LE INTERVISTE IN LABORATORIO – Ceneri pesanti: da rifiuti a risorse (End of Waste) – Ingegneria Sanitaria e Ambientale

Il gruppo di ricerca in Ingegneria Sanitaria e Ambientale del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica di “Tor Vergata” si è occupato di verificare il comportamento ambientale dei vari prodotti ottenuti dal trattamento di ceneri pesanti provenienti dall’incenerimento di rifiuti.

Abbiamo chiesto a Giulia Costa, professore associato di Ingegneria Sanitaria e Ambientale, quale metodologia è stata adottata per effettuare i test e a Iason Verginelli, ricercatore di Ingegneria Sanitaria e Ambientale, quali criteri sono stati applicati per interpretare i risultati ottenuti in termini di potenziale di rischio per l’ambiente e la salute umana, rischio che potrebbe derivare, ad esempio, dall’utilizzo di questi materiali come aggregati per la realizzazione di sottofondi stradali. 

COMPORTAMENTO  E COMPATIBILITÀ MBIENTALE

D. Come avete valutato la compatibilità ambientale dei materiali?
R. La sperimentazione – spiega Giulia Costa, – è stata condotta su dieci campioni di prodotti derivanti dal trattamento di ceneri pesanti campionati da quattro diversi impianti di trattamento italiani di ceneri pesanti da termovalorizzazione di rifiuti solidi. Tali impianti producono frazioni minerali di diversa granulometria che vengono impiegati come aggregati da utilizzare in miscele bituminose o in calcestruzzi o per applicazioni a caldo, quali materie prime per la produzione di cemento. Al fine di valutare la compatibilità ambientale di tali materiali ne è stato innanzitutto analizzato il comportamento ambientale in termini di “lisciviazione”, ossia il rilascio di potenziali inquinanti per l’ambiente e la salute umana quali metalli o sali dopo contatto prolungato con una  soluzione, in genere costituita da acqua deionizzata. 

I TEST IN COLONNA E DI LISCIVIAZIONE
D. Quali test di lisciviazione sono stati effettuati nel laboratorio di Ingegneria Sanitaria Ambientale del DICII – Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica? 
R. In particolare, per ottenere dati sul comportamento al rilascio di metalli, metalloidi e anioni in funzione del pH e del rapporto liquido/solido applicato sono stati effettuati test di percolazione in colonna, test di conformità e test di lisciviazione in funzione del pH ai diversi prodotti testati. Per eseguire il test in colonna è stata impiegata l’apparecchiatura mostrata nell’immagine sottostante. 

Tale strumentazione permette di realizzare diversi test in parallelo e di controllarne l’andamento mediante computer. «In ogni prova, che dura mediamente un mese, viene flussata acqua deionizzata attraverso la colonna impaccata del materiale da testare e viene raccolto il liquido lisciviante in uscita per diversi intervalli di rapporto liquido/solido in specifici contenitori. Tutti i lisciviati ottenuti dai diversi test effettuati sono stati analizzati per determinarne la concentrazione di metalli, metalloidi e anioni». 

LA PROCEDURA DI RISK ASSESSSMENT  
D. I risultati sperimentali sono stati  integrati in una procedura di “risk assesment” basata sull’Environmental Exposure Assesment approvato dall’European Environment Agency  (EEA) e definito dall’ European Chemicals Agency (ECHA) nell’ambito del Regolamento europeo “Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals” (REACH). Come si sviluppa tale procedura? 
R. Nello specifico, la procedura di valutazione sviluppata si basa sull’utilizzo combinato dei dati sperimentali ottenuti in laboratorio per valutare il comportamento ambientale dei materiali analizzati, con i modelli di trasporto e di esposizione previsti negli standard ASTM (E2081-00) e nei “Criteri Metodologici per l’applicazione dell’analisi assoluta di rischio dei siti contaminati” redatti da ISPRA (2008) per valutare la dispersione dei contaminanti nel sottosuolo in funzione dello scenario di riutilizzo considerato» – ha detto Iason Verginelli, che ha presentato i risultati dell’analisi di rischio. In particolare, è stato valutato il rischio per la salute umana legato all’ingestione di acqua di falda che potrebbe essere potenzialmente contaminata dal lisciviato prodotto dal contatto di acqua piovana con i materiali testati utilizzati per la realizzazione di un’opera civile. La procedura è stata applicata ai dieci materiali testati al fine di valutare la compatibilità ambientale in funzione di diversi scenari di utilizzo dei materiali testati. 

SCENARI DI UTILIZZO DELLE CENERI PESANTI
R. Sono stati definiti tre tipologie di scenario di utilizzo rappresentative di scenari di: utilizzo dei materiali in forma non legata senza restrizioni (Scenario 0 “no restrictions”), come aggregato per sottofondi in applicazioni su grande scala (Scenario 1 “worst case”) o come aggregati per la realizzazione di sottofondi stradale (Scenario 2 “worst reasonable case”). Possiamo spiegare meglio le tre tipologie in base alle eventuali criticità?
R. Per ciascuno degli scenari ipotizzati sono stati calcolati i valori limite di concentrazione che risulterebbero compatibili con un rischio accettabile per la salute umana che sono stati confrontati con le concentrazioni massime rilevate per ciascun campione nelle diverse tipologie di test di lisciviazione effettuate. Sulla base di tale confronto è stata valutata la compatibilità ambientale dei materiali in funzione dello scenario di utilizzo previsto», ha affermato Verginelli. Nel caso dello scenario 2, ovvero dell’utilizzo del materiale come aggregato in forma non legata in sottofondi stradali, non sono state riscontrate criticità per nessuno dei parametri investigati per tutti i dieci campioni testati. Per il caso dello scenario dell’utilizzo del materiale in applicazioni su grande scala, la valutazione approfondita ha evidenziato alcune isolate criticità per alcuni campioni, mentre diverse criticità per tutti i campioni sono state riscontrate per lo scenario 0, caso limite, che considera un utilizzo direttamente nella falda acquifera del materiale. A conclusioni analoghe è giunto anche lo studio degli effetti eco-tossicologici dei materiali testati per organismi acquatici e terrestri. 

LE PAROLE DELLA SCIENZA 
La parola del giorno 
LISCIVIAZIONE: il rilascio di potenziali inquinanti per l’ambiente e la salute umana quali metalli o sali dopo contatto prolungato con una  soluzione

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