Il metodo ReBeCcA

La valutazione assoluta di rischio è un processo scientifico che richiede, nella sua intera e rigorosa applicazione, un impegno tecnico ed economico rilevante, in considerazione della mole di dati necessari (e quindi delle indagini, prove ed analisi da cui questi si ricavano) e delle elaborazioni matematiche conseguenti.

Tuttavia per la valutazione del rischio, fatto salvo il principio basilare del caso peggiore (“worst case”) che deve sempre guidare la scelta tra alternative possibili, è possibile distinguere diversi livelli di analisi, che differiscono essenzialmente per i tempi e l‟impegno economico necessari. Non è possibile, infatti, implementare immediatamente una valutazione approfondita in presenza di un qualsiasi evento o di una situazione in cui si sospetti una contaminazione dei suoli, poiché le informazioni necessarie richiedono disponibilità economiche e tecniche per l‟esecuzione d‟indagini in sito e di laboratorio che potrebbero non risultare giustificate dalla gravità degli eventi. Si preferisce, quindi, operare per successivi approfondimenti dell‟indagine qualora il precedente livello di approssimazione lo rendesse necessario.

In particolare, nella presente tesi di dottorato, così come nei manuali dell‟ISPRA, nonché nella restante letteratura sull‟argomento consultata per la presente trattazione, si fa riferimento alla suddivisione in livelli indicata nella procedura RBCA, acronimo di Risk-Based Corrective Action, altrimenti chiamata dai suoi autori ReBeCcA.

Tale procedura è di derivazione ASTM (American Society for Testing and Materials) ed è stata pubblicata nel 1995 con il riferimento E1739-95 per guidare gli interventi di risanamento sui siti contaminati da idrocarburi. Nel 1998 la norma è stata aggiornata ed integrata dalla guida PS104, che riguarda più in generale i rilasci di sostanze chimiche (ASTM, 1995; ASTM, 1998).

58 La procedura RBCA fa riferimento ad un approccio graduale basato su tre livelli di valutazione. Il passaggio a livelli successivi prevede una caratterizzazione più accurata del sito e l‟abbandono di alcune ipotesi conservative.

Di seguito vengono brevemente discusse le condizioni a cui fanno riferimento i diversi livelli previsti dalla procedura RBCA.

Livello 1

L‟analisi di rischio condotta a tale livello, fa riferimento a condizioni sito-generiche e rappresenta quindi una valutazione di screening. La connotazione tipicamente preliminare di questo livello d‟indagine implica l‟adozione di parametri (geometria della contaminazione, tempo e durata dell‟esposizione, ecc.) estremamente conservativi e, in generale, non specifici del sito. In questa fase le informazioni sul sito a disposizione sono estremamente limitate. Vengono presi in considerazione percorsi di esposizione diretti o indiretti, fattori di esposizione conservativi ed equazioni di trasporto di tipo prettamente analitico.

La posizione del punto di esposizione coincide con la sorgente di contaminazione quindi vengono considerati soltanto bersagli on-site e non si tiene conto di fenomeni di attenuazione dovuti alla diffusione dei contaminanti nello spazio e nel tempo.

Applicando tale livello di analisi (“tier 1”) si calcolano i Risk Based Screening Levels (RBSL), ossia dei livelli di screening delle concentrazioni nelle matrici ambientali, che rappresentano i criteri conservativi di qualità delle matrici ambientali che non utilizzano parametri sito specifici.

Il Livello 1 prevede quindi il confronto delle concentrazioni misurate sul sito con i RBSL calcolati: qualora si evidenzino dei superamenti dei criteri di qualità si può procedere con la bonifica, previa valutazione del rapporto costi/benefici, oppure procedere ad un Livello 2 di analisi di rischio, dopo un necessario approfondimento delle indagini.

Livello 2

Tale livello di analisi fa riferimento a condizioni sito-specifiche ed è quindi una valutazione di maggiore dettaglio. In questa fase, infatti, vengono utilizzati dati sito specifici (contenuto di carbonio organico, permeabilità, porosità, geometria della sorgente, ecc.) e vengono considerati i relativi scenari di migrazione della contaminazione dalla sorgente al bersaglio.

Applicando tale livello di analisi (“tier 2”) si derivano i Site Specific Target Levels (SSTL), valori di concentrazione nelle matrici ambientali suolo insaturo e saturo che possono essere considerati quali obiettivi di bonifica.

I parametri ed i punti di esposizione considerati sono noti sulla base delle indagini condotte sul sito in esame e conducono, quindi, alla definizione di concentrazioni ammissibili di contaminanti più realistiche.

59 Prevede l‟utilizzo di modelli analitici per la stima della concentrazione al punto di esposizione, considerando un mezzo omogeneo e isotropo. Le equazioni analitiche in genere sono uguali a quelle utilizzate per l‟analisi di livello 1, ma il livello 2 necessita di una quantità maggiore di dati, e vengono considerati più scenari e parametri di esposizione sito-specifici; le posizioni dei punti di esposizione considerate sono quelle effettive o potenziali (bersagli “on site” e “off site”).

Il livello 2 prevede il confronto delle concentrazioni misurate in sito con gli SSTLs calcolati. In caso di superamento di tali valori si può decidere di procedere alla bonifica, dopo avere valutato attentamente i rapporti costi/benefici, o di procedere ad un livello 3 di analisi, dopo un approfondimento delle indagini.

Livello 3

Il livello 3 di analisi permette una valutazione sito-specifica di maggiore dettaglio.

Utilizza modelli numerici e analisi probabilistiche che consentono di poter considerare l‟eterogeneità del sistema e di generalizzare la geometria della sorgente inquinante e delle condizioni al contorno; impiega sofisticati modelli matematici revisionali delle modalità di trasporto dei contaminanti nelle varie matrici ambientali interessate.

La sua applicazione richiede però una maggior conoscenza del sistema fisico e, conseguentemente, una fase di “site assessment” più approfondita con una maggiore quantità di dati ed una migliore qualità degli stessi.

Come per il livello 2, la posizione del punto di esposizione è quella effettiva o potenziale.

L‟applicazione di tale livello di analisi (“tier 3”) consente il calcolo di nuovi Site Specific Target Levels SSTLs, basati su una conoscenza dettagliata ed approfondita di tutte le caratteristiche del sito. Tuttavia il dettaglio di caratterizzazione richiesto per l‟applicazione di un livello 3 di analisi ha dei costi molto elevati che possono risultare poco sostenibili; pertanto, nella maggior parte dei casi ci si limita a condurre analisi di livello 2.

In sostanza, quindi, viene affrontato un percorso graduale, dal livello 1 (più generale) al livello 3 (più approfondito), durante il quale variano i seguenti aspetti:

 il numero e la qualità dei dati necessari per le elaborazioni aumenta;  le risorse da impiegare aumentano;

 i tempi di realizzazione dell‟analisi aumentano;

 le assunzioni conservative introdotte nei calcoli diminuiscono;

 l‟efficacia degli interventi di risanamento aumenta, poiché si effettuano valutazioni più precise.

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Figura 2: (Schema applicativo della procedura RBCA)

È importante sottolineare che il grado di protezione della salute e dell‟ambiente non varia nei

diversi livelli di analisi.

Infatti, all‟aumentare del livello di analisi (da livello 1 a livello 3) aumenta il numero di dati e indagini richieste, nonché la quantità di risorse e l‟efficacia economica degli interventi correttivi, mentre si riduce la conservatività delle assunzioni e si mantiene invariato il grado di protezione della salute dell‟uomo e dell‟ambiente.

Il procedimento sopra descritto è il cosiddetto "metodo diretto" (forward analysis), che consente la stima quantitativa del rischio.

Il suo inverso, il “metodo indiretto” (backward analysis) consente, imponendo un valore massimo di rischio accettabile, di definire le massime concentrazioni alla sorgente ritenute accettabili da un punto di vista del rischio sanitario e rappresenta un utile strumento nella definizione di obiettivi di bonifica sito-specifici.

I due distinti risultati derivano dall‟applicazione della procedura secondo le due distinte modalità (vedi figura 2) ed in particolare:

61 a) la modalità diretta (forward mode) permette il calcolo del rischio associato al recettore

esposto derivante da una sorgente di contaminazione di concentrazione nota;

b) la modalità inversa (backward mode) permette il calcolo della massima concentrazione ammissibile in sorgente compatibile con il livello di rischio ritenuto accettabile per il recettore.

Figura 3: (Differenza fra il metodo diretto e l’inverso)

Nel seguito della presente tesi di dottorato, nonché nelle valutazioni di rischio effettuate, si fa essenzialmente riferimento ad un Livello 2 di analisi.

Tale livello, essendo intermedio tra i tre proposti dalla procedura RBCA, rappresenta, in genere, un buon compromesso tra l‟utilizzo di valori tabellari, corrispondenti alla applicazione del livello 1, e l‟applicazione di modelli numerici complessi, tipicamente utilizzati per una analisi di rischio di livello 3.

Un presupposto fondamentale per la applicazione di un livello 2 di analisi riguarda la scelta di utilizzare modelli analitici per la stima dei fattori di trasporto delle specie chimiche contaminanti attraverso i diversi comparti ambientali.

Ciò comporta una estrema semplificazione del modello concettuale del sito e quindi l‟utilizzo un numero ridotto di parametri caratteristici dello stesso [EPA, 1998].

In generale, l‟applicazione di modelli analitici comporta la :  semplificazione della geometria del sito;

 semplificazione delle proprietà fisiche del comparto ambientale attraverso cui avviene la migrazione (es. ipotesi di omogeneità);

 definizione semplificata della geologia e della idrogeologia del sito;  indipendenza dei parametri di input rispetto alla variabile tempo;

 rappresentazione semplificata dei meccanismi di trasporto e dispersione.

Tali incertezze insite nell‟uso di modelli analitici sono compensate dalla conservatività sia delle equazioni di fate and transport sia del valore numerico dei parametri inseriti quali input.

62 I principali vantaggi dei modelli analitici riguardano la semplicità di implementazione e di applicazione, la necessità di inserire in input un numero limitato di parametri, la loro stabilità numerica e la conservatività degli output.

Una importante limitazione dei modelli analitici e che, in alcuni casi, sono talmente semplificati al punto da trascurare importanti aspetti del sistema ambientale reale. In sintesi, la principali limitazioni riguardano:

 l‟impossibilità di rappresentare le proprietà di un mezzo eterogeneo;

 l‟impossibilità di tener conto delle variabilità temporali dei fenomeni simulati;  l‟incapacità di tener conto della presenza di sorgenti di contaminazioni multiple;

 l‟impossibilità di tener conto delle irregolarità legate alla geometria del sito e alla sorgente di contaminazione.