bonificare con gli ecosistemi naturali dott. mattia biasioli
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@ Ri – Costruire a (quasi) km 0 - FACTOR20 Viggiano . 22 novembre 2013 Bonificare con gli ecosistemi naturali: riuso e riqualificazione di aree degradate e siti contaminatiTRANSCRIPT
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Ri – Costruire a (quasi) km 0Viggiano . 22 novembre 2013
Bonificare con gli ecosistemi naturali:riuso e riqualificazione di aree degradatee siti contaminati
dott. Mattia Biasioli. Project Manager. Planeta - Seacoop. Torino
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Ri – Costruire a (quasi) km 0Viggiano . 22 novembre 2013
Bonificare con gli ecosistemi naturali:riuso e riqualificazione di aree degradatee siti contaminati
dott. Mattia Biasioli. Project Manager. Planeta - Seacoop. Torino
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Evoluzione dei siti contaminati in Piemonte 2003-2010
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Tecnologie di bonifica del suolo applicate in Italia (Min. Ambiente, 2009)
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Tecnologie di bonifica dei suoli alternative allo smaltimento
• Phytoremediation
• Bioremediation
• Desorbimento termico
• Soil washing
• Soil flushing
• Stabilizzazione/inertizzazione
• …
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Phytoremediation
• Insieme di tecniche di bonifica che prevedono l’uso di specie vegetali ingrado di degradare, estrarre o immobilizzare i contaminanti in suoli,sedimenti e nelle acque
• Le tecniche si differenziano tra loro per azione decontaminante e tipo dicontaminante (inorganico o organico):
1. Fitoestrazione/fitoestrazione assistita2. Fitodegradazione3. Fitostabilizzazione4. Rizofiltrazione5. Rizodegradazione6. Fitovolatilizzazione
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Vantaggi della phytoremediation
• Metodologia di bonifica in situ che utilizza la radiazione solare come unica fonte di energia
• Salvaguarda e ripristina le condizioni di suolo naturale (fertilità del suolo)
• Applicabile su vaste superfici (contaminazione prevalentemente superficiale)
• Economicamente vantaggiosa rispetto a tecniche di bonifica tradizionali (~ 10 €/m3)
• Soluzione permanente
• Positivamente accolta dall’opinione pubblica
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Svantaggi della phytoremediation
• Lungo periodo per raggiungere gli obiettivi di bonifica (anni - decine di anni)
• Rimozione completa del contaminante impossibile, poiché vincolata alla sua biodisponibilità (possibilità di venire a contatto con apparati radicali)
x Il successo della bonifica dipende dalle caratteristiche della matrice (es. pH,Eh, disponibilità di nutrienti ecc.) e dal tipo di contaminanti
x Bonifica limitata alla porzione di suolo, sedimento o acque esplorata dalleradici delle piante
x Alte concentrazioni di inquinanti possono provocare fenomeni di fitotossicità
x Influenzata da fattori climatici
x Alcune tecniche ancora ad uno stadio sperimentale
x Necessita di prove pilota sito-specifiche
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• Tra le tecniche maggiormente applicate per la rimozione di metalli pesanti dasuoli contaminati.
• Piante accumulano metalli nella parte ipogea (apparato radicale) od epigea(fusto e foglie). Piante secernono metallo-riduttasi nella rizosfera,aumentando l’assorbimento radicale dei metalli.
• Efficacia funzione della biomassa prodotta dalle piante.
• Selezione di specie arboree ad alto accrescimento efficaci nell’accumularemetalli; il massimo dell’azione fitoestraente se governate secondo SRF
• La fitoestrazione si presta per metalli con alte frazioni biodisponibili.Ingenerale, Cd, Ni, As, Se e Cu sono molto biodisponibili, moderatamentebiodisponibili Co, Mn e Fe, poco biodisponibili Pb, Cr e l’U.
• Biodisponibilità di un metallo funzione delle proprietà della matrice (pH, Eh, Corganico), della fonte della contaminazione (naturale/antropica) e delle formechimiche dei contaminanti
Fitoestrazione
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Short rotation forestry(SRF)
• specie arboree a rapida crescita • elevata densità d’impianto (6.000-
15.000 piante all’ettaro)• ceduazioni ripetute nel breve periodo
(1-6 anni) • tecniche colturali simili a quelle per
colture agrarie
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• Le piante traslocano i metalli pesanti dal suolo alla biomassa
• La biomassa viene rimossa con ceduazioni ravvicinate (1/2 anni)
• Si produce cippato, destinato a termovalorizzazione
• Si smaltiscono in discarica le ceneri (metalli non volatili)
Phytoremediation tramite SRF
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• Superficie del sito: 148 000 m2
• Sede ex stabilimento industriale Michelin – da riconvertire a parco pubblico
• Contaminazione diffusa nel suolo da metalli pesanti (in particolare Zn, Cu, Pb)
• Scavo di ca. 45 000 m3 per creare una valletta verso il fiume (da progetto P. Latz)
• Necessità di bonificare il terreno di risulta dello scavo
• Approvato progetto di bonifica tramite Phytoremediation con Short Rotation Forestry
• Importo opere bonifica 900.000 Euro rispetto a 4 000 000 Euro prospettati per scavo
e smaltimento
Caso Studio num. 1 – Bonifica area ex Michelin (Parco Dora Torino)
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Michelin – 1907
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Michelin – 1924
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Michelin – 1950
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Michelin – anni ottanta
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• Impianto parcella phytoremediationtramite SRF
• 3 specie testate: Pioppo, Salice, Robinia (3 cloni per specie)
• Attuato protocollo monitoraggio suoli, acque interstiziali, acque profonde, campioni di biomassa (fusto, foglie, radici).
• Sperimentazione analoga in serra
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La biomassa prodotta dopo 1 anno dall’impianto (2013)…
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ParametriDate di prelievo u.m D.Lgs.152/06 CSC
suoli ad uso residenziale
Specie
P S R
Cd01/03/2012
mg/kg
21,0 1,0 1,0
01/04/2013 0,3 0,2 0,2
Co01/03/2012
2017,2 18,3 17,4
01/04/2013 14,8 13,0 14,5
Cu01/03/2012
12058,6 59,9 50,2
01/04/2013 48,6 47,8 44,3
Cr01/03/2012
150120,4 126,5 127,4
01/04/2013 136,6 121,8 133,0
Ni01/03/2012
120121,6 122,4 114,9
01/04/2013 125,3 116,6 117,3
Pb01/03/2012
100125,2 148,4 118,6
01/04/2013 106,1 89,6 90,0
Zn01/03/2012
150256,8 260,5 274,4
01/04/2013 284,6 236,5 243,8
Caso Studio num. 1 – Risultati suoli
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Caso Studio num. 1 – Risultati biomassa
SpeciePioppo Salice Robinia
foglie fusto radici foglie fusto radici foglie fusto radici
Co
mg/kg
n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d
Cd n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d
Cr n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d
Cu 9 7 7 11 8 6 8 8 9
Zn 288 93 61 387 172 79 81 28 27
Pb 5 n.d 4 6 n.d 4 5 n.d 5
Ni 3 3 n.d 7 n.d n.d n.d n.d 6
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Caso Studio num. 1 Conclusioni
• Bonifica tramite SRF con ceduazione, termovalorizzazione e smaltimentoceneri biomassa
• Al completamento fase sperimentale (3 anni), intervento full scale sututta l’area
• Restituzione dell’area a Parco Pubblico (tecnologia di bonificacompatibile con il riuso dell’area)
• Sito sperimentale citato in diversi progetti UE come best practice(Interreg URBAN – SMS, Interreg B-TEAM), nonché su media (LineaVerde – RAI1)
• Sito sperimentale utilizzato anche dal Comune di Torino per valutaretecniche di rivegetazione di aree industriali degradate
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Caso Studio num. 2Bonifica ex industria chimica (TO)
• Ex industria di prodotti chimici, superficie ca. 25 000 m2
• Riqualificazione ad uso commerciale - residenziale
• Contaminazione dei suoli delle aree degli ex parchi serbatoi (fino allafalda – 4 m da p.c.) da BTEX (etilbenzene e Xilene), composti fenolici,idrocarburi leggeri e idrocarburi pesanti
• Proposta tecnica di bonifica tramite scavo, trattamento in biopiledinamiche (bioremediation) e reinterro del materiale scavato
• Studi pilota per dimensionamento del sistema
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Studi pilota in microcosmo – Fase 1 – screening microbiologico
• Prove di incubazione su substrati specifici
• Le prove hanno mostrato un numero di batteri degradatori eterotrofiaerobi pari a 1.75+10 MPN/g. Di questi (rappresentavi della carica totale dimicrorganismi aerobi), buona parte risulta identificata da batteridegradatori di BTEX, pari a 4.50+08 MPN/g.
• Le analisi denotano elevata presenza di cellule batteriche autoctone, lamaggior parte delle quali risultano efficaci degradatori degli inquinantiorganici del sito
• I suoli oggetto di prova hanno mostrato quindi un buon potenziale intermini di biodegradazione.
Buon potenziale «autoctono» dei suoli per la biodegradazione
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Studi pilota in microcosmo – Fase 2 prove di biodegradazione
• Terreno tal quale (nessuna aggiunta di nutrienti)
• Terreno + K2HPO4 Â 3H2O + KNO3
• Terreno + K2HPO4 Â 3H2O + KNO3 + compost
• Terreno + (NH4)2HPO4 + urea
• Terreno + (NH4)2HPO4 + urea + compost
• Nutrienti aggiunti per ottenere un rapporto finale C:N:P = 100:10:1
• Analisi degli inquinanti pre e post - incubazione
Dimensionamento della biopila full scale
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Caso Studio num. 2 Bonifica ex industria chimica (TO)
• Cronoprogramma degli interventi di bonifica: 12 mesi
• Oneri di bonifica complessivi: 988 000 Euro, di cui 540 000 legati altrattamento dei terreni contaminati (17-18 euro/t)
• Scavo di 22 000 m3 di terreno di cui 16 000 da trattare in 2 biopile
• Pre-trattamento per miscelazione con inerti porosi (sabbia e cippato) enutrienti e collocamento terreno in biopila
• Mantenimento condizioni aerobiche tramite aspirazione/insufflazionearia
• Monitoraggio parametri funzionamento della biopila (CO2, O2, CH4, T,umidità)
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Il layout di progetto
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Lo scavo
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Il pretrattamento
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La biopila in teoria…
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…e in pratica
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Top biopila
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base biopila
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scavo completato
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Caso Studio num. 2 Risultati biopile
Denominazione�campioneCSC�siti�uso�Res�Verde
CSC�siti�uso�ComͲInd
Obiettivi�di�bonifica
Biopila�1�Ͳ INIZIO�TRATTAMENTO
Biopila�1�Ͳ INIZIO�TRATTAMENTO
Biopila�1�Ͳ FINE�TRATTAMENTO
Biopila�1�Ͳ FINE�TRATTAMENTO
Data�campionamento 22/01/2013 22/01/2013 19/07/2013 19/07/2013
Parametri
COMPOSTI�ORGANICI�AROMATICI Ͳ ͲͲ ͲͲ ͲͲ ͲͲ
Etilbenzene�(A) mg/Kg�s.s. 0,5 50 30 19,1 11,5 0,025 0,009
Xilene�(D) mg/Kg�s.s. 0,5 50 30 131 81,4 0,597 0,123
FENOLI�NON�CLORURATI Ͳ ͲͲ ͲͲ
Metilfenolo�(oͲ,mͲ,pͲ) mg/Kg�s.s. 0,1 25 2,8 4,5 18 0,57 0,51
IDROCARBURI Ͳ ͲͲ ͲͲ ͲͲ ͲͲ
Idrocarburi�leggeri�(C<12) mg/Kg�s.s. 10 250 30 235 376 1 1
Idrocarburi�pesanti�(C>12) mg/Kg�s.s. 50 750 117 118 36 57
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Caso Studio num. 2 Conclusioni
• Terreno interamente bonificato in situ nell’arco di 7 mesi di trattamento in biopila
• Terreno ricollocato nell’impronta di scavo
• Nessuno smaltimento necessario, nessuna fornitura di terreno per ritombamento impronta di scavo necessaria
• Alla data odierna è in corso la posa dei plinti del futuro centro commerciale sul sito.