Utilizzo di un MBR per il biorisanamento di acque di falda contaminate da composti organoclorurati

Il principale obiettivo della presente ricerca è la verifica dell’efficacia dell’applicazione 
della tecnologia dei bioreattori a membrana nel trattamento di acque di falda sintetiche 
contaminate da composti organici clorurati quali 1,2-dicloroetano (1,2-DCA), 1,2-
diclorobenzene (1,2-DCB), tricloroetilene (TCE) e 2-clorofenolo (2-CP). 
Le prove sperimentali sono state effettuate su un fango biologico proveniente dalla vasca 
di ossidazione dell’impianto di depurazione di acque reflue civili di Is Arenas (Cagliari), già 
acclimatato a questi composti da circa un anno. 
Durante la sperimentazione il reattore MBR e il fermentatore per l’acclimatazione della 
biomassa, sono stati alimentati con varie combinazioni dei composti oraganoclorurati, al fine 
di valutare la biodegradabilità di tali composti e eventuali fenomeni di inibizione della 
biomassa.  
In particolare nell’MBR è stata valutata l’interazione del TCE, composto tossico che può 
creare fenomeni di inibizione della biomassa, in termini di diminuzione della velocità 
specifica di degradazione dell’1,2-DCA, dell’1,2-DCB e del 2-CP. Nel fermentatore si è 
invece valutato l’utilizzo di un cometabolita, il fenolo, per stabilire se con l’introduzione di 
esso si verificano dei miglioramenti nella biodegradazione dell’1,2-DCA e del 2-CP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 6
1. RIFERIMENTI NORMATIVI 
 
La legislazione nazionale sulla protezione e la salvaguardia delle acque dall’inquinamento 
annovera numerose normative a riguardo. In particolare la normativa dello Stato italiano che 
ha recentemente riformulato il diritto ambientale è il Decreto Legislativo 3 aprile 2006, 
n°152, denominato anche “Testo Unico Ambientale”.  
Di particolare importanza risulta essere anche la Direttiva Quadro 2000/60/CE, i cui 
obiettivi si inseriscono in quelli più complessivi della politica ambientale della Comunità 
Europea che: 
deve contribuire a perseguire salvaguardia, tutela e miglioramento della qualità 
ambientale, nonché l'utilizzazione accorta e razionale delle risorse naturali; 
deve essere fondata sui principi della precauzione e dell'azione preventiva, sul principio 
della riduzione, soprattutto alla fonte, dei danni causati all'ambiente e sul principio 
"chi inquina paga". 
 
1.1 Direttiva Quadro 2000/60/CE  
 
La direttiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 23 ottobre 2000, 
istituisce un quadro per l’azione comunitaria in materia di acque. 
Ai fini dell’applicazione della direttiva gli Stati membri individuano tutti i bacini 
idrografici presenti nel loro territorio e li assegnano a distretti idrografici. Un bacino 
idrografico che si estende sul territorio di più Stati membri sarà assegnato a un distretto 
idrografico internazionale. 
Entro quattro anni dall'entrata in vigore della direttiva gli Stati membri provvedono 
affinché, per ciascun distretto idrografico siano effettuati l'analisi delle caratteristiche del 
distretto, l'esame dell'impatto delle attività umane sulle acque e l'analisi economica 
dell'utilizzo idrico e si compili un registro delle aree alle quali è stata attribuita una 
protezione speciale. Deve essere individuata l'ubicazione dei punti del corpo idrico 
sotterraneo usati per l'estrazione di acque destinate al consumo umano che forniscono più di 
10 m
3
 al giorno o servono più di 50 persone.  
Entro nove anni dall'entrata in vigore della direttiva per ciascun distretto idrografico 
devono essere predisposti un piano di gestione e un programma operativo. Le misure previste 
nel piano di gestione del distretto idrografico sono destinate a: 
 7
prevenire il deterioramento, migliorare e ripristinare le condizioni delle acque 
superficiali, ottenerne un buono stato chimico ed ecologico e ridurne 
l'inquinamento dovuto agli scarichi e alle emissioni di sostanze pericolose;  
proteggere, migliorare e rispristinare le condizioni delle acque sotterranee, prevenirne 
l'inquinamento e il deterioramento e garantire l'equilibrio fra l'estrazione e il 
rinnovo;  
preservare le zone protette.  
 
La Commissione presenta un elenco degli inquinanti prioritari, selezionati fra quelli che 
presentano un rischio significativo per l'ambiente acquatico o trasmissibile tramite l'ambiente 
acquatico. Presenta inoltre misure intese a mantenere sotto controllo tali sostanze e norme di 
qualità relative alla loro concentrazione. Le prime sono destinate a ridurre, arrestare o 
eliminare gli scarichi, le emissioni e le perdite delle sostanze prioritarie.  
Due anni dopo l'entrata in vigore della direttiva la Commissione pubblica una proposta 
contenente provvedimenti specifici intesi a prevenire e controllare l'inquinamento delle acque 
sotterranee. 
La direttiva prevede che gli Stati membri stabiliscono sanzioni efficaci, proporzionate e 
dissuasive in caso di infrazione alle disposizioni di essa. 
 
1.2 Normativa antecedente il Decreto Legislativo 3 aprile 2006, n°152 
 
Il Decreto Legislativo 3 aprile 2006, n°152, sostituisce la maggior parte delle preesistenti 
norme in materia ambientale. Numerosi sono infatti i provvedimenti normativi abrogati dal 
decreto, fra i quali: 
 ξ  la Legge 10 maggio 1976, n°319 “Norme per la tutele delle acque 
dall’inquinamento”, cosiddetta legge Merli; 
 ξ  la Legge 5 gennaio 1994, n°36 “Disposizioni in materia di risorse idriche”, 
cosiddetta Legge Galli; 
 ξ  il Decreto Legislativo 11 maggio 1999, n°152 “Disposizioni sulla tutela delle acque 
dall’inquinamento e recepimento della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione 
delle acque dall’inquinamento provocato dai nitrati provenienti dalle fonti agricole”. 
Altre leggi sono state soltanto modificate o parzialmente abrogate dal D.Lgs. 152/2006 tra le 
quali: 
 8
 ξ  il Decreto Ministeriale 6 novembre 2003, n°367 “Regolamento concernente la 
fissazione di standard di qualità nell’ambiente acquatico per le sostanze pericolose, 
ai sensi dell’articolo 3, comma 4, del decreto legislativo  11 maggio, n°152. 
 
Legge 10 maggio 1976, n°319 
L'interesse da parte degli organi legislativi per la tutela delle qualità delle acque 
superficiali si è inizialmente concretizzato con la "Legge Merli", che raccoglieva una serie di 
norme per la tutela delle acque dall'inquinamento. Questa legge si basava principalmente 
sulla regolamentazione delle concentrazioni di sostanze chimiche presenti negli scarichi 
industriali e civili. I valori di concentrazione per determinati parametri, contenuti nelle tabelle 
allegate alla legge, costituivano i limiti di accettabilità per gli scarichi di acque reflue. Nella 
normativa non venivano però presi in considerazione alcuni aspetti fondamentali per 
garantire la tutela della qualità delle acque dei corpi idrici recettori, quali il carico 
complessivo dello scarico e la qualità del corpo idrico ricevente. Inoltre la legge Merli 
regolamentava le sorgenti puntuali d'inquinamento, ma non prendeva in considerazione 
l'inquinamento diffuso determinato, ad esempio, dagli apporti di nutrienti derivanti 
dall'agricoltura. 
La Legge Merli è stata poi abrogata con l’entrata in vigore del Decreto Legislativo 11 
maggio 1999, n°152. 
 
Legge 5 gennaio 1994, n°36 
L’introduzione di questa legge ha profondamente innovato la normativa relativa al settore 
delle risorse idriche. In primo luogo, la Legge Galli stabilisce che tutte le acque superficiali e 
sotterranee sono pubbliche e che il consumo umano è prioritario rispetto agli altri usi, che 
sono ammessi quando la risorsa è sufficiente a condizione che non pregiudichino la qualità 
dell'acqua per il consumo umano. 
Essa prende atto che la condizione indispensabile per promuovere gli investimenti privati 
e per avviare anche in Italia l'industrializzazione del settore idrico risiede nel superamento 
della frammentazione delle gestioni del servizio. A questo scopo essa prevede l'estensione 
della gestione del servizio idrico ad ambiti di dimensioni tali da massimizzarne l'efficienza 
(Ambiti Territoriali Ottimali, ATO), ed inoltre prescrive l'accentramento della gestione 
dell'intero ciclo dell'acqua all'interno dell'ATO, dalla captazione alla depurazione, in un unico 
soggetto gestore (servizio idrico integrato). Tale soggetto gestore dovrà essere distinto 
 9
dall’Ente proprietario del servizio (ovvero l’autorità d’ambito), e i due soggetti dovranno 
avere compiti e ruoli distinti e ben definiti. Nella stessa legge vengono anche descritti i criteri 
per la definizione degli ATO e le modalità con cui le Amministrazioni Pubbliche (nello 
specifico gli Enti Locali) si possono aggregare per la costituzione dell’Autorità d’Ambito; 
sono inoltre descritte le modalità di costituzione del soggetto gestore del servizio idrico 
integrato. 
 
Decreto Legislativo 11 maggio 1999, n°152 
Le numerose normative nazionali e comunitarie riguardanti la qualità delle acque 
convergono nel Decreto Legislativo n. 152, recante disposizioni sulla tutela delle acque 
dall'inquinamento. Il decreto è stato poi modificato dal Decreto Legislativo 258/2000, prima 
di essere definitivamente abrogato dal Decreto Legislativo 152/2006. 
 Esso raccoglie alcune normative emanate precedentemente e introduce un nuovo 
approccio che garantisca la qualità dell'acqua sia da un punto di vista chimico-fisico, sia dal 
punto di vista della tutela delle comunità presenti nei corpi idrici nazionali. Inoltre il decreto 
si ispira ai nuovi principi comunitari in tema di acque. Fondamentale è il concetto della tutela 
integrata dell'ambiente idrico, da attuarsi attraverso la definizione dei valori limite di 
emissione e dei limiti di qualità ambientale e per specifica destinazione. 
 
Decreto Ministeriale 6 Novembre 2003, n°367 
Il Decreto del Ministero dell’Ambiente 6 novembre 2003 n. 367 è un regolamento 
concernente la fissazione di standard di qualità nell’ambiente acquatico per le sostanze 
pericolose, ai sensi dell’articolo 3, comma 4, del Decreto Legislativo 11 maggio 1999, n. 152. 
Il decreto recepisce una direttiva della Comunità Europea che prevede la riduzione e la 
graduale eliminazione dell’inquinamento delle acque provocato da certe sostanze pericolose e 
la fissazione di obiettivi di qualità tali da garantire la tutela della salute umana e 
dell’ecosistema acquatico. Le regioni redigono l’elenco delle sostanze pericolose da 
controllare in acque superficiali, marine, di laguna e nei sedimenti tra quelle fissate a livello 
comunitario. 
 
 
 
 
 10
Decreto Ministeriale 25 Ottobre 1999, n°471 
Questo decreto stabilisce i criteri, le procedure e le modalità per la messa in sicurezza, la 
bonifica e il ripristino ambientale dei siti inquinati, ai sensi dell'articolo 17, del Decreto 
Legislativo 5 febbraio 1997, n. 22, e successive modifiche ed integrazioni. 
A tal fine il DM 471/99 disciplina: 
a) i limiti di accettabilità della contaminazione dei suoli, delle acque superficiali e delle 
acque sotterranee in relazione alla specifica destinazione d'uso dei siti; 
b) le procedure di riferimento per il prelievo e l'analisi dei campioni; 
c) i criteri generali per la messa in sicurezza, la bonifica ed il ripristino ambientale dei siti 
inquinati, nonché per la redazione dei relativi progetti; 
d) i criteri per le operazioni di bonifica di suoli e falde acquifere che facciano ricorso a 
batteri, e ceppi batterici mutanti, a stimolanti di batteri naturalmente presenti nel suolo; 
e) il censimento dei siti potenzialmente inquinati, l'anagrafe dei siti da bonificare e gli 
interventi di bonifica e ripristino ambientale effettuati da parte della pubblica 
amministrazione; 
f) i criteri per l'individuazione dei siti inquinati di interesse nazionale. 
 
 
1.3 Decreto Legislativo 3 aprile 2006, n°152 
 
Il Decreto Legislativo 3 aprile 2006, n°152, dà attuazione ad un'ampia delega conferita al 
Governo dalla legge n. 308 del 2004 per il riordino, il coordinamento e l'integrazione della 
legislazione in materia ambientale. Il provvedimento entrato in vigore il 29 aprile 2006, 
costituito da 318 articoli e da ben 45 allegati, si poneva l’obiettivo di semplificare, 
razionalizzare, coordinare e rendere più chiara la legislazione ambientale. 
Il decreto è suddiviso in 6 parti, di seguito riassunte: 
 ξ  nella parte prima le disposizioni comuni, quali l’ambito di applicazione, le finalità e 
criteri per l’adozione dei provvedimenti successivi (art.1-3); 
 ξ  nella parte seconda, le procedure per la valutazione ambientale strategica (VAS), per 
la valutazione d’impatto ambientale (VIA) e per l’autorizzazione ambientale integrata 
(IPPC) (art.4-52); 
 ξ  nella terza parte, la difesa del suolo e la lotta alla desertificazione, la tutela delle 
acque dall’inquinamento e la gestione delle risorse idriche (art.53-176); 
 11
 ξ  nella parte quarta, la gestione dei rifiuti e la bonifica dei siti contaminati (art.177-
266); 
 ξ  nella parte quinta, la tutela dell’aria e la riduzione delle emissioni in atmosfera 
(art.267-298); 
 ξ  nella parte sesta, la tutela risarcitoria contro i danni all’ambiente (art.299-318). 
 
Nella parte prima sono individuate tutte le disposizioni comuni al decreto. 
Nella parte seconda, suddivisa in 4 titoli, sono indicate tutte le norme inerenti la VAS, la 
VIA e l’IPPC, e costituiscono l’attuazione della direttiva 2001/42/CE del Parlamento e del 
consiglio del 27 giugno 2001 concernente la valutazione degli effetti di determinati piani e 
programmi sull’ambiente, e la direttiva 85/337/CEE del Consiglio del 27 giugno 1985 
concernente la valutazione di impatto ambientale di determinati progetti pubblici e privati.  
In particolare sono date delle definizioni innovative, tra cui le principali sono: 
 ξ  Procedimento di valutazione ambientale strategica (VAS): l’elaborazione di un 
rapporto concernente l’impatto sull’ambiente conseguente all’attuazione di un 
determinato piano o programma da adottarsi o approvarsi, lo svolgimento di 
consultazioni, la valutazione del rapporto ambientale e dei risultati delle consultazioni 
nell’iter decisionale di approvazione di un piano o programma e la messa a 
disposizione delle informazioni sulla decisione; 
 ξ  Procedimento di valutazione di impatto ambientale (VIA): l’elaborazione di uno 
studio concernente l’impatto sull’ambiente che può derivare dalla realizzazione e 
dall’esercizio di un’opera il cui progetto è sottoposto ad approvazione o 
autorizzazione, lo svolgimento di consultazioni, la valutazione dello studio 
ambientale e dei risultati delle consultazioni nell’iter decisionale di approvazione o 
autorizzazione del progetto dell’opera e la messa a disposizione delle informazioni 
sulla decisione; 
 ξ  Impatto ambientale: l’alterazione qualitativa e/o quantitativa dell’ambiente, inteso 
come sistema di relazioni fra i fattori antropici, fisici, chimici, naturalistici, climatici, 
paesaggistici, architettonici, culturali ed economici, in conseguenza dell’attuazione 
sul territorio di piani o programmi o della realizzazione di progetti relativi a 
particolari impianti, opere o interventi pubblici o privati, nonché della messa in 
esercizio delle relative attività; 
 12
 ξ  Rapporto ambientale: lo studio tecnico-scientifico, contenente l’individuazione, la 
descrizione e la valutazione degli effetti significativi che l’attuazione di un 
determinato piano o programma potrebbe avere sull’ambiente, nonché delle 
ragionevoli alternative che possono adottarsi in considerazione degli obiettivi e 
dell’ambito territoriale del piano o del programma; 
 ξ  Studio di impatto ambientale: lo studio tecnico-scientifico contenente una 
descrizione del progetto con le informazioni relative alla sua ubicazione, concezione e 
dimensione, l’individuazione, la descrizione e la valutazione degli effetti significativi 
che avrebbe la realizzazione del progetto sull’ambiente, nonché contenente il 
confronto con le ragionevoli alternative che possono adottarsi in considerazione degli 
obiettivi, degli interessi e dei servizi correlati all’opera o all’intervento progettato e 
dell’ambito territoriale interessato; 
 ξ  Giudizio di compatibilità ambientale: l’atto con il quale l’organo competente 
conclude la procedura di valutazione ambientale strategica o di valutazione di impatto 
ambientale. 
 
Nella parte terza, suddivisa in 4 sezioni e 11 allegati, sono definite le norme in materia di 
difesa del suolo e lotta alla desertificazione, di tutela delle acque dall’inquinamento e di 
gestione delle risorse idriche.  
Di particolare importanza per lo studio in oggetto è la sezione II, in cui sono indicate le 
disposizioni che definiscono la disciplina generale per la tutela delle acque superficiali, 
marine e sotterranee in modo da perseguire i seguenti obiettivi: 
 ξ  Prevenire e ridurre l’inquinamento e attuare il risanamento dei corpi idrici inquinati; 
 ξ  Conseguire il miglioramento dello stato delle acque ed adeguate protezioni di quelle 
destinate a particolari usi; 
 ξ  Perseguire usi sostenibili e durevoli delle risorse idriche, con priorità per quelle 
potabili; 
 ξ  Mantenere la capacità naturale di autodepurazione dei corpi idrici, nonché la capacità 
di sostenere comunità animali e vegetali ampie e ben diversificate; 
 ξ  Mitigare gli effetti delle inondazioni e della siccità, in modo da: 
1) garantire una fornitura sufficiente di acque superficiali e sotterranee di buona 
qualità per un utilizzo idrico sostenibile, equilibrato e equo; 
2) ridurre in modo significativo l’inquinamento delle acque sotterranee; 
 13
3) proteggere le acque territoriali e marine e realizzare gli obiettivi degli accordi 
internazionali in materia. 
 ξ  Impedire un ulteriore deterioramento, proteggere e migliorare lo stato degli 
ecosistemi acquatici, degli ecosistemi terrestri e delle zone umide direttamente 
dipendenti dagli ecosistemi acquatici sotto il profilo del fabbisogno idrico. 
 
Sono inoltre elencati gli strumenti attraverso cui si devono raggiungere gli obbiettivi 
precedentemente indicati.  
Vengono inoltre date una serie di definizioni, tra cui le varie tipologie di acque (dolci, 
reflue domestiche, reflue industriali, reflue urbane, sotterranee, termali), l’autorità d’ambito, 
il gestore del servizio idrico, l’eutrofizzazione, gli scarichi, i trattamenti e il valore limite di 
emissione.  
Nel titolo II di tale sezione sono trattati gli obiettivi di qualità, in cui sono indicati gli 
obiettivi minimi di qualità ambientale per i corpi idrici significativi e gli obiettivi di qualità 
per specifica destinazione. Mediante il Piano di tutela delle acque (art 121), sono adottate 
delle misure atte a conseguire i seguenti obiettivi entro il 22 dicembre 2015: 
a) Sia mantenuto o raggiunto per i corpi idrici significativi superficiali e sotterranei 
l’obiettivo di qualità corrispondente allo stato di “buono”; 
b) Sia mantenuto, ove già esistente, lo stato di qualità “elevato” come definito 
nell’allegato 1 del decreto; 
c) Siano mantenuti o raggiunti altresì per i corpi idrici a specifica destinazione di cui 
all’articolo 79 gli obiettivi di qualità per specifica destinazione di cui all’allegato 2 
del decreto. 
 
L’allegato 1, “Monitoraggio e classificazione delle acque in funzione degli obiettivi di 
qualità ambientale”, stabilisce i criteri per individuare i corpi idrici significativi e per 
stabilire lo stato di qualità ambientale di ciascuno di essi.  
Sono disponibili quindi i criteri per individuare i corpi idrici significativi, a seconda 
della tipologia di corso d’acqua. 
Per i corsi d’acqua superficiali, andranno censiti tutti i corsi d’acqua naturali aventi un 
bacino idrografico superiore a 10 km
2
 .  
Per i corsi d’acqua superficiali sono da considerare corpi idrici significativi: 
 14