Bortone, Immacolata (2013) Trattamento dei sedimenti contaminati nelle aree costiere mediante tecniche di capping. [Tesi di dottorato]

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Abstract

Dagli anni cinquanta ad oggi è andato sempre aumentando lo sviluppo e lo sfruttamento della fascia costiera ed il derivante impatto antropico su di essa, conseguente ad un elevato numero di attività industriali insediatesi sulla costa e un aumento dei traffici marittimi, sia in aree portuali che non. Da tali attività industriali e commerciali deriva la contaminazione, diretta delle acque marine mediante sversamenti fognari, acque industriali, attività cantieristiche ed indiretta dei sedimenti marini. I sedimenti costituiscono il sito preferenziale di accumulo per molte sostanze inquinanti ed, in qualche modo, conservano a lungo gli effetti degli eventi di contaminazione susseguitisi nel tempo. La contaminazione dei sedimenti presenti in un corpo idrico non provoca soltanto un peggioramento della qualità delle acque ma comporta anche un rischio continuo e a lungo termine per gli ecosistemi e la salute umana a causa della diffusione e risospensione dei contaminanti nella colonna d’acqua ed al trasferimento degli inquinanti ai vari livelli trofici attraverso la catena alimentare. Una buona qualità dei sedimenti risulta essenziale per migliorare l’ambiente marino e di conseguenza per la salute di tutti quegli organismi che, pur non vivendo perennemente a contatto col sedimento, nutrendosi del benthos, possono accumulare nei loro tessuti sostanze chimiche tossiche attraverso fenomeni di bioaccumulo e biomagnificazione. La valutazione quantitativa degli effetti ecologici immediati sui sedimenti contaminati è una questione controversa, in quanto i rischi possibili nel corso del tempo sono piuttosto difficili da valutare. A tal proposito, poiché sia gli effetti che i rischi sono legati alle concentrazioni di contaminante, è necessario quindi sviluppare modelli che simulino la variazione di concentrazioni negli strati di sedimenti e nella colonna d’acqua sovrastante ed utilizzare adeguate tecniche in grado di contenere e diminuire la contaminazione nel corso del tempo. La quantità complessiva di sedimenti contaminati in Italia come in molti paesi d’Europa non è stata ancora stimata (Power, 2002), ma i dati raccolti negli Stati Uniti rivelano le possibili dimensioni del problema nei paesi industrializzati. L’Agenzia di protezione ambientale americana (US-EPA) infatti ha stimato che i sedimenti contaminati rappresentano il 20% dei siti contaminati di priorità nazionale (US EPA, 2005b), mentre l’agenzia di qualità National Survey stima che circa il 12% dei sedimenti sottostanti le acque superficiali interne sono contaminate da oltre 97 diverse specie di sostanze chimiche con probabili effetti nocivi alla vita acquatica associati (US EPA, 1997b). Una delle tecniche più utilizzate per anni per risolvere il problema dei sedimenti contaminati è stata la semplice escavazione di questi mediante tecniche di dragaggio (finalizzate anche al mantenimento della navigabilità delle vie d’acqua, ad aumentare la batimetria del fondale e prevenire allagamenti conseguenti all’insabbiamento alle foci dei fiumi), con il successivo trasferimento dei materiali dragati direttamente in discarica oppure in appositi impianti di trattamento. Tale tecnica però, non è risolutiva e presenta palesi svantaggi, associati ai rischi dovuti alla fase di scavo, movimentazione e trasporto, a cui si aggiungono i grandi volumi di sedimenti associati generalmente difficili e costosi da gestire. Il conferimento in discarica inoltre ha costi sempre maggiori e non sempre le strutture ricettive, che forniscono la loro disponibilità, hanno risorse e tecnologie per una gestione all’avanguardia del materiale stesso. Nasce, quindi, l’esigenza di sviluppare idonee ed efficienti tecnologie di bonifica in situ che siano in grado di ridurre i rischi su elencati ed i costi di gestione dei sedimenti. Tra queste si elenca la tecnica del “sediment capping”, oggetto di studio del seguente lavoro di tesi. Tale tecnologia consiste essenzialmente nel confinamento passivo in situ dei sedimenti limitando in tal modo la risospensione e diffusione della contaminazione nella colonna d’acqua sovrastante. Nella prospettiva dell’applicazione di un sediment capping, nel seguente lavoro, si sono individuate le variabili di processo e i principali meccanismi chimico-fisici che ne influenzano il dimensionamento, applicandole poi ad un caso studio. A tal fine è stato utilizzato un modello predittivo di trasporto di contaminanti in grado di verificare l’efficacia della soluzione adottata nel breve, medio e lungo termine, con l’applicazione del modello a diverse ipotesi di spessore di ricoprimento. I risultati hanno dimostrato che la tecnica di capping può essere una valida soluzione in diverse condizioni.

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