Utilizzi post trattamento

Dopo il trattamento, i sedimenti marini possono essere considerati non più come rifiuti bensì come risorse, dette secondo il quadro normativo nazionale “materie prime secondarie” e possono essere recuperati e riutilizzati per evitarne la messa a dimora in discarica o in vasca di colmata. L’utilizzo di questi sedimenti è fortemente dipendente dalle loro caratteristiche chimico-fisiche-biologiche, come le dimensioni granulometriche, forma delle particelle, resistenza, porosità, coefficiente di frantumazione, etc.

Generalmente i materiali di dimensioni maggiori (sabbia e ghiaia), vengono riutilizzati soprattutto nell’ambito del ripascimento dei litorali, come aggregati per la fabbricazione di calcestruzzi e malte oppure per la costruzione di strade. Invece i materiali più fini, al contrario dei sedimenti sopra esposti, non si prestano facilmente al diretto ed immediato riutilizzo nel campo dell’edilizia e quindi necessitano di trattamenti speciali sia per minimizzare i contaminanti in essi presenti sia per ottenere un miglioramento delle proprietà meccaniche. Si possono per esempio aggiungere leganti specifici che ne migliorano le proprietà meccaniche e strutturali del materiale rendendolo idoneo per la produzione di mattoni, per il riutilizzo come sottofondo stradale o come materiale di riempimenti per i calcestruzzi non strutturali. Non possono invece essere riutilizzati per il ripascimento dei litorali in quanto in quanto la granulometria fine determinerebbe delle sospensioni indesiderate del materiale stesso. I sedimenti, completamente decontaminati e che non

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presentino tossicità, possono essere utilizzati anche come ammendante agricolo al fine di migliorare le caratteristiche di un terreno (come ad esempio la granulometria o il contenuto di nutrienti).

Necessita di un piccolo approfondimento il riutilizzo e la valorizzazione in ambito civile ed industriale dei sedimenti proveniente dalle attività di dragaggio dei porti. Infatti questi ultimi possono essere utilizzati:

- produzione del clinker di Cemento Portland: il materiale dragato contiene significativi quantitativi di silice, allumina, ossidi di calcio e ferro che sono tutti elementi importanti per la preparazione del cemento. In un progetto di ricerca americano [4], sono state studiate le proporzioni e gli effetti della miscelazione dei sedimenti dragati sulla qualità del cemento. Le conclusioni di questo studio sono state positive e l’unica accortezza è quella di utilizzare sedimenti con basse concentrazioni di cloruri perché questi ultimi riducono la resistenza del calcestruzzo e ne accelerano la corrosione dell’armatura in acciaio;

- produzione di laterizi tramite trattamenti termici: in uno studio tedesco [4] è stata esaminata la produzione di mattoni da sedimenti marini provenienti dal porto di Bremen. Tutti i test tutti i test hanno mostrato che i laterizi presentano caratteristiche da costruzione idonee e che le concentrazioni nei fumi dell’impianto di produzione dei mattoni sono state conformi con i limiti di emissione (ad eccezione dell’SO2); - produzione di materiali ceramici: il materiale di dragaggio può anche essere

utilizzato nel processo di vetrificazione per la produzione di piastrelle ceramiche. I problemi maggiori derivano dall’enorme quantità di acqua e dalla presenza di cloruri, quindi i sedimenti devono essere pretrattati per ridurre il contenuto d’acqua e la concentrazione dei cloruri;

- utilizzo in discarica: i sedimenti, previo pretrattamento di riduzione del contenuto d’acqua, possono essere utilizzati per realizzare le coperture dei rifiuti che vengono disposti in discarica.

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2 Il progetto GRRinPORT: i porti di Piombino e Livorno

2.1 Il progetto GRRinPORT

In base alle valutazioni fatte nei capitoli precedenti è possibile concludere che la problematica della decontaminazione dei sedimenti di dragaggio sia significativa in quanto si riflette in maniera diretta sui costi di gestione del materiale stesso. In particolar modo abbiamo illustrato ed approfondito alcune tecniche tradizionali di decontaminazione di matrici solide affermando che quando i sedimenti presentano determinate caratteristiche fisiche, come la bassa permeabilità e l’elevata capacità tampone, alcune tecniche risultano inefficaci e molto onerose, ad eccezione della decontaminazione elettrocinetica (EKR –

Elektrocinetic Remediation) che invece presenta buoni risultati [23]. Infatti uno degli

obiettivi della seguente tesi e del progetto GRRinPORT, è quello di dimostrare l’efficacia di questa tecnica basata sull’elettrocinesi per la rimozione dei metalli pesanti dalla matrice estratta mediante le operazioni di dragaggio portuale.

In particolare il Progetto GRRinPORT (acronimo di “Gestione sostenibile dei Rifiuti e dei

Reflui nei porti) è un progetto finanziato dal Programma Interreg Marittimo Italia – Francia

avviato nell’aprile del 2018 che avrà una durata triennale, fino quindi al 2021, con un budget pari a 1.084.646,00 euro. Il progetto ha come partner il “Dipartimento di Ingegneria dell’Energia, dei Sistemi, del Territorio e delle Costruzioni dell’Università di Pisa” che opererà insieme ad un ampio consorzio italo – francese. Infatti il partenariato è composto da 7 soggetti collocati tra Toscana, Corsica e Sardegna: tre università (Università di Pisa, Università di Cagliari e Università di Corsica Pasquale Paoli), un ente di ricerca (ISPRA - Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale) due amministrazioni locali (Regione autonoma della Sardegna e Office des Trasports de Corse) e un ente del terzo settore (Mediterranean Sea and Coast Foundation – MEDSEA) [34,38].

La sperimentazione riguarda i porti di Piombino, Livorno, Ajaccio e Cagliari e l’obiettivo

generale è quello di “migliorare la qualità delle acque marine nei porti limitando l’impatto

del traffico marittimo e dell’attività portuale” mediante [34]:

 _{“la definizione di Piani d’azione per la gestione eco-sostenibile di rifiuti, reflui e} sedimenti”, rivolti a enti gestori ed utenti delle aree portuali del Programma e, in prospettiva, a tutto il bacino del Mediterraneo;

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 “la realizzazione di specifiche Azioni Pilota su reflui e sedimenti”, al fine di diffondere approcci comuni tra paesi diversi ma che condividono lo stesso ambiente marino, il Mar Mediterraneo.

Entrando nel dettaglio del progetto GRRinPORT gli obiettivi specifici sono:

1. “migliorare la gestione nei porti dei rifiuti prodotti dal traffico marittimo e dall’attività portuale. Tale obiettivo sarà conseguito attraverso la predisposizione di un Piano d’Azione condiviso contenente indicazioni su approcci e procedure atte a ottimizzare e armonizzare la gestione a bordo, la tipologia di contenitori, le comunicazioni imbarcazione/approdo, il conferimento e lo stoccaggio temporaneo in porto [34];

2. migliorare la gestione nei porti dei reflui prodotti dal traffico marittimo e dall’attività portuale. Tale obiettivo sarà realizzato attraverso la predisposizione di un Piano d’Azione condiviso contenente indicazioni su approcci e procedure atte a ottimizzare e armonizzare la gestione a bordo, le comunicazioni imbarcazione/approdo, il conferimento, lo stoccaggio temporaneo e la gestione degli sversamenti accidentali di idrocarburi [34];

3. ottimizzare i sistemi di trattamento dei sedimenti contaminati dragati nei porti. Tale obiettivo sarà realizzato attraverso la predisposizione di un Piano d’Azione condiviso per la gestione dei sedimenti derivanti da attività di dragaggio portuale, come anche dimostrato dall’Azione Pilota che verrà implementata nel porto di Livorno e di Piombino [34].”

Per quanto riguarda l’Università di Pisa, quest’ultima si occupa principalmente del terzo obiettivo specifico precedentemente elencato (T3) e la seguente tesi tratta la tematica della bonifica elettrocinetica e la sua sperimentazione in scala di laboratorio nonché lo sviluppo di un prototipo in scala pilota sul quale andare ad implementare i risultati ottenuti sperimentalmente. Quindi insieme ad ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale) e UNICA (Università di Cagliari) si effettueranno ampie sperimentazioni di laboratorio per ottimizzare le condizioni operative dei trattamenti pilota oggetto della successiva fase. Un’ampia analisi dello stato dell’arte ha consentito di definire una sequenza di trattamenti dei sedimenti di dragaggio contaminati che consistono in:

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 primo trattamento di lavaggio e separazione granulometrica (LSG): divisione tra la frazione fine (pelitica), media (sabbiosa) e grossolana;

 secondo trattamento di elettrocinesi (EKR) della frazione pelitica per rimuovere i metalli pesanti e degradare gli inquinanti organici;

 _{trattamento finale di enanced landfarming (EL) della frazione sabbiosa e grossolana} per degradare i contaminanti organici.

L’efficacia del trattamento di lavaggio e separazione granulometrica (LSG) è stata già dimostrata nel progetto Life+ Coast-Best, concluso nel 2013, con ISPRA responsabile dell'implementazione di un impianto pilota, e in diverse altre esperienze presso vari porti. In questo progetto ISPRA userà lo stesso impianto, che è ubicato nel porto di Livorno.

Il trattamento di decontaminazione elettrocinetica (EKR) di sedimenti di dragaggio contaminati è stato oggetto di dimostrazione in piena scala nel progetto Life+ SEKRET coordinato da UNIPI, e poiché è risultato economicamente vantaggioso se applicato alla sola frazione fine, la preventiva selezione mediante LSG limiterà il trattamento a tale frazione, che per di più concentra la maggior parte dei contaminanti, specie inorganici (metalli pesanti). Il trattamento di EKR è attuato da UNIPI e la futura implementazione a scala pilota sarà eseguita da UNIPI ed ISPRA.

Le restanti frazioni, contenenti inquinanti organici e modeste quantità di inorganici, saranno trattate a scala pilota mediante EL con bioincremento mediante addizione di batteri autoctoni e/o alloctoni coadiuvati da ammendanti, presso il porto di Livorno da UNIPI in collaborazione con ISPRA.

L’attività T3 è suddivisa a sua volta in tre sottogruppi:

- Attività T3.1: “Piano d'azione per la gestione sostenibile di sedimenti di dragaggio contaminati”. In questa attività è previsto il campionamento e la caratterizzazione dei sedimenti di dragaggio che saranno prelevati dai fondali e/o dalle vasche di colmata dei porti di competenza della nuova Autorità di Sistema Portuale del Tirreno Settentrionale e caratterizzati. Il prelievo avverrà da differenti ubicazioni in modo tale da rendere disponibili almeno 4 casi studio.

- Attività T3.2: “Area attrezzata per il trattamento di sedimenti di dragaggio contaminati”. Questa attività riguarda l’individuazione di soluzioni tecniche per il trattamento di sedimenti di dragaggio contaminati e prove di laboratorio. Verranno

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identificate le tecniche migliori per il trattamento di sedimenti di dragaggio, quali: sediment washing con separazione granulometrica, elettrocinesi e landfarming con bioattivatori. Sarà effettuata una campagna sperimentale su scala di laboratorio per verificare le condizioni operative ottimali, da condurre sui sedimenti campionati. I risultati dell’attività saranno utilizzati per progettare schemi di trattamento successivamente implementati su scala pilota.

- Attività T3.3: “Azione pilota per il trattamento di sedimenti di dragaggio contaminati”. Questa attività prevede l’implementazione e la gestione di un’area attrezzata su scala pilota per i trattamenti prescelti. L'impianto pilota di lavaggio e separazione granulometrica (LSG) già presente presso il porto di Livorno sarà reso nuovamente operativo e perfezionato con nuove sezioni pilota di trattamento elettrocinetico (EK) e landfarming (EL).