PCB TCDF TCDD Destino ambientale dei contaminanti nel SIN BS CAFFARO ANTONIO DI GUARDO Università degli Studi dell’Insubria Dip. Scienza ed Alta Tecnologia (Como) antonio.diguardo@uninsubria.it ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Università degli Studi dell’Insubria Dip. Scienza ed Alta Tecnologia (Como) • Antonio Di Guardo (aspetti legati al destino ambientale dei contaminanti) • Elisabetta Zanardini (aspetti legati alla microbiologia ambientale) • Cristiana Morosini (aspetti legati all’Ingegneria Sanitaria) • Giuseppe Raspa (aspetti legati alla geostatistica) (Dipartimento Ingegneria Chimica Materiali Ambiente della Sapienza Università di Roma) 2 ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Antonio Di Guardo • Studio del destino ambientale delle molecole organiche (tra cui i POPs, sostanze organiche persistenti) e accumulo nella vegetazione • Sviluppo di modelli predittivi ma anche analisi ambientali • Esperienze specifiche: – – – – Modellizzazione concentrazioni in aria di diossina a Seveso, 26 anni dopo Contaminazione da DDTs in val d’Ossola e lago Maggiore PCBs in tre tipologie forestali della Valle del Lys (AO) Diossine, furani e PCB in Campania 3 ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Concentrazioni 2,3,7,8-TCDD nell’aria di Seveso Fattore E, Di Guardo A., Mariani G, Guzzi A., Benfenati E., Fanelli R. (2003) Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxins and Dibenzofurans in Air of Seveso, Italy, 26 years after the accident. Environ. Sci. Technol., 37, 1503-1508. ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Contaminazione da DDT nel lago Maggiore e in Val d’Ossola N Pieve Vergonte Lago Maggiore 5 ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 DDTs negli aghi di Pino a distanza crescente da un impianto produttivo (SIN di Pieve Vergonte, VB) (Di Guardo et al., 2003*) DDT tot ng/g d.w. 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20 -15 -10 -5 class 0 class 1 class 2 0 5 10 15 20 distance from Pieve Vergonte (km) * Di Guardo et al (2003): Conifer needles as passive biomonitors of the spatial and temporal distribution of DDT from a point source , Chemosphere, 52, 789-797. ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 PCB nella valle del Lys: Effetto filtro delle foreste 1800m 1400m 1100m P P P B B B Nizzetto L., Jones K.C., Gramatica P., Papa E., Cerabolini B., Di Guardo A. (2006) Accumulation of Persistent Organic Pollutants (POPs) in canopies of different forest types: role of species composition and altitudinal-temperature gradient, Environ. Sci. Technol., 40, 6580-6586 Nizzetto L., Cassani C., Di Guardo A. (2006). Deposition of PCBs in Mountains: The Forest Filter Effect of Different Forest Ecosystem Types. Ecotoxicol. Environ. Saf., 63, pp. 75-83. Nizzetto L, Stroppiana D, Brivio P. A, Boschetti M, Di Guardo A. (2007). Tracing the fate of PCBs in forest ecosystems. J. Environ. Monit., 9, pp. 542-549. Nizzetto L., Pastore C., Liu X., Camporini P., Stroppiana D., Herbert B., Boschetti M., Zhang G., Brivio P. A., Jones K. C., Di Guardo A. (2008) Accumulation parameters and seasonal trends for PCBs in temperate and boreal forest plant species, Environ. Sci. Technol., 42, 5911–5916. Nizzetto L., Jarvis A., Brivio P.A.,. Jones K.C., Di Guardo A. (2008) Seasonality of air-forest canopy POP exchange, Environ. Sci. Technol. 42, 8778–8783. ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Concentrazione di PCB in suoli forestali naturali Moeckel C., Nizzetto L., Di Guardo A., Steinnes E., Freppaz M., Filippa G., Camporini P., Benner J., Jones K.C. (2008) Persistent organic pollutants in boreal and montane soil profiles: distribution, evidence of processes and implications for global cycling,: Environ. Sci. Technol. 42, 8374–8380. 8 ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Diossine/furani in Campania Indagine geostatistica e modellistica (insieme a Giuseppe Raspa, La Sapienza) – Ricostruzione della contaminazione diffusa – Ricostruzione dei fingerprint e associazione delle fonti di emissione – Modellizzazione delle potenziali emissioni * http://www.isprambiente.gov.it/files/pubblicazioni/quaderni/laboratorio/Quad_Lab_1_2012.pdf ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Il sito SIN Brescia Caffaro Per impostare una campagna di Bioremediation occorre rispondere ad alcune domande – Quali sono i contaminanti presenti e che caratteristiche hanno? – Come sono arrivati? – Come sono distribuiti nello spazio? ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Caratteristiche ambientali di PCB, Diossine/Furani e Mercurio PCB Prodotti industrialmente per circa 50 anni, teoricamente 209 congeneri, alcune decine in formulazioni commerciali, miscele di congeneri a diverso numero di atomi di cloro (es. tri, tetra, penta, esa, epta, octa, nona, deca) Generalmente poco mobili, persistenti nell’ambiente e bioaccumulabili Alcuni di essi (12), per la loro struttura chimica planare hanno tossicità analoga a quella di diossine furani PCB-DL Diossine e Furani Prodotti indesiderati in alcune produzioni industriali e combustioni: 75 congeneri di diossine e 135 di furani Solo 7 diossine + 12 Furani hanno tossicità elevata uso di TEQ per valutare la tossicità Comportamento ambientale simile a quello dei PCB Mercurio Metallo pesante, deriva da lavorazioni industriali ma anche da fonti naturali Presente nell’ambiente in diverse forme (specie) Mobilità dipende dalle specie, alcune poco mobili, altre molto di più (volatili) Sostanza tossica, si bioaccumula negli organismi (es. metil mercurio) ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Miscele di PCB (Aroclor e Fenclor) I più comunemente misurati (ICES PCB): PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 138, PCB 153, PCB 180 (3 Cl) (4 Cl) (5 Cl) (6 Cl) (6 Cl) (7 Cl) ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 SiCon 2014 - Brescia, 8 febbraio Dati esistenti sulla contaminazione Nel 2002 PCB, diossine/furani e mercurio sono stati misurati da ARPA nei suoli agricoli L’analisi ha evidenziato zone a varie concentrazioni, molte delle quali superiori agli attuali limiti per le zone residenziali e spesso delle zone industriali PCB Diossine/furani ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Mercurio Necessità di maggiori conoscenze sui contaminanti presenti SiCon 2014 - Brescia, 8 febbraio • Concentrazioni ARPA disponibili come PCB totali, manca il dettaglio per i singoli congeneri (es, importanza degli altoclorurati vs. bassoclorurati) – Importante per valutare presenza di congeneri poco biodegradabili e biodisponibili – Importante per valutare efficacia degradativa • Occorre poi valutare l’eventuale presenza di altre sostanze (contaminanti) in grado di inibire gli organismi degradatori e/o le piante (es. fungicidi) ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Presenza PCB 209 (decaclorobifenile) SiCon 2014 - Brescia,del 8 febbraio Necessità di maggiori conoscenze sui contaminanti presenti • Nel 2002 non è stato misurato il PCB 209 (decalorobifenile), che nel frattempo è stato trovato come congenere prevalente in alcuni suoli (es. Campo Calvesi* 2008; PCB 209 tra 63 e 71 % della miscela) e in alcune rogge** (2006) • Altri dati suolo*** (2013), con campione composito a maglie di 20x20 m mostrano valori di PCB totali compresi fra 0.04 e 5.18 mg/kg e diossine/furani tra 9 e 544 ng ITEQ/kg. * Istituto Superiore di Sanità et al., (2008) Bonifica di suolo contaminato da composti quali PCB, diossine e altri composti organici mediante tecnica di bioremediation assistita: Studio di fattibilità in campo **ARPA BS (2006) risultati della caratterizzazione delle rogge in comune di Castelmella *** CCR (Ispra) e Universita Cattolica del Sacro Cuore (2013) Diossine, furani e PCBs in suoli superficiale della Lombardia - seconda fase ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 SiConMODELLO 2014 - Brescia, 8 febbraio Come sono arrivati nel suolo agricolo? via rogge (acqua/solidi sospesi) da rogge via aria da aria Da ASL et al. (2008) SITO D’INTERESSE NAZIONALE BRESCIA CAFFARO ED ALTRE AREE INQUINATE NEL COMUNE DI BRESCIA RISULTATO DELLE INDAGINI SANITARIE ED AMBIENTALI AL 30 APRILE 2008 ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 SiCon 2014 - Brescia, 8 febbraio Necessità di maggiore dettaglio spaziale • Concentrazioni ARPA misurate con campioni compositi presi in maglie di 150 x 150 m • Per le attività di sperimentazione ed il progetto di bonifica il dettaglio spaziale deve essere superiore necessarie nuove indagini per: – orientare la sperimentazione della tecnologia di bonifica, ovvero fornire gli elementi perché si tenga debitamente conto della natura dei contaminanti, delle loro concentrazioni e della loro variabilità spaziale – trasferire i risultati della sperimentazione (se positivi) su tutta l’area (di sperimentazione) in maniera tale da ottenere una mappa della decontaminazione attesa in funzione del tempo. ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Attività in corso- Fase 1 Identificazione dei contaminanti presenti. Questa fase di campionamento serve a identificare la composizione dei contaminanti presenti nei suoli e indicativamente dei livelli di concentrazione per PCB, Diossine e altri clorurati (come DDT, chlorotalonil, clorobenzeni ecc.), oltre al mercurio e altri metalli. Domande a cui rispondere – quali congeneri di PCB, diossine e furani – quali altre sostanze e a che ordine di grandezza di concentrazione ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 1 2 Attività in corso- Fase 2 Verifica dell’andamento della contaminazione con la profondità. Questa fase serve a valutare l’andamento della contaminazione dei terreni lungo la profondità: a) b) c) d) e) f) g) • • • 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-60 cm 60-80 cm 80-100 cm legata all’utilizzo del suolo (arato, prato stabile ecc.) dipende da modalità di arrivo e durata della contaminazione indagata la zona potenzialmente oggetto di bioremediation ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Attività in corso- Fase 3 Ricostruzione tridimensionale della contaminazione. Questa fase è destinata alla realizzazione di una campionatura sistematica della contaminazione nelle tre zone di sperimentazione e alla esecuzione delle relative analisi, con i cui dati costruire un modello numerico della contaminazione Necessaria per : • Pianificare interventi di bonifica in zone a diversa contaminazione (livello e tipologia) • Valutare scelta specie vegetali da impiegare • Valutare strategia di bioremediation: Phyto- verso Rhizo-remediation ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014 Grazie per l’attenzione! ANTONIO DI GUARDO Università degli Studi dell’Insubria, Dip. Scienza ed Alta Tecnologia (Como) antonio.diguardo@uninsubria.it ERSAF Ente regionale per i servizi all’agricoltura e alle foreste Brescia, 21 maggio 2014
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