati alle diverse attività o delle attività di discarica

tempi di dismissione dei singoli impianti e/o fabbricati presenti


Raccolta dei dati

Le informazioni riferite al sito dovranno essere corredate dalla caratterizzazione dell’ambiente circostante e del territorio mediante:

caratterizzazione dettagliata geologico-stratigrafica, idrogeologica del sito e dell’area influenzata dal sito

analisi della presenza di pozzi e prelievi di acque sotterranee e relativa cartografia

descrizione dei corpi idrici superficiali

descrizione degli ambienti naturali

serie storiche di rilievi aereofotogrammetrici

analisi delle cartografie storiche

analisi della distribuzione della popolazione residente e delle altre attività antropiche

descrizione delle reti viarie, ferroviarie, principali vie di trasporto

risultati di analisi svolte sulle acque sotterranee, superficiali, sugli ecosistemi dell’area influenzata dalle caratteristiche del sito


Piano di investigazione iniziale

Ai fini della completa valutazione del rischio di inquinamento per l’ambiente naturale, il territorio urbanizzato e del danno per la salute pubblica, dovranno essere condotte analisi del suolo, sottosuolo, acque sotterranee e superficiali e delle componenti ambientali che possono essere state interessate dalla migrazione delle sostanze presenti nella sorgente di contaminazione.

Il piano di investigazione iniziale è mirato a:

verificare l’effettivo inquinamento generato da singoli impianti, strutture e rifiuti stoccati alle diverse matrici ambientali

individuare le fonti di ogni inquinamento, tra cui impianti dismessi, impianti in attività, rifiuti stoccati o suolo contaminato

definire, confermare e integrare i dati relativi alle caratteristiche geologiche, idrogeologiche, pedologiche, idrologiche del sito e ad ogni altra componente ambientale rilevante per l’area interessata

definire accuratamente l’estensione e le caratteristiche dell’inquinamento del suolo, del sottosuolo, dei materiali di riporto, delle acque sotterranee e superficiali e delle altre matrici ambientali rilevanti



Nel piano di investigazione devono essere definiti:

la localizzazione dei punti e i metodi di campionamenti di suolo, sottosuolo, materiali inerti o di riporto, acque sotterranee e superficiali per l’area del sito e l’area circostante che si ritiene interessata dall’inquinamento presente nel sito; la profondità di perforazioni e prelievi; eventuali altre componenti ambientali analizzate

la lista delle sostanze da analizzare; e le metodologie delle analisi chimico-fisiche e di tutte le altre indagini e analisi che siano ritenute necessarie a caratterizzare la presenza e la diffusione dei contaminanti e il loro impatto sull’ambiente circostante e sulla popolazione

punti e metodologie di campionamento adottate per confermare la caratterizzazione ambientale, in particolare geologica, idrogeologica e idrologica del sito e dell’area esterna interessata dai fenomeni di contaminazione



La scelta dell’area oggetto dell’investigazione deve comprendere il sito inquinato ed una porzione di territorio esterna definita, sulla base del modello concettuale del sito, in funzione della mobilità degli inquinanti nelle matrici ambientali interessate, delle caratteristiche idrogeologiche e meteoclimatiche del territorio e delle possibili vie esposizione per i bersagli della contaminazione.

La scelta dei punti e delle modalità di campionamento dipende strettamente dalle valutazioni espresse in merito alla possibile contaminazione generata dal sito e all'estensione dei fenomeni di migrazione verso altre componenti ambientali o bersagli.

Non è possibile ipotizzare che il campionamento segua rigidamente metodi statistici, poiché può risultare più accurato ed economicamente conveniente localizzare i punti di campionamento del monitoraggio iniziale nelle zone che presentano criticità in dipendenza dell'organizzazione delle attività produttive, quali ad esempio accumuli di rifiuti, zone di carico/scarico, percorsi delle tubature, serbatoi interrati, o delle modalità di stoccaggio, discariche non impermeabilizzate, accumuli non coperti.


Piano di Caratterizzazione dei siti contaminati

step successivi

1. Ricostruzione storica delle attività produttive

2. Elaborazione Modello Concettuale Preliminare e predisposizione di un piano di indagine ambientale

3. Esecuzione piano di indagine

4. Elaborazione dei risultati

5. Elaborazione Modello Concettuale Definitivo

6. Identificazione dei livelli di concentrazione residua accettabili


Indirette (metodi geofisici)

Dirette (perforazioni, prove di campo e analisi di laboratorio)

Piano di indagine

Ubicazione e tipologia delle indagini


Il Piano d’indagine ambientale

Il Piano d’indagine ambientale ha lo scopo di definire l’assetto geologico e idrogeologico dell’area, verificare la presenza o meno di contaminazione nelle diverse matrici ambientali e sviluppare un modello concettuale del sito

matrici ambientali

La caratterizzazione può essere realizzata per fasi successive

a crescente dettaglio, focalizzate sull'approfondimento dei temi e delle

criticità emerse.


Ubicazione dei punti d’indagine

Ubicazione soggettiva (judgemental sampling)è basata su informazioni (dati storici e ispezioni dirette) che permettono d’identificare univocamente i maggiori centri di pericolo. L’ubicazione è pertanto finalizzata a ricercare nel sito le peggiori situazioni, precludendo qualsiasi interpretazione statistica.

Ubicazione casuale (random sampling) i punti vengono posizionati arbitrariamente all’interno dell’area di studio; tale metodo si applica solo in presenza di una contaminazione omogenea del sito (ad esempio un ammasso di rifiuti omogenei). Ubicazione sistematica a griglia (systematic grid sampling) si ottiene suddividendo l’area in un reticolo a maglia regolare nei cui nodi vengono ubicati i punti d’indagine. Le dimensioni dei lati della maglia vengono stabiliti in base all’ampiezza dell’ area di studio e dal numero di campioni che si vuole ottenere. Tale metodo trova applicazione in tutti i casi in cui il livello di contaminazione non è noto.

Ubicazione sistematica casuale (systematic random sampling) si ottiene suddividendo l’area in un reticolo a maglia regolare (quadrate o triangolari) e ubicando i punti casualmente all’interno della cella.


Campionamento soggettivo basato sul modello concettuale preliminare (judgemental sampling) la scelta del numero e della distribuzione dei campioni è basata sulla conoscenza del sito oggetto di indagine, che ha consentito di formulare un modello concettuale preliminare, nonchè sul giudizio professionale. Tale criterio può essere utilizzato sia come tecnica di campionamento vera e propria, sia come primo step in un piano di campionamento più complesso. La sua efficacia si rivela soprattutto nel caso in cui sia elevato il livello di conoscenza sul sito in esame; presenta, invece, difficoltà quando applicato in situazioni complesse, o dove esistono scarse informazioni storiche su fatti pregressi.


Campionamento sistematico o su griglia regolare (systematic and regular grid sampling) Fissata casualmente la posizione del primo foro di sondaggio, si procede individuando sul sito in esame una maglia regolarmente distribuita. Una semplice indicazione per l’individuazione di una maglia di campionamento quadrata sul sito, consiste nella ricerca della distanza tra due linee successive della griglia. Tale distanza può, ad esempio, essere calcolata come:

G = (A/n)½

nella quale: G è la distanza cercata, A è l’area del sito in esame, n è il numero di campioni da prelevare



Campionamento combinato (Ranked set sampling) Combina il campionamento casuale semplice con le conoscenze ed il giudizio degli esperti, accrescendo la possibilità di selezionare campioni rappresentativi del fenomeno e riducendo il numero di campioni prelevati ed esaminati con metodi costosi, a vantaggio di campioni esaminati in situ con strumenti portatili e a bassi costi. Il primo step di applicazione consiste nell’isolare, sulla base del random sampling, m unità di campionamento prelevando ed esaminando, con procedure speditive, r campioni per unità selezionata. Gli r campioni vengono poi suddivisi in classi in base alla concentrazione. Selezionata una classe per ogni unità, sono effettuate misure di precisione sul campione individuato al fine di stimare i parametri della popolazione da cui proviene.


Campionamento a cluster adattativo (adaptive cluster sampling) A differenza del precedente metodo, è un sistema efficace ed economico per delineare la posizione dei plume di inquinamento in un sito di interesse. Ad esempio, sulla base dei risultati di un random sampling nel quale la dimensione del campione sia fissata, per ottenere con un certo margine di confidenza il valor medio della concentrazione di un determinato inquinante in un sito, l’adaptive cluster sampling prevede, in tornate di analisi successive, di meglio definire i valori di concentrazione che superino una prefissata soglia


Adaptative cluster sampling (a) campionamento iniziale, (b) risultato finale del campionamento


Campionamento stratificato

Le unità di campionamento, ovvero il numero e la posizione dei campioni, vengono determinate dopo aver suddiviso la popolazione indagata in strati che non si sovrappongono o in sub-popolazioni che si ritiene siano caratterizzate da una maggiore omogeneità . Un pregio del procedimento consiste nella strutturazione che esso introduce nell’indagine. Aspetti della strutturazione sono: la garanzia che il campionamento avvenga in zone omogenee e la riduzione delle variabili contemporaneamente esaminate. Tuttavia, la complessità di molti casi operativi non consente di realizzare la classificazione necessaria all’applicazione di uno stratified sampling che garantisca di individuare strati distinti e separati.


Campionamento stratificato in base alla conducibilità


Campionamento composito (composite sampling)

Consiste nel combinare fisicamente diversi volumi di materiale campionato al fine di costruire un solo campione omogeneo. Tale metodo, che può essere usato solo nel caso in cui non si prevedano distorsioni delle misure (ad esempio perdita delle frazioni volatili di un inquinante) per effetto della miscelazione dei campioni, è consigliabile nei casi in cui i costi di analisi siano estremamente elevati se paragonati a quelli di campionamento. Questo metodo, che comporta la perdita delle informazioni relative alla distribuzione spaziale della proprietà campionata, è utilizzabile nel caso in cui tale informazione non sia richiesta

dall’analisi che si sta conducendo.


Step 1: Campione in cono. Mescolare formando un nuovo cono.

Step 2: Appiattire il cono. Dividere il cono in due parti e poi in quattro parti.

Step 3: Rimescolare i quarti, riformare il cono. Ripetere le operazioni almeno 5 volte

Campionamento Composito (Quartizzazione)


I punti di campionamento Il numero minimo di punti di campionamento del suolo, sottosuolo, materiali di riporto suggeriti dall’Allegato 2 al D.M. 471/99.


Campionamento lungo la verticale La necessità di ricostruire tridimensionalmente il grado di contaminazione

è di grande importanza, ma lo è particolarmente in tutti quei casi in cui la natura dei contaminanti e l’interazione di questi con il sistema acquifero determini stratificazioni verticali di concentrazione.

E’ il caso di contaminazione imputabile a composti non miscibili con l’acqua quali i NAPL (Non Aqueous Phase Liquids), che, secondo una comune classificazione in base alla densità relativa all’acqua, possono essere suddivisi in:

• LNAPL (Light NAPL), che sono caratterizzati da una densitàminore dell’acqua e, quindi, tendono a galleggiare sulla tavola d’acqua

• DNAPL (Dense NAPL), che presentano densità maggiore dell’acqua e tendono in alcuni casi a penetrare in profondità nel sistema acquifero


Comportamento di LNAPL nel sottosuolo

Comportamento di DNAPL nel sottosuolo


Elaborazione di un modello concettuale definitivo dei sito

Il Modello Concettuale Definitivo include:

le caratteristiche specifiche del sito in termini di stato delle potenziali fonti della contaminazione;

grado ed estensione della contaminazione del suolo, del sottosuolo, delle acque superficiali e sotterranee del sito e dell’ambiente da questo influenzato (individuazione dei parametri specifici di rappresentazione;

percorsi di migrazione dalle sorgenti di contaminazione ai bersagli individuati nello scenario attuale (siti in esercizio) o nello scenario futuro (riqualificazione dell’area)


Iter della Caratterizzazione

Ricostruzione storica delle attività produttive svolte

Elaborazione del Modello Concettuale Preliminare

e predisposizione di un piano d’indagine ambientale

Esecuzione del piano di indagine e delle eventuali indagini integrative

Elaborazione dei dati raccolti e dei risultati ottenuti

Elaborazione del Modello Concettuale Definitivo

Calcolo CSR mediante Analisi di Rischio

su cui impostare il Progetto Operativo di Bonifica


Importante per il Piano dei Caratterizzazione

destinazione futura uso del suolo

descrizione assetto idrogeologico puntuale: spessore acquiferi, direzioni flusso, aquiclude, aquitard, valori permeabilità

informazioni su pozzi e/o piezometri nel sito

orientamento carte

analisi granulometriche

campioni per controllo qualità

descrizione specifiche di campionamento (per le acque in relazione alle specie di contaminanti)

indicazioni su sorgenti di contaminazioni

figure tabelle di facile lettura (sintesi contaminazione suoli, carte isoconcentrazioni acque)

definizione bersagli limitrofi al sito (pozzi emungimento, corpi idrici), modelli concettuali


Tecnologie di Bonifica



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