Studio della rimozione biologica di composti fenolici da suoli contaminati

I principali parametri di tipo sperimentale e microbiologico, insieme con un 
inquadramento della classe di composti studiati nel presente lavoro, costituiscono 
il terzo capitolo. 
Nel quarto capitolo sono presentati gli scopi della ricerca, nel quinto le modalità 
sperimentali ed in fine, nel sesto e settimo capitolo, si sono analizzati e discussi, 
nel modo più oggettivo possibile, i risultati del tipo di trattamento che è oggetto di 
studio di questo lavoro sperimentale. 
  
CAPITOLO 1 
 
1 ASPETTI GENERALI SULLA BONIFICA DEI SUOLI 
 
 
1.1 Definizione di terreno contaminato. 
Dare una definizione univoca di che cosa sia un terreno contaminato è molto 
difficile e di non semplice risoluzione. N’è una prova la differenziazione e la 
disomogeneità che si ritrova nella legislazione dei maggiori stati dell’Unione 
Europea e del Mondo, per l’individuazione concettuale di che cosa si debba 
intendere per terreno contaminato. Da un punto di vista generale, non sembra vi 
siano dubbi nel classificare come aree potenzialmente contaminate tutte quelle che 
nel tempo siano venute a contatto (per via diretta o indiretta, accidentale o voluta) 
con sostanze pericolose ritenute inquinanti, o quelle che siano state sede d’attività 
antropiche (industriali, artigianali, agricole) con potenziali rischi per il rilascio di 
sostanze tossiche nell’ambiente circostante. 
Più complesso è invece definire quali modifiche ed alterazioni apportate 
dall’uomo all’ambiente comportino un rischio alla salute umana ed alle risorse 
ambientali nel loro insieme e quali siano i limiti accettabili. Alcuni di questi 
concetti sono contemplati nelle diverse definizioni di terreno contaminato date da 
alcune nazioni. 
 
In Olanda sono considerate aree contaminate quelle in cui “il terreno contiene 
sostanze pericolose in concentrazioni superiori a quelle normalmente attese, e nel 
quale una o più funzioni sono irrimediabilmente compromesse” (Soil Protection 
Act, 1987). 
I tedeschi definiscono contaminati i “terreni che potenzialmente provocano un 
impatto negativo, diretto ed indiretto, sulla salute e sul benessere dell’uomo e 
delle risorse naturali economicamente importanti come le sorgenti acquifere, 
coltivazioni e bestiame” (Federal Ministry for Research and Technology, 1981). 
 
  
In Gran Bretagna il concetto di area contaminata è in relazione al suo riutilizzo 
futuro, infatti il Department of Environment (DOE, 1983) definisce contaminato: 
“il terreno che, a causa dell’uso che ne è stato fatto in precedenza contiene 
attualmente sostanze che ne possono compromettere il riutilizzo previsto” per cui 
saranno necessari degli studi approfonditi per stabilire se il riuso proposto sia 
attuabile o sia indispensabile qualche intervento preventivo di risanamento. 
 
Negli Stati Uniti sono considerate inquinate le aree in cui siano presenti delle 
sostanze tossiche in concentrazioni superiori a dei livelli di soglia stabiliti. 
 
La nostra legislazione, invece, definisce inquinate “… le aree potenzialmente 
contaminate a causa del contatto, accidentale o continuato, con le attività e 
sostanze legate ai cicli di produzione di rifiuti potenzialmente tossici e nocivi ...” 
(D.M. del 16/5/1989 Ministero Ambiente). 
Da questo quadro comparativo si capisce come sia veramente difficile scegliere un 
metodo universalmente valido per l’individuazione dei siti contaminati in quanto i 
criteri di scelta possono far riferimento ad aspetti differenti, quali principalmente: 
 
• La presenza di particolari sostanze (ritenute inquinanti e/o tossiche e nocive) 
ed il loro eventuale superamento di concentrazioni limite predeterminate; 
• Esistenza di situazioni di pericolo per la salute umana e delle risorse 
ambientali; 
• La tipologia del sito contaminato in questione e il tipo di riutilizzo futuro 
previsto: residenziale, commerciale, industriale. 
 
L’individuazione di un’area contaminata non può ispirarsi solo ad una semplice 
definizione (anche se la più valida possibile), ma deve scaturire dalla 
considerazione di tutta una serie d’importanti implicazioni ambientali strettamente 
legate all’inquinamento stesso. 
 
  
1.2 Identificazione di un’area contaminata e relativi rischi ambientali 
connessi 
Per poter effettivamente parlare d’area contaminata, o potenzialmente tale, si 
dovranno verificare le seguenti tre condizioni: 
 
• L’esistenza di una sorgente d’inquinamento come ad esempio un deposito 
incontrollato di rifiuti o sostanze pericolose; 
• La disponibilità di uno o più percorsi attraverso i quali le sostanze possano 
migrare e dunque diffondersi nell’ambiente ad esempio nell’aria a causa del 
vento o in una falda sotterranea, per dilavamento in caso di assenza di strati di 
terreno impermeabile; 
• La presenza di bersagli o recettori (biotici o abiotici) che siano minacciati 
dalla diffusione dei contaminanti durante la loro migrazione. 
 
Secondo queste considerazioni una tipica area contaminata può essere 
rappresentata già dal semplice sversamento e abbandono incontrollato di rifiuti su 
di un terreno. Ovviamente secondo il tipo del rifiuto presente, si potranno 
ipotizzare diverse vie preferenziali di migrazione dei contaminati così come una 
vasta categoria di bersagli diretti o indiretti. 
As esempio nel caso di rifiuti polverulenti abbandonati in superficie, il vettore 
principale della diffusione potrebbe essere rappresentato dal vento che 
faciliterebbe una contaminazione estesa nelle vicinanze, implicando una 
deposizione delle polveri sulla vegetazione o una loro inalazione da parte d’esseri 
viventi che rappresenterebbero, dunque, i primi bersagli diretti. 
Si comprende facilmente la vastità delle possibili casistiche ipotizzabili, quindi ci 
limiteremo solo ad un’elencazione delle principali vie di migrazione e dei recettori 
della contaminazione. 
Le sostanze inquinanti possono migrare attraverso i seguenti principali vettori: 
 
• L’aria per effetto dei venti nel caso di piccole particelle o attraverso la 
diffusione d’emissioni gassose; 
• L’acqua, sia superficiale sia di falda; 
  
• Il suolo che può essere sia un mezzo di contatto diretto che indiretto mediante 
la crescita della vegetazione e la catena alimentare. 
 
Tra i recettori si possono individuare tre grandi categorie: 
 
• La popolazione umana sia direttamente per contatto ed inalazione che 
indirettamente attraverso l’acqua e gli alimenti; 
• Le risorse ambientali nel loro complesso intendendo corsi d’acqua, laghi, 
risorse idriche sotterranee, fauna e flora; 
• Le risorse economiche come edifici, infrastrutture, suoli coltivabili o 
edificabili ecc.  
 
1.3 Tipologie delle aree contaminate 
Tra le tipologie di terreni contaminati che più frequentemente si riscontrano nel 
mondo, vi sono sicuramente le discariche incontrollate e gli insediamenti 
industriali dismessi. La fig.1 rappresenta una schematizzazione di tutte le 
tipologie d’aree contaminate riscontrabili con le principali cause della loro 
contaminazione. 
Nel caso di discariche incontrollate (situazione molto comune in Italia vista anche 
la disparità tra la produzione di rifiuti e l’effettiva capacità di smaltimento in 
discariche di adeguata categoria) si tratta di depositi di rifiuti delle più diverse 
tipologie che sono stati attivati senza una preventiva e accurata scelta del luogo 
più adatto e, ancor più grave, senza nessuna precauzione volta ad evitare problemi 
di impatto ambientale legati a tali sversamenti (formazione di percolato ed 
inquinamento della falda acquifera, emissioni di gas nell’atmosfera, ecc,). 
Proprio l’eterogeneità dei rifiuti potenzialmente presenti in una discarica abusiva 
contribuisce a rendere elevatissimo il rischio di contaminazione ambientale 
connesso. 
Potenziali sorgenti di contaminazione sono rappresentate anche da insediamenti 
industriali dismessi o ancora in attività; infatti, sono molto frequenti i casi in cui le 
stesse aziende abbiano smaltito per anni i propri rifiuti all’interno del loro 
stabilimento, sotterrandoli in zone marginali. Questo anche a causa dell’assenza di 
una legislazione specifica sulla classificazione dei rifiuti e sul loro corretto 
 
 
smaltimento. Tale legge è entrata in vigore in Italia solo con il D.P.R. n.915, del 
  
  
10/9/1982, e successiva deliberazione del comitato interministeriale del 
27/7/1984, in attuazione delle direttive CEE n.75/442 relativa ai rifiuti e n. 78/319 
destinata a quelli tossici e nocivi. La situazione attuale, con il Decreto Ronchi 
(D.Lgs. 5 febbraio 1997 n. 22), pone seriamente il problema dell’inquinamento 
dei suoli, peraltro eliminando la dizione di rifiuto tossico e nocivo e sostituendola 
con il termine “pericoloso”. 
La cessazione dell’attività può comportare l’abbandono, in condizioni precarie 
non idonee, di tutta una serie di materiali pericolosi (utilizzate come materie prime 
nei cicli produttivi o residui e scarti di produzione) che devono essere considerati 
a tutti gli effetti come rifiuti industriali. 
L’abbandono d’aree industriali si è fatto sempre più vasto nel corso dell’ultimo 
decennio, principalmente a causa della crisi incontrata da alcuni settori industriali 
costretti alla chiusura o alla riconversione e, secondariamente, per la necessità di 
decentrare e ricollocare molti insediamenti produttivi in zone periferiche. 
Il riutilizzo di vaste zone industriali dismesse, per fini commerciali e residenziali, 
ha spesso comportato il rinvenimento di veri e propri “cimiteri di rifiuti” o di 
terreni altamente contaminati che necessitano di specifici trattamenti prima di un 
qualsiasi loro riutilizzo. 
Per quanto riguarda gli insediamenti industriali in attività si possono individuare 
molte situazioni potenzialmente rischiose in quanto in grado di comportare 
contaminazioni ambientali: 
 
• Stoccaggi non adeguati di sostanze pericolose utilizzate nei cicli produttivi o 
scartate durante la lavorazione; 
• Sversamenti accidentali durante le movimentazioni interne sia di materie 
prime che di prodotti di lavorazione; 
• Rilasci di sostanze pericolose legate al malfunzionamento ed alla cattiva 
gestione degli impianti; 
• Incidenti nella produzione (rappresentativo al riguardo è l’incidente occorso a 
Seveso nel 1976). 
 
In considerazione di questi aspetti la Tabella 1 elenca una serie di possibili attività 
industriali potenzialmente in grado di generare contaminazioni nei terreni e, ad  
  
 
  
ogni attività, associa alcuni dei possibili inquinamenti chimici riscontrabili nei 
casi di contaminazione. 
Ulteriori categorie d’aree contaminate sono rappresentate da tutti quei casi in cui 
si sia verificato un rilascio accidentale di sostanze inquinanti per esempio, durante 
il trasporto stradale o ferroviario, oppure per danni subiti da oleodotti. Una 
caratteristica comune a casi di questo tipo è generalmente la necessità di 
intervenire rapidamente per la messa in sicurezza del sito, onde evitare rischi 
maggiori legati alla dispersione delle sostanze contaminanti. 
Successivamente agli interventi temporanei di recupero delle sostanze sversate si 
procede all’attuazione d’interventi di bonifica permanenti. 
Notevoli sembrano essere anche i casi di rilasci cronici (ossia avvenuti per periodi 
prolungati) nel terreno da parte di serbatoi interrati usati nello stoccaggio delle più 
svariate sostanze e, più comunemente, di prodotti petroliferi come olii 
combustibili e benzeni. 
Le contaminazioni legate a questo tipo di rilasci sono chiaramente di difficile 
individuazione e quantificazione. Stime del 1989 quantizzerebbero in più di 
25000 le cisterne interrate perdenti presenti in Italia ( Boca, D., Oneto,G., 1989). 
 
1.4 Aspetti normativi 
La mancanza di una legislazione nazionale che definisca criteri di qualità e metodi 
d’intervento per affrontare il problema in modo uniforme e scientificamente 
rigoroso, ha portato l’Italia a ritardare il confronto tecnico-economico e legislativo 
con altri Paesi industrializzati (segnatamente Stati Uniti, Canada, Olanda, 
Danimarca e Germania) già da tempo consapevoli delle dimensioni e dei risvolti 
socio-economico del problema. 
 
La predisposizione da parte d’alcune Regioni italiane di una normativa dedicata a 
definire criteri di qualità per suoli e acquiferi contaminati (in particolare Toscana, 
Lombardia, Piemonte ed Emilia Romagna), pur essendo apprezzabile dal punto di 
vista locale, ha portato in alcuni casi ad un’ulteriore confusione e mancanza di 
omogeneità nell’affrontare interventi di bonifica con casi eclatanti di sensibili 
ritardi decisionali nell’affrontare problematiche ambientali. Un ulteriore elemento 
di disomogeneità, è dato dalla predisposizione solo da parte d’alcune Regioni a 
  
redigere un piano per il censimento dei siti contaminati. In particolare, su dati 
forniti dal Ministero dell’Ambiente nel 1997, solo quattordici Regioni italiane 
hanno predisposto un piano di censimento. 
Il recente Decreto Ronchi (D.L. 5 febbraio 1997 n. 22) con particolare riferimento 
all’art. 17: “Bonifica e ripristino ambientale dei siti inquinati”, pur se in notevole 
ritardo e in assenza ancora oggi delle predisposizioni delle norme attuative che 
dovrebbero stabilire "quando" e "come" intervenire, sembra essere finalmente un 
importante passo verso una razionalizzazione, anche in Italia, del problema 
specifico. 
 
Lo stato attuale 
La dimensione del problema presenta contorni allarmanti in tutto il mondo 
industrializzato. Negli USA sono stati identificati oltre 250.000 siti per il cui 
risanamento si parla ormai di cifre che sfiorano i 200 miliardi di dollari. 
In Europa la situazione non è meno preoccupante, infatti in oltre 350.000 siti (di 
questi 130.000 sono considerati a urgente priorità d’intervento) è stata già 
accertata una contaminazione per la cui bonifica sono previsti oneri finanziari 
dell’ordine dei 100 miliardi di dollari. Al livello italiano, si sono attualmente 
individuati un totale di 8.873 siti da bonificare. 
È evidente come sia oggi importante sviluppare tecniche e metodiche adeguate, in 
grado di adattarsi alle condizioni ambientali del sito contaminato che possono 
variare notevolmente, a tal proposito i trattamenti biologici sembrano essere i più 
promettenti, essi sono più economici degli usuali trattamenti ed inoltre sono in 
grado, in molti casi, di risolvere definitivamente il problema trasformando la 
specie di partenza in sostanze interamente compatibili con l’ambiente; tale aspetto 
è di fondamentale importanza dato che rappresenta il punto debole delle tecniche 
tradizionali, di tipo chimico-fisico, nelle quali il contaminante è semplicemente 
trasferito da un comparto ambientale a rischio ad uno di sicurezza.  
CAPITOLO 2 
 
2 TIPOLOGIE D’INTERVENTO SU SUOLI CONTAMINATI 
2.1 Classificazione degli interventi 
Le diverse tipologie d’intervento sui terreni contaminati oggi disponibili possono 
essere suddivise in due grandi categorie: 
 
• Gli interventi di messa in sicurezza del sito contaminato atti ad eliminare e 
controllare il più rapidamente possibile i rischi di contaminazione per l’uomo 
e l’ambiente, a volte anche a discapito della completa risoluzione del 
problema; 
• Gli interventi di trattamento e bonifica veri e propri atti a risolvere 
permanentemente o, in ogni caso, a lungo termine il problema della 
contaminazione del sito inquinato individuato. 
 
I primi sono interventi che tendono ad impedire la propagazione 
dell’inquinamento al di fuori dell’area contaminata e possono essere 
genericamente schematizzati come tecniche d’isolamento. Queste mirano 
all’incapsulamento, il più completo possibile, del terreno contaminato mediante 
l’impermeabilizzazione superficiale e la realizzazione di setti verticali anch’essi 
impermeabili. Inoltre, a posteriori, è anche possibile realizzare una 
impermeabilizzazione sul fondo in tutti quei casi in cui si abbia a che fare con 
inquinanti particolarmente pericolosi e possibili gravi contaminazioni di eventuali 
falde idriche sottostanti. 
I secondi sono trattamenti di recupero dell’area a lungo termine e possono essere a 
loro volta classificati in (Andreottola, G., De Fraja Frangipane, E., Tatanò, F., 
1994):  
 
• Trattamenti on site; 
• Trattamenti off site; 
• Trattamenti in situ. 
 I trattamenti on ed off site consistono entrambi nell’escavazione del terreno 
interessato dall’inquinamento e, rispettivamente, nel trattamento dello stesso in un 
impianto mobile o semimobile trasportabile sul luogo (on site) o nel trattamento in 
un impianto fisso situato altrove, per esempio in un inceneritore o in una 
piattaforma polifunzionale (off site). 
Generalmente in ambedue i casi, il terreno depurato al livello stabilito, è 
ridepositato nel sito originario in maniera da recuperare totalmente l’area 
interessata. 
Nei trattamenti in situ, invece, il terreno viene trattato direttamente sul posto senza 
essere precedentemente scavato. 
Tutte queste tecniche presentano, ovviamente, caratteristiche proprie che saranno 
prese in considerazione singolarmente insieme ai loro vantaggi e svantaggi sia 
tecnici sia economici. 
 
2.2 Criteri di scelta tra le tipologie di intervento 
Secondo il tipo di sito contaminato con cui si avrà a che fare, occorrerà adottare la 
tecnica di risanamento che più si adatti alla situazione specifica. La scelta tra tutte 
le possibilità d’intervento si deve basare sui risultati di un approfondito studio di 
fattibiltà che miri ad individuare: 
 
• Gli obiettivi degli interventi di risanamento; 
• Le tecniche migliori per il raggiungimento degli obiettivi prefissati; 
• La scelta migliore tra tutte le possibili che garantisca efficacia ed economicità 
incontrando anche il consenso della popolazione interessata dall’intervento. 
 
Per la definizione dei suddetti punti è necessario avviare un’approfondita 
campagna d’indagini, volta alla conoscenza di tutta una serie di parametri 
ambientali e delle principali caratteristiche chimico-fisiche dei contaminanti. 
Infatti, ogni tipologia di trattamento risulta efficace solamente per specifiche 
caratteristiche del contaminante ed in determinate condizioni; da qui la necessità 
di conoscere a fondo tutti i tipi di sostanze presenti ed i loro possibili 
comportamenti ed interazioni. Così, per esempio, un tipo di intervento potrebbe  
risultare efficace soltanto su un singolo inquinante non risolvendo quindi il 
problema del recupero totale dell’area. 
La conoscenza approfondita di tutte le caratteristiche idrogeologiche del sito 
(come granulometria, composizione e permeabilità del terreno, presenza o meno 
di una falda sottostante o di uno strato impermeabile in profondità ecc.), consente 
di valutare anche gli eventuali rischi di contaminazione con l’ambiente connessi 
con il tipo d’intervento (ad esempio, nel lavaggio del terreno, la dispersione e 
migrazione dei contaminanti nel terreno e la possibile contaminazione di corpi 
recettori). 
 
2.3 Tecniche d’isolamento 
I sistemi di isolamento sono interventi di messa in sicurezza dei siti contaminati 
che rivestono una grande importanza in tutti quei casi in cui il tipo di suolo, le 
condizioni idrogeologiche, il tipo di rifiuto e, non ultimi, i rischi connessi con la 
loro movimentazione ne consentono un isolamento più sicuro nello stesso luogo 
piuttosto che una loro escavazione e ricollocazione in impianti off site. A volte tali 
interventi sono quelli economicamente più vantaggiosi risultando, spesso, anche 
tra quelli più facilmente accettabili dalla popolazione. 
Le tecniche di isolamento consistono essenzialmente nell’incapsulare la porzione 
di terreno interessata alla contaminazione e possono essere considerate come 
misure temporanee per la messa in sicurezza del sito in attesa di interventi più 
radicali (Misiti, A., Sirini, P., 1990). 
I materiali utilizzati nella realizzazione di interventi quali impermeabilizzazione 
superficiale, inserimento di barriere e setti verticali impermeabili e l’eventuale 
isolamento del fondo con tecniche sofisticate, hanno una durata ed un’affidabilità 
limitata nel tempo. Pertanto la messa in sicurezza dei siti contaminati con tecniche 
d’isolamento deve sempre essere considerata una soluzione temporanea, valida 
per il contenimento immediato dell’inquinamento e per la prevenzione da possibili 
contaminazioni future di maggior entità. 
Questi tipi di interventi sono frequentemente utilizzati nel caso di discariche 
incontrollate di rifiuti ove l’estrema eterogeneità della composizione dei rifiuti 
potenzialmente presenti (non sempre di sola provenienza urbana ma spesso anche 
industriale) potrebbe comportare rischi per l’uomo e l’ambiente troppo elevati in 
caso di escavazione, perciò l’intervento di confinamento appare come la soluzione 
tecnica più facile ed attuabile; inoltre ulteriori difficoltà potrebbero derivare 
dall’escavazione dei notevoli volumi interessati a tale operazione, nonché 
dall’opposizione della popolazione residente nell’area dell’impianto designato 
allo smaltimento definitivo del rifiuto estratto. 
I principali tipi di interventi che si attuano per ottenere l’isolamento parziale o 
totale si possono distinguere in quattro categorie: 
 
• Sistemi d’isolamento superficiale; 
• Sistemi d’isolamento perimetrale; 
• Sistemi d’isolamento del fondo 
• Sistemi idraulici di contenimento della falda. 
 
2.3.1  Sistemi d’isolamento superficiale 
 
I sistemi d’isolamento superficiale sono tra gli interventi di messa in sicurezza dei 
siti contaminati, quali ad esempio le discariche incontrollate, più rapidi ed efficaci 
e sono volt al raggiungimento dei seguenti risultati (Tayolor, M., R., G., Mcleans, 
R., A., 1992): 
 
• Prevenire o limitare il più possibile l’infiltrazione delle acque meteoriche 
impattanti e di ruscellamento, al fine di ridurre la formazione di percolato che 
crea notevoli problemi di inquinamento sia di zone del suolo non ancora 
interessate dalla contaminazione che di ipotetiche falde sottostanti; 
• Evitare le emissioni di gas nell’atmosfera, soprattutto nel caso di presenza di 
sostanze tossiche, e prevenire la fuoriuscita superficiale dei contaminanti a 
seguito di fenomeni di diffusione capillare attraverso il terreno; 
•  Consentire il recupero e l’integrazione dell’area contaminata con l’ambiente 
circostante soprattutto da un punto di vista estetico; 
• Offrire una maggiore resistenza all’azione erosiva degli agenti atmosferici ed 
evitare condizioni climatiche critiche all’ammasso dei rifiuti.