“road map” per la messa in sicurezza e la bonifica della discarica di

Dipartimento di Ingegneria Civile,
Ambientale e Meccanica
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“ROAD MAP”
PER LA MESSA IN SICUREZZA E
LA BONIFICA DELLA DISCARICA
DI CA’ FILISSINE
Prof. Gianni Andreottola
Febbraio 2015
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1. PREMESSA
Il sottoscritto prof. Gianni Andreottola, professore ordinario di Ingegneria Sanitaria
Ambientale presso l’Università degli Studi di Trento, è stato incaricato dal Comuien
di Pescantina di definire una “road map” tecnica per la bonifica e messa in sicurezza
della discarica di Pescantina.
A tale scopo si è presa visione della documentazione a disposizione del Comune
(elaborati progettuali, relazioni tecniche, analisi di ARPAV relative ai piezometri a
valle e monte della discarica).
2. SITUAZIONE AMBIENTALE DELLA DISCARICA
La discarica è costruttivamente divisa in otto lotti (Fig. 1) e si estende su una
superficie complessiva di circa 12 ettari. I primi quattro lotti, ubicati ad Ovest,
operativi dal 1987 al 1999, costituiscono la porzione della discarica esaurita e
chiusa. Gli altri quattro lotti, ubicati ad Est, realizzati in ampliamento ed in sormonto
con i lotti II e IV, costituiscono la porzione di discarica nuova, aperta ed in esercizio
al momento del sequestro (29 agosto 2006).
Figura 1. Suddivisione della discarica per lotti costruttivi (Comitato Tecnico Cà
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La situazione ambientale della discarica “Cà Filissine” è attualmente piuttosto critica,
in quanto si hanno tre diverse problematiche, tra loro interconnesse:
-
contaminazione della falda da parte del percolato della discarica (in particolare
ammoniaca, ferro, manganese, ecc.);
-
elevatissimo livello di percolato nel corpo rifiuti, in seguito alla mancata estrazione
dello stesso ed alla insufficiente tenuta della copertura provvisoria dei settori non
ancora esauriti del corpo discarica;
-
emissione di metano ed altri gas in tracce in atmosfera, in seguito alla formazione
di sacche di acque di pioggia in contatto con il percolato.
E’ pertanto necessario avviare in tempi brevi una serie di interventi mirati sia alla
bonifica dell’acquifero che alla chiusura definitiva della discarica, una volta raggiunte
le pendenze
3. DEFINIZIONE DELLA “ROAD MAP” DEI POSSIBILI INTERVENTI
Con riferimento agli elaborati progettuali consultati, si propone, facendo tesoro delle
indicazioni tecniche fornite dai diversi soggetti che hanno fino ad oggi operato, di
attuare i seguenti interventi:
1) individuazione dell’estensione e delle caratteristiche qualitative del
plume di percolato a valle della discarica;
2) realizzazione di un intervento di bonifica dell’acquifero contaminato
mediante una fascia reattiva di “air sparging”;
3) realizzazione di una “barriera idraulica” sulla porzione di barriera Est
della discarica mediante pozzi drenanti inclinati;
4) avviamento
con
urgenza
degli
interventi
di
ripristino
delle
impermeabilizzazioni provvisorie, di ricostruzione degli argini, di
abbassamento del livello di percolato nel corpo rifiuti e di aspirazione
del biogas;
5) realizzazione del setto di separazione (miscela bentonite cementizia) per
realizzare la separazione idraulica tra i lotti 2-4 e 5-6-7-8; tale setto si
immorserà nel pacchetto impermeabilizzante del sottostante argine;
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6) innalzamento dell'argine tra i lotti 2-4 e 5-6-7-8 al di fuori del corpo rifiuti
con materiale portante (ghiaia o materiale inerte equivalente); al di sopra
verrà posata argilla compattata (2 metri di spessore) per ricreazione della
barriera base di separazione;
7) regolarizzazione della scarpata ovest (lotti 2-4) con materiale drenante e
portante (ghiaia o materiale inerte equivalente) su cui verrà posato un
pacchetto impermeabilizzate che avrà la doppia funzione di capping del
vecchio corpo rifiuti e di barriera base per i nuovi rifiuti;
8) regolarizzazione della vasca est (lotti 5-6-7-8) con materiale drenante e
portante (ghiaia o materiale inerte equivalente) su cui verrà posato un
pacchetto impermeabilizzate che avrà la doppia funzione di capping del
vecchio corpo rifiuti e di barriera base per i nuovi rifiuti;
9) conferimento di nuovi rifiuti non putrescibili (i codici CER andranno
concordati con il Comune di Pescantina) fino al raggiungimento delle
pendenze minime per realizzare l’intervento di capping definitivo della
discarica;
10) intervento di capping definitivo della discarica di Cà Filissine, secondo
le specifiche del D.Lgs. 36/03 e ss.mm.ii..
Laddove il piano finanziario degli interventi precedentemente citati non
consentisse la copertura dei costi di bonifica, messa in sicurezza e della gestione
post-mortem della discarica, il progetto definitivo degli interventi dovrà definire le
quote massime ed i volumi massimi conferibili nei lotti apprestati con gli interventi
menzionati ai punti 8) e 9)
4. ANALISI DEI DIVERSI INTERVENTI PROPOSTI
4.1 Individuazione dell’estensione e delle caratteristiche qualitative del
plume di percolato a valle della discarica
Per la ricostruzione del pennacchio del percolato nell’acquifero sottostante la
discarica si prevede di effettuare delle analisi di dettaglio della qualità
dell’acquifero (1 analisi ogni metro), mediante l’utilizzo di una sonda
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multiparametrica (Fase A dell’indagine) seguita da eventuale campionamento
a specifiche profondità, utilizzando un sistema di campionamento dotato di
due packer, superiore ed inferiore, per isolare il segmento di piezometro da
campionare.
In seguito al sopralluogo condotto presso la discarica sono stati individuati i
seguenti piezometri da assoggettare nella Fase A all’analisi di dettaglio di
qualità delle acque:
1. M3
2. M4
3. M5
4. M6
5. M7
6. M10
7. M11
8. M12
9. M13
10. M15 (laddove la proprietà del vigneto Ferrari acconsenta all’accesso
all’area con il verricello per estrarre la pompa dal piezometro)
11. M16
L’attività di rilievo richiesta consiste nell’esecuzione di un profilo verticale di
misura (log) della colonna d’acqua presente all’interno di ciascun piezometro.
Le misure saranno effettuate a partire dal pelo libero della falda, fino a fondo
foro (ove possibile), con un intervallo di un metro. Per ciascun pozzo saranno
quindi analizzati circa 15-20 punti con passo di un metro.
Il monitoraggio sarà eseguito a foro libero (le pompe attualmente installate
dovranno essere rimosse almeno 5 giorni prima dell’esecuzione delle misure,
dopo aver effettuato uno spurgo del piezometro, secondo la seguente
procedura:
• Inizialmente si dovrà procedere eseguendo lo spurgo per una durata di circa
15÷20 minuti ogni cinque metri di profondità a partire dal livello di falda
precedentemente individuato e fino al raggiungimento del fondo foro;
• In corrispondenza della quota di fondo del piezometro, l’attività di spurgo
dovrà essere prolungata per un tempo maggiore di circa 30÷45 minuti.
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Tali attività di spurgo potranno essere effettuate utilizzando la pompa
attualmente installata in ciascun piezometro, con capacità di portata pari a
1÷2 l/s.
I parametri rilevati saranno i seguenti:
• Soggiacenza (mediante freatimetro)
• Temperatura acqua
• Conduttanza Specifica (riferita alla temperatura di 25 gradi C)
• pH
• Potenziale Redox
• Ossigeno Disciolto (mg/l)
• Ossigeno Disciolto (% di saturazione)
• Profondità (profondità di misura rispetto al pelo libero della falda)
• Azoto ammoniacale (mediante elettrodo a tecnologia ione-selettiva).
In seguito all’elaborazione dei risultati della Fase A si valuterà:
a) Se procedere al prelievo selettivo di campioni di acqua dai piezometri;
b) Se realizzare ulteriori piezometri per ricostruire la forma e l’estensione del
pennacchio.
4.2 Intervento di bonifica dell’acquifero contaminato mediante una fascia
reattiva di “air sparging”
Una volta individuata la forma del pennacchio ed il livello di concentrazioni in
esso rilevate si procederà alla progettazione di un intervento di sparging
finalizzato principalmente a:
 ridurre i livelli di ferro e manganese, creando nell’acquifero le condizioni
di
potenziale
redox,
idonee
a
ridurre
significativamente
la
concentrazione di ferro e manganese nelle acque di falda;
 stimolare la crescita di una biomassa per rimuovere per via biologica
l’azoto ammoniacale ed il carbonio organico biodegradabile.
Gli interventi di sparging possono essere attuati nella zona sorgente o sul
pennacchio, come si può veder dalla fig. 1 (Di Molfetta e Sethi, 2012)
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Fig. 1 – Ubicazione dei pozzi di sparging
nella zona sorgente e nel
pennacchio di un acquifero contaminato.
Nel caso in esame, sulla base dei risultati dell’indagine di delimitazione del
pennacchio si valuteranno il numero e la dislocazione dei punti di iniezione
dell’aria.
Laddove venisse confermato che la sorgente principale del pennacchio è una
porzione della Spanda Est della discarica, si procederà a realizzare una prima
fascia reattiva di sparging a ridosso della zona sorgente (verosimilmente
intorno al pozzo M7 verrà realizzata una serie di pozzi di diametro 3”,
distanziati 10 m l’uno dall’altro). La zona reattiva in prossimità della sorgente
sostituisce di fatto l’intervento reattivo dentro il corpo discarica (rimane invece
operativa la soluzione progettuale di realizzare una barriera di drenaggio del
percolato in corrispondenza alla Sponda Est).
In funzione della direzione prevalente della falda, si andrà a realizzare una
seconda fascia reattiva a valle (a distanza di circa 20 m lungo la direzione
della falda), che avrà la funzione sia di monitoraggio degli effetti della prima
fascia, che di eventuale iniezione di una fonte di carbonio (compatibile con
l’uso alimentare) per favorire la denitrificazione, cioè la riduzione dei nitrati
prodotti dallo sparging in azoto gassoso.
Per progettare le opere sopra descritte è necessario realizzare un campo
prove costituito da due pozzi di iniezione e cinque piezometri di cui uno posto
nel punto intermedio dell’intervallo tra i due pozzi ed altri 3 posti a valle lungo
la direzione di flusso dell’acquifero.
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In base ad un sopralluogo, da condursi a valle dei risultati della
caratterizzazione del pennacchio, si valuterà il posizionamento del campo
prove, cercando il più possibile di utilizzare parte dei numerosi piezometri
realizzati a valle della discarica. Allo stato attuale delle conoscenze il campo
prove verrà realizzato con due pozzi di iniezione collocati tra M7 ed M13.
Il campo prove prevede anche l’installazione di un container ospitante la
stazione di compressione dell’aria. Tenuto conto delle evidenze di campo
sugli effetti dell’aerazione, si opterà per un’aerazione pulsata, per evitare la
formazione di vie preferenziali permanenti dell’aria nell’acquifero.
Il piezometro di controllo posto al centro tra i due pozzi di insufflazione sarà
strumentato con sonda multiparametrica, per monitorare e controllare
l’intensità di aerazione, sulla base dei parametri ossigeno disciolto e
potenziale redox. Una seconda sonda multiparametrica verrà utilizzata per
monitorare gli effetti dello sparging sugli altri 4 piezometri (con estensione
all’azoto ammoniacale con misura ione-selettiva, se il test condotto enlla
caratterizzazione del pennacchio dovesse dare esito positivo).
Il test in campo avrà una durata complessiva di 4 mesi (estendibili a 6) di cui:
o due settimane per verificare il raggio di influenza del sistema di sparging;
o 3,5 mesi per verificare gli effetti dello sparging sulla qualità dell’acquifero
interessato dall’area di influenza del sistema test.
Sulla base dei risultati del campo prove si procederà alla progettazione
definitiva con valutazione di dettaglio dei costi di investimento e di gestione.
4.3 Realizzazione di una barriera idraulica sulla porzione di barriera Est della
discarica prossima al pennacchio di percolato
Alla luce delle seguenti criticità nella gestione operativa della discarica di Ca’
Filissine, segnalate dallo studio di Di Molfetta e Zolla (2007) e riprese dal
Comitato Tecnico Cà Filissine (2010):
• luglio 2002: un evento franoso ha interessato parte della scarpata Est
dell’ampliamento tra i lotti 5 e 6;
• ottobre 2004: si è riscontrato che i pozzi di estrazione del percolato,
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presenti lungo la scarpata est del lotto 5 e 6, risultavano ostruiti
presumibilmente a causa del medesimo evento franoso di cui sopra;
• aprile 2005: contaminazione dell’acquifero rinvenuta nel piezometro di
monitoraggio della discarica M7;
• dicembre 2006: presenza di liquido inquinato in sette dei nove pozzi di
sottodreno ispezionati;
• maggio 2007: nel tratto di sponda Nord - Est dell’ampliamento scivolamento
del telo in PEAD;
• nell’anno 2007, in corrispondenza della rete che delimita la scarpata Est,
sono state evidenziate rotture del terreno inizialmente attribuite ad un
probabile fenomeno di instabilità, successivamente escluso da una
valutazione di stabilità condotta dal Prof. M. Manassero (2007) che
individuava nell’ancoraggio dei teli di impermeabilizzazione della scarpata
la causa delle lacerazioni;
• prima del 2006 (anno del sequestro della discarica) i dispositivi di
sollevamento del percolato dei lotti 5^8 dell’ampliamento sono stati soggetti
a frequenti avarie, che hanno determinato un innalzamento progressivo dei
battenti di percolato sul fondo della vasca; tali disfunzioni sono state
attribuite al ricircolo del concentrato nella zona in ampliamento della
discarica, con formazione di un percolato denso e vischioso.
e in particolare della presenza di liquido inquinato in sette dei nove pozzi di
sottodreno ispezionati (indagine che andrebbe ripetuta nuovamente per avere
conferma di tale importante evidenza) risulta evidente che la sponda Est
contribuisca alla formazione del pennacchio di percolato. Per minimizzare tale
contributo gli interventi da porre in essere sono sostanzialmente due:
o abbassare il livello di percolato nei settori 5-8 il più rapidamente
possibile, nell’ambito di un piano di trattamento/smaltimento per il quale si
rimanda al par. 4.4. Potrebbe risultare conveniente, considerati gli elevati
quantitativi da trattare nel breve e medio termine, l’ipotesi di un service onsite con un impianto di trattamento con bioreattore a membrane, che
scarichi nella pubblica fognatura e/o nelle acque superficiali (nel caos
fosse dotato di un secondo modulo a osmosi inversa).
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o mantenere drenata la Sponda Est, con una barriera idraulica interna alla
discarica, addossata alla Sponda Est, realizzata con pozzi drenanti
inclinati. (la distanza dalla parete sarà definito in sede di progettazione
definitiva. I pozzi, realizzati ad un interasse di circa 10 m) saranno dotati
di pompe di aspirazione del percolato, con la funzione di mantenere
costantemente drenata la parete e la massa dir rifiuti in prossimità della
stessa. La realizzazione di pozzi di drenaggio inclinati ed attrezzati con
pompe drenati è una tecnologia consolidata che non richiede test
preliminari in campo. Nel progetto definitivo della messa in sicurezza della
discarica verrà definito il numero di pozzi di drenaggio, in funzione anche
dei risultati della campagna di caratterizzazione del pennacchio.
4.4
Altri interventi sul corpo discarica
Si riportano di seguito le ipotesi di intervento sul corpo discarica, già illustrate
insieme al team di progettisti nella riunione del 19/1/2015:
FASE 0 - STATO ATTUALE
o Ripresa dell'aspirazione del percolato e del biogas sfruttando l’impiantistica e la
rete di drenaggio esistente e quella di nuova implementazione dove necessario
(sia del percolato che del biogas).
o Operazioni di messa in sicurezza della sponda est della discarica: trivellazione
delle tubazioni e posa del sistema di barriera idraulica (lotti 5-6-7)
o Esecuzione degli interventi preliminari e necessari e complementari alla messa
in sicurezza della discarica nonché all’ottenimento del dissequestro quali il
completamento dell’impermeabilizzazione della sponda del 7 e 8°lotto e la
regolarizzazione delle pendenze per consentire la regimazione delle acque
piovane.
FASE 1
o Continua l'aspirazione del percolato e del biogas residuo nel corpo rifiuti.
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o Continua l'attività di messa in sicurezza tramite la barriera idraulica (lotti 5-6-7)
e la fascia reattiva di sparging subito all’esterno della sponda Est.
o Realizzazione del setto di separazione (miscela bentonite cementizia) per
realizzare la separazione idraulica tra i lotti 2-4 e 5-6-7-8; tale setto si
immorserà nel pacchetto impermeabilizzante del sottostante argine. Verrà
utilizzata una benna "a mordente" e lo scavo sarà eseguito per conci
(dimensione stimata tra i 20 e i 30m) in maniera da lasciare un fronte minimo
di rifiuto scoperto.
FASE 2 - 3
o Continua l'aspirazione del percolato e del biogas residuo nel corpo rifiuti.
o Continua l'attività di messa in sicurezza tramite la barriera idraulica (lotti 5-6-7)
e la fascia reattiva di sparging subito all’esterno della sponda Est.
o Innalzamento dell'argine tra i lotti 2-4 e 5-6-7-8 al di fuori del corpo rifiuti
(quota circa 116 mslm) con materiale portante (ghiaia o materiale inerte
equivalente); al di sopra verrà posata argilla compattata (2 metri di spessore)
per ricreazione della barriera base di separazione.
o Regolarizzazione della scarpata ovest (lotti 2-4) con materiale drenante e
portante (ghiaia o materiale inerte equivalente) su cui verrà posato un
pacchetto impermeabilizzate che avrà la doppia funzione di capping del
vecchio corpo rifiuti e di barriera base per i nuovi rifiuti. Il pacchetto sarà
composto, indicativamente, da:

georete (per una migliore ripartizione dei carichi),

1,5 metri di argilla bentonizzata,

telo in HDPE,

TNT a protezione del telo,

strato drenante (50 cm di ghiaia o materiale inerte equivalente) in cui
verranno immersi le tubazioni forate per il drenaggio del percolato;
La pendenza dello strato sarà doppia, una principale verso l'argine (molto
elevata) ed una secondaria verso i bordo esterni del corpo rifiuti (non
necessariamente elevata come quella principale), ove saranno posti i pozzi
per la raccolta del percolato. La pendenza elevata si rende necessaria per
fare fronte ad eventuali cedimenti del corpo rifiuti (al momento è difficile
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prevederne l'entità), in maniera da mantenere efficace il drenaggio del
percolato anche a seguito di cedimenti di una certa entità.
La realizzazione del pacchetto impermeabilizzante avverrà per sub-lotti
autonomi, che (una volta eseguito il collaudo) potranno ospitare i conferimenti;
un'altra condizione da rispettare per permettere l'avvio dei conferimenti sarà la
quota del percolato che dovrà essere portato un metro al di sotto della corona
dell'argine di separazione già esistente tra i lotti 2-4 e 5-6-7-8.
FASE 4-5
o Continua l'aspirazione del percolato e del biogas residuo nel corpo rifiuti.
o Continua l'attività di messa in sicurezza tramite la barriera idraulica (lotti 5-6-7)
e la fascia reattiva di sparging subito all’esterno della sponda Est.
o Regolarizzazione della vasca est (lotti 5-6-7-8) con materiale drenante e
portante (ghiaia o materiale inerte equivalente) su cui verrà posato un
pacchetto impermeabilizzate che avrà la doppia funzione di capping del
vecchio corpo rifiuti e di barriera base per i nuovi rifiuti. Il pacchetto sarà
composto, indicativamente, da:

georete (per una migliore ripartizione dei carichi),

2 metri di argilla bentonizzata,

telo in HDPE,

TNT a protezione del telo,

strato drenante (50 cm di ghiaia o materiale inerte equivalente) in cui
verranno immersi le tubazioni forate per il drenaggio del percolato;
La pendenza dello strato sarà doppia, una principale verso l'argine ed
secondaria una verso i bordi esterni del corpo rifiuti, ove saranno posti i pozzi
per la raccolta del percolato. L'imposizione di una pendenza minore rispetto a
quella della vasca ad ovest è dettata dal fatto che la posa del pacchetto
avverrà almeno dopo 5 anni di estrazione del biogas, con il percolato con un
battente minimo e con 5 anni di attività di barriera idraulica/reattiva; si ritiene
che gli assestamenti a quel periodo saranno avvenuti (almeno per l'80% del
complessivo). Sarà comunque possibile stimare l’andamento dei cedimenti
con una certa precisione tramite periodici rilievi topografici.
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o La realizzazione del pacchetto impermeabilizzante avverrà anche qui per sublotti autonomi, che (una volta eseguito il collaudo) potranno ospitare i
conferimenti.
FASE 6
o Terminata la fase dei conferimenti, si provvederà alla posa del capping
definitivo come da dettami del D.Lgs. 36/03 e ss.mm.ii..
Trento 23/02/2015
Prof. Gianni Andreottola
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