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Tesi etd-04012020-173814


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
RAMERINI, VANESSA
URN
etd-04012020-173814
Title
Recupero del percolato da una discarica di rifiuti speciali non pericolosi derivanti dal processo di depurazione della salamoia.
Struttura
SCIENZE DELLA TERRA
Corso di studi
SCIENZE AMBIENTALI
Supervisors
relatore Prof.ssa Lolli, Ilaria
correlatore Dott. Franceschini, Fabrizio
controrelatore Prof.ssa Giannarelli, Stefania
Parole chiave
  • landfill
  • leachate
  • environmental characterization
  • recovery
  • waste management
  • caratterizzazione ambientale
  • recupero
  • gestione dei rifiuti
  • end of waste
  • discarica
  • percolato
Data inizio appello
24/04/2020;
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
24/04/2023
Riassunto analitico
Prima dell’entrata in vigore del D.lgs. 22/1997, l’economia nazionale era caratterizzata da un modello lineare di “produzione-consumo-smaltimento”, in cui ogni risorsa era inesorabilmente destinata ad essere sfruttata, divenire rifiuto e arrivare a fine vita. La nuova normativa, ai fini di salvaguardia ambientale e garanzia della salute umana, sanciva il passaggio ad un nuovo approccio, quello della “gestione dei rifiuti”, secondo il quale il rifiuto non è qualcosa che deve essere confinato permanentemente o distrutto bensì una risorsa da riutilizzare e quindi da sottoporre a smaltimento soltanto come ultima ratio. Attualmente, il quadro normativo di riferimento è rappresentato dal Testo Unico Ambientale (D.lgs. 152/2006 e succ. mod.) che, agli artt. 179 e successivi, istituisce, in recepimento della normativa europea, fra cui, in particolare, la Direttiva 2008/98/CE, una gerarchia nella gestione dei rifiuti, in base alla quale viene data priorità alla “prevenzione della produzione e della nocività e al recupero degli stessi”. In questo quadro si inserisce il lavoro di tesi, che ha ad oggetto la valutazione del recupero del percolato di una discarica di rifiuti speciali non pericolosi derivanti dal processo di depurazione della salamoia. Il percolato di discarica è incluso tra i rifiuti speciali classificati nel Nuovo Elenco Europeo ed è individuato da una specifica “voce a specchio”, che sta ad indicare che si tratta di un rifiuto che può essere pericoloso o non pericoloso a seconda della presenza o meno di sostanze contaminanti. Se lasciato filtrare, il percolato contenente sostanze inquinanti può causare contaminazione delle diverse matrici (suolo, acque sotterranee e superficiali) dell’area circostante la discarica. Ne consegue la necessità di una corretta gestione, proprio per assicurare la salvaguardia delle condizioni dell’ambiente e della salute umana. Ed è a questo cui mira la normativa in materia di discariche (si vedano il D.lgs. 36/2003 ed il DM 27/09/2010, così come modificato dal D.M. 24/06/2015, e specificamente gli all. 1 e 2 di quest’ultimo, contenenti i criteri costruttivi e gestionali delle discariche e gli elementi del Piano di Sorveglianza e di Controllo). Ma, nel quadro di quella che viene ormai definita “economia circolare” anche per il percolato di discarica, al pari di altri rifiuti, si può pensare a forme di recupero che, nell’ambito della disciplina del c.d. end of waste, consentano a queste sostanze di svolgere un ruolo utile, in ipotesi anche come materie prime secondarie (art.183, comma 1, lett.t, D.lgs.152/2006).
Scopo del presente lavoro è stato quindi quello di valutare, attraverso indagini di caratterizzazione ambientale, se il percolato prodotto all’interno della discarica di Barbialla (Saline di Volterra, Provincia di Pisa) contenga o meno sostanze contaminanti in concentrazioni tali da rappresentare un pericolo per uomo e ambiente, e, successivamente, di stabilire, in base alla normativa vigente, la possibilità di rilascio dell’autorizzazione definitiva al recupero di tale matrice in ambito minerario, per l’estrazione del salgemma. A causa degli elevati valori di sostanze ad elevato impatto ambientale tale refluo rappresenterebbe, in assenza di recupero, un problema insormontabile nella filiera di estrazione e lavorazione del salgemma. Cloruro di sodio, solfati e boro costituiscono, infatti, sostanze ad altissima solubilità, difficilmente trattabili in normali impianti di depurazione e la cui presenza in acque di scarico immesse nel reticolo idrografico comporterebbe devastanti effetti sugli ecosistemi acquatici e ripariali e una progressiva salinizzazione di acquiferi connessi idraulicamente a tali acque contaminate.
Nel territorio di Saline di Volterra, frazione di Volterra (PI), ricco di giacimenti di salgemma originati da uno dei più drastici eventi di cambiamento paleo-oceanografico degli ultimi 20 milioni di anni, la crisi di salinità del Messiniano (5.59-5.33 Ma), si completa l’intero ciclo di produzione del sale (NaCl), dall’estrazione del salgemma fino allo smaltimento e il recupero dei prodotti della sua raffinazione: la salamoia grezza (densità media di 310 g/l; concentrazione pari al 33%), estratta da tali giacimenti secondo una tecnica definita Solution Mining, viene inviata in gran parte al vicino stabilimento industriale in cui viene depurata per ottenere cloruro di sodio (NaCl) ad alto grado di purezza. I fanghi di risulta del processo industriale vengono abbancati, come rifiuti speciali non pericolosi, nella limitrofa discarica di Barbialla. Il percolato che si origina dai suddetti fanghi, sia per loro naturale disidratazione sia per infiltrazione delle acque meteoriche nella loro massa, viene convogliato mediante un collettore in una vasca di cemento, denominata vasca delle acque coprodotte, in cui confluiscono anche le acque dolci utilizzate nel processo industriale e le acque meteoriche. Da qui, l’acqua contenuta all’interno della suddetta vasca viene inviata verso i giacimenti di salgemma limitrofi, in quanto già oggetto di una preliminare valutazione di compatibilità ambientale per il recupero nel ciclo produttivo del cloruro di sodio purificato nell’ambito del rilascio di una autorizzazione provvisoria del Settore Miniere finalizzata al recupero dell’elevato contenuto salino ancora presente in esse, alla riduzione dell’utilizzo di acque dolci di falda e al completo svuotamento del “lago” Barbialla, formatosi a valle dell’omonima discarica, dove confluisce sia il percolato della discarica sia le acque di dilavamento dei versanti, con conseguente riduzione di fenomeni di rischio idro-geologico.
Ai fini del rilascio dell’autorizzazione definitiva al recupero per l’estrazione del salgemma in ambito minerario, è stata quindi effettuata, successivamente al prelevamento di campioni significativi e all’analisi laboratoriale, un’attenta valutazione di tipo geochimico che ha evidenziato la presenza, nei percolati della discarica, di elementi in tracce, quali cromo esavalente [Cr (VI)], nichel (Ni), arsenico (As) e mercurio (Hg), mobilizzati per l’ambiente estremo che si realizza all’interno della discarica stessa (elevatissima alcalinità in ambiente riducente). La presenza di frammenti tettonizzati di crosta oceanica (ofioliti) e frammenti derivanti dal loro smantellamento (argille azzurre) nelle frazioni litiche delle formazioni geologiche affioranti in tutta la Val di Cecina potrebbe giustificare infatti la presenza di nichel (Ni) e cromo trivalente [Cr (III)], di origine geogenica. Il cromo trivalente [Cr (III)], in piccola parte e in particolari condizioni, si ossiderebbe a formare cromo esavalente [Cr (VI)], presente perciò nel percolato. Al contempo, il temporaneo trasferimento di fanghi dalla ex discarica delle Moje vecchie alla discarica di Barbialla, previsto dal progetto di bonifica dell’anno 2004, renderebbe ragionevole l’apporto di mercurio (Hg) e arsenico (As), derivanti dalla messa a dimora, negli anni 60 del secolo scorso, nella discarica ormai in disuso di rifiuti prodotti da un’industria chimica limitrofa. L’effetto di concentrazione di tali elementi, tuttavia, risulta interamente annullato all’interno della vasca delle acque coprodotte, a causa di fenomeni di neutralizzazione, incremento di temperatura (46,50 °C) e cambiamento nello stato di ossidazione (condizioni debolmente riducenti) oltre che all’effetto della diluizione (rapporto 1:50 con altre acque della vasca e ulteriore 1:10 con le acque dolci nella reiniezione), dovuti al convogliamento delle acque dolci e calde provenienti dal processo industriale, dalle acque debolmente acide di origine meteorica e dalle acque dei pozzi dell’acquifero alluvionale del fiume Cecina. La caratterizzazione effettuata, secondo quanto previsto dal Regolamento 2008/1272/CE e dal Regolamento 2014/1357/UE, sul percolato raccolto all’interno della suddetta vasca ha messo in evidenza, inoltre, proprietà irritanti dovute all’elevato contenuto in sodio (NaCl = 110 g/L). Tuttavia, ai fini del recupero per l’estrazione del salgemma, tale caratteristica di pericolo può essere considerata trascurabile in quanto il salgemma stesso è ricco del suddetto elemento (NaCl = 310 g/L) e quindi, presumibilmente, caratterizzato anch’esso dalle medesime proprietà.
In conclusione, alla luce di quanto emerso e nel rispetto dei requisiti previsti dalla normativa per la cessazione della qualifica di rifiuto (art. 184 ter, comma 1 del D.lgs. 152/2006), appare ragionevole il recupero del percolato in oggetto come end of waste per l’estrazione del salgemma in ambito minerario, e, quindi, il rinnovo dell’autorizzazione (a suo tempo rilasciata solo in via temporanea) dalla Regione Toscana.


Before the implementation of the Legislative Decree 22/1997, which established the step to a new “waste management” approach, national economy was featured by a linear model of resources “production-consumption-disposal”. Currently, the national reference framework for waste management is represented by the Legislative Decree 152/2006 and subsequent amendments. It defines, in the transposition of Community Directives, as the 2008/98/EC, a new waste hierarchy, giving the priority “to the prevention from the production and the harmfulness and to the recovery of wastes themselves”. Consequently, within this so called “circular economy” concept, the recovery of landfill leachate as “end of waste”, i.e. ceasing to be waste and re-obtaining the status of a product, should be considered. Landfill leachate is a special waste included in the New European List of Wastes as a “mirror entry”, which means that a waste can be dangerous or not, depending on the presence of hazardous substances. Hazardous landfill leachate can pollute both surrounding soil and underground/surface waters; therefore, its proper management is required to ensure environmental and human health.
In this background, the aims of this study have been to assess the presence and concentrations of hazardous substances in the leachate from the Barbialla landfill (Saline di Volterra, Province of Pisa), through an in-depth environmental characterization; on the other hand, to define the possibility of its recovery in order to mine halite.
Due to the high concentrations and solubilities of sodium chloride, sulphates and boron in the leachate, the absence of its recovery would represent an huge concern through the chain of the halite extraction, as well as its processing, because of their salinization effect on the aquatic ecosystems and aquifers. For this reason, the leachate is conveyed to a concrete tank where it is diluite (ratio of 1:50 with processing facility freshwater and rainwater and further 1:10 with groundwater from the alluvial plain of Cecina river) and, afterwards, fed into the halite mines, thanks to a provisional authorization. In order to obtain the final authorization, samplings and chemical analysis have been carried out, as well as characterization, pursuant to the Regulations 2008/1272/EC and 2014/1357/UE. The detection of hexavalent chromium [Cr (VI)], nichel (Ni), arsenic (As) and mercury (Hg) in this leachate seems to be correlated to their mobilization in the particular landfill environment (high alkalinity and reducing conditions). Presumably, trivalent chromium [Cr (III)] and Ni are derived from the local geological formations that outcropped in the territory (ophiolite and blue clays). The oxidation of Cr (III) gives rise to Cr (VI). The presence of As and Hg results from the temporary (in the 1960s) placement of chemical industry waste in the Moje Vecchie disused landfill and from their partial transfer to Barbialla landfill during the biennium 2005/2006.
However, inside of the concrete tank, the process of neutralization, the increased temperature (46,50°C) and the reducing conditions, alongside the dilution from the processing facility freshwater and rainwater, drastically reduce the pollutants concentrations. Besides, nevertheless the characterization pointed out that the leachate has irritant properties because of the high sodium content (NaCl = 110 g/L), it can be considered negligible, given that the halite has similar characteristics (NaCl = 310 g/L).
In view of all this and in accordance with the rules in force relating to “end of waste” management (article 184 ter, subparagraph 1 of Legislative Decree 152/2006), the leachate recovery for the purpose of halite extraction and, consequently, the renewal of its authorization is considered reasonable.

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