Progetto GRRinPORT: analisi e valutazione delle prestazioni di un sistema di decontaminazione elettrocinetica di sedimenti di dragaggio e progettazione di un impianto pilota.

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA

Scuola di Ingegneria

Dipartimento di Ingegneria dell’Energia, dei Sistemi, del Territorio e delle

Costruzioni

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Idraulica, dei Trasporti e del

Territorio

Tesi di Laurea:

PROGETTO GRRinPORT: ANALISI E VALUTAZIONE DELLE

PRESTAZIONI DI UN SISTEMA DI DECONTAMINAZIONE

ELETTROCINETICA DI SEDIMENTI DI DRAGAGGIO E

PROGETTAZIONE DI UN IMPIANTO PILOTA

RELATORE:

Prof. Ing. Renato Iannelli

CORRELATORE:

Ing. Isabella Pecorini

CANDIDATO:

Federico Michelotti

Sommario

1 Introduzione _______________________________________________________________ 1 1.1 Normativa per il dragaggio nei porti ___________________________________________ 4 1.1.1 Quadro normativo internazionale ___________________________________________________ 5 1.1.2 Quadro normativo comunitario ____________________________________________________ 8 1.1.3 Quadro normativo nazionale______________________________________________________ 11 1.1.3.1 Decreto Ministeriale del 15 luglio 2016, n. 173 ___________________________________ 20 1.2 Siti Di Interesse Nazionale (SIN) _____________________________________________ 23

1.2.1 Caratterizzazione e movimentazione dei sedimenti marini ______________________________ 28 1.2.2 Operazioni di dragaggio all’interno dei Sin ___________________________________________ 29 1.3 Dragaggio e tecnologie di trattamento di recupero e/o riutilizzo dei sedimenti marini _ 30

1.3.1 Sistemi di dragaggio _____________________________________________________________ 33 1.3.1.1 Draghe meccaniche _________________________________________________________ 33 1.3.1.2 Draghe idrauliche ___________________________________________________________ 35 1.3.1.3 Draghe d’altro tipo __________________________________________________________ 37 1.3.2 Dragaggio ambientale ___________________________________________________________ 37 1.3.2.1 Draghe meccaniche di tipo “ambientale” ________________________________________ 38 1.3.2.2 Draghe idrauliche di tipo “ambientale” __________________________________________ 40 1.3.3 Trattamento e decontaminazione per i sedimenti dragati ______________________________ 41 1.3.3.1 Pre-trattamento ____________________________________________________________ 43 1.3.3.2 Trattamenti fisico-chimici ____________________________________________________ 44 1.3.3.3 Trattamenti biologici ________________________________________________________ 46 1.3.3.4 Trattamenti termici _________________________________________________________ 49 1.3.3.5 Trattamenti elettrocinetici ____________________________________________________ 51 1.3.3.6 Utilizzi post trattamento _____________________________________________________ 51

2 Il progetto GRRinPORT: i porti di Piombino e Livorno __________________________ 53

2.1 Il progetto GRRinPORT ____________________________________________________ 53 2.2 Il porto di Piombino _______________________________________________________ 56 2.2.1 Il futuro del porto di Piombino: il nuovo Piano Regolatore Portuale ______________________ 59 2.2.2 Il SIN del porto di Piombino _______________________________________________________ 67 2.3 Il porto di Livorno ________________________________________________________ 70

2.3.1 Il futuro del porto di Livorno: Progetto Piattaforma Europea ____________________________ 72 2.3.2 Il SIN del porto di Livorno ________________________________________________________ 75

3 Tecnologie di trattamento elettrocinetico ___________________________________ 78

3.1 Esempi di test di laboratorio ________________________________________________ 81 3.1.1 Esempio di sperimentazione di EKR: porto di Marghera (Venezia) ________________________ 81 3.1.2 Esempio di sperimentazione di EKR: spiaggia di Augusta (Sicilia) _________________________ 83 3.1.3 Esempio di sperimentazione di EKR: porto di Nam Hang (Sud-Korea) _____________________ 85 3.1.4 Esempio di impianto pilota: vasca di colmata del porto di Livorno (Toscana) _______________ 87 3.1.5 Esempio di sperimentazione di EKR: nord-ovest della Spagna ___________________________ 89 3.1.6 Esempio di sperimentazione di EKR: estuario della Senna (Francia) _______________________ 90

4 Materiale e metodi _____________________________________________________ 94

4.1 Criteri e procedure per la caratterizzazione dei sedimenti marini __________________ 94 4.1.1 Sedimenti: peculiarità e fonti di inquinamento _______________________________________ 94 4.1.2 Procedure di campionamento _____________________________________________________ 95

4.1.3 Analisi da eseguire _____________________________________________________________ 100 4.2 Caratterizzazione dei sedimenti per l’esecuzione dei test di elettrocinesi ___________ 109

4.2.1 Campionamento ______________________________________________________________ 111 4.2.2 Classificazione granulometrica ed analisi chimiche ___________________________________ 115 4.2.2.1 Sedimenti provenienti dalla vasca di colmata del porto di Livorno ___________________ 120 4.2.2.2 Sedimenti provenienti dall’Area Darsena Lucchini del porto di Piombino _____________ 123 4.2.2.3 Sedimenti provenienti dall’Area Vasca Piccola del porto di Piombino ________________ 129 4.2.2.4 Sedimenti provenienti dall’Area Darsena Pescherecci del porto di Piombino __________ 133 4.3 Sistema sperimentale di decontaminazione elettrocinetica ______________________ 135 4.4 Criteri per la progettazione dell’impianto pilota _______________________________ 141

5 Risultati e discussione __________________________________________________ 144

5.1 Risultati della caratterizzazione dei sedimenti _________________________________ 144 5.1.1 Vasca di colmata del porto di Livorno ______________________________________________ 145 5.1.2 Area Darsena Lucchini/V.Piccola/Pescherecci del porto di Piombino _____________________ 149 5.2 Risultati dei test di laboratorio di EKR _______________________________________ 154 5.3 Analisi chimiche post-EKR per la determinazione del contenuto di inquinanti _______ 163

6. Progettazione impianto pilota __________________________________________ 173

6.1 Dimensionamento geometrico _____________________________________________ 173 6.2 Modalità di controllo del prototipo _________________________________________ 176 6.3 Realizzazione del proprotipo _______________________________________________ 177

7. Conclusioni __________________________________________________________ 180 Appendici _____________________________________________________________ 183

Allegati progettuali _________________________________________________________ 183 Schede tecniche ____________________________________________________________ 191

Fonti bibliografiche e sitografia ___________________________________________ 207 Didascalia _____________________________________________________________ 212

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1 Introduzione

L’aumento del numero di siti contaminati da attività antropiche, ha generato una crescente attenzione da parte del legislatore nazionale, i cui interventi sono stati mirati sia a punire l’evento “inquinamento” in sé, sia a creare una politica di ripristino delle aree degradate. Quindi le opere di bonifica dei siti contaminati hanno assunto un’importanza fondamentale non solo per la salute dell’uomo e per la protezione del territorio ma anche per lo sviluppo socio-economico di un paese, agevolando la trasformazione di intere aree da zone improduttive a zone riqualificate dal punto di vista urbano, economico ed ambientale. Secondo alcuni dati risalenti al 1995, soltanto in Italia le aree inquinate raggiungono più di 10.000 unità ma queste indicazioni mostrano un forte sottodimensionamento del dato, che andrebbe senz’altro raddoppiato. Questo anche in relazione alle indicazioni dettate dalla L.426/98 (“Nuovi interventi in campo ambientale”) che ha incluso oltre alle zone industriali, anche le aree marine e portuali che si trovano di fronte a zone di produzione industriale, le zone di laguna ed i corsi d’acqua per un totale di più di 200.000 ettari di terra e 70.000 ettari di zone marine, pari ad un totale di circa 300.000 ettari (più dell’1% del territorio nazionale). La scelta della tecnologia di bonifica più appropriata presuppone una serie di valutazioni che riguardano tutte le fasi del processo e questo non è sempre semplice. Infatti è necessario effettuare sia delle valutazioni tecniche ma anche, e non meno importanti, di tipo economico, in quanto le tecnologie presenti ad oggi sul mercato sono piuttosto numerose e le varie soluzioni presentano vantaggi, svantaggi e caratteristiche differenti (tempi di realizzazione, effetti secondari sull’ambiente e costi decisamente diversificati). Esistono, ad oggi, molte tecniche di bonifica dei terreni contaminati: quelle biologiche come il landfarming ed il

biopile, quelle chimiche come il soil-washing che è utilizzato per contaminanti inorganici e

metalli, mentre la phytoremediation è applicabile ad entrambi in quanto sfrutta la capacità di varie specie vegetali di intercettare, accumulare e degradare alcune tipologie di contaminanti, anche se presenta molti vincoli e limitazioni. Nel caso in cui la matrice contenga una componente pelitica elevata e raggiunga valori di permeabilità bassi, tutti i suddetti metodi di bonifica perdono efficacia.

Una delle tecnologie sperimentali più studiate per la rimozione di varie tipologie di contaminanti, in particolare metalli pesanti, da matrici solide come terreni caratterizzati da bassa permeabilità idraulica è la cosiddetta “Elettrokinetic Remediation” (trattamento di bonifica elettrocinetica). Questa tecnologia si basa sull’applicazione di un campo elettrico a

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bassa intensità alla matrice solida da trattare mediante l’utilizzo coppie di elettrodi installati in pozzetti a pareti porose nei quali viene fatta circolare una soluzione elettrolitica. Il campo elettrico genera quindi un’elettrolisi di tale soluzione, generando un fronte acido che si sposta dall’anodo (+) al catodo (-) favorendo il desorbimento e quindi la migrazione dei contaminanti, ed un fronte basico che si muove in senso opposto. Quest’ultimo rallenta il processo di decontaminazione e per questo viene contrastato dosando acidi al catolita [23]. Negli ultimi decenni è stata condotta una notevole quantità di lavoro sui vari aspetti che riguardano questa tecnologia di bonifica ed in letteratura [20, 21, 22, 23, 24] sono esposte molte applicazioni che documentano l’efficienza di questo metodo di disinquinamento. Il Programma Interreg Marittimo Italia – Francia ha finanziato nel 2018 un progetto triennale, denominato GRRinPORT (acronimo di “Gestione sostenibile dei Rifiuti e dei

Reflui nei porti”), che ha come obiettivo quello di “migliorare la qualità delle acque marine

nei porti limitando l’impatto delle attività portuali e del traffico marittimo sull’ambiente mediante la definizione di un set di buone pratiche per la gestione dei reflui e dei rifiuti” [1]. È un progetto che riguarda in via sperimentale i porti di Piombino, Livorno, Ajaccio e Cagliari che opererà con un vasto consorzio italo-francese di cui fanno parte l’Università di Pisa, l’Università degli Studi di Cagliari come capofila, la Regione Autonoma della Sardegna, il Mediterranean Sea and Coast Foundation (Medsea), l’Université de Corse Pasquale Paoli, l’Office des Transports de la Corse e l’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA).

Il lavoro effettuato nella presente tesi fa parte dell’attività di ricerca del progetto GRRinPORT ed ha l’obiettivo di analizzare i risultati del trattamento elettrocinetico sui metalli pesanti che contaminano i sedimenti di porto e di progettare un impianto pilota di decontaminazione di forma cilindrica in modo da studiare una nuova ed innovativa configurazione geometrica in grado di perfezionare ed ottimizzare gli sviluppi futuri di questo trattamento.

La prima parte del presente elaborato di tesi è destinata all’individuazione delle problematiche ambientali e di quelle gestionali e amministrative relative alle operazioni di dragaggio nei porti, che periodicamente devono essere effettuate nel rispetto della normativa in vigore.

La seconda parte invece espone l’attività di sperimentazione, effettuata presso il “Dipartimento di Ingegneria dell’Energia, dei Sistemi, del Territorio e delle Costruzioni”

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dell’Università di Pisa, che consiste nell’applicazione di test di elettrocinesi in scala di laboratorio su campioni dell’ordine di 3.5 kg di sedimenti provenienti dal dragaggio di varie darsene del porto di Piombino (Area Darsena Lucchini – Area Darsena Pescherecci – Area Vasca Piccola). Le applicazioni future consisteranno nell’applicazione di suddetti test anche ai sedimenti provenienti dalla vasca di colmata del porto di Livorno, che sono stati pretrattati attraverso la tecnica di Sediment/Soil Washing (SW) da ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale) per cui questi ultimi materiali risultano suddivisi in un campione “tal quale”, in un campione pelitico post-trattamento di SW e in un campione sabbioso sempre post-trattamento di SW.

In particolare, i prelievi effettuati nel porto di Piombino hanno evidenziato e confermato la composizione granulometrica dei campioni a preponderante frazione pelitica, idonea quindi alla sola sperimentazione dei processi di elettrocinesi. Il materiale presente nei fondali del porto di Livorno, contaminato dalle varie attività presenti all’interno del porto stesso, è invece costituito non solo da sedimenti sabbiosi ma anche da limi e argille, trasportate dallo scolmatore d’Arno ed introdotte nel bacino portuale grazie all’imboccatura del porto in corrispondenza dell’antico canale dei Navicelli. Se l’inquinamento è contenuto, il materiale proveniente dalle operazioni di dragaggio, è in genere collocato in vasche di colmata impermeabilizzate, realizzate per evitare il disperdersi dei contaminanti verso il mare aperto. Quindi sono stati caratterizzati sia dal punto di vista granulometrico sia dal punto di vista chimico non solo i sedimenti provenienti dal porto di Piombino ma anche i sedimenti prelevati dalla vasca di colmata del porto di Livorno, anche se le analisi hanno evidenziato una presenza nettamente inferiore di contaminanti rispetto alle darsene del porto di Piombino, per cui la priorità nel seguente elaborato è stata attribuita ai campioni proveniente da quest’ultima località.

L’obiettivo principale è quindi quello di dimostrare la possibilità di decontaminare i sedimenti limo-argillosi mediante trattamento elettrocinetico individuando soluzioni alternative allo scarico a mare o al trasferimento in discariche speciali dei materiali portuali di risulta.

I suddetti test hanno consentito di valutare l’evoluzione della matrice solida sottoposta a trattamento e l’efficienza della riduzione della contaminazione da metalli pesanti. Sono state quindi eseguite analisi chimiche sia sui campioni tali e quali che sui sedimenti in seguito al trattamento elettrocinetico, concentrandosi su determinate gruppi di inquinanti

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particolarmente dannose e pericolose dal punto di vista ambientale: i metalli pesanti quali ad esempio Cd (cadmio), Cr (cromo), Cu (rame), Ni (nichel), Pb (piombo), Zn (zinco).

Infine l’ultima parte del presente elaborato è costituita dalla progettazione di un impianto pilota di decontaminazione elettrocinetica di forma cilindrica. La campagna sperimentale effettuata su scala di laboratorio ci permetterà quindi di verificare le condizioni operative ottimali da condurre sui sedimenti campionati ed i risultati di questa attività saranno utilizzati per progettare schemi di trattamento da implementare sul nuovo impianto pilota.

1.1 Normativa per il dragaggio nei porti

I porti, in modo particolare quelli industriali e commerciali, svolgono delle attività legate al trasporto ed allo stoccaggio di vari materiali tra cui prodotti chimici e olii.

Gli inquinanti più diffusi che contaminano i sedimenti marini e che si accumulano per sedimentazione negli strati superficiali del fondale marino sono: i metalli pesanti, gli IPA (idrocarburi policiclici aromatici), i PCB (policlorobifenili) e gli idrocarburi aromatici (come il benzene ed i suoi derivati). La presenza di tutte queste tipologie di contaminanti è dovuta al traffico marittimo ed alle attività che sono svolte all’interno del porto stesso.

Durante la vita utile dei porti si ha la necessità di effettuare operazioni di dragaggio al fine di salvaguardare le attività commerciali e turistiche ed in particolar modo di:

1. garantire e quindi conservare la profondità delle varie darsene per la navigazione (dragaggi di mantenimento);

2. approfondire i fondali o accrescere le strutture di ormeggio (dragaggi di accrescimento).

Successivamente a queste attività nascono quindi i problemi relativi alla gestione del materiale dragato, poiché è necessario tenere conto, in rispetto della normativa in vigore, dei rischi ad esso legati.

Per quel che riguarda in particolar modo la gestione dei sedimenti di aree portuali, alcuni Paesi si rivelano all’avanguardia, con piani di dragaggio, trattamento e stoccaggio attivi già da molti anni. In Italia fino a poco tempo fa si tendeva a riversare al largo il materiale dragato all’interno del bacino portuale che era spesso fortemente contaminato, con ingenti danni per gli ecosistemi marini. Invece negli ultimi anni questo materiale, a seconda dei livelli di contaminazione presenti, viene stoccato in discarica o in apposite casse di colmata realizzate

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nei porti stessi o in aree limitrofe. Il sedimento viene quindi trattato come un rifiuto e non è previsto alcun tipo di trattamento di recupero: di conseguenza il sedimento non è considerato una risorsa.

In questo capitolo si fornisce una raccolta delle principali disposizioni normative in base alla rilevanza territoriale, partendo quindi dal quadro normativo internazionale fino ad arrivare all’odierna normativa italiana [35, 1, 2, 3, 4].

1.1.1 Quadro normativo internazionale

In tabella 1 si riportano le normative, in materia di dragaggio, per la gestione dei sedimenti in ambito internazionale. Queste importanti convenzioni hanno l’obiettivo di indicare quale sia lo smaltimento corretto dei materiali dragati negli ambienti marini, tra cui anche quelli portuali. Lo scopo è quello di disciplinare il versamento di tali materiali a mare in funzione delle caratteristiche del materiale stesso (“dumping”). Infatti il materiale di dragaggio non contiene solo componenti organiche spesso non degradabili, ma anche metalli pesanti ed elementi potenzialmente nocivi.

Anno Convenzione internazionale

1972 Londra: “London Dumping Convention”

1972 Oslo: “Convenzione per la prevenzione dell'inquinamento marino da _{versamento da navi e aeromobili”} 1974 Parigi: “Convenzione di Parigi sulla prevenzione dell’inquinamento marino da _{fonti terrestri”} 1976 _{protezione del Mar Mediterraneo contro l’inquinamento”} Barcellona: “Convenzione per la

1992 OSPAR: “Convenzione per la protezione dell’ambiente marino dell’Atlantico _{del Nord-Est”} 1992 Helsinki: “Convenzione sulla protezione dell'ambiente marino della zona del _{Mar Baltico”}

Tabella 1: Normativa in ambito internazionale

 Convenzione di Londra (LDC, 1972): entrata in vigore nel 1975, revisionata nel 1996, è stata sottoscritta da 87 paesi, compresa l’Italia e la Francia e tratta le attività specifiche di Dumping.

La Convenzione indica che i contaminanti possono far parte della “lista nera” o della “lista grigia”. I sedimenti nei quali sono presenti alcune categorie di inquinanti come il cadmio, il mercurio, materiali radioattivi etc. rientrano nella “lista nera” e non possono essere sversati in mare aperto (Allegato I della LDC), mentre il rilascio dei sedimenti appartenenti alla “lista grigia” è limitato (Allegato II della LDC) e soggetto

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ad un permesso speciale, il quale è assegnato da un’Autorità Nazionale appropriata. La London Convention è stata poi sostituita dal London Protocol del 1996 nel quale si esplicita che i sedimenti di dragaggio non sono più considerati come un rifiuto ma come una risorsa da recuperare. Il mare aperto non è più considerato come una “discarica” ed il sedimento non deve essere più scaricato in mare bensì utilizzato in maniera benefica per altri impieghi, con o senza trattamento [1].

La seconda importante novità è l’enunciazione dei principi del “chi inquina paga” e della “precauzione”: il primo, secondo l’art. 3 del LP 1996, attribuisce al soggetto che inquina, introducendo contaminanti nell’ambiente, i costi connessi alle misure di riduzione dell’inquinamento prodotto. Mentre il secondo, sempre secondo l’art. 3 del LP1996, consiste nell’adozione di misure preventive nei confronti di materiali che introdotti nell’ambiente marino potrebbero causare dei danni all’ambiente. Il principio precauzionale consiste quindi nell’autorizzare lo scarico in mare di certe sostanze soltanto dopo che siano state sottoposte a caratterizzazione, ipotesi di impatto e monitoraggio [35];

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Figura 1: Flow chart decisionale [3]

 _{Convenzione di Oslo (1972): relativa allo scarico di materiale nel Mar del Nord e} nell’oceano Atlantico nord-orientale. È stata unita insieme alla Convenzione di Parigi (1974) nella Convenzione OSPAR;

 _{Convenzione di Parigi (1974): tratta le cause ed effetti dell’inquinamento marino} sull’ambiente acquatico;

 _{Convenzione di Barcellona (1976): emendata nel 1995 e ratificata ad oggi da 23} paesi, tra cui l’Italia. La convenzione è attuata principalmente attraverso 7 protocolli tecnici che costituiscono il cosiddetto “Sistema di Barcellona”. I principali obblighi

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dei Paesi Parte sono quelli di prevenire e ridurre l'inquinamento dell'area del Mar Mediterraneo proteggendo e valorizzando l’ambiente acquatico [35].

 Convenzione OSPAR (Oslo-Parigi 1992): questa convenzione è la più importante per quanto riguarda la tematica dei dragaggi e sostituisce la Convenzione di Parigi (1974) e quella di Oslo (1972). È stata firmata e ratificata da tutte le parti contraenti alle convenzioni originali di Oslo o Parigi ed è entrata in vigore nel 1998 e rivisitata nel 2004. Classifica i vari tipi di dragaggio e fissa standard di qualità dei sedimenti dragati, che devono essere caratterizzati dal punto di vista chimico prima di effettuare un eventuale scarico a mare;

 _{Convenzione di Helsinki (1992): è una convenzione “sulla protezione e} l'utilizzazione dei corsi d’acqua transfrontalieri (acque superficiali o sotterranee che demarcano, attraversano o si trovano in concomitanza del confine tra due o più paesi) e dei laghi internazionali” [3].

Queste convenzioni hanno una notevole importanza perché rappresentano delle linee guida per tutte le normative nazionali ed internazionali. In particolar modo ogni Stato dovrebbe essere tenuto ad introdurre nelle proprie normative nazionali alcuni obiettivi fondamentali come ad esempio la limitazione delle operazioni di dragaggio, il riutilizzo del materiale dragato, il controllo ed il monitoraggio delle aree destinate allo stoccaggio di tale materiale. Inoltre queste convenzioni, come esplicitato precedentemente, individuano alcuni principi cardine: il principio del “chi inquina paga” ed il principio “della precauzione”.

1.1.2 Quadro normativo comunitario

A livello europeo sono presenti alcune direttive nelle quali si evidenzia il fatto che il materiale risultante dal dragaggio dei porti deve essere considerato una risorsa e non un rifiuto. Nella tabella seguente si riportano alcune importanti direttive per la gestione e la pianificazione delle attività di dragaggio e del materiale estratto.

Anno Direttiva comunitaria

1975 Direttiva 75/442/EC “European Waste Directive”

1999 Direttiva 1999/31/CE “European Landfill Directive”

2000 Direttiva 2000/60/EC “Water Framework Directive”

2000 Direttiva 2000/532/EC “European Waste Catalogue”

2008 Direttiva 2008/98

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 Direttiva 75/442/EC “European Waste Directive”: è la prima direttiva sui rifiuti ed è stata modificata successivamente dalla Council Directive 91/156/EC. Fornisce, all’art. 1, paragrafo 1, lett. a), la definizione di “rifiuto”: “qualsiasi sostanza od oggetto che rientri nelle categorie riportate in allegato I e di cui il detentore si disfi o abbia deciso o abbia l’obbligo di disfarsi “[37,38,39].

Categorie di rifiuti di cui all’allegato I della Direttiva 91/156/CEE [77]:

Q1 - Residui di produzione o di consumo in appresso non specificati Q2 - Prodotti fuori norma

Q3 - Prodotti scaduti

Q4 - Sostanze accidentalmente riversate, perdute o aventi subito qualunque altro incidente, compresi tutti i materiali, le attrezzature, ecc. contaminati in seguito all’incidente in questione Q5 - Sostanze contaminate o insudiciate in seguito ad attività volontarie (ad esempio residui di operazioni di pulizia, materiali da imballaggio, contenitori, ecc.)

Q6 - Elementi inutilizzabili (ad esempio batterie fuori uso, catalizzatori esauriti, ecc.)

Q7 - Sostanze divenute inadatte all’impiego (ad esempio acidi contaminati, solventi contaminati, sali da rinverdimento esauriti, ecc.)

Q8 - Residui di processi industriali (ad esempio scorie, residui di distillazione, ecc.)

Q9 - Residui di procedimenti antinquinamento (ad esempio fanghi di lavaggio gas, polveri di filtri dell’aria, filtri usati, ecc.)

Q10 - Residui di lavorazione/sagomatura (ad esempio trucioli di tornitura o di fresatura, ecc.) Q11 - Residui provenienti dall’estrazione e dalla preparazione delle materie prime (ad esempio residui provenienti da attività minerarie o petrolifere, ecc.)

Q12 - Sostanze contaminate (ad esempio olio contaminato da PCB, ecc.)

Q13 - Qualunque materia, sostanza o prodotto la cui utilizzazione è giuridicamente vietata Q14 - Prodotti di cui il detentore non si serve più (ad esempio articoli messi fra gli scarti dall’agricoltura, dalle famiglie, dagli uffici, dai negozi, dalle officine, ecc.)

Q15 - Materie, sostanze o prodotti contaminati provenienti da attività di riattamento di terreni Q16 - Qualunque sostanza, materia o prodotto che non rientri nelle categorie sopra elencate

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Negli allegati II A e II B della Direttiva sono poi riportate, rispettivamente, le operazioni di smaltimento e recupero, che devono essere eseguite senza pregiudicare l’ambiente e la salute dell’uomo;

 _{Direttiva 1999/31/CE “European Landfill Directive”: ha l’obiettivo di prevenire, o} ridurre il più possibile, l’impatto negativo delle discariche sulle acque superficiali e sotterranee, sull’ambiente in generale e sulla salute dell’uomo;

 _{Direttiva 2000/60/EC “Water Framework Directive-WFD”: specifica le norme “per} contenere il deterioramento dello stato dei corpi idrici” [40] e per conseguire un “buono stato” dei corsi d’acqua e delle acque sotterranee. In particolare prevede di proteggere tutte le forme d’acqua (di superficie, interne, marine, sotterranee e di transizione), ripristinare gli ecosistemi all’interno ed intorno a questi corpi d’acqua, ridurre l’inquinamento nei corpi idrici e garantire un uso sostenibile delle acque. Quindi in maniera implicita la direttiva afferma che è possibile attuare le attività di dragaggio tutelando l’ambiente e pertanto conservando il patrimonio idrico ed il suo elevato standard ambientale;

 Direttiva 2000/532/EC “European Waste Catalogue”: è stata rettificata successivamente dalle direttive 2001/118/EC, 2001/119/EC e 2001/573/EC. La direttiva modifica la definizione di rifiuto introdotta nella Direttiva 75/442/EC e fornisce un nuovo Elenco dei Rifiuti composto da 970 descrittori, suddivisi in tre livelli e contrassegnati con un codice a sei cifre (“aa – bb - cc”). La commissione Europea ha incluso nell’elenco dei rifiuti i “fanghi di dragaggio”, identificandoli con il codice 17 05 05/06, ma questa inclusione non è sufficiente a renderne necessaria la gestione come rifiuto [3];

Numero Descrizione

aa - 17 “Rifiuti delle operazioni di costruzione e demolizione (compreso il _{terreno proveniente da siti contaminati)”} bb - 05 “Terra (compreso il terreno proveniente da siti contaminati), rocce _{e fanghi di dragaggio”} cc - 05/06 “Fanghi di dragaggio contenenti sostanze pericolose” /” Fanghi di _{dragaggio diversi da quelli di cui alla voce 170505”}

Tabella 3: Identificazione "fanghi di dragaggio"

 Direttiva 2008/98: questa direttiva ha introdotto una serie di scelte ambientali (art.4) tra cui la prevenzione, in modo da ridurre la quantità di rifiuti e l’impatto negativo di

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questi ultimi sull’ambiente, il riutilizzo, il riciclo, il recupero e lo smaltimento in discarica o tramite incenerimento (da evitare).

Ad oggi non siamo ancora riusciti ad ottenere normative operative ed omogenee in tutto il territorio nazionale e comunitario. Basta per esempio fare un piccolo confronto tra la normativa nazionale italiana con quelle di altri paesi, europei e non, per notare un’enorme differenza sulla tematica del dragaggio.

Negli Stati Uniti la normativa di riferimento che tratta i sedimenti è il “Water Resources

Development Act” (1992) che definisce il materiale di dragaggio come “qualsiasi materiale

scavato o dragato dal fondo di acque navigabili”. Vengono inoltre considerati inquinati i sedimenti acquatici che contengono elementi chimici superiori rispetto ai livelli di riferimento e quindi potenzialmente dannosi per l’uomo e per l’ambiente [3]. Prima di eseguire ed affinché un progetto di dragaggio sia approvato, è necessario valutare l’effettiva necessità di intervento, gli effetti sulla salute dell’uomo, le tecniche di dragaggio, i trattamenti ed il reimpiego previsto. Il rilascio diretto dei sedimenti di dragaggio in acqua è possibile se e solo se considerato sicuro, cioè non dannoso per la salute umana. Un importante capitolo della norma americana è relativo ai cosiddetti CDF (“Confined Disposal Facilities” – vasche di colmata, cioè vasche all’interno delle quali viene depositato il materiale dragato) per i quali è necessario un piano di gestione e di monitoraggio ad hoc per ogni sito. In queste vasche il materiale non può essere stoccato per più di 5 anni [3].

Parlando invece di Paesi Europei, l’Olanda ad esempio presenta una normativa completa, moderna ed innovativa in materia. Infatti questo Paese si trova ogni anno a dover gestire grandi quantità di materiale dragato e dal 2001 i sedimenti dragati sono considerati come materiale da riutilizzare. Per incrementare questo tipo di nuova mentalità (trattamento-riutilizzo), il governo ha imposto una tassa ambientale “sullo stoccaggio dei sedimenti facilmente trattabili, scoraggiando quindi il semplice deposito di questi materiali” [3].

1.1.3 Quadro normativo nazionale

In Italia non è stata al momento emanata una normativa che disciplini in modo omogeno e strutturale il problema dei sedimenti e la tematica del dragaggio.

Prima del 1996, le attività di dragaggio non avevano regole assai stringenti ed erano in capo esclusivamente allo Stato. Dopo l’entrata in vigore del Decreto Ministeriale del 24 gennaio 1996, le attività di dragaggio in Italia si sono ridotte sensibilmente. In figura 2 si riportano i

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volumi dragati nei porti Italiani e smaltiti a mare prima del D.M 24/01/1996. Mentre la tabella successiva (Tab. 4) indica i volumi dragati in media in alcuni Paesi Europei.

Figura 2: Volumi dragatinei porti italiani prima del D.M. 24/01/1996

Paese Volume dragato

Olanda 25-30 milioni di m3 _{(e.g. Rotterdam)} Germania 46 milioni di m3 _{(e.g. Amburgo)}

Francia 50 milioni di m3 _{(e.g. Marsiglia)} Italia 5-6 milioni di m3 _{(ante DM 24/01/1996)}

Tabella 4: Volumi medi dragati in alcuni Paesi Europei

Di seguito, in tabella 5, si riportano i principali riferimenti normativi nazionali [3, 5, 6, 38].

Anno Normativa nazionale

1997 rifiuti, 91/689/CEE sui rifiuti pericolosi e 94/62/CE sugli imballaggi e sui rifiuti D.lgs. 22/1997 (Decreto Ronchi): “Attuazione delle Direttive 91/156/CEE sui di imballaggio”

1998 procedure semplificate di recupero ai sensi degli articoli 31 e 33 del D. Lgs. N. D.M. 5 febbraio 1998: “Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle 22 del 5/2/1997”

1999 D.L. 11 maggio 1999, n.152: “Disposizioni sulla tutela delle acque _{dall’inquinamento”} 2002 regolamento comunitario n.2557/201 sulle spedizioni di rifiuti ed in relazione D.M. 9 aprile 2002: “Indicazioni per la corretta e piena applicazione del

al nuovo elenco rifiuti”

2006 D.lgs. 152/2006 (Testo Unico Ambientale): “Norma in materia ambientale”

2010 Parlamento europeo e del Consiglio del 19 novembre 2008 relativa ai rifiuti e D.lgs. 205/2010: “Disposizioni di attuazione della direttiva 2008/98/CE del che abroga alcune direttive”

2012 D.lgs. 1/2012

2012 D.M. 161 del 10/08/2012

2016 D.M. 172/2016

2016 D.M. 173/2016

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Il problema più grande della normativa italiana è capire quando il materiale di dragaggio è considerato un rifiuto oppure una risorsa da valorizzare e da reimpiegare.

Il provvedimento emanato nel 1997 è il cosiddetto Decreto Ronchi (D.lgs. 22/1997, “Attuazione delle Direttive 91/156/CEE sui rifiuti, 91/689/CEE sui rifiuti pericolosi e

94/62/CE sugli imballaggi e sui rifiuti di imballaggio”) nel quale i sedimenti sono inseriti

tra le sostanze elencate nell’allegato A e sono quindi classificati come rifiuti. Per entrare nel dettaglio, all’Allegato A, dell’art.6, la “terra e materiali di dragaggio” (17 05 00) e la “terra di dragaggio” (17 05 02) sono inseriti nel CER (Catalogo Europeo dei Rifiuti) e quindi considerati rifiuti [6]. È stato poi abrogato dal D.lgs. 152/2006.

Proseguendo in maniera temporale la normativa nazionale ha visto nascere il Decreto Ministeriale del 5 febbraio 1998, “Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle

procedure semplificate di recupero ai sensi degli articoli 31 e 33 del D. Lgs. N. 22 del 5/2/1997”, il quale annuncia delle modalità di reimpiego, come la realizzazione di sottofondi

stradali o di arginature che non siano a contatto diretto l’ambiente marino, per fanghi di dragaggio con determinate caratteristiche chimico-fisiche (ad es. contenuto di acqua < 80%, idrocarburi totali < 30 mg/kg di SS, ecc.).

Successivamente è stato emanato il D.L. 11 maggio 1999, n.152: “Disposizioni sulla tutela

delle acque dall’inquinamento”. Il decreto sancisce che, laddove sia impossibile utilizzare il

materiale dragato per attività di ripascimento o recupero, è consentita l’immersione deliberata in mare. In particolare in corrispondenza dell’art.35 cita: “Al fine della tutela dell'ambiente marino ed in conformità alle disposizioni delle convenzioni internazionali vigenti in materia, è consentita l'immersione deliberata in mare da navi ovvero aeromobili e da strutture ubicate nelle acque del mare o in ambiti ad esso contigui, quali spiagge, lagune e stagni salmastri e terrapieni costieri, dei seguenti materiali:

- materiali di escavo di fondali marini o salmastri o di terreni litoranei emersi;

- inerti, materiali geologici inorganici e manufatti al solo fine di utilizzo, ove ne sia dimostrata la compatibilità ambientale e l'innocuità;

- materiale organico e inorganico di origine marina o salmastra, prodotto durante l'attività di pesca effettuata in mare o laguna o stagni salmastri.”

Più tardi è stata promulgata la Direttiva Ministeriale del 9 aprile 2002: “Indicazioni per la

corretta e piena applicazione del regolamento comunitario n.2557/201 sulle spedizioni di rifiuti ed in relazione al nuovo elenco rifiuti” che identifica i fanghi di dragaggio con i codici

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CER (Catalogo Europeo dei Rifiuti) 17 05 05 e 17 05 06, a seconda della presenza o dell’assenza al loro interno di sostanze considerate pericolose [6].

Nel 2006 poi è stato emanato il D.lgs. 152/2006 (Testo Unico Ambientale): “Norma in

materia ambientale”. Di questo decreto importante è l’art.184 che riguarda la gestione dei

sedimenti di dragaggio: in questo articolo vengono classificati come rifiuti pericolosi tutti quelli che sono elencati all’interno dell’Allegato D della parte IV.

Però non necessariamente un materiale che è contenuto in questo elenco è da considerarsi un rifiuto: infatti per quanto riguarda il caso esplicito di materiale proveniente dalle attività di dragaggio dei fondali marini, esso è da considerarsi un rifiuto solo nel momento in cui si dimostra che tale prodotto è pericoloso, anche dopo essere stato eventualmente trattato. Infatti quando i sedimenti del fondale non sono contaminati e quindi non sono pericolosi diventano una “risorsa”: è possibile quindi riutilizzare/reimpiegare il sedimento per eventuali ripascimenti oppure per riempimenti confinati in ambiente costiero (come vasche di raccolta o casse di colmata). Invece, come previsto dall’art.109 del Testo Unico Ambientale, che riprende l’art.35 del D.L. 152/99, l’immersione dei materiali in mare aperto è possibile soltanto se è dimostrata l’impossibilità del loro riutilizzo o recupero e soltanto per le tre categorie di materiali elencate nel D.L. 152 del 1999.

Altro aspetto fondamentale del D.lgs. 152/2006 è la definizione di Sito di Interesse Nazionale (SIN). Questi siti “sono individuabili in relazione alle caratteristiche del sito, alla

quantità e pericolosità degli inquinanti presenti, al rilievo dell'impatto sull'ambiente circostante in termini sanitari ed ecologici nonché di pregiudizio per i beni culturali e ambientali” [38]. Sono aree, tra le quali sono compresi anche i porti, in cui si è verificata

un'alterazione delle caratteristiche chimico-fisiche dei terreni a causa delle attività antropiche passate o in corso.

Nel 2010 poi è stato promulgato il D.lgs. 205/2010: “Disposizioni di attuazione della

direttiva 2008/98/CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 19 novembre 2008 relativa ai rifiuti e che abroga alcune direttive”. Di questo decreto merita un accenno l’art. 39,

comma 13, che ad oggi non fa parte del D.lgs. 152/2006 ma è autonomamente efficace. In questo articolo di esplicita che “le norme di cui all’art.184-bis del Decreto Legislativo

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152/2006 (sottoprodotti) si applicano anche al materiale che viene rimosso, per esclusive ragioni di sicurezza idraulica, dagli alvei dei fiumi, laghi e torrenti” [35].

Nel 2012 sono stati emanati altri due decreti significativi. Il primo è il D.lgs. 1/2012 convertito con la L. 27/2012, all’art.48 “Norme in materia di dragaggi” ha introdotto una modifica alla normativa 84/1994 per quanto riguarda i Siti di Interesse Nazionale (SIN). In particolare in questi siti “i dragaggi possono essere effettuati anche contestualmente alla predisposizione del progetto di bonifica e questo dovrà essere approvato dal Ministero delle Infrastrutture, mentre l'approvazione definitiva è di competenza del Ministero dell'Ambiente. Il progetto dovrà inoltre indicare la destinazione prevista per i materiali di dragaggio” [43].

Il secondo provvedimento è il D.M. 161 del 10/08/2012 che descrive all’art.4 i requisiti affinché un determinato materiale possa essere definito “sottoprodotto”. Fra i “materiali di

scavo” definiti dal D.M. si trovano anche i materiali provenienti da escavazioni effettuate

nei fondali marini.

Figura 3: Gestione materiale di scavo D.M. 161 del 10/08/2012 Il Piano di Utilizzo deve [44]:

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- dimostrare la sussistenza dei requisiti di sottoprodotto; - indicare i siti di produzione, deposito ed utilizzo;

- individuare i processi industriali di impiego dei materiali di scavo, gli eventuali trattamenti per migliorare le caratteristiche merceologiche (macinazione, stabilizzazione, ecc.), le modalità di esecuzione per lo scavo e il riutilizzo;

- essere presentato almeno 90 gg prima dell’inizio dei lavori.

Nel Piano di Utilizzo il Proponente deve dimostrare la buona qualità ambientale delle terre da scavo: “Nelle terre e rocce da scavo, le concentrazioni di contaminanti non devono

superare i valori di riferimento, in relazione alla destinazione d’uso del sito (le concentrazioni dei contaminanti devono essere inferiori rispetto a soglie (CSC) imposte dalla Tabella 1 dell’All.5 alla parte IV del TU Ambientale 152/2006)” [44]. Inoltre, prima

della presentazione del P.U. il Proponente deve fare campionature e caratterizzazioni chimico-fisiche dei terreni oggetto dello scavo, andando ad analizzare e confrontare, con le CSC (Concentrazioni Soglia di Contaminazione) della Tabella 1 allegato 5 del D.lgs. n. 152/06, le concentrazioni presenti di Arsenico, Cadmio, Cobalto, Nichel, Piombo, Rame, Zinco, Mercurio, Idrocarburi C>12. Cromo totale, Amianto, BTEX e IPA.

Il D.M. 161 del 10/08/2012 è quindi un regolamento nel quale i sedimenti di dragaggio non vengono considerati rifiuti a meno che non risultino pericolosi ed inquinati anche dopo operazioni di trattamento (CER 17 05 05 o 17 0 5 06). Se però questi materiali sono contaminati e dannosi allora è necessario lo smaltimento in discarica.

Nelle pagine seguenti si riportano l’All.5 alla parte IV estratto dal D.lgs. 152/2006 completo, lo stesso allegato però ridotto ai parametri da considerare per l’accertamento delle qualità ambientali esplicitati precedentemente e le condizioni di utilizzo in base alle concentrazioni di inquinanti.

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Figura 5: Estratto dei parametri dell'Allegato 5 alla parte IV estratto dal D.lgs. 152/2006

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Procedendo sempre in maniera temporale, arrivando ai giorni nostri, i provvedimenti normativi più recenti relativi alla tematica del dragaggio sono il D.M. 172/2016 e il D.M. 173/2016. Il primo Decreto disciplina le modalità di dragaggio nelle aree portuali e marino-costiere che ricadono all’interno dei SIN. In particolare “stabilisce i requisiti che deve possedere il progetto di dragaggio, le modalità di reimpiego dei materiali dragati, la gestione ambientale del processo di movimentazione dei sedimenti (trasporto, collocazione dei materiali) e le misure di mitigazione degli eventuali impatti sull’ambiente circostante” [12]. Invece il D.M. 173/2016, in attuazione dell’art. 109 del D.lgs. 152/2006, disciplina “modalità e criteri tecnici per l’autorizzazione all’immersione in mare dei materiali di escavo di fondali marini”.

1.1.3.1 Decreto Ministeriale del 15 luglio 2016, n. 173

Il testo normativo stabilisce le procedure per il rilascio dell’autorizzazione, da parte dell’Autorità competente, all’ immersione deliberata in mare dei materiali di cui alla lettera a), comma 2, dell’art. 109 del D.lgs. 3 aprile 2006, n. 152. Il testo fornisce inoltre le modalità e i criteri per la caratterizzazione, la classificazione e l’individuazione delle possibili opzioni di gestione dei sedimenti marini da sottoporre a movimentazione [38]. Dal punto di vista tecnico, il testo parte dall’idea condivisa a livello internazionale di considerare il materiale prodotto dal dragaggio una “risorsa” da recuperare e riutilizzare e non un rifiuto. Il sedimento marino, una volta che si decida di sottoporlo a dragaggio deve essere sottoposto ad una procedura di caratterizzazione fisica – chimica ed ecotossicologica, in modo da predisporre una corretta gestione e prevedere la giusta destinazione del materiale in funzione della qualità del sedimento stesso. L’allegato tecnico è suddiviso in tre capitoli:

1. capitolo 1: prevede la raccolta delle informazioni pregresse relative all'area di intervento;

2. capitolo 2: descrive le procedure di caratterizzazione e classificazione dei materiali da dragare;

3. capitolo 3: riguarda la gestione del materiale (escavo, trasporto, monitoraggio, etc.). Il Decreto sottolinea che, sulla base della tipologia dell’area di scavo, possono essere seguiti due specifici percorsi di indagine: il “Percorso I” che comprende le aree interne ad un porto anche parzialmente industriale, commerciale, di servizio passeggeri, pescherecci e aree portuali esterne all’imboccatura e/o passo di accesso al porto per un volume complessivo ≥ 40000 m3_{, oppure il “Percorso II” che comprende le aree interne ad un porto}

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esclusivamente turistico, le aree portuali esterne all’imboccatura e/o passo di accesso al porto per un volume complessivo < 40000 m3_{, le aree di foce fluviale non portuale e le aree costiere} non portuali. Il “Percorso I” prevede una caratterizzazione COMPLETA del sedimento, mentre nel “Percorso II” può essere eseguita una caratterizzazione SEMPLIFICATA [38]. È necessario porre l’attenzione sul capitolo 2 del suddetto D.M., in particolar modo al

paragrafo 2.4 relativo alla caratterizzazione e classificazione chimica. Quest’ultima può

risultare differente nei due percorsi. Nel “Percorso I”, per la totalità dei campioni, deve essere eseguita l’analisi dei parametri chimici standard (Tabella 6). Mentre nel “Percorso II”, qualora si voglia usufruire del percorso semplificato, le analisi chimiche devono essere precedute dalle analisi ecotossicologiche, in particolar modo la caratterizzazione chimica segue due criteri principali:

1. sui campioni classificati con tossicità bassa o assente è possibile procedere all’analisi di una lista ridotta di parametri chimici (parametri mirati). Su questi campioni devono essere analizzati i soli parametri chimici di cui non siano disponibili le informazioni, mentre per ciascuno degli altri parametri viene assunto il valore di concentrazione corrispondente alla media geometrica di tutti i valori considerati idonei [38];

2. sui campioni classificati con tossicità media o alta si deve procedere con l’analisi dei parametri chimici standard (Tabella 6) [38].

Qualora il campione sia costituito da oltre l’80% di ghiaia (diametro > 2 mm), le analisi chimiche possono essere omesse, a meno di macroscopiche evidenze di inquinamento [38]. La classificazione chimica dei materiali è basata sui livelli chimici di riferimento (L1 e L2), di cui alla Tabella 7. Tali valori possono essere aggiornati a livello nazionale [38]

PARAMETRI

CHIMICI SPECIFICHE QUANTIFICAZIONE LIMITE DI

Metalli e

metalloidi As, Cd, Crtot., Cr VI, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, V, Al, Fe 0,03 mg/kg (Cd, Hg); 1 Mg/kg (altri)

Idrocarburi policiclici aromatici

Acenaftilene, Benzo(a)antracene, Fluorantene, Naftalene, Antracene, Benzo(a)pirene, Benzo(b)fluorantene, Benzo(k)fluorantene, Benzo(g,h,i)perilene, Acenaftene, Fluorene, Fenantrene, Pirene, Dibenzo(a,h)antracene, Crisene,

Indeno(1,2,3, c-d)pirene e loro sommatoria

1 µg/kg

Idrocarburi C>12 5 mg/kg

Pesticidi

organoclorurati (Lindano), DDD, DDT, DDE, HCB, eptacloro epossido Aldrin, Dieldrin, Endrin, α–HCH, β–HCH, γ–HCH 0,1 µg/kg

Policlorobifenili Congeneri: PCB 28, PCB 52, PCB 77, PCB 81, PCB 101, PCB 118, PCB 126, PCB 128, PCB 138, PCB 153, PCB

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Composti

organostannici Monobutil, Dibutil, Tributilstagno e loro sommatoria 1 µg/kg

Carbonio organico totale o sostanza

organica totale 0,1 %

Tabella 6: Parametri chimici standard

PARAMETRO L1 [mg/kg] p.s. L2 [mg/kg] p.s. Arsenico 12 20 Cadmio 0,3 0,8 Cromo 50 150 Cr VI 2 2 Rame 40 52 Mercurio 0,3 0,8 Nichel 30 75 Piombo 30 70 Zinco 100 150 Composti organostannici 5 72 Σ PCB 8 60 Σ DDD 0,8 7,8 Σ DDE 1,8 3,7 Σ DDT 1,0 4,8 Clordano 2,3 4,8 Aldrin 0,2 10 Dieldrin 0,7 4,3 Endrin 2,7 10 α-HCH 0,2 10 β-HCH 0,2 10 γ-HCH (Lindano) 0,2 1,0 Eptacloro epossido 0,6 2,7 HCB 0,4 50

Idrocarbuti C>12 Non disponibile 50000

Σ IPA (16) 900 4000 Antracene 24 245 Benzo[a]antracene 75 500 Benzo[a]pirene 30 100 Benzo[b]fluorantene 40 500 Benzo[k]fluorantene 20 500 Benzo[g,h,i]perilene 55 100 Crisene 108 846 Indenopirene 70 100 Fenantrene 87 544 Fluorene 21 144 Fluorantene 110 1494 Naftalene 35 391 Pirene 153 1398

Σ T.E. PCDD, PCDF (Diossine e Furani) e PCB

diossina simili 2x10-3 1x10-2

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1.2 Siti Di Interesse Nazionale (SIN)

I Siti di Interesse Nazionale, o SIN, “rappresentano delle aree contaminate molto estese classificate come pericolose e che necessitano di interventi di bonifica del suolo, del sottosuolo e/o delle acque superficiali e sotterranee per evitare danni ambientali e sanitari” [41]. I SIN sono stati definiti nel decreto 22/97 (decreto Ronchi), nel decreto ministeriale 471/99 e ripresi nel D.lgs. 152/06 e “sono individuabili in relazione alle caratteristiche del

sito, alle quantità e pericolosità degli inquinanti presenti, al rilievo dell’impatto sull'ambiente circostante in termini di rischio sanitario ed ecologico, nonché di pregiudizio per i beni culturali ed ambientali”.

I siti d’interesse nazionale sono stati individuati e perimetrati dalle Regioni interessate mediante decreto del MATTM (Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare). La procedura di bonifica dei SIN è di competenza esclusiva del MATTM, che può avvalersi anche di ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), delle ARPA (Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale), e di altri soggetti qualificati sia pubblici che privati.

Nella tabella sottostante (Tab.8) si riportano i SIN e le relative superfici (terra e mare) per ciascuna Regione sul territorio nazionale, aggiornata nel giugno 2016 (ad oggi, come spiegheremo successivamente, la situazione è leggermente variata).

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Prima di andare a descrivere il procedimento amministrativo per la bonifica dei siti contaminati, si devono fornire due definizioni fondamentali che stanno alla base dell’iter procedurale [52]:

1. CSC (Concentrazioni Soglia di Contaminazione): rappresentano quei “livelli di contaminazione delle matrici ambientali al di sopra dei quali è necessaria la caratterizzazione del sito e l'analisi di rischio sito specifica. Nel caso in cui il sito potenzialmente contaminato sia ubicato in una area interessata da fenomeni antropici o naturali che abbiano determinato il superamento di una o più concentrazioni soglia di contaminazione, queste ultime si assumono pari al valore di fondo esistente per tutti i parametri superati”;

2. CSR (Concentrazioni Soglia di Rischio): rappresentano quei “livelli di contaminazione delle matrici ambientali, da determinare caso per caso con l'applicazione della procedura di analisi di rischio sito specifica, il cui superamento richiede la messa in sicurezza e la bonifica. I livelli di concentrazione così definiti costituiscono i livelli di accettabilità per il sito in questione”.

Ai sensi dell’art.242 del D.lgs. 152/2006, la procedura di bonifica “ha inizio nel caso in cui si verifichi un evento potenzialmente in grado di contaminare un sito”. Infatti la prima fase del procedimento amministrativo è quella dell’accertamento della contaminazione, cioè la verifica dell’eventuale superamento del livello delle concentrazioni soglia. Altre due fasi si avvieranno solo nel caso in cui si verifichi il superamento delle CSC, e nel caso più estremo in cui si verifichi anche il superamento delle CSR (Concentrazioni Soglia di Rischio). Qualora si verifichi un evento potenzialmente pericoloso, il responsabile dell’inquinamento deve darne comunicazione, secondo l’art.304 comma 1, agli enti competenti (Comune, Provincia, Regione) ed entro 24 ore attuare delle misure di prevenzione. Una volta effettuate queste ultime, il responsabile deve svolgere un’indagine preliminare per accertare il livello di concentrazione sui parametri oggetto dell’inquinamento.

Se dall’indagine è emerso che i livelli CSC non sono stati superati allora il responsabile deve prevedere al ripristino dell’area ed alla stesura di un’autocertificazione che conclude il procedimento di notifica (verranno comunque effettuate verifiche e controlli dalle autorità competenti nei 15 giorni successivi all’invio dell’autocertificazione).

Nel caso invece in cui i livelli di CSC sono stati superati allora il responsabile deve darne immediata notizia agli enti competenti e nei successivi 30 giorni dovrà presentare il Piano

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di Caratterizzazione, il cui scopo è quello di definire l’assetto geologico ed idrogeologico del sito: va quindi descritto il sito produttivo, le attività svolte in prossimità del sito stesso, il piano di campionamento, etc.

Qui ha inizio la fase relativa all’analisi del rischio (terza fase), cioè “l’analisi degli effetti sulla salute umana derivanti dall’esposizione prolungata all’azione delle sostanze presenti nelle matrici ambientali contaminate, necessaria per la determinazione delle concentrazioni soglia di rischio e per la definizione degli obiettivi della bonifica”. Se l’analisi di rischio ha dimostrato che la concentrazione degli inquinanti presenti nel sito è < alla CSR, allora il procedimento può dichiararsi concluso e viene previsto eventualmente un programma di monitoraggio sull’area. Invece nel caso in cui la concentrazione sia > alla CSR, allora il soggetto responsabile dell’inquinamento deve avviare o la procedura di bonifica, o la messa in sicurezza operativa/permanente, con lo scopo fondamentale di minimizzare e ricondurre a livelli accettabili il rischio. Tutto il procedimento di bonifica termina non appena sono raggiunti gli obiettivi prefissati in progetto e la certificazione di avvenuta bonifica viene rilasciata direttamente dalla Provincia.

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Figura 7: Schema D.lgs. 152/2006

Per i SIN invece, differentemente dagli altri siti contaminati, tutti gli interventi progettuali e tutte le indagini di caratterizzazione chimico-fisica fino alla bonifica, sono valutati ed approvati dal Ministero dell'Ambiente (MATTM), individuato dalla norma come Amministrazione competente in questo tipo di procedimenti.

Per quanto riguarda le attività di dragaggio all’interno dei SIN la normativa più recente è il D.M. 172/2016, che contiene il cosiddetto “Regolamento per le operazioni di dragaggio”. Il regolamento disciplina le modalità di dragaggio nelle aree portuali e marino-costiere che si

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trovano in Siti di bonifica di Interesse Nazionale e “richiede che le relative operazioni di dragaggio, inclusa la movimentazione, il trasporto e la collocazione finale del sedimento, si svolgano secondo modalità tali da prevenire gli impatti sull’ambiente circostante” [46]. Inoltre, come già detto precedentemente, il decreto stabilisce anche le modalità di riutilizzo dei materiali dragati.

Per quanto riguarda il numero dei Siti di Interesse Nazionale, il MATTM ha individuato 57 siti (28 dei quali interessano la fascia costiera) sparsi in tutta Italia, ridotti a 39 ad inizio 2013. La sentenza del TAR Lazio del 2014 ha determinato il reinserimento dell’area del territorio del Bacino del Fiume Sacco tra i Siti di Interesse Nazionale. Successivamente la legge n. 205 del 27.12.2017 ha individuato il SIN Officina Grande Riparazione ETR di Bologna.

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Figura 9: Localizzazione e superficie SIN [38]

1.2.1 Caratterizzazione e movimentazione dei sedimenti marini

Data l’assenza di una normativa nazionale relativa alla caratterizzazione ed alla movimentazione dei sedimenti marini, nel 2007 è stato redatto da APAT (Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e per i servizi Tecnici) e da ICRAM (Istituto Centrale per la Ricerca scientifica e tecnologica Applicata al Mare), su incarico del Ministro dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare, il “Manuale per la movimentazione di sedimenti

marini”.

Questo Manuale, anche se non rappresenta una legge vera e propria, si delinea come un vero e proprio punto di riferimento per le varie Amministrazioni, con l’intento di dare delle linee guida per tutto il territorio nazionale per quel che riguarda il campionamento, la gestione e le analisi sul materiale dragato. Più precisamente il Manuale definisce le linee guida tecniche necessarie per campionamento, analisi e classificazione qualitativa del sedimento [5].

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Il campionamento deve essere rappresentativo e si devono prevedere tre tipologie di aree unitarie, ciascuna da contrassegnare con un solo punto di campionamento. Per quanto riguarda le analisi invece, il Manuale elenca una serie di parametri da dover esaminare, dando molta importanza alle analisi eco-tossicologiche, che consentono di stimare in modo corretto il rischio ambientale. Eseguite le analisi il passo successivo è la classificazione qualitativa del sedimento. Il Manuale propone un confronto tra i valori dei parametri chimico-fisici ed eco-tossicologici, ottenuti nella fase precedente di analisi, con valori di riferimento. Risulta quindi possibile distinguere 6 classi differenti (A1, A2, B1, B2, C1, C2 - contaminazione crescente) e per ciascuna di esse il Manuale definisce le possibili opzioni di gestione. Le classi C1 e C2 sono quelle più contaminate e di qualità peggiore. È necessario, quindi, definire i parametri di riferimento con i quali paragonare i dati delle analisi. Essi sono il Livello Chimico di Base (LCB), il Livello Chimico Limite (LCL) e i saggi eco-tossicologici. Il LCB rappresenta un requisito chimico per i sedimenti da riutilizzare tal quali in ambito marino mentre il LCL è invece un requisito per i sedimenti destinati al riutilizzo in ambito portuale.

Successivamente, nel capitolo 4, tratteremo in maniera più dettagliata i concetti forniti da questo Manuale.

1.2.2 Operazioni di dragaggio all’interno dei Sin

Nei Siti di Interesse Nazionale (art.252 D.lgs. 152/2006) le operazioni di dragaggio possono essere svolte in contemporanea alla programmazione del progetto relativo alle attività di bonifica e si devono basare su tecniche che minimizzano o evitano la dispersione del materiale. Il progetto di dragaggio è presentato dall’Autorità Portuale al Ministero delle Infrastrutture, che lo approva in modo preliminare entro 30 giorni e lo trasmette al Ministero dell’Ambiente per l’approvazione definitiva [38].

Il materiale, prima di essere dragato, deve essere caratterizzato dal punto di vista chimico, fisico, microbiologico ed eco-tossicologico secondo quanto stabilito dall’Allegato A del DM 7/11/2008 (“Disciplina delle operazioni di dragaggio nei siti di bonifica di interesse

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Figura 10: Modalità gestione sedimenti provenienti dal dragaggio nei SIN [4]

Dunque possiamo definire le modalità di gestione dei sedimenti provenienti dal dragaggio nei SIN in base alla loro caratterizzazione:

 se i materiali dragati presentano delle caratteristiche chimico-fisiche-microbiologiche analoghe al sito di prelievo e idonee al sito di destinazione, se non risultano positive al test eco-tossicologico  possono essere rimessi in mare o riutilizzati ad esempio per il ripascimento di arenili;

 se i materiali dragati, anche se contaminati, sono classificati quindi come “non pericolosi”, all’origine o a seguito di specifico trattamento  possono essere collocati all’interno di apposite strutture di contenimento (come ad esempio le vasche di colmata);

 se i materiali dragati risultano contaminati e pericolosi, anche in seguito ad eventuali operazioni di trattamento, devono essere trattati e gestiti come rifiuti secondo quanto previsto dal T.U.A.

1.3 Dragaggio e tecnologie di trattamento di recupero e/o riutilizzo dei

sedimenti marini

Un porto è una “struttura naturale o artificiale posta sul litorale marittimo o sulla riva di un lago o di un corso d'acqua, atta a consentire l'approdo e l'ormeggio a natanti, imbarcazioni e navi, e la loro protezione dalle avverse condizioni delle acque. Ha anche la funzione di consentire e facilitare il carico e lo scarico di merci e l'imbarco e lo sbarco di persone” [41]. La normativa italiana vigente (Legge 28 gennaio 1994, n.84), distingue i porti in due categorie: 1° categoria contenente porti finalizzati alla difesa militare ed alla sicurezza dello

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Stato e 2° categoria contenente tutti gli altri porti, che possono avere varie funzioni, suddivisi in tre classi (I, II, III) in base alla loro rilevanza economica [8].

La presenza di una struttura portuale determina un’alterazione del flusso longitudinale dei sedimenti, con successivo accumulo degli stessi sul litorale sopraflutto e con una conseguente erosione sul litorale sottoflutto. In questi casi è indispensabile effettuare dragaggi, con trasferimento della sabbia dalla zona di sopraflutto a quella di sottoflutto, tenendo presente che questa operazione deve essere eseguita in maniera quanto più tempestiva possibile: infatti se l’intervento non è fatto in tempo debito, il progressivo accumulo dei sedimenti sopraflutto può portare ad una riduzione dei fondali davanti al molo foraneo e quindi alla formazione di una barra davanti all’imboccatura del porto (vedi figura 11). Le sabbie che si accumulano all’imboccatura del porto giungono quasi sempre dal mare aperto ed il probabile grado di contaminazione è basso e può risultare conveniente, a seguito di indagini di qualità da effettuare sui sedimenti, destinarle al ripascimento delle spiagge vicine.

Figura 11: Schematizzazione del trasporto solido nelle vicinanze di un porto [8]

L’entità della barra sabbiosa che si potrebbe formare davanti all’imboccatura potrebbe essere accentuata dalle mareggiate provenienti dalla direzione opposta rispetto a quella del trasporto netto (indicato con “T” in figura 11). Tali mareggiate possono quindi sospingere parte dei sedimenti della barra all’interno del bacino portuale con ovvi effetti negativi: si potrebbero quindi venire a formare degli accumuli di materiale in determinate zone dell’area portuale con conseguente riduzione del fondale tale da generare tiranti idrici non più

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sufficienti alla navigazione di determinate classi di imbarcazioni. Quindi per mantenere le profondità navigabili di darsene o canali portuali, è necessario rimuovere il materiale accumulatosi (dragaggi di manutenzione).

Infine, all’interno dei porti, poiché le imbarcazioni che circolano e stazionano al loro interno rilasciano nel bacino sostanze contaminanti che vanno ad inquinare il materiale del fondale, le operazioni di dragaggio “sono diventate interventi specifici atti a garantire il

mantenimento di adeguati standard di qualità dell’ambiente acquatico” (Manuale

ICRAM,2007). Il materiale dragato può presentare degli elevati livelli di contaminazione per lo più da idrocarburi e metalli pesanti, precludendo lo scarico non controllato in mare (art.109 D.lgs. 152/2006).

Di tutte e tre le motivazioni sopra riportate, i dragaggi più “critici” cioè quelli da effettuare con maggiore urgenza, sono quelli che riguardano la problematica della modificazione della linea di riva con conseguente accumulo di materiale sopraflutto ed erosione sottoflutto, altrimenti verrebbe compromessa l’agibilità del porto. Inoltre l’estrema urgenza con la quale deve essere eseguita l’operazione di dragaggio, fa sì che manchi il tempo necessario per effettuare le analisi dei sedimenti e quindi, anche se essi fossero di qualità idonea per il ripascimento dei litorali, non possono essere utilizzati a tal fine.

Risulta molto importante andare ad identificare le fasi che sono comuni alla maggior parte dei progetti di dragaggio. Le fasi sono [7]:

 escavazione o rimozione – in cui si ha la rimozione di sedimenti dal fondo. La draga viene utilizzata per questi scopi tramite un’azione meccanica, idraulica o con la combinazione delle due. Durante questa fase si verificano alcuni effetti ambientali significativi come ad esempio l’aumento dei sedimenti sospesi, il mescolamento degli strati e la diluizione (presente nel caso di dragaggio idraulico in cui viene aggiunta acqua nella fase di aspirazione per agevolare la rimozione del materiale);  sollevamento – il materiale escavato viene sollevato in superficie e questa operazione

può essere effettuata sia in maniera meccanica (mediante l’utilizzo di una benna) che idraulica (mediante l’utilizzo di draghe idrauliche che usano un tubo di aspirazione). I rischi in questo caso sono ad esempio il rilascio di sedimenti sospesi (nel caso di scavo meccanico con benna) oppure problemi legati alla densità del materiale sollevato (nel caso di dragaggio idraulico in quanto è un metodo che prevede

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l’aggiunta di acqua al fine di ottenere una miscela che abbia densità adeguata al pompaggio per agevolare la rimozione del materiale);

 trasporto – è la terza fase di un progetto di dragaggio e consiste appunto nel dislocamento del materiale asportato dal fondo dalla zona di dragaggio a quella di deposito/trattamento. In genere il materiale è trasportato nella stiva delle draghe stesse, pompato attraverso tubazioni oppure mediante l’utilizzo di autocarri o nastri trasportatori. Tra i vari effetti ambientali ci sono la sicurezza (se si utilizzano chiatte aperte per il trasporto, l’equipaggio per esempio può venire a contatto con il materiale dragato e, se contaminato, può rappresentare una fonte di pericolo per la salute umana) e la fuoriuscita (ovvero la perdita di materiale dalle chiatte stesse o dalle giunzioni tra le condotte);

 collocamento – è la fase finale e consiste nel ricollocamento del materiale dragato nella sua destinazione finale oppure in un sito intermedio per le operazioni di disinquinamento. Alcuni effetti ambientali sono l’occupazione di spazi, la dispersione del materiale depositato e l’eventuale problematica legata alla qualità delle acque sotterrane (se il materiale dragato è inadeguatamente protetto).

1.3.1 Sistemi di dragaggio

Le draghe possono essere sia operanti in acqua che a terra, sono di diversi tipi e dimensioni e vengono scelte in base al tipo di materiale da scavare, alle condizioni di agitazione del mare nella zona di sollevamento e alla quantità di materiale da asportare [9].

Per il dragaggio ed il travaso dei sedimenti le pratiche tecniche possono essere suddivise in base ai mezzi utilizzati: draghe meccaniche, idrauliche e di altro tipo [7, 9, 38].

1.3.1.1 Draghe meccaniche

Le draghe meccaniche vengono utilizzate in aree di dimensioni limitate per rimuovere le matrici solide più dure e consistenti. Il materiale viene dragato utilizzando sistemi di escavazione quali la benna mordente, cucchiai meccanici o secchie e viene poi trasportato mediante pontoni o chiatte. Un vantaggio di questo tipo di dragaggio è che il materiale escavato e trasportato rimane in genere intatto, mantenendo la densità che aveva in sito. Le principali draghe meccaniche sono di tre tipi [7]:

- draghe a secchie (BLD – “Bucket ladder dredgers”): utilizzano una serie di contenitori, chiamati “secchie dentate”, montate su un nastro semovente per

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prelevare il materiale dal fondo. Una volta arrivata sul fondale il materiale ricade dentro la secchia e viene poi portato verso la superficie e convogliato in una betta affiancata alla draga. Oggi non si utilizzano più a causa della bassa velocità di prelievo e dell’elevata dispersione del materiale nella colonna d’acqua durante la risalita delle secchie [7];

Figura 12: Draga a secchie (BLD)

- draghe a cucchiaio (BHD – “Backhoe dredgers”): sono costituite da un escavatore idraulico a cucchiaio installato sul ponte di un’imbarcazione che scava il materiale il quale viene poi convogliato in una betta affiancata alla draga [7];

Figura 13: Draga a cucchiaio (BHD)

- draghe a benna mordente (GD – “grab dredgers”): sono costituite da una gru a cavi montata sul pontone ed equipaggiata con una benna mordente. La benna viene fatta scendere sul fondale, poi viene chiusa e successivamente fatta risalire la superficie

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dove il suo contenuto viene sversato su una betta semovente affiancata alla draga [38];

Figura 14: Draga a benna mordente (GD) 1.3.1.2 Draghe idrauliche

Le draghe di tipo idraulico sollevano ed allontanano, mediante pompaggio in tubi di aspirazione, il materiale rimosso dal fondale in forma fangosa o liquida. Viene attribuita la definizione di draghe idrauliche anche a quelle draghe il cui funzionamento è composto da un sistema di escavazione tradizionale meccanico e da un sistema di trasporto idraulico. Il materiale dragato viene trasportato nell’area di deposito/trattamento o mediante tubazioni oppure viene introdotto nella stiva della draga stessa, dalla quale può essere successivamente scaricato [38]. I principali tipi di draghe idrauliche sono:

- draghe stazionarie aspiranti (SD – “Suction dredgers”): sono costituite da una tubazione aspirante che viene calata da un pontone. Un limite di questo tipo di draghe è quello di produrre scavi poco profondi e per questo sono raramente utilizzate per la costruzione di porti [7];

Figura 15: Draghe aspiranti stazionarie (SD)

- draghe stazionarie aspiranti con disgregatore (CSD – “cutter suction dredgers”): sono costituite da una testa fresante a rotazione che aumenta notevolmente la capacità di rimozione della draga. Durante il dragaggio la testa descrive archi semicircolari che provocano nel fondale incisioni profonde all’incirca qualche decina di centimetri.