MARE IONIO

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Sala Ulisse – 13 Aprile 2019 giuseppe.cirelli@unict.it

Salvsatore BARBAGALLO^(a)(b), Simona CONSOLI, Giuseppe Luigi CIRELLI ^(a)(b),

(a) Università di Catania - Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente (Di3A)

(b) Centro Studi di Economia applicata all’Ingegneria - Catania

Potenzialità e limiti nel riuso delle acque

depurate in Sicilia

(2)

Nel bacino del Mediterraneo esistono rilevanti fabbisogni idrici non soddisfatti principalmente per:

• l’aumento della domanda per i vari usi

• il peggioramento della qualità dei corpi idrici

• i vincoli ambientali

•il cambiamento climatico

La sostenibilità dell’agricoltura irrigua deve confrontarsi con la disponibilità delle risorse idriche ed i vincoli ambientali, ma anche con le limitate risorse finanziarie

INTRODUZIONE 1/2

(3)

Per far fronte alla carenza idrica in agricoltura è necessario l’utilizzo di risorse alternative tra cui le acque reflue urbane depurate.

Il riuso delle acque reflue depurate può ridurre significativamente l’impatto dello scarico sull’ambiente e può ridurre il prelievo di acque convenzionali (da destinare per esempio ad altri usi); inoltre, consente il recupero e valorizzazione dei nutrienti e della sostanza organica.

In Italia, l’approccio legislativo restrittivo per l’utilizzo delle acque reflue depurate (D.M. 185/03), ha reso difficoltoso il diffondersi di tale pratica.

Il costo totale (costruzione, esercizio e manutenzione) dei trattamenti “aggiuntivi”, oltre ai costi per la distribuzione dell’acqua reflue depurate e quelli per il monitoraggio, costituisce un fattore limitante per lo sviluppo del riuso in agricoltura, soprattutto nel caso dei piccoli sistemi .

INTRODUZIONE 2/2

(4)

Sustainable sanitation (Ingegneria sanitaria sostenibile)

• riduzione dei consumi idrici

• reti di fognatura separate con trattamento e recupero (ove possibile) delle acque reflue urbane e delle acque meteoriche di dilavamento

• riuso delle acque reflue (il più vicino possibile al punto di origine) e recupero di sostanze fertilizzanti

•separazione alla fonte della sostanza organica di origine fecale (acque nere e acque grigie) nei nuovi edifici

•

(5)

URBANO NON POTABILE

- alimentazione scarichi wc (reti duali) - riserva antincendio

- lavaggio strade - lavaggio autoveicoli

- campi sportivi (campi da golf) e aree a verde

- fontane e laghetti (con restrizione per il pubblico)

AGRICOLO

- tutte le colture in relazione al livello di trattamento e al metodo irriguo utilizzato

INDUSTRIALE

- siderurgia - tessile

- petrolchimica

AMBIENTALE (non ammesso in Italia)

- ricarica acquiferi

- deflusso minimo vitale

- creazione e recupero di aree umide

Possibili usi delle acque reflue

(6)

Riutilizzo delle acque reflue – fattori chiave per il successo

(7)

PARAMETERS STANDARDS

pH 6.0 ÷ 9.5 Sulphites [mg SO3/L] 0.5

Sodium Adsorption Rate 10.0 Sulphates [mg SO₄/L] 500

Coarse solids absent Chlorine residual [mg/L] 0.2

TSS [mg/L] 10.0 Chlorides [mg Cl/L] 250

BOD5 [mg/L] 20.0 Fluorides [mg F/L] 1.5

COD [mg/L] 100.0 Animal/vegetal oils & fats [mg/L] 10.0

Phosphorus [mg P/L] (total) 2.0 Mineral oils [mg/L] 0.05

Total Nitrogen [mg N/L] 15.0 Phenols [mg/L] (total) 0,1

Ammonia [mg NH4/L] 2.0 Pentachlorophenol [mg/L] 0.003

ECW [dS/m] 3.0 Aldehydes [mg/L] (total) 0.5

Aluminium [mg Al/L] 1.0 Tetra/tricloro-ethylene [mg/L] 0.01

Arsenic [mg As/L] 0.02 Chlorinated solvents [mg/L] (total) 0.04

Barium [mg Ba/L] 10.0 TTHM [mg/L] 0.03

Boron [mg B/L] 1.0 Aromatic solvents [mg/L] (total) 0.001

Cadmium [mg Cd/L] 0.005 Benzene [mg/L] 0.01

Cobalt [mg Co/L] 0.05 Benzo(a)pyrene [mg/L] 0.00001

Chromium [mg Cr/L] (total) 0.1 Org. nitr. solvents [mg/L] (tot.) 0.01 Chromium VI [mg CrVI/L) 0.005 Surfactants [mg/L] (total) 0.5

Iron [mg Fe/L] 2.0 Chlorinated biocides [mg/L] 0.0001

Manganese [mg Mn/L] 0.2 Phosphorated pesticides [mg/L] 0.00001^

Mercury [mg Hg/L] 0.001 Other pesticides [mg/L] (total) 0.05

Nickel [mg Ni/L] 0.2 Vanadium [mg V/L] 0.1

Lead [mg Pb/L] 0.1 Zinc [mg Zn/L] 0.5

Copper [mg Cu/L] 1.0 Cyanides[mg CN/L] (total) 0.05

Selenium [mg Se/L] 0.01 Sulphides [mg H2S/L] 0.5

Tin [mg Sn/L] 3.0 E. Coli [UFC /100 mL]

(80% of samples)

CWs & Stabilisation ponds

10*

50**

Thallium [mg Tl/L] 0.001 Salmonellae [UFC /100 mL] absent

^ for any single item;

* 100 CFU/100 mL will be allowed as a maximum for a single isolated sample and for the first three years of application of the new Act;

** 200 CFU/100 mL will be allowed as a maximum for a single isolated sample.

Valori dei parametri richiesti per il riuso delle acque reflue depurate in Italia (D.M. 185/2003)

54 parametri !!!

Per 20% si richiede la stessa qualità delle acque potabili

37% non sono considerati per le

acque potabili

NESSUNA

DISTINZIONE tra :

- alternative di riuso - metodologie irrigue;

- colture.

LIMITI

MICROBIOLOGICI MOLTO RESTRITTIVI

LIMITI - 1

(8)

Le acque reflue sono effettivamente una risorsa idrica addizionale ???

In Italia ed in particolare nelle regioni meridionali il riuso indiretto è ampiamente diffuso in moltissime aree agricole

Acque reflue trattate e non trattate sono scaricate nei corpi idrici e prelevate più a valle per uso irriguo (in molti casi solo parzialmente diluite con le acque convenzionali)

LIMITI - 2

(9)

In Italia ed in particolare regioni meridionali il riuso indiretto è ampiamente diffuso.

QUALE STRATEGIA POSSIAMO ADOTTARE PER INCREMENTARE IL RIUSO DELLE ACQUE REFLUE URBANE ?

A) Utilizzare le acque reflue prodotte dai centri urbani ubicati lungo le coste (in Sicilia vive nelle citta costiere circa l’80% della popolazione) B) Ottimizzare l’uso delle acque reflue urbane dei piccoli e medi centri urbani (circa il 70 % dei centri urbani in Sicilia ha una popolazione inferiore a 10.000 abitanti), generalmente scaricate in fiumi e torrenti (in molti casi senza alcun sistema di trattamento)

C) Accumulare le acque reflue prodotte durante il periodo autunno- inverno (stagione non irrigua) dai piccoli e medi centri urbani ubicati nelle aree interne

LIMITI - 2

(10)

Costi e ubicazione degli impianti di depurazione

La normativa italiana sul recupero delle acque reflue (DM 185/2003) stabilisce (art.12) che i costi relativi al trattamento addizionale necessario per il rispetto dei limiti al riuso siano a carico degli utenti del servizio di depurazione, mentre i costi per la distribuzione ed il monitoraggio siano a carico degli utenti finali (es. agricoltori, etc.).

L’ubicazione degli impianti di depurazione è altimetricamente sfavorevole rispetto alle aree agricole irrigue o lontana

Impianto di depurazione

Area irrigua Km

LIMITI - 3

(11)

Tendenza generale a sovrastimare il rischio igienico-sanitario, e sottostimare il rischio dell’alternativa al riuso costituita dallo scarico in un corpo ricettore

Presenza di patogeni e parassiti intestinali che possono provocare varie patologie, tuttavia il loro tempo di sopravvivenza al di fuori dell’intestino umano è molto ridotto (da poche ore a qualche giorno), fatta eccezione dei nematodi intestinali, le cui uova possono sopravvivere nell’ambiente fino ad oltre 1 anno

Categorie a rischio per l’irrigazione del verde ornamentale sono:

• gli operatori (in particolare durante la fase di irrigazione e gestione)

•gli utenti delle aree a verde

Irrigazione con acque reflue – Aspetti igienico sanitari

(12)

Interventi per ridurre il rischio igienico-sanitario

(il rischio zero non sarebbe economicamente sostenibile) - livello di trattamento delle acque reflue

- scelta delle colture (attenzione al livello di salinità delle acque!!!)

- metodo irriguo

(es. microirrigazione/subirrigazione invece di aspersione)

- modalità di gestione

(es.: non irrigare durante il periodo della raccolta o nei giorni immediatamente antecedenti)

Irrigazione con acque reflue – Aspetti igienico sanitari

(13)

POTENZIALITA’ in SICILIA

• In Sicilia, tramite l’ex Struttura Commissariale per l’emergenza idrica (operante presso l’ARRA), nel 2003 sono stati selezionati ed ammessi a finanziamento 25 progetti per il riuso delle acque reflue urbane in agricoltura.

• Complessivamente si prevedeva di potere utilizzare nel breve periodo circa 60·10

⁶

m

³

/anno con un investimento totale (iva inclusa) di € 148·10

⁶

. Circa il 70% del budget era necessario per la realizzazione o adeguamento degli impianti di depurazione, la restante parte per la costruzione di reti irrigue per la distribuzione delle acque reflue nelle aree irrigue

.

• Sistemi di riuso in esercizio al 2019……… ? (

^Solo

Monreale)

(14)

volume annuo di acque reflue prodotte dagli impianti di depurazione 155 Mm³ (impianti in esercizio)

48 Mm³ (impianti in costruzione) 203 Mm³

Circa il 25-30% del fabbisogno idrico della Sicilia

valutato in circa 750 Mm³/anno prendendo in esame le aree servite da consorzi irrigui pubblici o privati (Barbagallo et al., 2013)

Potenzialità del riuso delle acque reflue in Sicilia (2013)

A regime nel lungo periodo il volume di acque reflue dovrebbe

incrementarsi fino a circa 340 Mm

³

/anno (circa il 45% del

fabbisogno idrico della Sicilia).

(15)

Riuso Acque reflue in Sicilia: Belpasso (CT) e Mineo (CT)

Dal 2003, seguendo prima gli standard regionali (C.A. No.

76820, 18/12/1989) e dopo quelli nazionali (DM 185/2003), sia nel

“Villaggio degli americani” (Belpasso) con 2120 A.E

“Residence degli Aranci ” (Mineo) con 1800 A.E

• Le aree destinate a verde pubblico sono irrigate con acque reflue trattate

Trattamento acque reflue: impianto a fanghi attivi, sedimentazione secondaria, clorazione, accumulo in serbatoi.

Villaggio Americani

Area a verde irrigata con TWW WWTP

(16)

W

T

FR

FR FR FR

Citrus orchard WWTP GRAMMICHELE

WWTP= impianto di depurazione a fanghi attivi; W= pozzo Pietranera; T= vasca di regolazione giornaliera;FR= serbatoi aziendali.

Sistema di riuso di Grammichele (Catania) -

circa 1,500 m³/giorno

Scarico in corpo idrico

e prelievo

(17)

.

A causa delle complessa normativa italiana che richiede anche un rigoroso controllo e monitoraggio dei sistemi di riuso delle acque reflue depurate (con ulteriore aggravio dei costi!!!), i potenziali utenti dovrebbero riunirsi in consorzi irrigui privati o pubblici.

In Sicilia, i Consorzi di Bonifica dovrebbero avere un ruolo fondamentale nella promozione del riuso delle acque reflue depurate in relazione alle loro competenze giuridiche e tecniche.

Pianificazione dei sistemi di riuso

(18)

Pianificazione dei sistemi di riuso

Area irrigabile 180,000 Ha Area irrigata 70,000 Ha.

I volumi di irrigazione sono principalmente costituiti da acque superficiali accumulati in serbatoi artificiali, che forniscono al comparto irriguo un volume medio annuo pari a circa 160 Mm³ (dati acquisiti presso i Consorzi - 2013).

(19)

Informazioni di base : - DEM (scala 1:10,000) - Uso del suolo

- Dati idrologici e termoclimatici

Conzorzio irriguo:

- Area irrigabile - Area irrigata - Altitudine media

- Volumi annui distribuiti per l’irrigazione (Mm³);

- Fabbisogno idrico annuale (Mm³);

- Fabbisogno idrico non soddisfatto (Mm³)

Impianti di depurazione * : - Ubicazione

- Altitudine del punto di scarico dell’effluente

- Volume medio annuo e giornaliero di acque reflue

* Criteri per la selezione degli impianti di depurazione:

- in esercizio o in costruzione;

- a servizio di insediamenti > 5,000 AE (Q= portata media > 8 L s^-1);

- altitudine degli impianti di depurazione > altidudine media del distretto irriguo più vicino o altezza massima del sollevamento non superiore a 50 m;

- distanza massima (D) impianti di depurazione e distretto irriguo più vicino:

– D < 5 km se Q < 15 L s^-1;

– D <10 km se 15 ≤Q < 30 L s^-1; – D < 15 km se Q ≥30 L s^-1.

SIT per il riuso delle acque reflue

(20)

The use of reclaimed water for agricolture in Sicily, Italy

Comprensori irrigui ed Impianti di depurazione

163 ART (Mm³/anno

Results

Inoltre , gli ID che non presentano sulla base di alcuni criteri di

eligibilità (volumi modesti, elevata distanza, dislivello elevato, ecc,) potrebbero avere un ruolo importante come fonte di

approvvigionamento per i consorzi irrigui privati

25 comprensori irrigui ricadenti nei Consorzi di Bonifica della Sicilia hanno la possibilità di ricevere acque reflue trattate (ART) da 82 impianti di depurazione (ID).

Compresori irrigui ed impianti di depurazione. Lo stesso colore indica l’ID associato al comprensorio irriguo

(21)

INTERVENTI DEL COMMISSARIO per L’EMERGENZA SULLA DEPURAZIONE

(fonte: ATO Acque Catania) 21

Catania

≈ 46 Mm

³

/anno RIUSO SI (circa il 50%)

Misterbianco

≈ 17 Mm

³

/anno

RIUSO ? Acireale

≈ 12 Mm

³

/anno RIUSO NO

16.818.164

(22)

PIANO REGIONALE DI RISANAMENTO DELLE ACQUE – D.P.R. 93/1986

(fonte: ATO Acque Catania) 22

Catania

≈ 545.000 ab.

Misterbianco

≈ 190.000 ab.

Acireale

≈ 155.000 ab.

Previsione impianti di

depurazione consortili

(23)

Stima del volume medio delle acque reflue del depuratore consortile di Catania e valore del deficit idrico (DI) presente nella comprensorio irriguo della Piana di Catania che sarebbe soddisfatto in diversi scenari temporali

23

Abitanti

serviti Vm_a* Vm_a*/DI Vm*₁₈₀ Vm*₁₈₀ /DI

m³ x 10⁶

% m³ x 10⁶

% Stato

attuale 70.000 13,28 23,7% 6,64 11,9%

2 anni 140.000 16,01 28,6% 8,00 14,3%

Breve

termine 280.000 21,48 38,4% 10,74 19,2%

Medio

termine 350.000 27,47 49,0% 13,73 24,5%

Lungo

termine 545.000 46,29 82,7% 23,15 41,3%

CATANIA

(24)

24

CATANIA – ipotesi iniziale di progetto

(25)

Legenda

ID_U: impianto di depurazione (LINEA ACQUE REFLUE URBANE) ID_I: impianto di depurazione

(LINEA ACQUE REFLUE INDUSTRIALI) condotta con sollevamento

ACQUE REFLUE INDUSTRIALI

ACQUE REFLUE URBANE

VASCA DI REGOLAZIONE S ₀ (V = 15,000 m³)

VASCA DI GROTTA S. GIORGIO (V2) q. 52.5 m s.l.m

V ~ 20,000 m³ V2

SIFONE

CANALE JUNGETTO

(AFFLUENTE IN DX IDRAULICA T. BUTTACETO)

Scarico x deflusso ecologico “Oasi del Simeto”

anche durante periodo estivo

OASI DEL SIMETO

VASCA IN FASE DI REALIZZAZIONE (V1)

q. 42.2 m s.l.m.

V ~ 1,720 m³

MARE IONIO

ID_U ID_I

Proposta per il sistema di riuso delle acque reflue dall’impianto di depurazione di Catania

V1

Schema non in scala

(26)

26

CATANIA – nuova ipotesi di progetto (2018)

Eliminazione condotta sottomarina

Sistema di riuso delle

acque reflue di Catania

(27)

Principali tipologie colturali Arboree

Erbacee

Ortive da pieno campo

Vasca in fase di realizzazione

V = 1720 m³

q. fondo 42.2 m s.l.m.

Vasca consortile di Grotta S. Giorgio

V = 20,000 m³

Q = 500 l/s

Aprile – Settembre

~ 790 ha

Q = 500 l/s (Aprile - Settembre) ~ 790 ha

(28)

V = 1720 m³

V = 20,000 m³

Q = 500 l/s

~ 794 ha

Q = 1500 l/s (Aprile - Settembre) ~ 6,000 ha

Erbacee

(29)

V = 1720 m³

V = 20,000 m³

Q = 500 l/s

~ 790 ha

Q = 1500 l/s (Ottobre – Marzo) ~ 13,225 ha

Erbacee

(30)

30

Occorre una nuova normativa italiana per il riuso delle acque reflue rigorosa ma scientificamente basata. Inserendo anche la possibilità di ricarica degli acquiferi con le acque reflue depurate.

Necessità di «monitorare e velocizzare» l’adozione di una proposta di normativa europea sul riuso delle acque reflue.

Valorizzare il ruolo dei Consorzi di Bonifica nella gestione delle acque reflue, e prendere definitivamente consapevolezza che solo il recupero delle acque reflue depurate in agricoltura è una strategia sostenibile per ridurre il deficit irriguo in Sicilia e per contribuire al risanamento ambientale dei nostri corpi idrici (fiumi e mare).

Valutare la fattibilità del riuso delle acque reflue anche per i depuratori consortili di Misterbianco e Acireale.

ALCUNE CONSIDERAZIONI FINALI

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GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE ALCUNE CONSIDERAZIONI FINALI

La presentazione è disponibile sul sito www.cseicatania.com