Bonificare con gli ecosistemi naturali dott. Mattia Biasioli.
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@ Ri – Costruire a (quasi) km 0 - FACTOR20

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Viggiano . 22 novembre 2013
Bonificare con gli ecosistemi naturali:
riuso e riqualificazione di aree degradate
e siti contaminati

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Bonificare con gli ecosistemi naturali dott. Mattia Biasioli. Bonificare con gli ecosistemi naturali dott. Mattia Biasioli. Presentation Transcript

  • Ri – Costruire a (quasi) km 0 Viggiano . 22 novembre 2013 Bonificare con gli ecosistemi naturali: riuso e riqualificazione di aree degradate e siti contaminati dott. Mattia Biasioli. Project Manager. Planeta - Seacoop. Torino
  • Ri – Costruire a (quasi) km 0 Viggiano . 22 novembre 2013 Bonificare con gli ecosistemi naturali: riuso e riqualificazione di aree degradate e siti contaminati dott. Mattia Biasioli. Project Manager. Planeta - Seacoop. Torino
  • Evoluzione dei siti contaminati in Piemonte 2003-2010
  • Tecnologie di bonifica del suolo applicate in Italia (Min. Ambiente, 2009)
  • Tecnologie di bonifica dei suoli alternative allo smaltimento • Phytoremediation • Bioremediation • Desorbimento termico • Soil washing • Soil flushing • Stabilizzazione/inertizzazione • …
  • Phytoremediation • Insieme di tecniche di bonifica che prevedono l’uso di specie vegetali in grado di degradare, estrarre o immobilizzare i contaminanti in suoli, sedimenti e nelle acque • Le tecniche si differenziano tra loro per azione decontaminante e tipo di contaminante (inorganico o organico): 1. Fitoestrazione/fitoestrazione assistita 2. Fitodegradazione 3. Fitostabilizzazione 4. Rizofiltrazione 5. Rizodegradazione 6. Fitovolatilizzazione
  • 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
  • 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) Il successo della bonifica dipende dalle caratteristiche della matrice (es. pH, Eh, disponibilità di nutrienti ecc.) e dal tipo di contaminanti Bonifica limitata alla porzione di suolo, sedimento o acque esplorata dalle radici delle piante Alte concentrazioni di inquinanti possono provocare fenomeni di fitotossicità Influenzata da fattori climatici Alcune tecniche ancora ad uno stadio sperimentale Necessita di prove pilota sito-specifiche
  • Fitoestrazione • Tra le tecniche maggiormente applicate per la rimozione di metalli pesanti da suoli 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’accumulare metalli; il massimo dell’azione fitoestraente se governate secondo SRF • La fitoestrazione si presta per metalli con alte frazioni biodisponibili.In generale, Cd, Ni, As, Se e Cu sono molto biodisponibili, moderatamente biodisponibili Co, Mn e Fe, poco biodisponibili Pb, Cr e l’U. • Biodisponibilità di un metallo funzione delle proprietà della matrice (pH, Eh, C organico), della fonte della contaminazione (naturale/antropica) e delle forme chimiche dei contaminanti
  • Short rotation forestry (SRF) • • • • specie arboree a rapida crescita elevata densità d’impianto (6.00015.000 piante all’ettaro) ceduazioni ripetute nel breve periodo (1-6 anni) tecniche colturali simili a quelle per colture agrarie
  • Phytoremediation tramite SRF • 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)
  • Caso Studio num. 1 – Bonifica area ex Michelin (Parco Dora Torino) • 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
  • Michelin – 1907
  • Michelin – 1924
  • Michelin – 1950
  • Michelin – anni ottanta
  • • Impianto parcella phytoremediation tramite 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
  • La biomassa prodotta dopo 1 anno dall’impianto (2013)…
  • Caso Studio num. 1 – Risultati suoli Parametri Date di prelievo u.m Specie D.Lgs.152/06 CSC suoli ad uso residenziale P Cd Co Cu Cr Ni Pb Zn 01/03/2012 2 01/04/2013 01/03/2012 20 01/04/2013 01/03/2012 120 01/04/2013 01/03/2012 01/04/2013 01/03/2012 01/04/2013 01/03/2012 01/04/2013 01/03/2012 01/04/2013 mg/kg 150 120 100 150 S R 1,0 1,0 1,0 0,3 0,2 0,2 17,2 18,3 17,4 14,8 13,0 14,5 58,6 59,9 50,2 48,6 47,8 44,3 120,4 126,5 127,4 136,6 121,8 133,0 121,6 122,4 114,9 125,3 116,6 117,3 125,2 148,4 118,6 106,1 89,6 90,0 256,8 260,5 274,4 284,6 236,5 243,8
  • Caso Studio num. 1 – Risultati biomassa Pioppo Specie Salice Robinia foglie fusto radici foglie fusto radici foglie fusto radici Co 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 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 Cu mg/kg
  • Caso Studio num. 1 Conclusioni • Bonifica tramite SRF con ceduazione, termovalorizzazione e smaltimento ceneri biomassa • Al completamento fase sperimentale (3 anni), intervento full scale su tutta l’area • Restituzione dell’area a Parco compatibile con il riuso dell’area) • Sito sperimentale citato in diversi progetti UE come best practice (Interreg URBAN – SMS, Interreg B-TEAM), nonché su media (Linea Verde – RAI1) • Sito sperimentale utilizzato anche dal Comune di Torino per valutare tecniche di rivegetazione di aree industriali degradate Pubblico (tecnologia di bonifica
  • Caso Studio num. 2 Bonifica 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 alla falda – 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 biopile dinamiche (bioremediation) e reinterro del materiale scavato • Studi pilota per dimensionamento del sistema
  • Studi pilota in microcosmo – Fase 1 – screening microbiologico • Prove di incubazione su substrati specifici • Le prove hanno mostrato un numero di batteri degradatori eterotrofi aerobi pari a 1.75+10 MPN/g. Di questi (rappresentavi della carica totale di microrganismi aerobi), buona parte risulta identificata da batteri degradatori di BTEX, pari a 4.50+08 MPN/g. • Le analisi denotano elevata presenza di cellule batteriche autoctone, la maggior parte delle quali risultano efficaci degradatori degli inquinanti organici del sito • I suoli oggetto di prova hanno mostrato quindi un buon potenziale in termini di biodegradazione. Buon potenziale «autoctono» dei suoli per la biodegradazione
  • Studi pilota in microcosmo – Fase 2 prove di biodegradazione • Terreno tal quale (nessuna aggiunta di nutrienti) • Terreno + K2HPO4 3H2O + KNO3 • Terreno + K2HPO4 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
  • 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 al trattamento 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) e nutrienti e collocamento terreno in biopila • Mantenimento condizioni aerobiche tramite aspirazione/insufflazione aria • Monitoraggio parametri funzionamento della biopila (CO2, O2, CH4, T, umidità)
  • Il layout di progetto
  • Lo scavo
  • Il pretrattamento
  • La biopila in teoria…
  • …e in pratica
  • Top biopila
  • base biopila
  • scavo completato
  • Caso Studio num. 2 Risultati biopile Denominazione campione CSC siti uso CSC siti uso Obiettivi Res Verde Com Ind di bonifica Data campionamento Biopila 1 INIZIO TRATTAMENTO Biopila 1 INIZIO TRATTAMENTO Biopila 1 FINE TRATTAMENTO Biopila 1 FINE TRATTAMENTO 22/01/2013 22/01/2013 19/07/2013 19/07/2013 Parametri COMPOSTI ORGANICI AROMATICI 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 mg/Kg s.s. 0,1 25 2,8 4,5 18 0,57 0,51 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 FENOLI NON CLORURATI Metilfenolo (o ,m ,p ) IDROCARBURI
  • 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.