Discariche
[ing. R.Cossu]
Caratterizzazione vecchie
discariche [espandi | comprimi]
Padova – Convegno SEP Pollution aprile 2007
La discarica costituisce il ricettore finale dei rifiuti solidi [come il fiume per gli impianti di depurazione dei liquami domestici e industriali]; la contaminazione residua ad essi associata dovrebbe essere abbattuta per effetto dell’attenuazione naturale. Purtroppo non esistono limiti di legge imposti al conferimento riferiti alle caratteristiche biologiche del rifiuto [quali ad esempio “IR”, “Iputr.” anche se i loro metodi di determinazione sono standardizzati].
I diversi sistemi di gestione comportano notevoli differenze sui comportamenti a lungo termine del corpo rifiuti, ad esempio la coltivazione a "discarica aperta" minimizza il periodo post chiusura anche se non permette un'ottima captazione del biogas [vedi anche trattamento del biogas], al contempo consente di limitare l'impatto del percolato sulle diverse matrici ambientali, in particolare la concentrazione di ammoniaca può risultare eccedente i limiti per scarico in acque superficiali anche per 500-600 anni.
Variazione nel tempo della composizione chimica del biogas
Variazione nel tempo della composizione chimica del percolato
Uno dei più grossi problemi ambientali legato all'attuale sistema di gestione dei rifiuti solidi consiste nel fatto che dopo i 30 anni di regolare gestione le questioni legate all’inquinamento residuo [legate anche al deterioramento dei sistemi barriera messi in opera] dovranno essere risolte con risorse pubbliche. Di conseguenza, e questa è anche la logica seguita dalla recente normativa, meglio impermeabilizzo la discarica dall'ambiente esternoi meno problemi avrò in fase di post chiusura con la spiacevole conseguenza dal punto di vista ambientale che alla fine ritroveremo mucchi di rifiuti mummificati dotati ancora del loro carico inquinante! in sostanza l'attuale sistema di gestione dei rifiuti solidi urbani crea futuri siti contaminati
Per saperne di più sull'efficacia dei diversi metodi di gestione di una discarica clicca qui.
DISTANZE IMPATTO
Le diverse emissioni inquinanti provenienti dal corpo discarica andranno ad interessare un'area decisamente più ampia rispetto ai confini dell'impianto di conferimento. Sotto diverse forme i contaminanti [conformemente alle singole caratteristiche di mobilità] si sposteranno per effetto dei gradienti idraulici, termici e di concentrazione, nelle acque, nell'aria e nel suolo; di seguito si riportano le distanze entro le quali determinare gli impatti.
5.0 Km acque sotterranee
1.0 Km acque superficiali
0.1 Km suoli
0.5 Km vegetazione exp.
2.0 Km VOC
La valutazione dei valori di concentrazione al punto di esposizione viene valutata tramite l'impiego di modelli matematici che simulano il comportamento dei contaminanti modellando l'andamento della falda acquifera e considerando tutti i fenomeni naturali che intervengono nel moto di filtrazione quali ad esempio l'adsorbimento o l'attenuazione naturale; un semplice modello per effettuare tali valutazioni è il modello Domenico [i più comuni software per l'analisi di rischio si basano su modelli di mobilitazione analoghi].
PROBLEMATICHE AMBIENTALI ED ECONOMICHE
La gestione della sostanza organica si
configura quale primario impatto ambientale, infatti è la richiesta di
ossigeno necessaria per biodegradare la S.Org che crea i maggiori
problemi di inquinamento [nei terreni e soprattutto nei corpi idrici]
sottraendo in tal modo all'ambiente un componente essenziale alla vita.
E’ per questo che con il Decreto Legislativo del 13 gennaio 2003 n°36 [che
prevede misure di contenimento tali da impedire ogni contatto tra
rifiuti ed ambiente] si costruiscono sì discariche nettamente separate dall'ambiente esterno ma in realtà vengono
creati veri e propri terreni contaminati [APS-Padova, TORINO…].
In figura seguente è riportato in maniera schematica l'andamento del valore patrimoniale di una discarica e l'entità delle emissioni [fonte Mancini et. altri - 2010].
a: avvio gestione operativa; b:esaurimento volumetrie; c: realizzazione copertura provvisoria; d: approvazione della chiusura e avvio della gestione post operativa; e: fine della gestione post operativa
Variazione nel tempo del Valore patrimoniale e delle emissioni
Il percolato prodotto infatti non viene, di norma, ricircolato [ma deve essere opportunamente trattato] anche se proprio il ricircolo del percolato sarebbe, in molti casi, la soluzione migliore per abbattere i tempi di post chiusura date le sue caratteristiche acide che favorirebbero la lisciviazione dei metalli e altre reazioni chimiche di degradazione all'interno del corpo discarica. Il ricircolo del percolato permette inoltre di ripristinare la corretta umidità dei rifiuti (35-65 %) in seguito alla chiusura superficiale favorendo il reinstaurarsi di condizioni favorevoli alla produzione di biogas e di conseguenza alla degradazione dei rifiuti.
SISTEMI MULTIBARRIERA
Di seguito si riporta un breve richiamo ai sistemi multibarriera previsti da normativa:
1° pretrattamento sui rifiuti;
2° copertura [giornaliera e definitiva];
3° reazioni interne [chimiche e fisiche];
4° drenaggi [captazione e
trattamento e biogas];
5° drenaggi [captazione e
trattamento percolato];
6° copertura al fondo;
7° fondo naturale [proprietà fisiche del letto naturale della
discarica, distanza dalla falda..].
DURATA DEI MATERIALI
L'effettiva impermeabilizzazione poi
è funzione della qualità dei materiali utilizzati e dei criteri di posa
utilizzati. Le garanzie in termini temporali fornite dai produttori
spesso appaiono inferiori rispetto ai normali tempi di esercizio.
Ad esempio, per quanto riguarda la l'impermeabilizzazione al fondo, il 10-9 assunto come valore del coefficiente di permeabilità per le argille secondo Darcy è sì il “k” di permeabilità ma solo se risulta sottoposto ad un battente di percolato di 1m. In presenza di un battente pari a 10 metri di percolato ne consegue che il nuovo “k” è in realtà 10-8 m/s. E' quindi evidente che il mancato allontanamento del percolato comporta una diminuzione del coefficiente di sicurezza di un ordine di grandezza (in questo caso) il che non è poco specie se ci sono carenze nel sistema di allontanamento delle acque meteoriche o fratture nella copertura superficiale definitiva.
Quanto riportato in precedenza è una minima parte della documentazione scaricabile gratuitamente dal sito del dipartimento IMAGE [Idraulica Marittima e Geotecnica] dell'Università degli studi di Padova.
CARATTERIZZAZIONE DI
VECCHIE DISCARICHE
Le indagini sono volte a fornire la creazione di un esaustivo quadro
illustrativo del problema in questione e si suddividono in:
- STORICHE
- GEOFISICHE
- GEOGNOSTICHE
- GEOTECNICHE
- RIFIUTI
- PERCOLATO
- IDRAULICA
- BIOGAS
1. STORICHE:
Raccolta di tutta la documentazione preesistente al fine di costruire
un quadro completo delle caratteristiche litostratigrafiche e
idrogeologiche dei terreni in oggetto, indagini e analisi chimiche fin
qui svolte sulle diverse matrici ambientali coinvolte, analisi dei
conferimenti, valutazioni merceologiche dei rifiuti interrati.Raccolta
di tutte le autorizzazioni e concessioni al conferimento, elaborati
progettuali, as built, durata conferimenti, emissioni, bianchi di
riferimento pre-conferimenti, volume totale stimato, analisi chimiche
pregresse.
2. GEOFISICHE:
Indispensabili per definire i limiti fisici del conferimento, accumulo
ed eventuali fuoriuscite di percolato. Esistono tre sistemi molto
efficaci:
a] TOMOGRAFIE ELETTRICHE: misure
di conducibilità elettrica [la quale è maggiore nel corpo rifiuti
rispetto al terreno circostante] sono abbastanza semplici da eseguire,
tramite elettrodi infilati nel terreno e conseguenti misure a diverse
profondità della resistività elettrica (inverso della conducibilitàè),
sono ottime per verificare eventuali uscite di percolato. [+ semplici].
b] VELOCITA’ SISMICHE: le
velocità sismiche sono minori nel corpo rifiuti data la non minor
compattazione rispetto ai sedimenti circostanti. Si crea una
percussione impulsiva nel piano campagna e si misura la velocità di
propagazione delle onde sismiche. E' possibile in tal modo definire con
precisione i confini del corpo rifiuti, viene evidenziata inoltre la
differenza tra copertura superficiale, corpo rifiuti, copertura di
fondo [- semplici].
c] ELETTRO-MAGNETICHE determinato
dalla superficie, viene creato un potente campo magnetico per poi
stimare la resistenza elettrica del corpo rifiuti. [++ semplice].
3. GEOGNOSTICHE:
Esecuzione di sondaggi geognostici con prelievo di campioni
indisturbati per l'esecuzione di analisi chimiche e concomitante
realizzazione di piezometri con campionamento di acque
e livelli di falda.
4. GEOTECNICHE:
Prove di resistenza a compressione e taglio, nonché compressibilità
edometrica per valutare le deformazioni.
5. RIFIUTI:
Sul corpo rifiuti devono essere svolte due tipi di indagini:
a] COMPOSIZIONE MERCEOLOGICA
[vaglio e poi analisi] indispensabili per valutare lo stato di
degradazione, il profilo dell’umidità, la granulometria tramite scavo
aperto + materiale.
b] TEST SUI RIFIUTI
- umidità [per valutare la velocità di degradazione della S.Org]
- solidi volatili [per valutare il contenuto di S.Org.]
- test respirometrico [S.Org biodegradabile mgO2/gst]
- test di cessione [rilascio delle varie sostanze per idrolisi in acqua
distillata per la determinazione del BOD, COD e in acido acetico per la
determinazione dei METALLI
6. PERCOLATO:I parametri da analizzare
per caratterizzare correttamente il percolato sono: la Temperatura, pH,
Conducibilità elettrica, COD, BOD, acidi volatili, Azoto ammoniacale, N
nitroso, N nitrico, N organico, non sono parametri presenti nella
152/06 ma sarebbe il caso di prenderli in considerazione in
quanto la loro conoscenza permette di formulare molte considerazioni in
merito all'età della discarica e ai trattamenti di bonifica da
intraprendere; solfati cianuri, SS, S disciolti, Metalli.
7. TEST IDRAULICI:
Individuano gli accumuli di percolato, le falde sospese, eventuali
sovrapressioni [per presenza di biogas], conducibilità idraulica K,
coefficiente di immagazzinamento.
Paragono le discariche ad un acquifero confinato.
Vengono eseguiti:
TEST DI POMPAGGIO : estrazione/immissione di una portata pari
a 0.5 l/s con misurazioni piezometriche nel pozzo e in quelli
circostanti per valutare il k.
SLUG TEST: vale per il solo pozzo in questione.. emungo a
portate differenti poi confronti il comportamento con grafici esistenti
e ricavo i parametri che mi interessano; gli errori che si commettono
sono dovuti principalmente a problemi di sovrapposizione grafica con i
grafici esistenti.
8. BIOGAS:
Eseguite per valutare l’ENTITA’ e la COMPOSIZIONE delle emissioni
gassose dal corpo discarica, eseguite con strumenti portatili o
prelievo di campioni da inviare ai laboratori. prove con CAMERA STATICA
oppure da POZZI O PIEZOMETRI.
Tutte queste prove sono indispensabili sia per valutare la fattibilità degli interventi di sitemazione/bonifica sia nella successiva fase di progettazione dell'intervento vero e proprio.
Visualizza la presentazione dell'ing Raga [IMAGE - UNIPD] sulle indagini preliminari e fattibilità delle diverse tipologie di intervento.
BONIFICA VECCHIE DISCARICHE
Visualizza la presentazione del dipartimento IMAGE - UNIPD
-
AREAZIONE IN SITU
Favorisce i processi aerobici di degradazione, veloci ed esotermici, non capto più il metano ma ottengo un percolato migliore data la preventiva mineralizzazione della sostanza organica ancora presente i discarica.
Indagini in campo e di laboratorio: viene determinato il raggio di influenza Ir [insufflando aria – 100m3/h [portata d’aria generalmente usata negli interventi di bonifica] e si misura l’aumento di pressione negli altri piezometri circostanti. 2cm di colonna d’acqua è comunemente considerato il limite di influenza].
Valuto in tal modo la Ka ovvero la
permeabilità intrinseca all’aria
-
RIMOZIONE DEI RIFIUTI
Landifill Mining [LFM]
Propedeutiche sono le ANALISI
MERCEOLOGICHE per stimare quantitativi, costi di conferimento, benefici
, se ACB > 0 allora posso procedere con la progettazione
dell'intervento.
Un'applicazione dell'areazione in situ migliora le caratteristiche
ambientali
[ing. Rossetti]
L’AERAZIONE IN SITO permette di ottenere:
-
Riduzione degli impatti di lungo periodo
-
Anche su vecchie discariche
-
Anche quando l’estrazione di biogas non è più conveniente
-
Aumenta le velocità di degradazione [10 volte più veloce]
-
Riduce la produzione di metano fino a renderlo trascurabile
-
Ossidazione dell’ammoniaca per nitrificazione
-
Riduzione degli odori [HS, mercaptani]
-
Migliore qualità del percolato
Airflow: immissione ed estrazione
d’aria monitorata da cluster [T°, concentrazione, livelli percolato].
effetti indotti:
Sugli RSU:
+ mobilitazione
+ mineralizzazione
+ stabilizzazione
+ sostanze umiche [bassa biodegradabilità]
- carico organico putrescibile
+ mobilitazione
+ qualità
- carico organico [C, N]
L'areazione controllata andrebbe, di norma, associata ad un ricircolo del percolato. Inizialmente il percolato è estratto per favorire la mobilità dell'aria insufflata nel corpo rifiuti, in seguito all'estrazione del percolato potrebbe venire a mancare l'umidità indispensabile a favorire i processi di degradazione aerobica della sostanza organica. allo stesso tempo il percolato ricircolato subirebbe una sostanziale ossidazione con eliminazione del carico organico [come riportato in tabella].
Esempio su di una discarica situata su di una cava di argilla priva di captazione di percolato e drenaggio e priva di copertura al fondo.
Con:
RI4 7.5 mg O2/gst
NH4 1500-1800 mg N/l
Valori tipici di una vecchia discarica
nella quale sono ancora presenti emissioni inquinanti.
Gradienti idraulici elevati per coperture temporanee giornaliere con
argilla che comportano la presenza di falde sospese
BOD 500
BOD/COD= 0.12 - 0.15
Volume di rifiuti 60.000m3
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Sistema di 11 pozzi di insufflazione e 11 di aspirazione
Monitoraggio di T°, concentrazioni inquinanti, pressione, composizione rifiuti, composizione percolato.
Concentrazione del gas estratto:
- iniziale
Metano 45-60%
CH4/CO2 = 1.5-1.7
- intermedio
CH4/CO2 = 0.7-0.8
cresce la CO2 per degradazione aerobica il carbonio viene
convertito a CO2 che si abbassa meno del metano.
RISULTATI
Ir -> riduzione 63% dell’Ir in un anno da 7.50 a 2.80 mg = 2/gst
non solo si abbassa l’Ir in media ma si è valutata anche un’omogeneizzazione del valore
STABILITA’ - B21 66% produzione in media di metano
T° - aerobico - esotermico 35° max 45°
PERCOLATO - aumento di mobilitazione da solido a liquido, movimenti dei fluidi per insufflazione, tutte cose ottime ma solo se estraggo il percolato.
NITRATI - forti aumenti dei nitrati data la presenza di elevati battenti di percolato
OCIO AGLI ASSESTAMENTI!!!!
La degradazione aerobica produce assestamenti il che è ottimo perché è
indice di avvenuta biodegradazione anche se è un fenomeno da tenere
sotto controllo per il pericolo di crolli e cedimenti differenziali.
Il raggio di influenza 10-12m fino a 20m
ASPETTI LEGISLATIVI DEL
NUOVO T.U.
Nella nuova versione del Testo
Unico Ambientale 152/2006 scompare il riferimento
alle BAT sostituito da differenti punti, viene richiesta A.d.R. e la
Caratterizzazione e non vale per siti ancora attivi.
FINALITA’
Isolare la fonte inquinante tramite Messa In sicurezza Permanente: è
verificata se verifico l’efficacia delle misure sulla migrazione
dell’inquinante in tutte le direzioni.
HOT SPOT non faccio l’A.d.R. ma attuo
la MISE che si esplica in RIMOZIONE della fonte inquinante [terreno]
oppure spurgo dei piezometri relativi [acque].
LINEE GUIDA:
Sorgenti primarie: RIFIUTI
Sorgenti secondarie: SUOLO, ARIA, ACQUA
l' A.d.R. Viene svolta solo sulle
sorgenti SECONDARIE seguando quanto prescritto nel manuale "Criteri
metodologici perl'applicazione dell'analisi assoluta di rischio
allediscariche" scaricabile qui o dal sito dell'APAT
Corpo normativo di interesse
Portano tutte all’obbligo a ridurre
l’uso della discarica e a garantire la protezione del suolo che la
contiene. Suddividono i rifiuti in biodegradabili e pericolosi
RESPONSABILITA’ DEI GESTORI
Sorveglianza permanente e programmata, equa distribuzione delle
responsabilità tra gestore e Ente pubblico di controllo.
L’Ente [in fase di autorizzazione] emette prescrizioni e elabora un
Piano di controllo, il Gestore è obbligato a trasmettere periodicamente
i risultati delle analisi relative al Piano di Controllo, è lo stesso
Gestore che ha l’obbligo di notificare all’Ente le eventuali situazioni
“anomale”, in tal caso l’Autorità indica le “azioni correttive” da
mettere in opera a carico del Gestore.
CHIUSURA
deve essere avvalorata dalle Autorità.
Allegato III punto 4 parla di “livelli di guardia” per livelli di
concentrazione da determinarsi in fase di autorizzazione
AUTORIZZAZIONE
L’autorizzazione è composta da:
Piano Sorveglianza e Controllo [parametri, frequenza monitoraggi]
Piano Ripristino Post Chiusura
Piano Finanziario [garanzie per coprire attività e post chiusura]
ENTE
Esegue ispezioni prima durante e post chiusura
GARANZIA FINANZIARIA
Va svincolata quando l’Ente verifica che è cessato il pericolo [Tmin 30
anni]
Le leggi succitate interessano anche le discariche non ancora chiuse [riguardo al collaudo della chiusura], finchè il sito è ancora attivo gli episodi di inquinamento vanno gestiti tra Ente e Gestore con indicazioni fornite dall’Autorità in merito a prescrizioni.
BONIFICA
Comunicazione e intimazione a bonificare non appena viene scoperta. Le
norme sulle discariche sostituiscono la legge sulle bonifiche se siamo
in esercizio o post chiusura.
RISARCIMENTO
Vanno a braccetto con gli obblighi di bonifica nel nuovo Testo Unico
[non ancora attuate] si continua a far uso dell’art. 18 del decreto
Ronchi.
Se c’è bonifica allora tutto ok, altrimenti si passa al risarcimento con fini di ripristino ambientale.
PIANO DI SORVEGLIANZA E CONTROLLO
Il 36/2003 impone di ottenere la conoscenza dei valori di fondo
[bianchi di riferimento] prima di iniziare con i conferimenti.
Note Legali
Prima dell'utilizzo di qualsiasi materiale presente su questo sito si invita a prendere visione delle Linee Guida per l'utilizzo del sito e del materiale in esso contenuto.