CARATTERIZZAZIONE, MESSA IN SICUREZZA E BONIFICA DEI SITI E DEGLI AMBIENTI CONTAMINATI

Missione 2, Componente 4: Tutela del territorio e della risorsa idrica
Investimento 3.4: Bonifica dei siti orfani

Biorisanamento; Fitorimedio; Metodi di caratterizzazione; Monitoraggio biomolecolare; Siti di Interesse Nazionale (SIN); Siti Orfani.

Le attività industriali (pregresse o in corso) sono spesso causa di importanti alterazioni delle caratteristiche qualitative delle matrici ambientali suolo, sottosuolo e acque sotterranee, tali da rappresentare un potenziale rischio per la salute umana e gli ecosistemi naturali e richiedere pertanto interventi di bonifica e/o messa in sicurezza. In Italia, la bonifica dei siti contaminati è un problema di straordinaria rilevanza sul piano non solo sanitario ma anche sociale ed economico, basti pensare che i soli Siti di Interesse Nazionale (siti contaminati di particolare rilevanza in relazione alla 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) ricoprono una estensione che raggiunge il 0.6% dell’intero territorio Nazionale.
In linea di principio, la riqualificazione dei siti contaminati consente di preservare il capitale naturale e ridurre gli impatti sulla biodiversità, rappresentando di fatto una importante risorsa per lo sviluppo economico del Paese, così come auspicato dal recente Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR).

L’IRSA svolge da molti anni attività di ricerca centrata sul tema della caratterizzazione, messa in sicurezza e bonifica di siti contaminati, spesso da un ampio spettro di inquinanti organici ed inorganici.
Sul versante della caratterizzazione sono state sviluppate ed applicate in contesti reali tecnologie innovative di change detection per il supporto alla costruzione del modello concettuale del sito, per l’individuazione di tombamenti di rifiuti e per la costruzione di scenari di campionamento; in aggiunta sono state messa a punto metodologie per l’analisi speditiva di suoli contaminati mediante indagini spettroradiometriche, e tecniche geofisiche di tipo elettrico ed elettromagnetico per la caratterizzazione del corpo rifiuti, l’individuazione della potenziale presenza di contaminazione organica e verifica dell’integrità della geomembrana impermeabile posta sul fondo delle discariche. L’IRSA si è anche occupata di indicatori di biodiversità degli ecosistemi delle acque sotterranee quali strumenti complementari ai parametri chimici e fisici per la valutazione dello stato qualitativo delle acque sotterranee.
Per quanto riguarda le tecnologie di bonifica, negli anni, particolare attenzione è stata rivolta ad approcci sempre più sostenibili ed a basso impatto ambientale, come ad esempio quelli che sfruttano il potenziale di attenuazione naturale del sito contaminato per distruggere le sostanze inquinanti e/o ridurne la relativa pericolosità. Tra i principali requisiti di sostenibilità c’è il basso consumo energetico, la minimizzazione nell’impiego di ammendanti chimici ed infine l’applicabilità direttamente in situ, ovvero senza la preventiva rimozione della matrice ambientale (suolo o acqua di falda) contaminata.
Tra le tecnologie oggetto di studio, il biorisanamento in situ è senza dubbio uno delle più rilevanti in quanto si basa sulla possibilità di accelerare la degradazione degli inquinanti presenti nei suoli o nelle acque di falda sfruttando il potenziale metabolico delle comunità microbiche tipicamente già presenti all’interno del sito contaminato. In tale senso, l’IRSA ha sviluppato e testato, anche su scala pilota, tecnologie altamente innovative di tipo bioelettrochimico che si basano sull’impiego di elettrodi a basso costo ed elevato sviluppo superficiale per stimolare, controllare e monitorare processi di biodegradazione da parte delle comunità microbiche naturali, senza necessità di fornire ammendanti chimici e con limitati (o completamente assenti) consumi energetici. Tali processi sono stati già efficacemente applicati al trattamento di acque di falde, suoli e sedimenti contaminati. Numerose esperienze sono anche state condotte con il biorisanamento fitoassistito che punta a generare un ecosistema favorevole alla bonifica in cui le radici di piante, opportunamente selezionate, assorbono inquinanti inorganici (e.g., metalli) e producono essudati radicali che promuovono la proliferazione microbica e la biodegradazione di inquinanti organici (e.g., idrocarburi e policlorobifenili (PCB).
Nell’ambito della contaminazione dei sedimenti marini è stata anche sperimentata una tecnologia innovativa, basata sulla microfiltrazione tangenziale, finalizzata alla rimozione in situ della sola frazione fine dei sedimenti (i.e., quella maggiormente contaminata) senza apportare modifiche o danni all’ecosistema marino.
In parallelo al trattamento in situ, in Istituto sono state anche sviluppate tecnologie ex situ che prevedono lo scavo del suolo contaminato e il suo successivo trattamento in ambiente controllato (bioreattori, biopile). Tale operazione implica un incremento della complessità e dei costi del trattamento, ma di contro è caratterizzata dal vantaggio fondamentale di poter controllare ed ottimizzare il processo di bonifica perché l’ambiente di reazione contenuto consente di seguirne l’evoluzione e modificare i parametri operativi per massimizzarne la resa. La prima priorità per l’applicazione del trattamento ex situ è la richiesta di un intervento sicuro, efficace e rapido in presenza di grave contaminazione di composti altamente pericolosi. Altre condizioni che lo rendono competitivo sono la necessità di un elevato grado di trattamento, la facilità di accesso dell’area contaminata per lo scavo e la concentrazione della contaminazione nello strato superficiale del suolo.
Anche attraverso lo sviluppo di sinergiche collaborazioni con partner accademici, istituzionali, ed industriali sia Nazionali che Esteri, l’IRSA ha contributo a sviluppare, testare e validare, anche in piena scala numerosi processi di risanamento in situ in particolare per la bonifica di siti contaminati da solventi clorurati, idrocarburi, PCB e metalli pesanti. Inoltre, le attività di ricerca dell’IRSA hanno anche contribuito a definire innovative metodologie analitiche e microbiologiche finalizzate alla caratterizzazione del sito contaminato e del suo potenziale di risanamento anche attraverso innovativi metodi biomolecolari per l’analisi dei biomarcatori e dei microbiomi ambientali.
Le competenze messe a sistema dall’IRSA per affrontare tematiche complesse quali la caratterizzazione e la bonifica dei siti contaminati sono molteplici e spaziano dalla chimica (e.g., messa a punto di metodi chimici e chimico-fisici per la determinazione di inquinanti organici, inorganici e relativi metaboliti e prodotti di (bio)degradazione), la geologica, l’idrogeologia (e.g., determinazione valori di fondo, previsione e modellazione del destino degli inquinanti nell’ambiente), la geofisica, l’ingegneria chimica e di processo (e.g., sviluppo ed ottimizzazione di processi di trattamento degli inquinanti), la microbiologia ambientale, la biologia molecolare e l’ecotossicologia
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Progetti attivi nel 2021 (i dati si riferiscono al budget totale dei progetti)

Le attività dell’IRSA su tematiche inerenti la caratterizzazione, messa in sicurezza e bonifica di siti contaminati, sono attualmente supportate da numerosi Progetti di Ricerca finanziati nell’ambito di bandi competitivi Nazionali ed Internazionali (tra cui 1 progetto Europeo), nonché da finanziamenti provenienti da Istituzioni Regionali e Nazionali 8 progetti e convenzioni) e da numerose attività di natura commerciale (>10 convenzioni), per un importo complessivo superiore a 3.4 milioni di Euro

Presenza in Tavoli Tecnici

Il ruolo centrale dell’IRSA su tali tematiche nel panorama Nazionale è inoltre confermato dalla partecipazione a numerosi Tavoli tecnici e alla Definizione di Linee guida tra cui:

• Tavolo Tecnico con MITE (ex MATTM) per la “Definizione di protocolli e procedure per l’applicazione di tecniche di bonifica in sito. Sviluppo di linee guida per la valutazione dell’efficienza delle strategie di decontaminazione di siti inquinati”;
• Tavolo Tecnico con MITE (ex MATTM) per l’“Individuazione dei valori di riferimento per le matrici ambientali di corpi idrici ricompresi nei Siti di Bonifica di Interesse Nazionale (SIN) ”Tavolo Tecnico con MITE (ex MATTM) per la “Definizione delle Linee guida per l’Analisi di Rischio Ecologico (ERA) di Siti di Interesse Nazionale (SIN)” LINEE GUIDA NAZIONALI;
• Tavolo Tecnico con MITE (ex MATTM) per la definizione di “Linee guida per la valutazione delle tendenze ascendenti e d’inversione degli inquinanti nelle acque sotterranee (Decreto ministeriale 6 luglio 2016). ISPRA, Manuali e Linee Guida 161/2017 ISBN 978-88-448-0844-0;
• Tavolo Tecnico con MITE (ex MATTM) per la definizione di “Linee guida recanti la procedura da seguire per il calcolo dei valori di fondo per le acque sotterranee (DM 6 luglio 2016, Art.1.2). ISPRA, Manuali e Linee Guida 155/2017 ISBN 978-88-448-0830-3;
• Tavolo Tecnico relativo al Sito di Interesse Nazionale di “Bussi sul Tirino” istituito presso il Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare;
• Tavolo Tecnico di cui al Decreto 31 dicembre 2018 “Cromo esavalente” istituito presso il Ministero della Salute;
• Linee guida per la valutazione delle tendenze ascendenti e d’inversione degli inquinanti nelle acque sotterranee (Decreto ministeriale 6 luglio 2016). Guerra M, Preziosi E, Ghergo S, Calace N, Guyennon N, Marcaccio M, Menichetti S, Romano E. (2017) ISPRA, Manuali e Linee Guida 161/2017 ISBN 978-88-448-0844-0.