Un chimico alla prova dell’emozione.

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Mauro Icardi

Terminata la mia breve presentazione alla cerimonia di premiazione dei vincitori della selezione regionale lombarda dei giochi della chimica 2018, scrivo questo breve post, che è sostanzialmente un ringraziamento.

Certamente rivolto agli organizzatori, che hanno voluto la mia presenza, per una breve conferenza che ho intitolato “Spirito di osservazione e sensibilità chimica: due doti del chimico”. Ho cercato di trasmettere alcune sensazioni personali. Di identificare in qualche modo quel qualcosa che unisce chi si occupa di chimica. La sensibilità nella pratica di una scienza che, a fronte di tanti che ancora banalmente denigrano considerandola con leggerezza la dispensatrice di ogni male, invece suscita ancora fascino ed entusiasmo.

Ho aggiunto anche qualche argomento legato al mio ormai quasi trentennale lavoro di chimico del ciclo idrico. Ma devo dire, e lo dico con molta emozione, che ho certamente ricevuto più di quanto ho dato nella mia conferenza.

Ho visto negli occhi dei ragazzi che sono stati premiati molta comprensibile emozione, ma tanto entusiasmo per le meraviglie che la chimica può suscitare. E come sempre mi accade ho ricevuto davvero ottime sensazioni. Gli interventi di alcuni ragazzi premiati che hanno parlato della loro esperienza di studio e di conoscenza della chimica, sono stati un grande segno di positività. In primo luogo per il giusto ringraziamento ai loro insegnanti, capaci di instaurare con loro un corretto e proficuo rapporto docente-studente. Fondamentale per migliorare l’apprendimento ed il percorso scolastico, ma anche per la crescita personale dei ragazzi. Come sempre, gli alberi che cadono (mi riferisco a fatti di cronaca che riportano notizie di insegnanti insultati o addirittura percossi e minacciati) sovrastano nell’immaginario le foreste che crescono. E c’è un gran bisogno che queste diventino rigogliose.

I ragazzi spiegando cos’è per loro la chimica mi hanno fornito molti spunti. La chimica come linguaggio, in riferimento alla tavola periodica ( e quindi come non collegare immediatamente il pensiero a Levi che la definì “La più alta e più solenne di tutte le poesie”.) La chimica come chiave di lettura del mondo, di come esso funziona ed evolve. La chimica “Bella e potente”.

Mi ha contagiato il loro entusiasmo giovanile. Le discussioni di chimica che i ragazzi hanno citato, passando dalla cristallizzazione dell’acqua nei gelati, fino alle discussioni fino all’alba sul riconoscimento degli spettri IR. Ho provato le ben note sensazioni di arricchimento reciproco. Non sono un insegnante o un docente universitario. Quindi potrei difettare di conoscenze pedagogiche. Ma ho dedicato negli anni ad altri studenti un poco del mio tempo, e li ho ascoltati e incoraggiati quando sono venuti a svolgere i loro stages o a completare il loro percorso di tesi, in campo, nel luogo dove lavoro ormai da quasi trent’anni. Un depuratore di acque reflue. E questo ha aiutato anche me a crescere. Lasciando ricordi indelebili.

L’auspicio è che questi ragazzi possano trovare la loro realizzazione professionale. La chimica può e deve fare tanto, ad esempio per il disinquinamento. Ci sono dei problemi che aspettano una soluzione, penso agli inquinanti emergenti. Alla sintesi di nuove molecole e prodotti che possano essere rimessi in circolo senza perturbare l’ambiente. Il loro entusiasmo, la loro passione, la loro futura preparazione e professionalità meritano di essere riconosciute e premiate.

Ringrazio il comitato organizzatore nelle persone di Domenico Albanese (Presidente della sezione regionale Lombardia della Società Chimica Italiana),Mariano Calatozzolo, Carmen Capellini, Donatella Nepgen, Paolo Tenca.

Estendo il ringraziamento alla redazione del blog. L’invito che mi è giunto gradito ed inaspettato arriva dopo anni di lavoro con una redazione dove si lavora davvero bene. Quindi ringrazio Claudio Della Volpe, Margherita Venturi, Vincenzo Balzani, Rinaldo Cervellati, Giorgio Nebbia, Luigi Campanella, Silvana Saiello e Annarosa Luzzatto.

Un ringraziamento va anche a Valentina Furlan, la collega con la quale lavoro ormai da sedici anni. Per l’incoraggiamento a vincere l’emozione prima della conferenza, e per aver documentato con qualche foto il ricordo di questa giornata.

E ringrazio ancora i ragazzi. Quelli premiati, e quelli che si sono cimentati nei giochi.

E vorrei chiudere questo post con questo brano di Francesco Muzzarelli tratto dal libro “Studio dunque sono”

Il proprio sistema di apprendimento plasma la visione del mondo e determina le nostre opportunità.

Saper imparare, non smettere mai di imparare, significa dare un orientamento consapevole e responsabile alla propria evoluzione

Fatberg: oli e grassi nei depuratori.

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Mauro Icardi

Oli e grassi si riscontrano negli scarichi civili e in quelli provenienti dalle industrie alimentari. Questo nonostante molte realtà industriali del settore alimentare abbiano propri impianti di trattamento con sezioni di rimozione dei grassi residui. Le concentrazioni e le proporzioni di questo tipo di inquinanti sono variabili ma la loro rimozione è una fase fondamentale. Gli impianti di depurazione normalmente hanno una sezione di disoleatura di per sé sufficiente ad evitare questo tipo di inconvenienti. Ma si possono verificare accumuli nella stessa sezione, e in qualche caso anche nelle condutture di adduzione, provocandone in qualche caso il restringimento e la parziale occlusione.

Un anno fa la notizia del rinvenimento di una palla di grasso nelle fognature di Londra ebbe un forte risalto, sui giornali e nel web.

https://www.corriere.it/esteri/13_agosto_06/grasso-fogne-londra_ae729aea-fe80-11e2-9e44-1a79176af940.shtml

Questo è stato un caso eclatante, ma l’accumulo di grassi nelle condotte fognarie provoca ovviamente lo sviluppo di cattivi odori dovuti ad irrancidimento e parziale idrolisi. Con tutte le spiacevoli conseguenze del caso. Per i cittadini e per gli operatori.

Per altro questa reazione può trovare condizioni adatte al suo svilupparsi principalmente per la temperatura, considerando che essa si mantiene sempre intorno a valori superiori a 10°C (normalmente 12° C nella stagione invernale, e circa 20°C in quella estiva) nei reflui di fognatura e da tracce di metalli che sono anch’essi presenti nelle medesime acque.

In caso di trascinamento nella sezione di ossidazione le sostanze grasse ed oleose formano una pellicola che rende impermeabile ed ostacola l’assorbimento di sostanze nutritive ed ossigeno da parte della biomassa, ed allo stesso modo danneggiano i corpi idrici ricettori.

Nel comparto di sedimentazione finale tendono a far flottare il fango biologico, peggiorando sensibilmente la qualità delle acque scaricate. Nei casi più gravi non permettono di raggiungere i limiti previsti per legge per diversi parametri, quali BOD5,COD, odore, solidi e naturalmente quello degli oli e grassi.

In passato si sono utilizzate soluzioni diverse, dalla cattura meccanica superficiale, sfruttando la naturale tendenza al galleggiamento ed alla flottazione, o effettuando lavaggi con soda e tensioattivi. Tutte queste soluzioni sono spesso risultate parziali e costose, e con un impegno importante di manodopera, che in qualche caso si è anche dovuta addestrare all’utilizzo corretto ed in sicurezza di questi prodotti chimici.

Una soluzione praticabile più facilmente è quella dell’utilizzo di prodotti batterico enzimatici che possono iniziare il loro ciclo riproduttivo, sia in campo aerobico che anaerobico, appena le condizioni di umidità , temperatura, pH. ecc. siano idonee. La componente biologica di questi prodotti comprende microrganismi selezionati non patogeni. L’ immissione di prodotti di questo tipo in un sistema inquinato, sia solido che liquido, avvia immediatamente il ciclo metabolico e riproduttivo dei microrganismi in essi contenuti innescando una serie di reazioni. In generale si ha un aumento della riproduzione biologica e della secrezione enzimatica, sia in aerobiosi che in anaerobiosi, a spese della componente organica inquinante. L’ingegnerizzazione industriale di questi microorganismi li rende efficienti anche nei confronti di composti difficilmente biodegradabili come oli e grassi, tensioattivi, fenoli, che la normale biomassa che si sviluppa nei fanghi di ossidazione biologica degrada molto più lentamente, e dopo periodi di acclimatamento generalmente molto più lunghi.

L’aggiunta di questo tipo di prodotti generalmente riduce i tempi di mineralizzazione della componente organica inquinante riducendo i quantitativi di ossigeno ed energia da fornire.

I prodotti usati per ridurre gli inconvenienti provocati dall’accumulo di oli e grassi sono in grado, a differenza dei microrganismi spontanei, di secernere l’enzima lipasi che è responsabile della scissione dei lipidi in glicerina ed acidi grassi, composti facilmente biodegradabili. Dal punto di vista dell’applicazione pratica, prodotti di questo genere quando siano forniti allo stato liquido si possono dosare piuttosto facilmente con una pompa dosatrice, nelle condotte a monte. Le acque reflue normalmente non necessitano di correzione del pH, in quanto questi prodotti hanno attività massima in un intervallo di pH tra 5 e 9. In questo modo si crea una sorta di pellicola protettiva sulla condotta, o nei punti come la sezione di disoleatura dove il materiale viene rimosso e destinato allo smaltimento. Ovviamente il costo di questi prodotti si può ammortizzare considerando che si riducono gli interventi di pulizia e spurgo, e di manutenzione straordinaria. In chiusura però la raccomandazione solita. Anche se è meno immediato rispetto ad esempio alla raccolta differenziata, cerchiamo di porre attenzione a ciò che scarichiamo dalle nostre abitazioni e dagli insediamenti industriali. Raccomandazione niente affatto banale. Per quanto riguarda la mia esperienza diretta posso dire che attualmente situazioni di questo tipo si sono notevolmente ridotte. Ma non è detto che una palla di grasso (che i londinesi hanno   battezzata “fatberg” cioè iceberg di grasso) possa comparire anche alle nostre latitudini.

Depuratori del futuro: trattamenti a membrana, nanotecnologie e grafene.

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Mauro Icardi

Le tecnologie a membrana per i trattamenti di depurazione e potabilizzazione delle acque, sono note e in fase di sviluppo ed applicazione. Ma lo sviluppo tecnologico nel settore è in costante crescita e può trovare un giusto abbinamento con le energie rinnovabili, per ottenere sia una qualità dell’acqua migliore, che la riduzione di consumi energetici ed emissioni.

Il grafene è un materiale che si presta molto bene ad ottenere membrane che siano meno soggette a problemi di intasamento e di incrostazione da accumulo e deposito di organismi viventi, animali e vegetali (bioincrostazione o biofouling).

Due società australiane hanno iniziato un progetto pilota di produzione di membrane in ossido di grafene, in collaborazione con la Monash University di Melbourne.

Secondo i ricercatori impegnati in questo progetto le prospettive dell’utilizzo di questo materiale sono estremamente incoraggianti e si prevede che possano ridurre in maniera significativa i consumi energetici per il processo di filtrazione delle acque.

Altre membrane di nuova progettazione e concezione sono le cosiddette membrane “biomimetiche”.

Il loro funzionamento si ispira al meccanismo con il quale le radici delle piante di mangrovia riescono a utilizzare l’acqua salmastra delle lagune costiere, o dei litorali delle coste marine tropicali. All’interno delle radici ci sono membrane che funzionano grazie a speciali proteine (le acquaporine che sono presenti anche nei reni). Funzionano esattamente come le membrane di osmosi inversa, quindi filtrano l’acqua trattenendo all’esterno i sali. Ma per la loro speciale struttura non richiedono però l’applicazione di alte pressioni di esercizio, e anche in questo caso si ottiene un notevole risparmio energetico ed un maggior vita operativa delle cartucce di filtrazione.

La società danese “Acquaporin” ha già messo in commercio cartucce di filtrazione per uso domestico basate su questo principio. Per il futuro pensa ad una applicazione su scala industriale per la dissalazione a costi concorrenziali delle acque marine, da destinare poi all’utilizzo potabile o industriale.

Altra tecnologia applicata alle membrane, in questo caso destinate alla depurazione delle acque reflue, è quella di costruire membrane costituite da migliaia di tubicini in polimetilsilossano (una resina permeabile appartenente alla categoria dei siliconi). In questo modo si ottiene una maggiore efficienza di diffusione dell’aria alla popolazione batterica che dovrà operare le reazioni di biodegradazione.

In particolare membrane di questo genere riescono ad ottenere un’efficienza di trasferimento di aria pari al 50 – 60%, rispetto al 35% dei diffusori a microbolle presenti negli impianti di depurazione tradizionali.

Se si opera con ossigeno puro l’efficienza può arrivare anche al 100%. Con l’adozione di questo tipo di membrane l’energia necessaria per la depurazione di 1 mc di acqua passa da 0.5-0.6 a 0.2 kWh.

I tempi di trattamento sono ridotti del 40%, e la produzione di fanghi di circa 1/3. La produzione di biofilm risulta limitata dalla maggiore efficacia nella diffusione dell’aria o dell’ossigeno, che produce effetti di cavitazione idrodinamica sui fiocchi di fango biologico, e che riduce quindi la deposizione sulle membrane.

La depurazione, e più in generale il trattamento delle acque sta vivendo un momento di rinnovamento e di implementazione di tecnologie che aiutano nella gestione del bene acqua. E questo è un segnale incoraggiante. Ora l’auspicio è che queste tecniche trovino una diffusione generalizzata sia negli impianti di più antica progettazione e realizzazione, che in quelli di nuova costruzione.

Minimizzare il fango di supero

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Mauro Icardi

Il trattamento di ossidazione biologica consiste nella biodegradazione da parte di microrganismi di tutte le sostanze organiche presenti nell’acqua da depurare, fino a trasformarle in sostanze più semplici e innocue dal punto di vista ambientale. Questo trattamento riproduce artificialmente l’autodepurazione naturalmente presente nei corsi d’acqua, mantenendo condizioni il più possibile ottimali per concentrare e accelerare il processo in atto. Tipicamente mantenendo per esempio un tenore di ossigeno disciolto intorno a 2 mg/lt. Durante questa fase avvengono numerosissime reazioni di biodegradazione della materia organica, dove sostanze organiche complesse vengono convertite in sostanze inorganiche più semplici, quali: CO2, H2O, NH4+, NO2 NO3. Dopo un certo tempo di permanenza in questa vasca, opportuno per la degradazione delle sostanze organiche e per la nitrificazione dello ione ammonio a nitrato, il fango viene inviato a un sedimentatore secondario che separa il fango attivo (contenente i microorganismi attuanti la depurazione biologica) dal refluo chiarificato ovvero l’acqua che ha subito il processo depurativo biologico. I fanghi originati dalla depurazione delle acque, in particolare dalla sedimentazione primaria, e dallo spurgo della vasca di ossidazione vengono, ispessiti e poi sottoposti a trattamenti che ne diminuiscano ulteriormente il tenore in sostanza organica.

Sono state sviluppate tecniche tendenti a ridurre la quantità di fango di supero,( a volte indicato come fango di spurgo) da inviare al successivo trattamento fanghi. In particolare il trattamento di lisi dei fiocchi di fango si sta affermando nel settore del trattamento acque reflue. Il processo newlisi messo a punto e brevettato dall’omonima azienda di Paliano in provincia di Frosinone consiste nell’idrolisi termochimica del fango di supero. Il processo viene condotto alla temperatura di 90 ° C e a pressione atmosferica. In questo modo il carbonio organico viene ossidato a CO2, e successivamente la frazione organica residua viene trasformata in peptoni, oligosaccaridi e aminoacidi liberi.

Il fango così trattato possiede un biodegradabilità praticamente totale. A questo punto, dopo un processo di filtrazione o in alternativa di sedimentazione, il fango trattato (l’eluato in buona sostanza) può essere ricircolato in testa all’impianto di depurazione (tipicamente a monte dell’ossidazione biologica), oppure negli impianti dotati di fase di digestione anaerobica, caricato allo stesso digestore. Nel processo di digestione, trattandosi di biomassa solubilizzata vengono ridotti i tempi di ritenzione, in quanto i batteri metanigeni non devono più idrolizzare essi stessi la sostanza organica dei fanghi per poterla rendere disponibile per le loro esigenze nutritive e di accrescimento.

Il processo è coperto da brevetto, ma giova ricordare che è stato messo a punto in collaborazione con l’IRSA CNR di Roma. Facendo una rapida ricerca su Internet, ho potuto vedere che diverse società di gestione hanno adottato tale sistema, l’Acea di Roma, la SEITO di Siena, e l’acquedotto pugliese. E facendo ricerche in rete, si possono trovare altri processi simili a questo, di altre aziende.

Il trattamento di idrolisi termica dei fanghi costituisce decisamente una tecnica che occorrerebbe estendere in maniera generalizzata, soprattutto su quegli impianti che sono stati progettati a metà anni 70, contestualmente al grande sviluppo impiantistico seguito alla promulgazione della legge Merli.

Il depuratore tradizionale è destinato ad essere modificato sostanzialmente. E in questo caso le sinergie hanno coinvolto società di gestione, enti di ricerca, e l’azienda che ha sviluppato questo sistema brevettandolo. Sistema che è un esempio concreto di applicazione della chimica verde.

Per chiudere, qualche numero, che è sempre fondamentale ed esplicativo.

Acea ha dichiarato una riduzione di fango da smaltire pari al 70%, passando da 4700 tonnellate anno, a 1500. Questo significa meno fango, meno autocarri che lo trasportano. Con benefici ambientali, sociali ed economici. Primi passi verso la trasformazione dei depuratori in vere e proprie fabbriche di ripulitura dell’acqua, con l’applicazione di nuove tecniche, ormai mature, che non sostituiranno in toto quelle tradizionali, ma le completeranno.

Smaltimento dei fanghi di depurazione. Qualche considerazione conclusiva.

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Mauro Icardi

(il precedente articolo di questa serie è qui)

Ritorno sulla vicenda dello smaltimento agricolo dei fanghi di depurazione. Nella letteratura specialistica del settore depurativo, questa tecnica è molto spesso vista come un buon compromesso tra la necessità di trovare una destinazione finale per i fanghi prodotti dai depuratori, e la necessità di compensare la perdita di sostanza organica e fertilità nei terreni agricoli, spesso troppo sfruttati.

La sostanza organica dei fanghi di depurazione contiene una percentuale di sostanza organica molto simile a quella del terreno. Normalmente i fanghi hanno una percentuale di circa il 40% in glucidi. Questa frazione è quella immediatamente disponibile per i microrganismi del terreno, rappresentando la fonte energetica ed alimentare per essi. E’ piuttosto elevato anche il contenuto di sostanze a struttura ligninica, che possono favorire la formazione di humus. Queste sono condizioni che di solito caratterizzano ( o per meglio dire caratterizzavano) i fanghi provenienti da impianti di depurazione con una preponderante componente di acque residue urbane, rispetto a quelle industriali. Col passare degli anni però, la distinzione netta tra uno scarico definito “civile” rispetto ad uno industriale è risultata meno evidente e più sfumata. Questo per una serie di ragioni legate alla diffusione di inquinanti emergenti, che provengono non solo dagli insediamenti industriali, ma anche dalle mutate condizioni dei costumi della popolazione. Il contenuto elevato di metaboliti di farmaci e droghe d’abuso riscontrato nei depuratori consortili ne è un esempio piuttosto evidente.

E giova ricordare che questa situazione è responsabile non solo dell’accumularsi di tali metaboliti nei fanghi di depurazione, ma anche dell’instaurarsi di fenomeni di antibiotico resistenza che sono stati recentemente studiati.

In Italia l’ente nazionale risi ha pubblicato uno studio relativo all’utilizzo dei fanghi di depurazione in    agricoltura che mostrava risultati piuttosto incoraggianti, relativi al periodo 2006-2012.

http://www.enterisi.it/upload/enterisi/pubblicazioni/Miniottietal.4feb2015comp_16405_122.pdf

In effetti un fango di buona qualità può svolgere una serie di azioni positive: fornire dopo la sua mineralizzazione elementi di fertilità, mobilizzare elementi nutritivi già presenti nel terreno, offrire microambienti favorevoli per lo sviluppo dei semi e delle radici.

La vicenda del sequestro di impianti di trattamento dei fanghi di depurazione per uso agricolo ha però modificato profondamente l’accettazione sociale di queste pratiche da parte della pubblica opinione.

Questo per un serie di motivi, alcuni comprensibili, altri meno. Per esempio molti servizi su questa vicenda, sia televisivi che giornalistici avevano un tono sensazionalistico che non giova ad una corretta comprensione del problema. Non ho la pretesa che un giornalista conosca perfettamente la materia, ma che utilizzi quantomeno un atteggiamento più equilibrato.

La normativa nazionale e quelle regionali forniscono precise indicazioni di comportamento per l’utilizzo di queste biomasse di risulta. Per esempio disciplinano la caratterizzazione analitica preventiva. I fanghi destinati all’impiego in agricoltura devono essere caratterizzati preventivamente in modo dettagliato. Tale obbligo spetta al produttore del fango e deve svolgersi per un periodo di almeno sei mesi, con frequenza di campionamento e numero di campioni variabile in ragione della potenzialità dell’impianto espressa in abitanti equivalenti (AE).

Viene definito il grado di stabilizzazione dei fanghi per consentirne l’utilizzo agronomico. Gli indicatori previsti sono: la percentuale di riduzione dei solidi sospesi volatili (SSV),che deve essere compresa nell’intervallo 35-45% o l’età del fango, che deve essere superiore a 30 giorni.

Tutto questo però non basterà probabilmente a rendere questa pratica accettabile, per diverse ragioni, non ultima una sindrome nimby ormai piuttosto diffusa. L’effetto di questa sentenza del Tar della Lombardia è un’incognita attualmente per questo tipo di destinazione d’uso.

Credo che per uscire da questo impiccio sia necessario uno sforzo piuttosto importante e coordinato, a vari livelli. Lo sforzo di razionalizzazione e ammodernamento della gestione del ciclo idrico, il potenziamento degli istituti di ricerca nello stesso settore, e lo sblocco di finanziamenti per mettere in opera l’ammodernamento degli impianti più obsoleti.

Compatibilmente con l’equilibrio economico-finanziario occorre potenziare la dotazione strumentale dei laboratori dei gestori del ciclo idrico. Oltre a questo concentrare ulteriormente l’attenzione sulla gestione del trattamento dei fanghi, già a livello della fase depurativa. Ed essere molto attenti e rigorosi nella gestione di questa sezione. Questa è una mia propensione personale, dedico molto tempo e molto impegno a questo. E’ il punto critico, ma allo stesso tempo quello che più può dare soddisfazioni a livello personale e professionale. Oltre ad essere quello più importante e complesso, ma ricco di sfide tecniche e analitiche da affrontare. Solo in questo modo i depuratori diventeranno le cosiddette “bioraffinerie”.

Gli obiettivi che l’istituto superiore di ricerca sulle acque elenca per il settore trattamento rifiuti e residui di depurazione, devono diventare anche quelli dei gestori:

  • Incrementare il trattamento anaerobico di biomasse, reflui e fanghi tramite la messa a punto e lo sviluppo di tecnologie innovative per massimizzare il recupero di biometano e/o bioidrogeno e di nutrienti
  • Valorizzare sia la componente lipidica (dove significativamente presente) che la componente ligno-cellulosica di biomasse e rifiuti tramite l’ottimizzazione di trattamenti chimici per la produzione di prodotti ad elevato valore aggiunto, con potenziale applicativo in molti settori
  • Sviluppare modelli di simulazione per la valutazione dei potenziali recuperi in termini di energia e/o risorse dal trattamento di fanghi, reflui e rifiuti
  • Minimizzare il rischio per la salute umana in processi di riuso delle acque reflue trattate attraverso un’attenta valutazione del destino dell’antibiotico resistenza e della carica patogena.

Oltre a questo è necessaria la solita opera di informazione capillare. Nel settore idrico è più complesso coinvolgere l’utente in un impegno simile a quello della raccolta differenziata dei rifiuti, magari invitandolo non solo a risparmiare l’acqua, ma anche a contaminarla di meno, ad utilizzare detergenti e materiali di pulizia con oculatezza. Perché si possono produrre rifiuti tossici anche in ambito domestico, anche se probabilmente molti non lo sanno. Le informazioni elementari sul trattamento delle acque, ma in generale l’educazione ambientale deve essere insegnata già ai ragazzi degli ultimi anni delle scuole elementari.

In futuro serviranno cittadini consapevoli, non cittadini impauriti, o ostinati e con poca conoscenza dell’impatto sull’ambiente delle loro scelte personali. Anche di quello che poi si concentra nei fanghi che nessuno vuole, e di cui nemmeno vuol sentir parlare. La politica dovrebbe avere tutti questi temi come prioritari nella propria azione.

Nel 1976, con la promulgazione della legge 319/76, la legge Merli, si aprì un importante capitolo della storia della legislazione ambientale italiana. Oggi serve una nuova normativa per la gestione dei fanghi, possibilmente condivisa tra addetti, ricercatori e fruitori del servizio idrico, se si vuole ipotizzare di continuare ad utilizzare fanghi destinandoli ad uso agronomico in futuro. E allo stesso modo occorrono controlli molto rigorosi sul loro utilizzo. Perché l’ambiente, la chiusura del ciclo delle acque non sia sempre risolta a colpi di sentenze. Non è questa la via da praticare, e che porta risultati concreti. Come si può vedere i controlli si effettuano, gli operatori disonesti vengono perseguiti. Ma poi occorre lavorare seriamente per trovare le soluzioni ai diversi problemi emergenti nel settore depurativo.

Una gestione corretta e rigorosa, una normativa chiara e non controversa, investimenti mirati ed oculati. Tutto questo non può che avere riscontri positivi, sia ambientali, che occupazionali, in un futuro che però dovrebbe essere prossimo, e non lontano nel tempo.

Per dare un’idea di cosa sta accadendo dopo la sentenza lombarda pubblico una breve rassegna stampa.

https://www.toscanamedianews.it/firenze-guerra-dei-fanghi-quattro-discariche-tar-lombardia-ordinanza.htm

http://www.arezzonotizie.it/attualita/smaltimento-fanghi-da-depurazione-civile-1-800-tonnellate-in-arrivo-a-podere-rota/

E’ non fa male ricordare sempre che ““Nulla si distrugge, tutto si trasforma!Antoine-Laurent de Lavoisier

Aggiornamento: come era ampiamente prevedibile, pena il blocco o la messa in grave difficoltà del sistema depurativo, la conferenza Stato Regioni riunita in seduta straordinaria ha trovato l’accordo su un limite di 1000 mg/Kg per il parametro idrocarburi totali, contro il precedente di 10.000 mg/Kg che la delibera della giunta regionale lombarda del Settembre 2017 aveva invece previsto.

http://laprovinciapavese.gelocal.it/pavia/cronaca/2018/08/02/news/intesa-sui-fanghi-e-adesso-il-decreto-limiti-piu-severi-sugli-idrocarburi-1.17117716

Tutto questo tira e molla nasce come sempre da vuoti normativi, difficoltà di interpretazioni legislative, spesso incoerenti o complicate. Non so se questa soluzione soddisferà i comuni pavesi che erano ricorsi al Tar e l’opinione pubblica. Temo che questo sia solo un’altra puntata di una presumibile lunga telenovela.

Nel frattempo la regione Lombardia prepara il ricorso al Consiglio di Stato contro la sentenza per rivendicare la legittimità a deliberare in campo ambientale.

Aspettando che il decreto legislativo diventi operativo la situazione è ovviamente ancora critica.

http://laprovinciapavese.gelocal.it/pavia/cronaca/2018/08/02/news/miasmi-depuratori-al-limite-resisteremo-venti-giorni-1.17117722

Non dovrebbe essere più il tempo dei litigi. Il ciclo idrico deve essere profondamente riformato, e bisogna passare a fatti concreti. Acque reflue e fanghi non possono essere visti come un problema emergenziale, ma necessitano, lo ripeto di investimenti, di opere di ammodernamento. L’Arera (autorità di regolazione per energia, reti e ambiente) ha varato il ‘metodo tariffario’, che consente di calcolare gli effetti economici delle scelte industriali. La multa dell’UE all’Italia, da 25 milioni di euro forfettari, più di 164 mila euro al giorno per ogni semestre di ritardo fino all’adeguamento – riguarda la mancata messa a norma di reti fognarie e sistemi di trattamento delle acque reflue in alcune aree del nostro Paese.

L’adeguamento deve essere una priorità. Senza ulteriori incertezze e tentennamenti. Si è perso già troppo tempo.

Ciclo dell’acqua: il problema dello smaltimento del fango residuo.

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Mauro Icardi

Lo scorso 27 Aprile ho scritto un post riguardante la controversa e discussa situazione del recupero agricolo dei fanghi di depurazione.

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2018/04/27/nulla-si-distrugge-tutto-si-trasforma/

Ho tentato di dare le informazioni essenziali relativamente ad un problema appunto delicato. Lo scorso 20 Luglio la terza sezione del Tar della Lombardia, ha accolto il ricorso di una cinquantina di comuni del pavese e del lodigiano contro la delibera regionale n. 7076 dell’11 settembre 2017 con cui la Regione Lombardia aveva modificato i parametri relativi all’utilizzo dei fanghi da depurazione delle acque reflue degli impianti civili ed industriali in agricoltura. Le sentenze ovviamente si rispettano, così come le legittime istanze dei proponenti. Ma in questo momento viste le limitazioni di parametro per i parametri relativi agli idrocarburi C10-C40, che era stato fissato in 10.000 mg/kg ss, e di 50 mg/kg per i parametri Nonilfenolo e Nonilfenolo mono e dietossilato esse rendono di fatto impraticabile questa destinazione per i fanghi prodotti dai depuratori.

Questi limiti non sono sempre superati, ma anche a livello analitico, data la matrice particolarmente difficile i valori che si ottengono, sia da laboratori interni, che da laboratori esterni sono decisamente “ballerini”.

Ma qualche considerazione deve ovviamente essere fatta. Per il momento solo alcune considerazioni sugli effetti immediati di questa decisione, dal punto di vista gestionale ed operativo. Successivamente dopo una lettura ulteriore della sentenza del tar, potrò ulteriormente approfondire altri aspetti di questa vicenda ,che come è intuitivo non è possibile trattare in un solo articolo, data la complessità.

Per altro, la sensazione che si sarebbe arrivati ad un ulteriore stop l’avevo da tempo. E così effettivamente è stato.

In ogni caso le prime reazioni non si sono fatte attendere, basta fare una breve rassegna stampa.

http://iltirreno.gelocal.it/grosseto/cronaca/2018/07/25/news/fanghi-stop-all-invio-in-lombardia-costi-di-smaltimento-verso-l-impennata-1.17093767

Per quanto riguarda la situazione che vivo personalmente posso tranquillamente dire che, oltre all’aspetto prettamente economico, anche dove lavoro siamo al momento in piena emergenza.

La priorità sarà quella di trovare nuovi poli di smaltimento con probabile aumento dei costi, e nello stesso tempo la necessità di garantire un funzionamento accettabile degli impianti da gestire, cercando di rispettare i valori di parametro richiesti. Non è una situazione nuova. Si è già presentata altre volte. Vedremo come affrontarla.

Probabilmente dato anche il periodo di prevedibile diminuzione di carico e di portata influente, riusciremo a non peggiorare la qualità delle acque in uscita. Non così potrebbe essere per impianti soggetti a fluttuazioni di portata e di carico, come quelli toscani, dove la popolazione aumenta durante il periodo estivo per l’arrivo dei turisti.

Nei prossimi giorni dovrò lavorare su impianti in cui giorno dopo giorno la concentrazione di fanghi probabilmente crescerà, fino a raggiungere valori non usuali. Dove lavorare sarà difficoltoso.

Si lavora agevolmente con concentrazioni di fango di due, tre, quattro grammi litro. Si può arrivare anche a quaranta (ed è capitato, lo posso garantire). Ma a quel punto sulle vasche devi usare non la mascherina, ma la maschera antigas, altrimenti (ed è capitato anche questo in passato ad un collega), su quelle vasche, con il caldo ci puoi svenire. E a quel punto tutti i parametri di controllo (ossigeno disciolto, carico del fango, età del fango) non hanno di fatto più nessun significato reale. E gli effetti di eventuali eventi di forte pioggia saranno decisamente peggiorativi della qualità delle acque. Solo impianti con la possibilità di utilizzo di vasche di accumulo risentiranno meno di questa situazione.

Probabilmente non si arriverà a questi estremi. E’ la mia speranza. I fanghi prodotti dai depuratori non sono un invenzione. Le stime IRSA CNR prevedono per il 2020 che la quantità prodotta si dovrebbe attestare su valori di un milione e cinquecentomila tonnellate/anno di sostanza secca. Questo è quanto si produce dal trattamento delle acque che usiamo. I poli di smaltimento dei fanghi al momento sono quelli usuali: discarica, incenerimento con recupero energetico, incenerimento in cementifici, recupero in agricoltura. A condizione però che su quest’ultima attività si lavori molto seriamente sia per l’emanazione di una nuova normativa, sia che siano studiati in maniera particolarmente approfondita gli effetti reali di questa pratica.

Allo stato attuale praticamente tutti depuratori hanno ancora una sezione di ossidazione biologica. L’eventuale revamping di tutti i depuratori tradizionali non è sensatamente praticabile, ed è un incognita per quanto riguarda i costi. Quindi per il momento i fanghi devono trovare una collocazione, pena il blocco del sistema depurativo.

L’acqua pubblica, l’acqua diritto universale ha bisogno di scelte reali. Condivise, controllate, trasparenti, ma reali. Non servono né tentennamenti, né demagogie. Serve condivisione, con gli utenti per primi. Servono sinergie tra enti di ricerca, università, aziende. Normative chiare e fruibili. Tutto quello che succede nei soliti paesi virtuosi (Olanda, Francia, Svezia). Quindi non è utopia.

Ma nel frattempo la realtà è questa.

http://www.greenreport.it/news/economia-ecologica/acqua-allitalia-185-milioni-euro-multe-un-anno-la-mancata-depurazione/

Non è cosi ovviamente in tutte le realtà. Ma la situazione di chiaroscuro esiste.

Così come non da anni, ma da decenni sentiamo dire che per l’acqua potabile continuano le dispersioni.

http://www.cnrweb.tv/dispersa-nel-suolo-il-40-dellacqua-della-rete/

Negli anni 80 la rivista “Airone” proponeva un new deal ambientale. Ne ho la memoria precisa.

Credo che sarebbe il caso di prenderla in considerazione.

Prima della chiusura devo riparare ad una omissione (ovviamente non voluta) che è relativa all’articolo precedente a questo. Nella parte iniziale parlavo della scomparsa del tema acqua dalle prime pagine dei giornali. Ma in effetti ho dimenticato di citare il continuo lavoro di divulgazione che da anni porta avanti Luca Mercalli. Del suo programma “Scala Mercalli” sciaguratamente chiuso dove un’intera puntata della seconda serie era dedicata all’acqua, alle pillole che vengono trasmesse su Rainews 24, ed agli articoli che scrive sul terzo quotidiano nazionale “La Stampa.” Piccolo ricordo personale, senza intenzione di ruffianeria o piaggeria. Un pranzo insieme a Cremona, dopo una sua conferenza, nel quale abbiamo parlato insieme della necessità futura di parlare dell’acqua, come in effetti poi è stato. Questo è il mio personale ringraziamento.

Prima di chiudere devo anche fare un’altra citazione. E la citazione riguarda il collega di redazione Giorgio Nebbia, che so essere decisamente persona riservata. Ma avevo già citato questa sua frase in uno dei miei primi articoli. Giorgio mi scuserà se la ripropongo.

mi rendo conto che può sembrare non gratificante dedicarsi all’analisi e allo studio dei liquami zootecnici o dei reflui degli impianti di depurazione urbana, anche se si tratta, solo in Italia, di alcuni miliardi di metri cubi all’anno, da cui potrebbero essere ricavate altre soluzioni forse non potabili, ma utilizzabili in agricoltura (e, con un po’ di furbizia, anche come fonti di metano). La chimica modesta è spesso molto utile per il, paese.

Da domani al lavoro inizieremo la ricerca di nuovi poli di smaltimento. Io ho già preso contatto con due amici di lunga data con cui collaboro, e che lavorano nel settore. Se otterrò la necessaria autorizzazione in tempi sufficientemente rapidi utilizzeremo un impianto pilota per prove di trattamento terziario sia su acqua che su fanghi di depurazione. Lo scopo è quello di verificare la possibilità concreta di abbattimento di POP (persistent organic pollutant),che era lo scopo primario, e di verificare a questo punto anche la possibilità della riduzione delle quantità di fango di supero da avviare in fase di digestione anaerobica. La tecnica utilizzata prevede l’ossigenazione spinta del refluo tramite effetto idraulico venturi, combinata con l’iniezione di un ossidante, che può essere aria, ossigeno puro, oppure ozono.

Da queste eventuali prime valutazioni si potrebbe (per meglio dire dovrebbe) verificare l’applicabilità diretta sull’impianto. Il futuro del trattamento delle acque è indubitabilmente legato all’estensione dei trattamenti terziari. I quali però devono avere due caratteristiche: la sostenibilità economico/energetica, e le dimensioni contenute per la riduzione dei costi di ampliamento dei depuratori esistenti.

Nel frattempo è auspicabile che la querelle legata allo smaltimento dei fanghi di depurazione, che attiene con tutta evidenza al settore rifiuti trovi adeguata attenzione. Sia dal punto di vista normativo che da quello di ricerca scientifica. Il tutto associato ad un’attività capillare di controllo sulle attività di recupero e smaltimento dei fanghi.

Altrimenti non esisteranno alternative praticabili. E i rifiuti resteranno tristemente uno dei business della criminalità organizzata, o di operatori senza scrupoli. E questa è una situazione che non dobbiamo più ritenere normale o accettabile.

Ciclo dell’acqua: due casi significativi.

In evidenza

Mauro Icardi

In questo periodo, giusto un anno fa i giornali nazionali davano conto di problemi di siccità. In special modo nel sud del paese, e in particolare a Roma. Il New York Times titolava “Roma città di antichi acquedotti deve far fronte ad un razionamento dell’acqua”. Il 2017 secondo i dati forniti da ISPRA è stato un anno con precipitazioni cumulate inferiori del 22% rispetto alle medie annuali che si sono iniziate a registrare dal 1961. I titoli dei giornali a distanza di un anno non riportano notizie di questo tipo, almeno a livello nazionale. Ma secondo le proiezioni dell’IPCC quella che ancora definiamo “anomalia annuale”, potrebbe diventare la normalità a fine secolo. Due casi riguardanti la zona del Gallaratese, che hanno avuto riscontro solo a livello locale, meritano di essere menzionati. Sono casi recenti e inducono a fare riflessioni sul tema acqua e sulla gestione del ciclo idrico.

Il primo caso è quello del comune di Oggiona Santo Stefano, dove il sindaco ha firmato un’ordinanza per il divieto di utilizzo improprio dell’acqua potabile. In particolare per l’innaffiamento di orti e giardini e piscine private. Attività che sono vietate nel periodo che va dalle 07.00 alle 22.00. Agli abitanti del comune la riproposizione di questa ordinanza è risultata poco gradita. In provincia di Varese i mesi di Marzo e Maggio sono stati molto piovosi e questo ha fatto si che la percezione fosse quella di un problema risolto di siccità.

Dopo i mesi di Marzo e Maggio che sono risultati molto piovosi, la percezione di molti è che non esistesse più un problema di siccità. In provincia di Varese questi mesi hanno avuto un saldo positivo di precipitazioni dovute alla pioggia caduta. Ma nel mese di Giugno il bilancio pluviometrico dei primi sei mesi del 2018 è risultato nuovamente deficitario con una diminuzione del 50% della pioggia caduta, rispetto alla media dei venticinque anni precedenti. Più che i numeri, la sensazione che non esistesse più un problema di siccità, ha probabilmente ha indotto molte persone ad utilizzare con poca attenzione e parsimonia l’acqua potabile. Il risultato è che le zone ubicate nella parte alta del paese hanno avuto problemi di erogazione dell’acqua, con cali di pressione e mancanza d’acqua in alcune ore della giornata. L’acquedotto di questo paese non dispone di un bacino di accumulo. E’ previsto che questo acquedotto venga collegato con gli acquedotti dei paesi limitrofi, risolvendo un problema di carattere squisitamente idraulico. Collegato e immesso in rete con acquedotti che sono dotati di bacino di accumulo e di torrino piezometrico.

Ma l’episodio dovrebbe fare riflettere. Il regime delle precipitazioni è ormai molto fluttuante. Le piogge tendono a cadere in maniera violenta e continuata in un periodo di tempo, per poi alternare periodi di scarsità di precipitazioni. Le modifiche, per altro auspicabili sull’acquedotto di Oggiona rischiano di diminuire la percezione di un uso più consapevole dell’acqua. Le strategie di mitigazione e di risparmio idrico, per aziende, ed enti di bonifica ed irrigazione consistono in metodi più efficaci di irrigazione. E questo esempio dovrebbe diventare una buona pratica anche nell’utilizzo privato. E dovrebbe essere ulteriormente continuato da parte delle aziende fornitrici una campagna di informazione capillare per un uso più consapevole dell’acqua. Farebbe bene all’ambiente e alle tasche degli stessi cittadini. Che forse in molti casi non fanno caso all’acqua che sprecano per usi decisamente non primari (lavaggio auto), e che potrebbero invece utilizzare meglio per usi più necessari (irrigazione di orti e giardini).

Il secondo caso sempre riportato dalla stampa locale riguarda il torrente Arno. Ed è l’ultimo di una serie di casi sempre più frequenti di secche prolungate di torrenti ubicati nella zona a sud di Varese. Non solo del torrente Arno, ma anche del Lura.

Questa foto si riferisce ad una secca del torrente Lura risalente al 2015, ma la situazione si è puntualmente ripresentata alla fine dello scorso Luglio. Premesso che per definizione un torrente potrebbe avere un regime idrico discontinuo, gli abitanti di Gallarate e Caronno Pertusella non ricordano secche così prolungate e frequenti. Cittadini e autorità si interrogano. Ma questo è un problema che si ricollega ad un altro. Il consumo di suolo e la cementificazione. Una riduzione della superficie disponibile per l’agricoltura, i pascoli e le foreste conduce infatti inevitabilmente ad una diminuzione della capacità di infiltrazione delle acque, con il progressivo ridursi della ricarica delle falde idriche. La zona a cavallo tra la provincia di Varese e quella di Milano è fortemente antropizzata. La modifica dei regimi di precipitazione sta facendo il resto. A questo punto credo si debba pensare a progettare sistemi di ricarica artificiale delle falde, sfruttando anche le acque depurate, che allo stato attuale in molti casi sono invece scaricate nei letti dei fiumi in secca. E in questo modo se è garantita la qualità chimico fisica delle acque scaricate, o per meglio dire la conformità ai valori di parametro, non così si può dire della qualità ambientale dei corsi d’acqua.

Intraprendere progetti ed iniziative di questo genere avrebbe come obiettivi principali quelli di ristabilire le riserve idriche, stabilizzarle (in previsione dei periodi di magra), smaltire acque di processo idonee/conformi che potrebbero non esserlo se scaricate tal quali nei corsi d’acqua in secca.

Ovviamente questo presume investimenti e visioni di ampio periodo. Studi geologici accurati e controlli capillari della qualità delle acque destinate al ravvenamento delle falde, alcune delle quali sono anche le sorgenti di questi torrenti.

Non è mio costume l’autocitazione e chiedo comprensione ai lettori, ma mi ero già occupato della cosa, con un interesse maggiormente orientato all’acqua potabile. La tecnica avrebbe senso anche se utilizzata per evitare o minimizzare le secche dei torrenti.

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2015/09/02/potabilizzazione-indiretta/

E’ ormai evidente che il problema della gestione della risorsa acqua deve essere un tema multidisciplinare.

Non più rimandabile. E’ un tema profondamente legato alla nostra qualità di vita. E questi due casi anche se locali sono decisamente significativi.

Una piccola nota, un ricordo personale. Sono ormai trent’anni che vivo in provincia di Varese. Gli amici e i conoscenti di questa zona mi definivano la provincia di Varese con un termine piuttosto pittoresco, ovverosia come il “pisciatoio d’Italia”, per una sorta di analogia con l’Inghilterra, altra zona che nell’immaginario ricorda piogge continue, e anche noiose. Forse sono ricordi che, per quanto simpatici, non hanno più il valore di un tempo. E occorre prenderne doverosamente atto. Non solo in questa zona.

Link utili

http://www.acqua.gov.it/

http://www.direttivaacque.minambiente.it/

https://www.mbnews.it/2016/02/emergenza-siccita-nel-molgora-ce-solo-lacqua-scaricata-dai-depuratori/

http://ilsaronno.it/2018/06/26/lura-in-secca-centinaia-di-pesci-intrappolati-rischiano-di-morire/