GESTIONE DELLE SCORIE

I residui solidi derivanti dal processo di incenerimento possono essere trattati come rifiuto e dismessi in discarica, in questo caso sono spesso utilizzati, previa inertizzazione, come materiale di drenaggio; oppure possono essere utilizzati per altre attività (riempimento di miniere di esaurite, realizzazione del manto stradale ecc.).

La modellazione realizzata per condurre lo studio relativo all’impianto di Coriano prevede la dismissione in discarica dei residui prodotti, dopo opportuno trattamento. Tuttavia, per completezza, è interessante valutare come differenti modalità di gestione delle scorie possano influenzare l’impatto complessivo di un processo di incenerimento. La seguente analisi si basa su lavori di letteratura.

Toller S. et al. (2009) hanno condotto uno studio in cui è stato valutato l’effetto sull’ambiente della dismissione delle scorie in discarica o del loro utilizzo come materiale da costruzione per la realizzazione di strade. La valutazione è stata basata principalmente sulle proprietà chimiche del materiale e sul possibile rilascio di contaminanti, valutato sulla base di test effettuati in laboratorio ed ha condotto al risultato che la soluzione che prevede l’utilizzo dei residui come materiale da costruzione mostra complessivamente impatti minori [Toller S. et al., 2009].

Nello studio, condotto da Fruergaard T. et al.( 2010) è stata condotta un’analisi di sette differenti opzioni per la gestione delle scorie di combustione, valutandone l’impatto ambientale mediante metodologia LCA.

Nonostante lo strumento di calcolo utilizzato sia differente da quello impiegato per il nostro studio (infatti gli autori hanno deciso di utilizzare il software EASEWASTE), vengono menzionate categorie di impatto dal significato simile a quelle descritte finora. L’unità funzionale scelta è stata 1 ton di residui, con composizione determinata sulla base di dati primari; la valutazione considera il consumo di energia e risorse, emissioni in aria, acqua e suolo, impatti evitati ed eventuali processi correlati.

Gli scenari di smaltimento considerati, che rappresentano possibili ipotesi di gestione dei residui di combustione, sono sotto riportati.

1) Discarica senza pretrattamento: viene considerato il rilascio di metalli pesanti in acqua e suolo con un orizzonte temporale di 1000 anni, ed i consumi di energia correlati al trattamento delle sostanze organiche raccolte.

2) Riempimento di miniere di sale: si tratta di una tecnica di gestione comunemente usata in Germania; lo scenario include principalmente il consumo di additivi e l’energia richiesta per il pompaggio.

3) Neutralizzazione dei rifiuti acidi: è una procedura diffusa in Norvegia che prevede che i residui siano miscelati con acqua e rifiuti acidi provenienti dall’industria di lavorazione del titanio al fine della neutralizzazione di questi ultimi. È considerata l’energia richiesta per miscelare e movimentare i residui.

4) Utilizzo dei residui per la realizzazione del manto stradale: i residui vengono utilizzati come materiale di riempimento per la stesura dell’asfalto.

5) Stabilizzazione con FeSO4: i residui sono miscelati con acqua e FeSO4 al fine di ridurre il rilascio di metalli pesanti.

6) Vetrificazione seguita da conferimento in discarica: si tratta di un trattamento termico che conduce alla vetrificazione dei residui, lo scenario include i consumi di energia per il trattamento termico e le emissioni.

7) Trattamento termico con automobile shredder residue (ASR). Si tratta di un’opzione praticata in Danimarca e Svizzera che prevede che un’uguale quantità di residui delle due tipologie venga miscelata e trattata termicamente. Sono considerati i consumi di energia e materiali ausiliari e le emissioni. Sono possibili due differenti scenari conseguenti: il primo prevede che i rifiuti trattati siano utilizzati per la costruzione di strade, il secondo che siano dismessi in discarica.

In generale, per tutti gli scenari considerati, gli autori hanno osservato che gli impatti più elevati sono correlati a riscaldamento globale, acidificazione ed eutrofizzazione; tutti questi tre fenomeni denotano un forte legame con i consumi energetici.

Per quel che riguarda invece le categorie legate a fenomeni di tossicità, gli impatti più elevati si riscontrano relativamente a ecotossicità in acqua, tossicità umana via acqua e via suolo.

Approfondendo i risultati, si nota che la vetrificazione è il processo che determina il più elevato potenziale di riscaldamento globale, seguito dal co-trattamento termico con ASR. I maggiori fenomeni di ecotossicità in acqua si hanno a seguito della dismissione in discarica senza pre-trattamento e sono principalmente dovuti ad emissione di piombo. Anche la stabilizzazione con FeSO4 e la vetrificazione contribuiscono all’ecotossicità in acqua, sebbene in misura inferiore. Per quel che riguarda la stabilizzazione con FeSO4, l’impatto è causato al 40% dal processo di stabilizzazione stesso, mentre, per quel che concerne la vetrificazione, il 40% degli impatti è da attribuirsi ai consumi energetici ed il 16% circa ai rilasci di metalli pesanti che comunque avvengono.

La tossicità umana via acqua è legata principalmente alla dismissione in discarica dei residui senza un preventivo trattamento, in secondo luogo essa è attribuita all’emissione di Hg durante il trattamento termico.

Per quel che riguarda la tossicità umana via suolo, nessuna opzione di trattamento è maggiormente controindicata in maniera rilevante, ma il maggiore contributo per questa categoria deriva dal processo di vetrificazione, a causa dell’emissione di metalli pesanti, dall’utilizzo dei residui come materiale di costruzione di strade e dal conferimento diretto in discarica. La stabilizzazione con FeSO4 ed il co-trattamento con ASR comportano invece contributi molto inferiori.

In sintesi, è evidente che gli impatti legati al riscaldamento globale sono principalmente causati dai consumi energetici, mentre quelli che comportano effetti di tossicità sono dovuti al rilascio di sostanze inquinanti. Dunque, le alternative di gestione che prevedono ridotti consumi energetici e generano ridotte emissioni sono le migliori possibili.

Nessuna ipotesi di gestione soddisfa pienamente questi requisiti, tuttavia l’utilizzo dei residui come materiale di riempimento di miniere di sale esaurite, la neutralizzazione di rifiuti acidi e l’utilizzo come riempitivo degli asfalti stradali risultano gli scenari preferibili (a patto che la composizione del residuo sia comparabile con quella delle matrici naturali tradizionalmente impiagate per la produzione di asfalti e cementi: il rischio, infatti, è che l’uso di matrici più contaminate possa tradursi alla lunga in un aumento di concentrazione di inquinanti).

Le opzioni meno preferibili per quel che riguarda il cambiamento climatico sono quelle coinvolgenti un trattamento termico, mentre, per quel che riguarda l’emissione di sostanze tossiche, è lo smaltimento in discarica senza pre-trattamento a comportare i maggiori effetti negativi.

È stato osservato che tali risultati sono indipendenti dal mix energetico considerato e dal materiale che si considera sostituito nei processi in cui avviene la sostituzione di un materiale con i residui, quali il riempimento delle miniere di sale e la neutralizzazione di rifiuti acidi e dunque essi possono essere considerati validi indipendentemente dalla localizzazione geografica [Fruergaard T. et al., 2010].