Emissioni di composti volatili potenzialmente tossici dalle discariche dell'area Vasta di Giugliano R. Baraldi, P. Ciccioli, S. Di Lonardo, A. Esposito, O. Facini, D. Famulari, D., B Gioli, E. Magliulo, A. Manco, L. Neri, D. Piscitelli, C. Vagnoli, L. Vitale, A. Zaldei
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Emissioni di composti volatili potenzialmente tossici dalle discariche dell'area Vasta di Giugliano
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Emissioni di composti volatili potenzialmente tossici dalle discariche dell'area Vasta di Giugliano
R. Baraldi, P. Ciccioli, S. Di Lonardo, A. Esposito, O. Facini, D. Famulari, D., B Gioli, E. Magliulo, A. Manco, L. Neri, D. Piscitelli, C. Vagnoli, L. Vitale, A. Zaldei
OBIETTIVO: Misurare l’ emissione di composti organici volatili da substrati di matrice diversa nelle discariche dell’area vasta di Giuliano.
L’area di studio Masseria del Pozzo
(capping)
Ampliamento Masseria del Pozzo- Schiavi (capping)
Novambiente (capping)
Resit X (capping)
Resit Z (no capping)
I composti organici non metanici emessi dalle discariche pur rappresentando una percentuale anche inferiore all’1% delle emissioni totali, quindi molto basse rispetto a quelle dei due tipici gas serra metano e anidride carbonica, rivestono un ruolo particolarmente importante per l’impatto che possono avere sulla qualità dell’aria e, di conseguenza, sulla salubrità dell’ambiente, con un pericolo diretto o indiretto sulla salute dell’uomo
Alcuni di questi VOCs sono tossici o cancerogeni come ad esempio i BTEX (benzene, toluene, etilbenzene e xilene) così come anche altri composti volatili come stirene, alcuni furani e cloroareni rappresentano un pericolo per la salute. Il controllo quindi di questi VOCs nelle discariche e nelle zone limitrofe è indispensabile anche se le loro concentrazioni, seppur alte alla fonte, vengono poi diluite nell’aria. Non bisogna inoltre dimenticare che i VOCs sono precursori della formazione dello smog fotochimico. Nel corso degli anni l’attenzione e la sensibilità della pubblica opinione è significativamente cresciuta proprio per la consapevolezza della loro pericolosità sulla salute umana.
Il campionamento dei VOCs nelle discariche già messe in sicurezza attraverso il capping è stato effettuato direttamente dai tubi di captazione del biogas.
In quelle in cui la superficie emissiva è ancora libera si sono utilizzate delle camere statiche dalle quali sono stati prelevati i VOCs.
Camera ad accumulo per
campionamento di VOCs dal suolo
Trappola di metallo contenente substrato di Tenax per trattenere i
VOCs
Campionamento di VOCs dal biogas
Campionamenti di VOCs nelle discariche
Tubi di captazione del biogas
benzene
toluene
Etil benzene
P-xilene
o-xilene
nonane
a-pinene
1,3
,5 t
rim
eti
l be
nze
ne
Par
a-ci
me
ne
undecane
dodecane
Analisi chimiche di VOCs nel laboratorio
Spettrometria di massa
Gascromatografia
Desorbimento termico
Cromatogramma
COMPOSTI VOLATILI IDENTIFICATI CON LA GASCROMATOGRAFIA
Dall’analisi gascromatografica e spettrometrica dei biogas sono stati identificati e quantificati più di 100 composti volatili appartenenti a 7 classi chimiche maggiori. Gli alcani (C5-C20) e gli areni (C6-C10) sono le classi chimiche col maggior numero di composti, seguiti poi dai cicloalcani (C5-C11), i terpeni (C10), le aldeidi (C6-C10), i furani (C4-C6 ), i chetoni (C5-C6) e i cloroareni (C6).
p-cimene
limonene
. Lo xilene è classificato tra le sostanze non cancerogene per l’uomo ma contribuisce, per reazioni chimiche in atmosfera, alla formazione di ozono troposferico. Per questo composto non esistono valori limiti per la qualità dell’aria ma l’OMS ha introdotto valori guida oltre ai quali si hanno problemi di salute per la popolazione esposta (4800 µg/m3 come media nelle 24 ore) . Il benzene, le concentrazioni variano da alcuni µg/m3 fino a qualche migliaia. Pur riferendosi al biogas all’uscita del camino e non ad analisi complessive dell’area circostante, questi valori sono estremamente elevate se si considera che la normativa di riferimento per questa sostanza cancerogena fissa come valore limite per la protezione della salute umana una concentrazione media annua di 5 µg/m3. Secondo l’OMS il benzene costituisce oggi un inquinante ubiquitario, con concentrazioni medie variabili fra 1 e 160 µg/m3. . Il toluene invece è oggi inserito dall’EPA tra le sostanze non cancerogene per l’uomo ma degradandosi molto velocemente in atmosfera, può portare alla formazione di composti a diverso grado di tossicità. Pur non essendoci quindi valori limiti per la qualità dell’aria, l’OMS ha introdotto valori guida al di sopra dei quali sono stati riscontrati effetti sulla salute della popolazione esposta (260 µg/m3 come media settimanale)
p-cimene
limonene
Oltre ai flussi nelle varie discariche di questi composti si riportano anche quelli dei terpeni, responsabili delle molestie olfattive, e che in quasi tutte le discariche rappresentano i composti maggiormente emessi. Tra questi ultimi i più rappresentativi sono il para-cimene e il limonene, prodotti presenti in tanti detergenti usati per la pulizia degli ambienti, e che, come riportato anche in letteratura, possono identificare anche l’età del rifiuto: il limonene, composto prodotto dal metabolismo vegetale, è spesso il composto terpenico più rappresentativo emesso dai rifiuti freschi mentre in quelli vecchi, che hanno subito avanzati processi di decomposizione, la sua concentrazione diminuisce notevolmente per lasciare il posto invece al p-cimene.
In tutte le discariche i composti presenti in maggiore quantità sono generalmente sempre i terpeni, con il p-cimene composto più rappresentativo, ad eccezione della Resit X in cui, nell’unico punto caratterizzato da elevati flussi, il limonene è superiore al p-cimene, quindi probabilmente sintomo di un substrato più giovane. Caso a parte ancora una volta è la Resit Z dove i flussi bassi di VOCs registrati con le camerette non presentano terpeni.
Tra i composti aromatici il più abbondante è generalmente lo xilene. Tutti questi composti alterano le normali condizioni ambientali e di salubrità dell’aria tanto da costituire, in particolare il benzene che è il più tossico, un pericolo diretto o indiretto per la salute dell’uomo e dell’ambiente alterando gli equilibri delle risorse biologiche e degli ecosistemi.
toluene xilene
etilbenzene 1,3,5 trimetilbenzene
benzene
1,2,3,5 tetrametilbenzene
EMERGENZA INCENDI
Il 27 di Giugno in seguito ad un incendio scoppiato nella Resit X due giorni prima si è provveduto ad effettuare campionamenti straordinari dai focolai ancora accesi nella discarica. Questi campionamenti sono avvenuti prelevando e concentrando nelle cartucce l’aria prelevata vicino ad alcuni punti bruciati (plastica depositata vicino all’edificio) o ancora in combustione presenti anche dopo l’intervento di messa in sicurezza.
Dalle analisi cromatografiche si evince una certa variabilità del numero di VOCS e soprattutto delle loro concentrazioni in funzione dei punti di prelievo. Vicino alle zone ancora in combustione, come prevedibile, le concentrazioni sono risultate più elevate rispetto ai prelievi in aria più distanti dai punti di incendio. In generale, i composti più abbondanti sono i BTEX e lo stirene. Inoltre, si sono identificate sostanze diverse e dannose per la salute come la benzaldeide, il benzonitrile e il metilstirene. La presenza di composti terpenici sono attribuibili anche alla combustione della vegetazione presente nella discarica
Occorre sottolineare inoltre che questi gravi episodi di incendio aumentano anche le concentrazioni nell’aria delle polveri sottili particolarmente dannosi alla salute umana in quanto se inalate causano gravi danni all’apparato respiratorio.
Possiamo comunque confermare, sulla base di questi risultati preliminari, che la composizione dei biogas emessi dalle discariche, è quella tipica generata dai rifiuti indifferenziati. Ancora oggi quindi queste discariche comportano un rischio per la salute della popolazione insediata nelle vicinanze dello stabilimento e per la salvaguardia dell’ambiente, sottolineando l’urgenza di interventi di messa in sicurezza di questo sistema.