Si fa presto a dire ricicliamo….3. Elemento per elemento.

Claudio Della Volpe

 (la prima e la seconda parte di questo post sono qui e qui)

In questa terza parte del post discuteremo la situazione del riciclo guardando alla materia come divisa fra gli elementi chimici; ovviamente questo non è vero di per se perché quasi tutti gli elementi, a parte i gas nobili, sono presenti come composti e dunque manipolarne uno ne fa manipolare parecchi.

Ma questo punto di vista consente di avere un quadro partendo da un punto di vista che è familiare per i chimici, ossia quello della tavola periodica, di cui, ricordiamo oggi, il 2019 è stato dichiarato anno internazionale.

Non solo; consente di ragionare del riciclo degli elementi incrociando il riciclo in campo umano con quello che già avviene in campo naturale, ossia i grandi cicli biogeochimici, che sono familiari a parecchi di noi e fanno parte anche della cultura naturalistica della gran parte delle persone. Ragionare per elemento consente di comprendere come l’umanità abbia modificato od alterato o sconvolto alcuni dei cicli basilari della biosfera.

I cicli biogeochimici sono legati alla nascita della chimica; il primo e più famoso di essi, quello del carbonio, legato alla respirazione, e dunque intimamente connesso alla nostra vita ed alle piante, fu scoperto da Joseph Priestley ed Antoine Lavoisier e successivamente popolarizzato dalle famose conferenze sulla candela di Faraday e da Humphry Davy, l’inventore della lampada di sicurezza dei minatori.

Ma questo punto di vista è divenuto quello largamente dominante per tutti gli elementi e soprattutto è divenuto la base della concezione della biosfera come sistema chiuso ma non isolato, alimentato dal Sole e strutturato dal flusso di energia libera e di entropia determinato dai vari gradienti presenti nel sistema e dal loro accoppiamento (si vedano i tre post qui, qui e qui).

I cicli biogeochimici sono in un certo senso le principali “strutture dissipative” (per usare il bel termine coniato da Prigogine) alimentate dal flusso di energia solare e costituiscono il vero anello di congiunzione fra l’animato e l’inanimato, fra la vita e la non-vita. I cicli biogeochimici sono fatti a loro volta di cicli più piccoli e sono intrecciati fra di loro, costituendo un “iperciclo”(termine coniato da Manfred Eigen che lo usava per le molecole autoreplicantesi) ossia un ciclo di cicli, una rete di interazioni che rappresenta l’anima della biosfera terrestre, Gaia, come l’ha chiamata Lovelock. Un iperciclo non è solo una miscela di flussi di materia (e di energia), ma è una serie di interazioni di retroazione in cui ogni parte del ciclo interagisce con le altre e alla fine questo schema può essere sia la base della stabilità, dell’omeostasi del sistema, della sua capacità di adattarsi, sia della sua delicatezza, della sua sensibilità ai più diversi effetti, e dunque della sua capacità di trasformarsi ed evolvere e ovviamente di essere avvelenato e di morire. Nulla è per sempre. Panta rei .“Tutto scorre”, come già Eraclito aveva capito, ma nell’ambito di un unico sistema che Parmenide aveva ricosciuto a sua volta come l’unità della Natura. E la sintesi, secondo me è proprio la concezione dialettica della natura, quello che noi chiamiamo con la parola retroazione, con il termine iperciclo e che quantifichiamo con sistemi di equazioni differenziali (non lineari), che (lasciatemi dire) se colgono i numeri perdono l’unità dell’idea.

Questo fa comprendere come l’invasione di campo che l’uomo ha compiuto nel ciclo del carbonio incrementando lo scambio con l’atmosfera di circa un sesto, con il ciclo dell’azoto di cui oggi rappresenta un co-partner equivalente al resto della biosfera e con il ciclo del fosforo nel quale è il player di gran lunga principale, non siano fatti banali ma alterazioni profonde e probabilmente irreversibili le cui conseguenze non sono ancora ben comprese.

Ma tutto ciò è una visione unitaria del tema; meno unitaria e più dedicata agli scopi pratici ed economici è il paradigma economico dominante che teorizza la crescita infinita, un’economia non biofisica e anzi direi talmente scandalosamente finanziarizzata e lontana dalla vita di noi tutti da dover essere cambiata al più presto possibile.

La questione è che anche gli articoli scientifici non colgono spesso questa unitarietà ma analizzano solo gli aspetti “concreti”.

C’è un bel filmato segnalatomi dall’amica Annarosa Luzzatto (che è una nostra redattrice) che fa vedere come in poco più di 300 anni si siano scoperti tutti gli elementi che conosciamo.

Ebbene in un tempo anche più breve l’uso di questi elementi è divenuto normale nella nostra industria; praticamente non c’è elemento che non sia usato nel nostro ciclo produttivo, anche di quelli che non hanno un ruolo significativo nella biosfera; e, dato il nostro modo lineare di produrre, questo ha corrisposto ad un significativo incremento della “redistribuzione” di questi elementi nell’ambiente.

I dati aggiornati per circa 60 elementi sono stati raccolti dall’ONU (1) e sono mostrati nella figura sotto (tratta dalla ref. 2).>50% corrisponde a poco più del 50%, nella maggior parte dei casi. Si tratta però dei valori di riciclaggio a fine vita non del “riciclaggio” e basta, che potrebbe facilmente confondersi con le procedure di recupero INTERNE al ciclo produttivo, che non cambiano le cose e nelle quali la tradizione industriale è maestra (quasi sempre).

Il report ONU conclude che:

Because of increases in metal use over time and long metal in-use lifetimes, many RC values are low and will remain so for the foreseeable future.

A causa dell’aumento dell’uso del metallo, molti valori RC (NdA grandezza che stima il riciclo) sono bassi e rimarranno tali per il prossimo futuro.

Anche l’articolo da cui è tratto la tabella soprariportata (2) conclude fra l’altro:

The more intricate the product and the more diverse the materials set it uses, the bet- ter it is likely to perform, but the more difficult it is to recycle so as to preserve the resources that were essential to making it work in the first place.

Più il prodotto è intricato e più è vario il gruppo di materiali utilizzato, più è probabile che funzioni, ma più è difficile riciclarlo, in modo da preservare le risorse indispensabili per farlo funzionare (in primo luogo) .

Fate caso che solo meno di un quarto del cadmio viene riciclato a fine vita; il cadmio è un elemento cancerogeno acclarato; che fine fa più del 75% del cadmio che usiamo? Il mercurio, altro metallo pesante tristemente famoso, su cui ho scritto parecchio in passato, viene riciclato a fine vita per meno del 10%; che fine fa più del 90% del mercurio?

Probabilmente il piombo rappresenta una eccezione in questo quadro apocalittico e possiamo dire che quasi la totalità del piombo usato nelle batterie viene riciclato grazie ad una legislazione molto severa.

Perfino i metalli preziosi come il platino o l’oro, che hanno un elevato valore intrinseco che ne favorisce il riciclo a fine vita, sono sfavoriti dal fatto che l’uso in elettronica ne rappresenta una frazione significativa e corrisponde ad una breve vita dei prodotti e ad un elevato grado di miscelazione che rendono poco appetibile il riciclaggio a fine vita (pensateci quando comprerete il prossimo cellulare, io ho sempre comprato prodotti usati, ma non riesco sempre a convincere il resto della famiglia ed il mio notebook, da cui sto scrivendo, quest’anno compie 10 anni ed è difficile mantenerlo aggiornato, ma tengo duro) ci vogliono regole che obblighino i produttori a continuare a produrre le batterie e i pezzi di ricambio e rendere i software compatibili, due scuse che spesso impediscono di continuare ad usare prodotti perfettamente funzionanti.La figura qui sopra riporta, sebbene i dati siano di una decina di anni fa, la situazione di due metalli che sono all’estremo della capacità di recupero; da una parte il nickel che arriva al 52% di recupero a fine vita e dall’altra il neodimio che non viene affatto recuperato.

Questa è la situazione forse non aggiornatissima, ma significativa del nostro punto di partenza. Quando va bene sprechiamo almeno la metà di ciò che estraiamo, altrimenti lo sprechiamo tutto, lo usiamo una volta e lo sottraiamo all’uso delle future generazioni (figli e nipoti); ma non solo, gli sporchiamo il mondo. E prima o poi pagheremo per questo; o pagheranno loro.

Nel prossimo ed ultimo post di questa serie parleremo a fondo di qualche caso esemplare di riciclo.

Ah dimenticavo; buone feste.

(continua)

Da consultare

(1) E. Graedel et al., “Recycling Rates of Metals—A Status Report, a Report of the Working Group on the Global Metal Flows to UNEP’s International Resource Panel” (2011); www. unep.org/resourcepanel/Portals/24102/PDFs/ Metals_Recycling_Rates_110412-1.pdf

(2) Challenges in Metal Recycling Barbara K. Reck and T. E. Graedel Science 337, 690 (2012); DOI: 10.1126/science.1217501

Il caso Terni

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

intervista ad Andrea Liberati di Italia Nostra, con un breve commento finale di Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Come molti di voi lettori anche noi della redazione apprendiamo spesso le notizie dell’inquinamento del bel paese dai giornali, ma altre volte sono le organizzazioni culturali di “volontari” sociali come Italia Nostra od altre analoghe che si fanno carico di denunciare i problemi. A Terni, una cittadina di quella ridente Umbria che fino a qualche tempo fa conoscevamo solo come “cuore verde” del nostro paese, Italia Nostra (IN) ha denunciato con forza la situazione di inquinamento causata dalla esistenza di una grande acciaieria che coesiste con la città da molti decenni. Ci siamo quindi rivolti ad Andrea Liberati che ci racconta il punto di vista di IN.

Andrea-Liberati-242x180Andrea Liberati, Italia Nostra, Terni

Caro professore mi sento di dire questo:

DA DOVE SIAMO PARTITI: I SUOLI
A fine dicembre 2013, dopo aver ottenuto da Arpa Umbria alcune carte relative alla concentrazione dei metalli pesanti nei suoli, documenti grezzi, senza indicazione dei livelli massimi, suggeriti o di legge, dopo averle analizzate assieme al Wwf, abbiamo ritenuto di denunciare pubblicamente, anche in sede giudiziaria, una situazione a nostro avviso di assoluta emergenza: come forse ha letto, il livello di nichel nei suoli di uno dei quartieri contigui alle Acciaierie cittadine, Prisciano, è risultato mensilmente anche superiore di ben 23 volte rispetto al limite della normativa tedesca, mediamente comunque sforata di 10 volte, normativa considerata benchmark pure in Italia, nell’attesa che da noi si legiferi puntualmente al riguardo.
Questa storia, a nostro avviso, non può essere irrilevante in termini di rischio sanitario: nel gennaio 2014 abbiamo chiesto al sindaco di avviare la perimetrazione della zona di pericolo, con particolare riferimento a coltivazioni e allevamenti. Al momento, 20 marzo, nessuna risposta.

1.METALLI nelle deposizioni 2011-2013

IL CONFRONTO
Abbiamo poi comparato la situazione locale con quella di Aosta, dove insiste la Cogne Acciai Speciali, verificando che, nel nostro stesso quartiere di Prisciano, si registrano anche concentrazioni medie annuali di cromo nei suoli pari a quelle che ad Aosta si verificano solo sul tetto delle locali acciaierie.
E’ stato questo l’unico confronto a noi possibile: infatti possiamo
attestare in modo incontrovertibile che in Italia, non esiste un modello standard di analisi delle emissioni siderurgiche o, ancor peggio, la raccolta dati può risultare fortemente carente. Differentemente, ad Aosta si è fatto un lavoro meritorio, con la disposizione tutt’attorno l’azienda di deposimetri e numerose centraline provviste di caratterizzazione dei metalli.

terni

LE CENTRALINE
A Terni, invece, su questo genere di controlli siamo indietro. E’ vero che le centraline c’erano in numero adeguato, ma erano utili per il controllo del solo PM 10 e l’unico apparecchio che ci ha fornito notizie sui metalli nell’aria si trova a km 3 circa dai forni fusori, qui comunque si registra da tempo un preoccupante dato annuale di nichel attorno al valore limite di soglia superiore.
Questa centralina poi si troverebbe, secondo Arpa, in quel che è stato definito quale punto di massima ricaduta, conformemente a proiezioni matematico-digitali.
Pur non essendo tecnici, abbiamo contestato tali calcoli, chiedendo ufficialmente di collocare invece punti di prelievo aria-suolo nelle zone più densamente abitate e vicine agli impianti, centro città incluso, con centraline nuove e capaci di caratterizzare i metalli.
Tali dispositivi si stanno disponendo in parte adesso, ma l’importantissima centralina peraltro vecchia e misurante il solo PM10- che insisteva nel citato quartiere di Prisciano, contiguo all’azienda, è spenta da ormai 15 mesi, stavolta non a causa di Arpa: conformemente alle prescrizioni dell’AIA rilasciata alle Acciaierie nel 2010, sono loro a dover provvedere alla sostituzione.
Ora ci sarebbe un braccio di ferro con Arpa proprio su tali ritardi. Non è escluso che entro breve ci rivolgeremo anche qui alla Magistratura, poiché le Acciaierie intenderebbero prendersi -sembra- altri tre mesi per installare un impianto che, con ogni probabilità, ci dirà verità pesantissime anche in merito al tasso di nichel nell’aria.

CONTROLLI SULLE INDUSTRIE SIDERURGICHE ITALIANE: VERSO UNO STANDARD COMUNE?
Noi stiamo muovendoci soltanto sulla base di pochi dati, per quanto rilevanti e comunque ufficiali.
Forse non è un caso che proprio a Terni, alla fine di febbraio 2014, si siano riunite tutte le Arpa d’Italia, decidendo ˆsembra- uno standard comune nelle verifiche degli impianti siderurgici, oltre quelle imposte dalla legge sui camini, a nostro parere del tutto minimali, considerando che, ad esempio, moltissimo resta fare nello studio delle emissioni diffuse e non captate, largamente presenti anche in loco.
Su questo specifico tema, quanto eseguito dall‚Arpa della Vallée aiuta a capire meglio l’argomento e la sua complessità.

LE DISCARICHE DI SCORIE, LA NUOVA GALLERIA DEI VELENI‚ E IL S.I.N.

A questi problemi se ne aggiungono altri: due discariche di scorie
siderurgiche vecchie di decenni che, scarsamente impermeabilizzate e per lo più a cielo aperto, col loro percolato stanno visibilmente distruggendo la galleria stradale sottostante, impermeabilizzata anch’essa forse non proprio ad opera d’arte, costruita assurdamente proprio lì sotto appena cinque anni or sono, ma nel concorso unanime di tutti gli attori: Comune, Provincia, Regione, Stato, Soprintendenze, Autorità di Bacino, istituzioni varie, come abbiamo dimostrato trovando i relativi documenti e conferenze di servizi.
Trattandosi però di zona SIN è stata altresì accertata la mancanza del placet da parte dell‚ex Ufficio Qualità della vita del Ministero dell’Ambiente, competente per le attività in zona SIN: il risultato?
Oggi, a fronte del caos totale che sta montando e delle conferenze di servizi straordinarie convocate in questi giorni con tutti gli interessati presso il Ministero suddetto, alla luce dell‚emergere di almeno una vittima sul lavoro che quello stesso tunnel ha disseminato per via della contaminazione da cromo esavalente, questo tracciato è divenuto figlio di N.N., con un assurdo scaricabarile istituzionale.
In questo inestricabile groviglio, è comunque emerso che le acciaierie, pur in ritardo nei processi di recupero della scoria, loro prescritti dall’AIA entro fine 2012 e non attuati se non quali studi sperimentali, stanno portando avanti la tesi di un‚ulteriore espansione delle suddette discariche, una delle quali andrebbe così a interferire con un sito di pregio, vocato alla World Heritage List Unesco, l’area della Cascata delle Marmore, realizzate dai romani nel 220 a. C.
Il Ministero dell‚Ambiente non sembra favorevole a tale allargamento, mentre gli Enti Locali si sono espressi favorevolmente al riguardo sin dal 2005, confermando tale orientamento nell’AIA 2010, pur in assenza di uno studio idrogeologico.
Quelli recentemente effettuati da autorità locali e dalla stessa Acciaieria sono stati considerati lacunosi finora dal Ministero dell’Ambiente. Esami che comunque hanno appurato la pesante contaminazione delle falde superficiali e profonde -almeno- della zona delle discariche, con contrasti tra azienda e istituzioni sulle effettive cause e responsabilità di ognuno.
La situazione è oggettivamente molto grave e abbiamo pertanto richiesto formalmente di poter partecipare alle prossime Conferenze di servizi che si terranno al Ministero dell’Ambiente relativamente al SIN e alle discariche. Si tenga poi presente che questi dati li abbiamo ottenuti soltanto grazie alla nostra abnegazione; nonostante l’estrema delicatezza della situazione, la trasparenza è talora ancora un miraggio e la gente non sa alcunché.

SENTIERI

Domanda: Come mai secondo lei il documento Sentieri, che è stato un progetto nazionale sugli effetti dell’inquinamento sulla salute pur evidenziando  per Terni Papigno “un eccesso della mortalità per tutte le cause e per tutti i tumori rispetto all’atteso; tra le donne si è osservato un eccesso di mortalità per tutti i tumori e per le patologie dell’apparato digerente
alla fine per il sito Terni Papigno poi consiglia un’approfondimento solo per gli addetti all’impianto?

Risposta:

Quanto a Sentieri‚ non è vero affatto che, almeno per Terni, tale
progetto dice che va tutto bene.  E’ vero il contrario, tanto che, quando venne pubblicato, si registrarono polemiche a non finire, facilmente rinvenibili on line (ternioggi.it). La inviterei pertanto a rileggere quel documento, perché anzitempo segnalava delle criticità che non abbiamo voluto o potuto vedere. E che ora, e sempre più pesantemente, scontiamo.

Ovviamente, qualora avesse suggerimenti specie su nichel e cromo, non esiti a fornirceli.
La ringrazio.
Un saluto cordiale

******************************************************************************* da Luigi Campanella, ex presidente SCI

Caro Claudio,
in merito alla questione acciaierie di Terni ti riporto le mie osservazioni:

1.
La contaminaziona dei suoli da parte dei metalli pesanti è evidente dai dati dell’ARPA UMBRIA. Qualche perplessità la destano la variabilità dei dati e la mancanza apparente di correlazioni significative. Inoltre la concentrazione dei metalli pesanti nei suoli richiederebbe opportunatamente anche una valutazione delle relative speciazioni. Ad esempio nel caso del cromo, poi citato come responsabile della morte di una persona, è ben drammaticamente nota la differenza fra cromo (III) e cromo (IV).Con riferimento al nichel poi l’incertezza dei risultati ne preclude la significatività rispetto ai 3 valori di 10,14 e 20 microgrammi/metro cubo che sanciscono i limiti inferiore,superiore e di allarme

2.
Le emissioni siderurgiche generalmente coinvolgono aree molto estese rispetto al sito di emissione. I modelli  matematici di valutazioni di tale estensione risultano spesso non completamente attendibili in quanto troppo soggetti a fattori climatici imprevisti In ogni caso è opportuno disporre sistemi deposimetrici fino ad almeno 3-5 km di distanza della sorgente. Tali sistemi non dovrebbero limitarsi alla valutazione gravimetrica del particolato atmosferico in quanto il pericolo da questo rispetto ai danni all’ambiente ed alla salute non è correlabile solo alla quantità, ma piuttosto alla qualità. Questo è però un discorso critico che l’Europa non vuole capire e non ha ancora affrontato in quanto i limiti fissati fanno esclusivamente riferimento alla quantità del PM senza alcun riferimento alla composizione. Sarebbe anche opportuno rilevare la curva di distribuzione del PM in quanto i PM 1 e 2,5 sono certamente più pericolosi del PM10 ancorché quantitativamente compresi in questo.

3.
Per quanto riguarda i percolamenti fermo restando che la costruzione di gallerie e di insediamenti sotterranei andrebbe rigorosamente collegata a quanti insiste su di essi, in particolare eventuali siti di smaltimento, il monitoraggio è indispensabile in quanto da un lato segnala la presenza di sostanze pericolose nel terreno sovrastante e dall’altro allerta rispetto a una condizione ambientale in questi insediamenti che può portare a dei pericoli per l’ambiente sottostante ed i cittadini.

4.
C’è sempre da tenere presente che il monitoraggio è di tipo differenziale: fornisce cioè dati relativi a singoli metalli,senza considerare gli effetti integrali che derivano dalla contemporanea presenza di più elementi pericolosi. Da qui la necessità – ed anche questo è un discorso generale – di indicatori integrali di tossicità che purtroppo non vengono considerati, eppure sarebbero disponibili: vengono infatti utilizzati in altri settori (medicina del lavoro, qualità alimentare).