prof. Di Guardo

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)
[email protected]
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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)
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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
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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.
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Contaminazione da DDT nel lago
Maggiore e in Val d’Ossola
N
Pieve Vergonte
Lago Maggiore
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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.
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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.
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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.
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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
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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?
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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)
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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)
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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
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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)
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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
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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
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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.
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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
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1
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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
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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
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Grazie per l’attenzione!
ANTONIO DI GUARDO
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