Trattamento dei PFAS nel percolato di discarica: quale tecnologia adottare?

COME RIMUOVERE I PFAS NEI PERCOLATI DI DISCARICA

Nonostante sia ormai riconosciuto che la problematica dei PFAS nei percolati di discarica sia ubiquitaria a livello mondiale, esistono ancora troppi pochi studi di trattamenti su percolati e reflui liquidi.

Per questo Erica ha deciso di investire risorse nella ricerca di soluzioni tecnologiche ed impiantistiche valide per la riduzione/rimozione dei PFAS nei percolati di discarica.

Fondamentale è stata la costruzione di un vasto database analitico sulla presenza dei PFAS da cui partire per poter condurre sperimentazioni scientifiche in materia.

TRATTABILITÀ DEI PFAS

Già ad inizio del 2017 Erica ha incaricato il Politecnico di Milano di condurre un approfondimento bibliografico sul panorama mondiale per verificare la presenza di studi e tecnologie sui PFAS nei percolati di discarica.

Da questa ricerca è ha prima di tutto confermato la presenza di PFAS in moltissimi percolati analizzati in tutto il mondo, constatando ancora una volta che, sebbene si tratti di una problematica complessa e poco conosciuta, si è di fronte ad una problematica comune a livello mondiale.

Sulla base di quanto emerso, lo studio condotto considera che i trattamenti percorribili per ottenere abbattimenti sostanziali siano:

  • i trattamenti a membrana (osmosi/nanofiltrazione su percolato grezzo);
  • la biodegradazione anaerobica, in una prospettiva di test da condurre a lungo termine;
  • l’adsorbimento su carbone attivo (su percolato tal quale o pre-trattato).

QUALE TECNOLOGIA SCEGLIERE?

Per avviare un percorso di ricerca su una specifica tecnologia è stato fondamentale considerare due importanti aspetti:

  • La gestione dei percolati di discarica riveste un’importanza prioritaria nel contesto dello smaltimento dei rifiuti, sia per via dei grandi quantitativi prodotti, sia per l’elevato numero di discariche (attive o dismesse), sia perché la gestione delle discariche ‘post-mortem’ è fissata per legge in tempi molto lunghi (circa 30 anni). Quindi anche se PFOS e PFOA sono stati eliminati dalle produzioni, di fatto nei rifiuti rimarranno per decenni.
  • Ogni anno vengono prodotti enormi quantitativi di percolato, che non permettono di adottare tecnologie eccessivamente impattanti in termini sia energetici che economici.

In che modo quindi scegliere la tecnologia tecnicamente ed economicamente più sostenibile ed efficace per essere applicata ai percolati di discarica?

Una cosa è certa: al fine di sfruttare economie di scala, ottenere un’ottimizzazione tecnica ed economica e sfruttare le competenze di chi già gestisce impianti di trattamento, è sicuramente più opportuno applicare la tecnologia di trattamento presso impianti di depurazione, piuttosto che presso le discariche stesse. Questo perché, se il trattamento venisse effettuato direttamente in discarica, si genererebbe comunque un rifiuto liquido più o meno concentrato che dovrebbe essere poi smaltito in un altro impianto idoneo.

A ciò si aggiunge anche la consapevolezza che utilizzare impianti di concentrazione come la nano-filtrazione o l’osmosi inversa non rappresenta una soluzione del tutto ottimale, se non in casi particolari, a causa del grande impatto energetico e della produzione di un concentrato di PFAS e altri inquinanti che dev’essere successivamente smaltito in impianti di incenerimento; ciò comporta relativi problemi legati alla totale mancanza di spazi disponibili e ad una sostenibilità economica della tecnologia non idonea al mercato del percolato di discarica.

Trattamento su carbone attivo

La scelta su quale trattamento sperimentare l’efficacia ricade dunque sull’adsorbimento su carbone attivo granulare. Questa tecnologia infatti presenta numerosi vantaggi, tra questi:

  • è nota e sperimentata su molti microinquinanti, incluse le sostanze perfluorurate, anche se ad oggi è comunemente applicata soltanto ad acque a bassissimo contenuto di organico (acque di falda, acque potabili, acque depurate);
  • costituisce grande valore aggiunto la possibilità di riattivare il carbone attivo, eliminando in tal modo definitivamente i composti assorbiti;
  • è applicabile su grandi volumi con ottimo rapporto tra volumi trattati e costi, con un basso investimento iniziale;
  • è flessibile e di semplice gestione;
  • qualora venga posta a monte dell’impianto, consente di salvaguardare anche i fanghi biologici dalla presenza di PFAS;
  • consente la migliore efficacia ottenibile in termini di sostenibilità ambientale.

Presi in considerazione questi aspetti, abbiamo dato avvio ad un percorso di ricerca che ha previsto diverse sperimentazioni in laboratorio, seguite da due sperimentazioni industriali con impianto pilota, con un protocollo analitico decisamente importante, con l’obiettivo di testare la validità della tecnologia.

Vuoi saperne di più sull’adsorbimento su carbone attivo e sulla sperimentazione? Guarda il nostro video: LA TECNOLOGIA PFAS REMOVER PER IL PERCOLATO DI DISCARICA

La depurazione del percolato di discarica

PERCOLATO DI DISCARICA: UN RISCHIO PER L’UOMO E L’AMBIENTE

Sempre più spesso si è soliti associare disastri ambientali e potenziali rischi per la salute umana al maltrattamento del percolato, una sostanza altamente tossica che si forma quando l’acqua piovana entra a contatto con i rifiuti presenti nelle nostre discariche.

Il grande problema da scongiurare riguarda la possibilità che queste sostanze inquinanti possano riversarsi nel territorio circostante, andando ad avvelenare le falde acquifere e di conseguenza l’acqua che beviamo e utilizziamo quotidianamente. 

Anche per questa tipologia di refluo, dunque, si rendono assolutamente necessarie per legge operazioni di drenaggio e smaltimento. Scopriamo come.

CARATTERISTICHE DEL PERCOLATO

L’art. 2 del D.L. 36/03 fornisce la più recente definizione di percolato quale “…liquido che si origina prevalentemente dall’infiltrazione di acqua nella massa dei rifiuti o dalla decomposizione degli stessi”.

Dunque, per percolato di discarica è da intendersi un rifiuto speciale pericoloso o non pericoloso, a seconda che contenga o no sostanze dannose, prodotto dalle discariche controllate per rifiuti solidi urbani o speciali. Rientra nella categoria dei reflui a più o meno elevato tenore di inquinanti organici e inorganici che derivano da processi biologici e fisico-chimici scaturiti all’interno delle discariche.

Ma in che modo si produce il percolato? Attraverso un processo del tutto naturale ed inevitabile, o meglio l’acqua piovana, che quando precipita sui rifiuti si incanala tra gli spazi creati e scorre raccogliendo con sé scorie e componenti chimiche tossiche tali da rendere questo innocuo fluido un vero e proprio rifiuto da dover trattare obbligatoriamente. Va da sé che la produzione del percolato varia notevolmente a seconda dei periodi dell’anno in cui si hanno maggiori quantità di piogge.

La variazione quantitativa, tuttavia, non è l’unica caratteristica a mutare nel tempo; anche la qualità stessa del percolato risulta essere piuttosto eterogenea per effetto delle diverse reazioni chimiche che avvengono nella discarica. Il percolato, infatti, può avere composizione chimica molto differente a seconda di specifici parametri, tra cui il tipo di rifiuto che l’ha prodotto e l’età della discarica, nonché lo stato di decomposizione dei suoi rifiuti.

Solitamente ai fini della valutazione del percolato vengono presi in considerazione alcuni indicatori fondamentali come il pH, il BOD e il COD – due parametri che indicano la concentrazione di sostanza organica – ed il contenuto di metalli quali ferro, manganese, zinco, cromo e cadmio.

COME TRATTARE IL PERCOLATO DI DISCARICA

La Normativa Nazionale vigente stabilisce che il percolato debba essere captato tramite tubi immersi appena al di sopra dello strato di impermeabilizzazione ed opportunamente trattato in loco, quindi direttamente all’interno della stessa discarica, o trasportato in impianti terzi specializzati nello smaltimento di rifiuti liquidi. In Italia, ad esempio, si è soliti depurare tale sostanza presso impianti di depurazione esterni che ne permettano il giusto trattamento, facendo trasportare il proprio percolato con l’utilizzo di macchinari altamente specifici. 

Proprio per le caratteristiche variabili finora descritte risulta molto complesso parlare in termini specifici della scelta del tipo di trattamento più idoneo per il percolato, in quanto questo è fortemente condizionato dalle caratteristiche biologiche e fisico-chimiche del refluo da dover trattare. Risulta chiaro, pertanto, la necessità di dover distinguere caso per caso. 

L’impianto a Osmosi

Come detto, non esistono soluzioni standard per il trattamento del percolato. Tuttavia, la tecnologia di base utilizzata è quella della filtrazione tangenziale a membrana, coadiuvata eventualmente da un trattamento biologico. A seconda delle caratteristiche chimiche del fluido da trattare e della dimensione delle sostanze da separare, la filtrazione a membrana si può dividere nelle quattro seguenti categorie:

  • Osmosi inversa;
  • Nanofiltrazione;
  • Ultrafiltrazione;
  • Microfiltrazione.

La scelta dei diversi tipi di membrana utilizzata deriva quindi dalle dimensioni dei pori e dalle caratteristiche del materiale. Nelle membrane dell’osmosi inversa, ad esempio, i pori sono i più piccoli e permettono al refluo di essere trattato attraverso la separazione delle sostanze. Nello specifico, una volta immesso nell’impianto di depurazione e pre-filtrato grossolanamente a mezzo di filtri a sabbia, il percolato subisce un trattamento per osmosi inversa attraverso l’utilizzo di membrane e viene scisso in due correnti distinte: il permeato, da inviare a scarico in acque superficiali, ed il concentrato, da immettere in discarica o inviare ad impianti terzi. 

Il processo di osmosi inversa opera un’efficiente separazione su uno svariato numero di sostanze di natura organica ed inorganica, presentando così un’elevata flessibilità in riferimento alle variazioni della composizione del percolato nel tempo e alle sue variazioni quantitative.

Trattamento dei reflui civili

PERCHÉ È IMPORTANTE UN CORRETTO TRATTAMENTO DEI REFLUI CIVILI

Così come avviene per i reflui industriali, anche i reflui civili necessitano di essere sottoposti a trattamenti speciali. Lo smaltimento delle acque reflue, infatti, è da sempre al centro dell’interesse pubblico legato al problema della salute umana e della sicurezza igienica.

Con la crescita dei grandi centri urbani e lo sviluppo del tessuto industriale è diventato sempre più indispensabile allontanare le acque reflue tramite sistemi fognari adeguati ai centri residenziali. Questo perché inizialmente le acque di scarico venivano immesse in un unico punto all’interno del corso d’acqua a valle della città, e ciò comportava importanti disequilibri ecologico-ambientali.

La cattiva gestione degli scarichi, sia civili che industriali, fino ad epoche molto recenti ha costituito il fattore determinante per lo sviluppo e la diffusione di gravissime epidemie di malattie come il colera, la dissenteria e l’epatite. Da qui la necessità di depurare tutte le acque di scarico prima della loro immissione in fiumi, mari, laghi e terreni attraverso trattamenti che riproducono le modalità della natura, al fine di scongiurare la diffusione di ulteriori malattie e la produzione di inquinamento ambientale.

QUALI SONO I REFLUI CIVILI

Così come si apprende dal D.L. 152/06, bisogna distinguere le acque reflue industriali da quelle domestiche ed urbane.

L’art. 74 del Decreto fa chiarezza sulla definizione delle acque reflue domestiche, delimitandone il significato a tutti quegli scarichi provenienti da insediamenti di tipo residenziale e da servizi e derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attività domestiche (quali alberghi, scuole, caserme, uffici pubblici e privati, impianti sportivi e ricreativi, negozi al dettaglio ed all’ingrosso e bar).

Tra le acque reflue domestiche è possibile distinguere:

  • le acque bianche, ritenute non pericolose per la salute pubblica poiché derivanti dal dilavamento di tetti, strade, giardini e cortili ad opera di pioggia, neve e grandine;
  • le acque nere, prodotte dagli scarichi delle cucine (acque saponate grasse per la presenza di detersivi e residui di cibo oleosi) e dei bagni (tra cui si distinguono le acque fecali e le acque grigie, moderatamente sporche in quanto provenienti da docce, vasche da bagno, lavatrici e lavandini).

Diverse, invece, sono le acque reflue urbane (o scarichi civili), che comprendono le acque di rifiuto domestiche e, se la fogna è di tipo unitario, anche le acque cosiddette di ruscellamento, nonché acque pluviali o provenienti dal lavaggio delle strade. In particolare, questa tipologia di scarichi può contenere non solo le stesse sostanze presenti nei reflui domestici in concentrazione diversa, ma anche una serie di microinquinanti quali idrocarburi, detergenti, detriti di gomma, pesticidi,  eccetera.

COME TRATTARE I REFLUI CIVILI

Una delle principali caratteristiche dei reflui urbani è la biodegradabilità, che ne rende possibile la depurazione attraverso trattamenti biologici. Se, infatti, per i reflui industriali vengono applicati sistemi depurativi misti, che combinano processi biologici a processi chimico-fisici, per le acque reflue civili gli interventi si basano principalmente su processi biologici in quanto costituite prevalentemente da sostanze biodegradabili.

Il trattamento dei reflui civili avviene all’interno di depuratori a servizio degli scarichi civili con lo scopo di rimuovere tutti gli agenti contaminanti e ridare vita a nuove acque depurate.

L’impianto di trattamento prevede due linee specifiche, una dedicata alle acque e una ai fanghi. Nella linea acque, in particolare, vengono trattati i liquami grezzi provenienti dalle reti fognarie e comprendono di norma tre diverse fasi:

  • pretrattamento, utilizzato per la rimozione di parte delle sostanze organiche sedimentabili contenute nel liquame. Questo stadio comprende le operazioni di grigliatura, sabbiatura, sgrassatura e sedimentazione primaria;
  • ossidazione biologica, ossia un processo di tipo biologico utilizzato per la rimozione delle sostanze organiche sedimentabili e non sedimentabili contenute nel liquame. Questo secondo stadio comprende le operazioni di aerazione e sedimentazione secondaria;
  • trattamenti ulteriori, destinati ad abbattere il contenuto di quelle sostanze che non vengono eliminate durante i primi due trattamenti.

LEGGI ANCHE COME TRATTARE LE ACQUE REFLUE INDUSTRIALI

IL RICICLO DEI REFLUI CIVILI

Il trattamento delle acque reflue civili diventa così fondamentale per restituire alla natura un bene prezioso come l’acqua in condizioni ottimali. La scarsità di piogge, l’enorme spreco di acqua e i preoccupanti cambiamenti climatici e ambientali spingono a trovare sempre più sistemi all’avanguardia che consentano la depurazione di questi reflui.

Grazie ad un corretto trattamento siamo oggi in grado di poter riutilizzare soprattutto le acque nere nell’irrigazione per esempio di giardini, parchi, aree spartitraffico, campi da golf e le acque grigie nell’alimentazione dei servizi interni delle abitazioni domestiche, come lo scarico dello sciacquone del wc.

Gerarchia dei rifiuti: che cos’è e come funziona

LA SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE PASSA ATTRAVERSO UNA GERARCHIA DEI RIFIUTI

Sempre più spesso sentiamo parlare di sostenibilità ambientale e di proposte normative volte a ridefinire le regole del mercato globale per raggiungere importanti obbiettivi di riduzione dell’impatto che prodotti e materie hanno sull’ambiente. Questo significa analizzarne tutto “il ciclo di vita”, dalla loro produzione all’imballaggio e al tipo di trasporto impiegati, fino alla gestione del loro smaltimento ed eventuale riutilizzo.

Tutti questi aspetti vengono ciclicamente posti sotto la lente d’ingrandimento per valutare e progettare soluzioni e tecnologie per raggiungere un’efficienza maggiore ed un impatto minore, passando così da una sostenibilità minima ad una sempre più massimizzata.

Per avere una visione d’insieme più completa dobbiamo, però, fare un passo indietro e vedere nel dettaglio alcuni fattori; insomma, dobbiamo vedere “da dove veniamo” per capire cosa rischiamo e che direzione possiamo intraprendere.

Basti pensare che qualsiasi materiale o prodotto immesso sul mercato è destinato a trasformarsi presto o tardi in un rifiuto (per non parlare del singolo imballaggio) e che, a causa del progressivo aumento dei volumi annui prodotti, della persistenza nell’ambiente e dell’eventuale presenza di sostanze pericolose, può costituire un serio problema per la società in termini di trattamento e smaltimento.

Da qui, la necessità di avviare un profondo cambiamento al sistema economico attuale e passare, dunque, al modello di economia circolare, grazie anche alla definizione di una vera e propria gerarchia dei rifiuti, una classificazione di azioni da compiere per il loro trattamento sulla base del livello di priorità e di sostenibilità ambientale.

Il modello in questione non solo pone l’attenzione sulla necessità di differenziare i rifiuti, riciclare i materiali e recuperare risorse energetiche da quelli non ulteriormente valorizzabili, ma anche e soprattutto sull’importanza del tema della prevenzione nella produzione di rifiuti.

LA NORMATIVA EUROPEA VERSO UN’ECONOMIA CIRCOLARE

L’Unione Europea ha emanato il cosiddetto “pacchetto rifiuti”, una serie di normative sulla gestione dei rifiuti volte ad accompagnare gli Stati membri verso un’economia circolare attraverso un periodo di transizione.

In particolare, all’interno della “Direttiva quadro sui rifiuti” (Direttiva 2008/98/CE), viene a stabilirsi la già citata gerarchia dei rifiuti, che sancisce diverse misure per proteggere l’ambiente e la salute dei cittadini prevedendo o riducendo gli impatti negativi della produzione e della gestione dei rifiuti.

Con questo provvedimento viene così introdotta un’importante distinzione tra le diverse soluzioni adottabili nella gestione dei rifiuti, secondo il seguente criterio di priorità di azioni che vanno dalla produzione fino allo smaltimento:

  • prevenzione;
  • riutilizzo;
  • riciclaggio;
  • recupero di altro tipo (per esempio il recupero di energia);

Questa gerarchia altro non è che una “piramide” che indica un ordine di preferenza delle azioni da attuare per ottenere il massimo beneficio dai prodotti e generare la minima quantità di scarti.

Gli Stati membri sono quindi incoraggiati a mettere in pratica la normativa e la politica in materia di rifiuti in modo trasparente attraverso una corretta applicazione della gerarchia dei rifiuti che può e deve portare a diversi benefici collettivi, tra cui la riduzione delle emissioni di gas serra, il risparmio energetico, una maggiore conservazione delle risorse e lo sviluppo di tecnologie cosiddette “green”.

La più recente Direttiva 2018/851/UE, che modifica la precedente 2008/98/CE, fissa altri nuovi obiettivi, sia temporali che percentuali in peso, per il riutilizzo e il riciclaggio dei rifiuti urbani pari al 55% entro il 2025, 60% entro il 2030 e il 65% entro il 2035. Inoltre, vengono rafforzate le norme in materia di prevenzione dei rifiuti. Con il nuovo pacchetto di misure, infatti, i paesi dell’Unione devono impegnarsi a sostenere modelli di produzione e consumo sostenibili, incoraggiando non solo la progettazione, la produzione e l’uso di prodotti che siano efficienti nell’utilizzo delle risorse, durevoli, riparabili, riutilizzabili e che possano essere aggiornati, ma anche, ad esempio, la riduzione della produzione di rifiuti alimentari come importante contributo all’obiettivo di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite di ridurre del 50% lo spreco alimentare globale pro capite entro il 2030.

IL SISTEMA PIRAMIDALE: COME TRATTARE I RIFIUTI DALLA PREVENZIONE ALLO SMALTIMENTO

La gerarchia dei rifiuti diventa a tutti gli effetti uno schema utile e pratico al fine di gestire al meglio i rifiuti a seconda del loro impatto sull’ambiente e sulla salute umana. Deve diventare pratica quotidiana e non limitarsi solo ad azioni singole per garantire minori produzioni di rifiuti in favore di una migliore sostenibilità ambientale.

Come trattare quindi rifiuti in base alla priorità delle operazioni possibili?

1. Prevenzione

In cima alla piramide c’è il concetto di “prevenzione”, ovvero il tentativo di evitare di produrre rifiuti alla fonte o quanto meno di diminuirne la quantità. Ciò comprende tutte quelle azioni che possono essere compiute a monte della catena di produzione e distribuzione al fine di ottimizzare e migliorare il processo produttivo attraverso la limitazione degli imballaggi, il contenimento nell’utilizzo di sostanze nocive o la diffusione di prodotti green.

I cittadini, in tal senso, devono anch’essi essere sensibilizzati per contribuire in prima persona alla diffusione di buone pratiche e prediligere comportamenti di acquisto più coscienziosi, modificando le loro abitudini quotidiane consapevolmente.

2. Riutilizzo

Attraverso attività di controllo, pulizia, o riparazione/manutenzione, è possibile dare seconda vita ad un prodotto o materiale una volta esaurita la sua funzione principale senza subire ulteriori trattamenti. È il caso di vestiti, mobili, apparecchiature elettroniche che possono essere riparate e rigenerate per essere reimmesse sul mercato. Negli ultimi anni, abbiamo assistito ad un vero e proprio boom anche di App, siti e tutorial volti a promuovere il concetto di dare nuova vita agli oggetto usati.

3. Riciclo

Quando la produzione di un rifiuto non può essere evitata è necessaria un’operazione di riciclaggio, ossia di azioni che puntano a recuperare i materiali utili presenti nei rifiuti per riutilizzarli. È il caso, ad esempio, di materiali e sostanze quali plastica, vetro, carta e metalli che, grazie alla raccolta differenziata operata dai cittadini, vengono processati e sottoposti a trattamenti specifici per poi essere riutilizzati almeno in parte nella produzione di altri beni, materiali o sostanze.

4. Recupero di energia

Il recupero di altro tipo di rifiuti riguarda la possibilità di ricavare energia elettrica o calore da quei rifiuti non riciclabili che finirebbero altrimenti in discarica. È ciò che avviene all’interno di un termovalorizzatore, in cui i rifiuti vengono bruciati ad alte temperature al fine di recuperare dall’incenerimento il calore necessario per produrre teleriscaldamento o generare energia elettrica.

5. Smaltimento

All’ultimo gradino della scala gerarchica per priorità di azioni che riducono e trattano i rifiuti si trova lo smaltimento in discarica, ultima spiaggia per tutti quei rifiuti per cui è stato impossibile effettuare una delle operazioni finora descritte. Quando, infatti, non vi è possibilità di riciclare o riutilizzare in altro modo materiali e sostanze, questi finiscono in discarica. Si tratta di una soluzione che per decenni è stata considerata come una delle poche alternative valide per la gestione dei rifiuti, ma che oggi rappresenta a tutti gli effetti un’opzione da scongiurare e che dovrà subire in futuro forti riduzioni per limitarne l’impatto ambientale.

Inquinanti emergenti: i PFAS

I PFAS nell’ambiente

Le sostanze perfluoroalchiliche, comunemente conosciute anche con l’acronimo PFAS (Per and Poly-Fluorinated Alkyl Substances) sono composti chimici estremamente resistenti alla degradazione e sono presenti in molte matrici ambientali in tutto il mondo. A differenza di molti inquinanti organici persistenti e bio-accumulabili, i PFAS sono parzialmente solubili in acqua e sono quindi comunemente presenti in tracce nelle acque potabili, costituendo così un serio problema non solo per l’ambiente ma anche per la salute umana.

Cosa sono i PFAS

I composti perfluorurati costituiscono un gruppo di composti organici formati da una catena alchilica idrofobica di lunghezza variabile da 4 a 16 atomi di carbonio, completamente fluorurata (in quanto tutti gli atomi di idrogeno sono sostituiti da atomi di fluoro), e da un gruppo idrofilico, generalmente un acido carbossilico o solfonico.

I composti più noti sono l’acido perfluorottano sulfonato (PFOS) e l’acido perfluorottanoico (PFOA).

A seguito delle restrizioni e divieti nella produzione delle sostanze perfluorurate tradizionali, in particolare PFOA e PFOS, a partire dagli anni 2000 sono state introdotte sul mercato delle sostanze sostitutive perfluorurate a catena corta, ovvero composti con catene carboniose fino a 5 atomi come i PFBA e i PFBS che, pur avendo una persistenza ambientale simile ai loro analoghi a catena lunga, hanno un potenziale di bioaccumulo molto minore negli organismi animali e nell’uomo.

La struttura chimica dei PFAS, ed in particolar modo i numerosi legami covalenti carbonio-fluoro caratterizzati da una forte energia di legame, conferiscono notevole stabilità ed inerzia termica, chimica e biologica a questi composti, che sono inoltre dotati di proprietà idro e oleofobiche.

Grazie a queste caratteristiche chimico-fisiche, tali molecole sono state utilizzate in una vasta gamma di applicazioni industriali e commerciali fin dagli anni ’50; proprio in coincidenza con l’inizio del boom economico, infatti, furono introdotte queste nuove sostanze nella filiera di concia delle pelli, nel trattamento dei tappeti, nella produzione di contenitori di cibo, carta e cartone per uso alimentare (carta forno), per rivestire superfici antiaderenti, traspiranti ed idrorepellenti (come ad esempio le padelle), nella produzione di abbigliamento tecnico, in particolare per le loro caratteristiche oleo e idrorepellenti, ossia di impermeabilizzazione, ma anche nella produzione di stoffe per sedie e divani, mascara, pavimenti acrilici, applicazioni biomediche, tinture, lubrificanti, membrane, schiume antincendio, detergenti, cere per pavimenti, pellicole fotografiche ecc…

Potenziali rischi per la salute

I PFAS sono ritenuti contaminanti emergenti dell’ecosistema a causa della loro estensiva produzione, e conseguente utilizzo massiccio, e delle loro caratteristiche chimiche che li rendono resistenti ai processi di degradazione termica, biodegradazione, idrolisi, metabolizzazione, e dunque altamente persistenti nell’ambiente e negli organismi viventi.

Il problema, come sempre, riguarda le metodologie più efficaci su come smaltire queste sostanze altamente tossiche. Se smaltiti illegalmente o non correttamente nell’ambiente, infatti, i PFAS possono penetrare con facilità nelle falde acquifere e attraverso l’acqua possono raggiungere terreni, campi e prodotti agricoli, nonché alimenti.

A tal proposito, alte concentrazioni di PFAS sono state rilevate a livello globale in una vasta gamma di campioni ambientali tra cui l’acqua, il suolo, la fauna selvatica, gli esseri umani e la polvere domestica.

Gli effetti sulla salute di queste sostanze sono ancora sotto indagine nonostante gli ingenti investimenti economici impiegati per studiare tale aspetto. Pare però evidente esserci una correlazione importante tra l’esposizione umana ai PFAS e lo sviluppo di diverse patologie, soprattutto in popolazioni con acqua potabile inquinata da questi composti e in lavoratori esposti. In particolare, si ritiene che i PFAS intervengano sul sistema endocrino nel metabolismo dei grassi, compromettendo crescita e fertilità, e che siano sostanze cancerogene i cui effetti però non sono immediati, ma sempre legati ad esposizioni di lunga durata.

Diversi studi, infine, hanno dimostrato che i PFAS, una volta nell’organismo, hanno un’emivita piuttosto lunga, andandosi ad accumulare preferibilmente nel sangue e nel fegato e possono provocare epatossicità, immunotossicità, neurotossicità, alterazioni ormonali nella riproduzione e nello sviluppo.

I PFAS in Italia: dalle acque di falda ai percolati di discarica

PERCHÉ LA PRESENZA DI PFAS PREOCCUPA 

La tematica riguardante le sostanze per e poli-fluorurate ha assunto negli ultimi anni una maggiore rilevanza nazionale e ciò ha portato, da parte di Università ed Enti Pubblici, alla conduzione di diversi studi ed indagini sul territorio italiano riguardanti le acque di falda, e dunque il problema sanitario strettamente legato alle acque potabili destinate al consumo umano.

A destare massima allerta e preoccupazione sono, come ormai noto, le caratteristiche chimico-fisiche dei PFAS – tali da rendere questi composti estremamente resistenti alla degradazione – e la loro diffusione capillare è constatata in tutto il mondo.

Sul territorio nazionale il tema è particolarmente sentito nella Regione Veneto poiché il problema dei PFAS, legato in buona parte alle passate lavorazioni di tessuti e cuoio, è concentrato nelle falde acquifere regionali in maggior misura rispetto ad altre regioni d’Italia.

LA DIFFUSIONE DEI PFAS IN ITALIA

Nel 2006 il Progetto Europeo PERFORCE ha avviato una prima indagine per stabilire la presenza di perfluoroderivati nelle acque e sedimenti dei maggiori fiumi europei; da questi studi è risultato che il fiume Po presenta le concentrazioni massime di acido perfluoroottanoico (PFOA) tra i fiumi europei.

Constatata l’evidenza di una situazione di potenziale pericolo ecologico e sanitario nel fiume Po, nel 2011 si è stipulata una convenzione tra il Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare e l’Istituto di Ricerca sulle Acque CNR con lo scopo di realizzare uno studio più approfondito sul rischio ambientale e sanitario associato alla contaminazione da sostanze perfluoroalchiliche (PFAS) nel bacino del Po e nei principali bacini italiani.

Nel corso delle campagne di misura sono stati effettuati dei test di monitoraggio in corpi idrici superficiali e reflui industriali e di depurazione del reticolo idrografico della provincia di Vicenza, in particolare del Distretto Industriale di Valdagno e Valle del Chiampo dove è localizzato il più importante distretto tessile e conciario italiano e lo stabilimento di fluorocomposti della Miteni SpA.

Questo progetto, terminato nel 2013, non solo ha confermato una presenza diffusa e critica dei PFAS nei corsi d’acqua italiani, ma ha anche rappresentato il primo studio completo sulla distribuzione e le sorgenti dei composti perfluorurati nei principali bacini italiani e sugli eventuali rischi connessi alla loro presenza.

PFAS E PERCOLATI DI DISCARICA

Anche se gli studi e le indagini finora descritti sono stati effettuati solo sulle acque italiane dei bacini idrici, ciò non significa che il problema non sia presente altrove, anzi, a destare maggiore preoccupazione è soprattutto la problematica legata ai percolati di discarica.

Come noto, in una discarica si produce il percolato per effetto della degradazione dei rifiuti, soggetti a reazioni chimiche e dunque a rilasciare i PFAS nell’ambiente circostante.

Nonostante i PFOS e i PFOA siano stati eliminati dalle produzioni, di fatto si tratta di sostanze che sono destinate a rimanere per decenni in quanto la gestione delle discariche “post mortem” è stata fissata per legge a circa 30 anni. A questo si aggiunge anche la grande problematica relativa ai fanghi, perché negli impianti di depurazione in cui vengono trattati i percolati di discarica i PFAS si accumulano anche nei fanghi, con le gravi conseguenze che ne derivano.

Con l’emanazione delle BAT europee* nel 2018 – che hanno introdotto per la prima volta il monitoraggio di PFOA e PFOS nelle acque di scarico – e di alcuni singoli decreti sul territorio italiano, si è finalmente giunti a focalizzare il dibattito odierno non solo su acque potabili, di sottosuolo e superficiali, ma anche su acque di scarico, rifiuti industriali e percolati di discarica, nonostante l’assenza di una normativa nazionale.

Ad oggi, infatti, non si conoscono normative nazionali o regionali che stabiliscano concentrazioni limite per questi composti, sia sui percolati di discarica che sui rifiuti in generale; nonostante la volontà da parte del Ministero ed Enti Pubblici di porre limiti nazionali allo scarico, risulta piuttosto complesso definire delle linee guida generali considerato l’enorme numero di composti appartenenti alla famiglia dei PFAS. Come risulta altresì complesso trovare soluzioni ottimali che riguardino la trattabilità dei PFAS nei percolati di discarica, motivo per cui Erica nel 2017 ha deciso di intraprendere un percorso di ricerca con l’obiettivo di identificare la tecnologia più adeguata, partendo da indagini bibliografiche, test di laboratorio, analisi chimiche ed arrivando a concretizzare un impianto pilota di taglio industriale con cui ha condotto sperimentazioni in impianti di depurazione partner.

LEGGI LA TRATTABILITÀ DI REFLUI E PERCOLATI CONTENENTI PFAS

*DECISIONE DI ESECUZIONE (UE) 2018/1147 DELLA COMMISSIONE del 10 agosto 2018 che stabilisce le conclusioni sulle migliori tecniche disponibili –BAT- per il trattamento dei rifiuti, ai sensi della direttiva 2010/75/UE del Parlamento europeo e del Consiglio.

Trattamento dei reflui industriali: cos’è e come avviene

PERCHÉ È IMPORTANTE UN CORRETTO TRATTAMENTO DEI REFLUI INDUSTRIALI

Sono molte le attività umane che comportano la produzione di reflui che per essere reimmessi nell’ambiente devono prima di tutto essere oggetto di un trattamento, nonché di una corretta depurazione per il rispetto dei limiti imposti dalle normative.

Un trattamento non idoneo di questi rifiuti, infatti, può causare la dispersione nell’ambiente di elevate quantità di contaminanti quali tensioattivi, materiali in sospensione e sedimentabili, oli minerali, metalli, fosforo e coloranti di vario genere.

Una corretta depurazione delle acque reflue industriali costituisce un punto fondamentale del grande dibattito che riguarda oggi non solo la tutela e protezione dell’ambiente, ma anche quella dell’uomo e della sua salute.

REFLUI INDUSTRIALI: COME DISTINGUERLI?

Diversi dalle acque reflue urbane, i reflui industriali vengono descritti, così come indicato dal D.L. 4/2008, come qualsiasi tipo di acque reflue scaricate da edifici o impianti in cui si svolgono attività commerciali o di produzione di beni

Il criterio di distinzione, dunque, è quello della “provenienza” di tali scarichi. La caratteristica principale delle acque industriali è quella di essere prodotte da qualsiasi tipologia di stabilimento all’interno del quale vengono svolte attività industriali che comportano la produzione, la trasformazione o l’utilizzazione di sostanze che non possono finire direttamente nella rete fognaria.

COME TRATTARE I REFLUI INDUSTRIALI

Il trattamento delle acque reflue industriali attraverso appositi impianti avviene per alcuni settori industriali direttamente all’interno dei processi produttivi, con lo scopo di rimuovere i contaminanti e depurare le acque di lavorazione affinché queste risultino pienamente conformi ai limiti di scarico imposti.

I processi di trattamento dei reflui industriali si distinguono come di seguito specificato:

  • trattamenti meccanici, basati su operazioni preliminari di rimozione dei solidi non disciolti, come l’operazione di sgrigliatura volta a rimuovere tutti quei materiali grossolani che altrimenti potrebbero intasare tubazioni e pompe;
  • trattamenti biologici, attraverso cui i sistemi di depurazione simulano processi biologici che avvengono in modo naturale. Tali trattamenti sono dedicati ai reflui industriali che hanno una forte componente organica;
  • trattamenti chimici, basati sull’aggiunta di specifiche sostanze che provocano particolari reazioni chimiche, rese necessarie per tutti quegli scarichi industriali che presentano agenti inquinanti per i quali il solo trattamento biologico risulterebbe non sufficiente.

I VANTAGGI DEL TRATTAMENTO DEI REFLUI INDUSTRIALI

L’esigenza di utilizzare particolari sistemi di depurazione dedicati al trattamento dei reflui industriali non solo risponde al soddisfacimento di determinati requisiti obbligatori previsti dal D.L. 152/06 e smi, ma produce anche una serie di importanti vantaggi.

Infatti attraverso questi sistemi la depurazione dei reflui genera fanghi da cui è possibile recuperare metano riutilizzabile o ricavare fertilizzanti naturali, agevolando così lo smaltimento in terreni senza alterare l’equilibrio dell’ecosistema.
La depurazione, poi, consente di produrre acqua conforme ai limiti normativi da riutilizzare per uso irriguo, per alimentare gli impianti antincendio, i sistemi di riscaldamento e caldaie o i sistemi di raffreddamento, o da riutilizzare all’interno di processi produttivi per evitare l’ulteriore approvvigionamento idrico.