2 P E R L ’ A M B I E N T E Enrico Brugnoli Vito Felice Uricchio Carmine Massarelli Giovanni Zurlini LE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE NEL SETTORE DELLA CARATTERIZZAZIONE E BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI Panoramica sui più recenti sviluppi della ricerca italiana Brugnoli E., Massarelli C. Uricchio V.F., Zurlini G. LE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE NEL SETTORE DELLA CARATTERIZZAZIONE E BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI T E C N O L O G I E ISBN 978-88-6611-364-5 CACUCCI € 25,00 EDITORE BARI – 2014 Enrico Brugnoli Carmine Massarelli Vito Felice Uricchio Giovanni Zurlini LE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE NEL SETTORE DELLA CARATTERIZZAZIONE E BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI Panoramica sui più recenti sviluppi della ricerca italiana CACUCCI EDITORE BARI – 2014 PROPRIETÀ LETTERARIA RISERVATA © 2014 Cacucci Editore - Bari Via Nicolai, 39 - 70122 Bari – Tel. 080/5214220 http://www.cacucci.it e-mail: [email protected] Ai sensi della legge sui diritti d’Autore e del codice civile è vietata la riproduzione di questo libro o di parte di esso con qualsiasi mezzo, elettronico, meccanico, per mezzo di fotocopie, microfilms, registrazioni o altro, senza il consenso dell’autore e dell’editore. Premessa Questo volume rappresenta una raccolta di risultati della ricerca proficuamente utilizzabili in attività di caratterizzazione, messa in sicurezza e bonifica dei siti contaminati, da parte di aziende che intendono avvalersi dell’innovazione, puntando a guadagnare in competitività ed in potenzialità di internazionalizzazione, esibendo eccellenze tecnologiche. E’ nostra convinzione che solo rafforzando il nucleo forte e vincente dell’industria e dei servizi che punta sull’innovazione, si possano generare impulsi per lo sviluppo dell’economia del Paese, fondando il rinnovamento su criteri di sostenibilità, competitività ed economicità. Con la consapevolezza che l’efficacia dell’innovazione si concretizza attraverso il raggiungimento del mercato, con il presente lavoro si intende promuovere l’apertura delle reti scientifiche coinvolte nelle attività di ricerca, sia di frontiera che applicata, alle imprese che possano intravedere opportunità di sfruttamento economico e di collocazione di nuovi prodotti e servizi collegati al tema delle bonifiche, in contesti nazionali ed internazionali. L’impegno che, anche attraverso il presente volume, s’intende perseguire va nella direzione della ottimizzazione dell’impatto dei finanziamenti pubblici per la ricerca, attraverso un efficiente accesso, una libera circolazione ed un ampio utilizzo dei risultati, sia da parte dello stesso sistema della ricerca pubblica e privata, sia da parte del sistema produttivo. Sulla scia dell’intenso dibattito a livello europeo sviluppato nelle fasi di definizione del programma Horizon 2020, i contenuti dei singoli capitoli sono stati articolati cercando di coniugare l’aspirazione di una ampia condivisione dei risultati della ricerca pubblica con la evidente necessità di tutelare la proprietà intellettuale. L’avanzamento tecnologico e della qualità del capitale umano che qui si esprime, può rappresentate un utile stimolo per i decisori politici che, in particolare negli ultimi periodi, hanno dimostrato attenzione e sensibilità ai temi della contaminazione delle matrici ambientali e alle tecnologie di caratterizzazione, di bonifica e di ripristino dei delicati equilibri che interessano i sistemi naturali. La lettura del volume evidenzia l’impegno dei giovani ricercatori, scientificamente preparati e dotati di spiccata motivazione che ha portato al conseguimento di importanti risultati che, a loro volta, possono costituire occasione di crescita per le loro carriere scientifiche e professionali anche in stretta connessione con il sistema scientifico internazionale e con il mondo produttivo. Tra le righe del volume si riconoscono tracce della nostra identità, i nostri valori, la nostra tradizione che è una grande tradizione anche di intellettualità scientifica, di capacità di ricerca e 5 Premessa d’innovazione: elementi che consentono di competere nell’arduo confronto competitivo che ogni giorno si consuma sia sul piano scientifico che con il mondo produttivo di grandi aree economiche extraeuropee. In particolare in tali contesti del BRICS - Brasile, Russia, India, Cina e Sud Africa- è eccezionalmente sentita l’esigenza di intervenire per la bonifica dei territori degradati da politiche spesso orientate al massimo profitto e poco rispettose dell’ambiente. Sul piano nazionale, le politiche particolarmente attente alle questioni dei siti contaminati, sia all’interno di aree industriali, che in ambiti urbani e rurali, offrono interessanti opportunità per una crescita sostenuta e qualificata delle imprese che puntino sull’innovazione e sull’ulteriore sviluppo ed affinamento di tecnologie utilizzando investimenti privati e ben mirati investimenti pubblici. In questa direzione, la competitività delle imprese si gioca sulla qualità delle innovazioni e sulla qualità dei prodotti e servizi che ne conseguono, che traggono fattori di successo non tanto sugli investimenti fissi o il valore di bilancio delle attività materiali, quanto sul know-how e le competenze distintive. Enrico Brugnoli Direttore del Dipartimento Scienze del Sistema Terra e Tecnologie per l’Ambiente (DTA) del CNR Introduzione L’approccio vincente che punti alla crescita competitiva delle imprese per conquistare nuove nicchie di mercato o per consolidare il proprio posizionamento strategico, determinando ricadute economiche ed occupazionali, deve necessariamente condurre ad identificare l’impresa stessa come un sistema “aperto” in costante interazione con il mondo scientifico da cui trarre stimoli ed a cui rivolgersi per trasformare le idee in occasioni di sviluppo. In particolare il settore della caratterizzazione, messa in sicurezza e bonifica dei siti contaminati si contraddistingue per l’elevato grado d’innovazione che interviene per fornire risposte concrete ed efficaci ai livelli di complessità che si manifestano nella realizzazione degli interventi. Volendo affidarsi ad una nota metafora, l’innovazione per una impresa che opera nel settore delle bonifiche è come l’acqua per un pesce, necessaria per trarre nutrimento, per spostarsi, per interagire con altri mondi, in altre parole elemento essenziale per vivere. Nella relazione tra imprese e mondo scientifico è possibile scambiarsi stimoli intesi come risultati di ricerca o come domanda di ricerca, personale, casi reali in cui sperimentare approcci validati in ambito laboratoriale, fondi e finanziamenti sia per attività di ricerca che di servizio, sviluppando consonanza di intenti e costruendo le fondamenta su cui stabilire una solida relazione. Il mercato di riferimento può essere interpretato come un insieme di occasioni discontinue ed indipendenti che si generano in funzione delle necessità o che possono manifestarsi o al contrario può essere visto come un insieme di relazioni, attraverso le quali realizzare un sistema coordinato di azioni. In questo secondo contesto i soggetti agiscono consapevolmente ed in modo organizzato per gestire in maniera appropriata e sinergica le interdipendenze che caratterizzano i rapporti con i territori. Ne consegue la costituzione di relazioni stabili e durature, che vivono sulla continua interazione tra le parti in causa. Il mercato in questo secondo caso può assumere connotati sistemici, proprio in funzione delle relazioni e delle interazioni ricorsive che legano i diversi componenti . In tale direzione il presente volume intende contribuire a creare le basi per stabilire una “strategia relazionale”, con ambiti di riferimento di interesse dei mercati, che porti a qualificare selettivamente gli ambiti di stretta collaborazione tra imprese e mondo scientifico, secondo una chiave interpretativa ispirata da criteri di efficacia, economicità e sostenibilità ambientale. Le Università e gli Enti di Ricerca, in ragione delle relazioni interorganizzative che intrattengono possono contribuire ad agevolare collegamenti di filiera, che a loro volta possono evolvere attraverso la definizione di rapporti di collaborazione stabili, finalizzati sostanzialmente a valo7 Introduzione rizzare sia l’innovazione che la complementarietà delle qualità e dei mezzi, materiali ed immateriali, delle controparti. Tali relazioni, se caratterizzate dagli attributi di olismo, interdipendenza ed equifinalità danno luogo a sistemi orizzontali che determinano una ulteriore crescita della competitività. Particolarmente stratetico è anche l’impulso che il mondo della ricerca è in grado di esprimere sui livelli decisionali-amministrativi al fine di orientare approcci che privilegino l’impiego delle più recenti innovazioni, conseguendo vantaggi di natura economica legate alle possibilità di risparmio, aspetto sempre più importante nelle agende politiche, ma anche di natura ambientale oltre che di efficienza e di efficacia. Infatti una Amministrazione aperta e lungimirante è particolarmente attenta a cogliere impulsi innovativi che concretizzino le giuste consonanze tra economicità ed efficacia nel segno della sostenibilità. Una Amministrazione sensibile è sempre pronta ad abbattere le eventuali delimitazioni tecnologiche nei mercati di riferimento, ampliando i recinti delle tecniche utilizzabili e prevedendo modalità di monitoraggio per avere certezze sull’efficacia degli interventi. All’interno del settore delle bonifiche le Università e gli Enti di Ricerca sono chiamati a rapportarsi, in modo parallelo e non seriale, con le due principali categorie di interlocutori: le imprese e le Amministrazioni, svolgendo un ruolo istituzionale che va nella direzione della tutela del bene comune, della economicità e dell’efficienza, ma anche nel creare occasioni di crescita per il mondo delle imprese. Tale logica, di recente elaborazione, trova sempre più solide conferme nella programmazione 2014-2020, nella creazione di partenariati pubblico-privati e nell’affermazione di percorsi di precommercial procurement, attraverso nuovi scenari che puntano sulla ricerca e l’innovazione tecnologica, sullo sviluppo delle sinergie tra le differenti politiche nonché tra investimenti pubblici e privati con processi di sviluppo interattivo basato sull’iniziativa di tutti gli attori coinvolti. Vito Felice Uricchio INDICE Capitolo 1 TECNOLOGIE INNOVATIVE NELL’AMBITO BONIFICA Degradazione di contaminanti organici in acque di falda contaminate mediante trattamenti avanzati di ossidazione. Giuseppe Mascolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Fitorimedio bioassistito. Angelo Massacci, Valeria Ancona, Anna Barra Caracciolo, Paola Grenni, Vito Felice Uricchio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Risanamento biologico di falde e suoli contaminati da inquinanti organici persistenti. Angela Volpe, Valter Tandoi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Microalghe e cianobatteri per integrare il biorimedio con la produzione di biocombustibile. Stefano Fazi, Francesca Di Pippo, Ilaria Pizzetti, Andrea Gianico, Carlo Pastore . . . . . Tecnologie meccanochimiche per la decontaminazione dei suoli inquinati da xenobiotici organici ed inorganici basate sull’utilizzo di substrati argillosi ed ossidi/idrossidi. Valeria Ancona, Paola Di Leo, Maria Donata Rosa Pizzigallo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bonifica in situ di suoli con il Bioventing passivo. Carmine Massarelli, Annamaria Basile, Vito Felice Uricchio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TPPBs (Two-Phase Partitioning Bioreactors). Maria Concetta Tomei, Domenica Mosca Angelucci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 35 49 61 75 91 Strategie per il risanamento di acque di vegetazione reflue dell’industria olearia mediante utilizzo di microrganismi autoctoni non convenzionali. Gianluca Bleve, Francesco Grieco, Chiara Lezzi, Miriana Durante, Francesca Anna Ramires, Giovanni Mita, Luca Tommasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 9 Indice Capitolo 2 TECNOLOGIE INNOVATIVE NEGLI AMBITI CARATTERIZZAZIONE E MONITORAGGIO Sviluppo ed integrazione di metodologie e tecniche chimico-biofisiche per la caratterizzazione ed il monitoraggio di siti inquinati. Rosa Caggiano, Filomena Pietrapertosa, Serena Sabia, Serena Trippetta . . . . . . . . . . Protocolli di laboratorio e strumenti bioinformatici innovativi per l’analisi composizionale dei microbiomi ambientali. Monica Santamaria, Francesca De Leo, Graziano Pesole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caratterizzazione di siti contaminati attraverso utilizzo di immagini nel visibile vicino infrarosso e termico da piattaforma aerea. Raffaella Matarrese, Carmine Massarelli, Vito Felice Uricchio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sequenziamento massale di acidi nucleici e genomica in campo agro-alimentare e ambientale. Gruppo di Lavoro per la Piattaforma Genomica, Rete di Laboratori SELGE . . . . . . . . . Tecniche Geofisiche di tipo EM per la caratterizzazione ed il monitoraggio di siti contaminati. Enzo Rizzo, Valeria Giampaolo, Luigi Capozzoli, Gregory De Martino . . . . . . . . . . . . . . Biomonitoraggio dei processi di degradazione di contaminanti in matrici ambientali. Bruna Matturro, Simona Rossetti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Quasi-Steady Centrifuge Method. Maria Clementina Caputo, John Robert Nimmo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Metodo per la valutazione enzimatica della tossicità di matrici acquose ambientali. Trifone Schettino, Maria Giulia Lionetto, Elisa Erroi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caratterizzazione chimica di campioni di acqua della Basilicata. Cecilia Francesca Carbone, Giuliana Bianco, Michele Paternoster . . . . . . . . . . . . . . . . . Misure fisico chimiche e metodi di analisi multidimensionale per la caratterizzazione di siti contaminati. Misure di suscettività magnetica ed indici sintetici multivariati. Maria Ragosta, Mariagrazia D’Emilio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Apparato per il riscaldamento del sottosuolo. Francesco Meneguzzo, Lorenzo Albanese, Simone Grossi, Federica Zabini . . . . . . . . . 10 113 119 127 137 143 149 159 171 177 187 193 Ragusa Grafica Moderna Srl – Bari 2 P E R L ’ A M B I E N T E Enrico Brugnoli Vito Felice Uricchio Carmine Massarelli Giovanni Zurlini LE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE NEL SETTORE DELLA CARATTERIZZAZIONE E BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI Panoramica sui più recenti sviluppi della ricerca italiana Brugnoli E., Massarelli C. Uricchio V.F., Zurlini G. LE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE NEL SETTORE DELLA CARATTERIZZAZIONE E BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI T E C N O L O G I E ISBN 978-88-6611-364-5 CACUCCI € 25,00 EDITORE BARI – 2014
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