Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio - Environmental Engineering

MARIA ROSARIA BONI

Il corso fornisce le nozioni necessarie per orientare autonomamente lo studente nella progettazione di un intervento di bonifica, dalla caratterizzazione del sito alla scelta della tecnologia più adeguata.
Durante il corso sarà dato ampio spazio alla complessità dei temi trattati e alla necessità di affrontare un’innovazione continua delle tecnologie, basata sullo sviluppo della conoscenza specifica e della normativa vigente. In questo modo si cercherà di stimolare gli studenti verso l’approfondimento autonomo delle problematiche legate alle bonifiche, anche confrontandosi in ambito internazionale.
L’obiettivo specifico del corso è quello di fornire le conoscenze necessarie al fine di sviluppare il piano della caratterizzazione di un sito contaminato e i principi di base per la progettazione di adeguati interventi di bonifica e/o messe in sicurezza con l’adozione di tecnologie efficaci e sostenibili.
Alla fine del corso lo studente avrà acquisito in modo efficace le adeguate conoscenze per affrontare in modo autonomo, alla luce della normativa vigente, i diversi aspetti e le problematiche connesse agli interventi di bonifica, ripristino e riqualificazione dei siti contaminati, combinando in maniera adeguata le conoscenze teoriche con l’applicazione pratica di quanto appreso.

Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del corso, lo studente avrà acquisito conoscenze approfondite sugli aspetti tecnici, scientifici e normativi relativi alla caratterizzazione, alla bonifica, alla messa in sicurezza, al ripristino e alla riqualificazione dei siti contaminati.
In particolare, lo studente conoscerà:
• il quadro normativo di riferimento e le principali fasi del procedimento di bonifica;
• i criteri per la definizione del modello concettuale di un sito contaminato e i principi dell’analisi di rischio;
• le metodologie di caratterizzazione di suolo, sottosuolo e acque sotterranee;
• i principali processi che regolano il comportamento, il trasporto e il destino degli inquinanti nei diversi comparti ambientali;
• i criteri di classificazione, applicabilità e selezione delle tecnologie di bonifica in situ ed ex situ;
• i principi di funzionamento delle principali tecnologie biologiche, chimico-fisiche e termiche applicate al trattamento dei suoli e delle acque sotterranee contaminate;
• le diverse tipologie di messa in sicurezza e i relativi ambiti di applicazione;
• le problematiche tecniche e ambientali connesse alla bonifica delle discariche e alla gestione dei sedimenti contaminati;
• i principi della programmazione e della progettazione degli interventi di ripristino e riqualificazione dei siti contaminati;

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di:
• interpretare il quadro tecnico e normativo applicabile a un sito contaminato;
• individuare le possibili sorgenti, vie di migrazione e bersagli della contaminazione;
• elaborare e interpretare il modello concettuale preliminare di un sito;
• definire gli elementi essenziali di un piano di caratterizzazione;
• selezionare le tecniche di campionamento più appropriate per suolo, sottosuolo e acque sotterranee;
• interpretare dati analitici e informazioni derivanti dalle attività di caratterizzazione;
• valutare il comportamento degli inquinanti in relazione alle loro proprietà chimico-fisiche e alle caratteristiche del sito;
• confrontare diverse tecnologie di bonifica e di messa in sicurezza sulla base della loro applicabilità tecnica, ambientale e gestionale;
• applicare criteri e procedure di base per il dimensionamento e la valutazione progettuale di alcune tecnologie di bonifica;
• analizzare semplici casi di studio e formulare una proposta motivata di intervento;
• integrare gli obiettivi di bonifica con quelli di ripristino, riqualificazione e valorizzazione del sito.

Autonomia di giudizio
Lo studente sarà in grado di integrare le conoscenze scientifiche, tecniche e normative acquisite per formulare valutazioni motivate sulle strategie di gestione di un sito contaminato.
In particolare, sarà in grado di:
• valutare la completezza e la coerenza delle informazioni disponibili per la ricostruzione del modello concettuale del sito;
• riconoscere le principali criticità e incertezze connesse alla caratterizzazione e alla valutazione della contaminazione;
• individuare i fattori che condizionano l’applicabilità e l’efficacia delle diverse tecnologie;
• confrontare soluzioni alternative considerando aspetti tecnici, ambientali, gestionali e di sostenibilità;
• formulare giudizi motivati sulla scelta delle strategie di bonifica, messa in sicurezza, ripristino e riqualificazione;

Abilità comunicative
Lo studente sarà in grado di descrivere e discutere le problematiche relative alla caratterizzazione e alla bonifica dei siti contaminati utilizzando un linguaggio tecnico-scientifico appropriato.
Sarà inoltre in grado di:
• presentare in modo chiaro il modello concettuale di un sito e le principali evidenze derivanti dalla caratterizzazione;
• illustrare e motivare la scelta di una strategia di intervento;
• redigere una relazione tecnica strutturata relativa all’analisi di un caso di studio o di un progetto di bonifica;
• presentare e discutere i risultati delle attività progettuali, confrontandosi con interlocutori dotati di differenti competenze tecniche;

Capacità di apprendimento
Lo studente acquisirà gli strumenti concettuali e metodologici necessari per approfondire autonomamente gli aspetti tecnici, scientifici e normativi relativi alla gestione dei siti contaminati.
Sarà in grado di consultare e interpretare testi scientifici, documenti tecnici, elaborati progettuali e fonti normative, collegando le nuove informazioni alle conoscenze acquisite durante il corso.
Lo studente svilupperà inoltre la capacità di aggiornarsi autonomamente sull’evoluzione della normativa, delle metodologie di caratterizzazione, delle tecnologie di bonifica e degli strumenti per la valutazione della sostenibilità degli interventi.

Per un’adeguata comprensione degli argomenti trattati, sono utili conoscenze di base di chimica, idraulica, geologia applicata e ingegneria sanitaria-ambientale

Normativa di riferimento. La disciplina della bonifica dei siti contaminati. Aspetti tecnici e normativi delle attività di bonifica e ripristino dei siti contaminati. Evoluzione della normativa di interesse. Modello concettuale del sito. Analisi del rischio.
1 CFU pari a 25 ore di impegno dello studente di cui:
• 10 ore tra lezioni frontali, esercitazioni e seminari;
• 15 ore di studio individuale.

Caratterizzazione di un sito contaminato. Individuazione delle sorgenti di contaminazione. Metodi e tecniche di campionamento di suolo, sottosuolo e acque sotterranee. Comportamento degli inquinanti nel suolo e determinazione dei principali parametri per la gestione di un sito inquinato. Estrazione e identificazione degli inquinanti dai suoli. Verifica del livello di contaminazione. Piano della caratterizzazione del sito.
Tecnologie di intervento di un sito contaminato: suolo e acque sotterranee. Classificazione delle tecnologie di bonifica in situ ed ex situ. Criteri di selezione degli interventi.
2 CFU pari a 50 ore di impegno dello studente di cui:
• 20 ore tra lezioni frontali, esercitazioni e seminari;
• 30 ore di studio individuale.

Monitoraggio dei processi di risanamento.
Processi di trattamento biologici: applicabilità dei processi biologici. Natural attenuation. Biostimolazione. Bioaugmentation. Biobarriere. Bonifica in fase solida attraverso compostaggio/humificazione. Bonifica delle stazioni di servizio. Trattamento e degradazione attraverso processi di cometabolismo. Trattamenti di phitoremediation. Trattamento con bioventing. Trattamento con air sparging. Trattamento di biofiltrazione delle emissioni gassose COV. Aspetti impiantistici e gestionali.
Processi di trattamento chimico-fisici: ossidazione chimica in situ. Barriere reattive permeabili e criteri di dimensionamento. Pump & treat. Lavaggio fisico-chimico. Decontaminazione elettrocinetica. Trattamenti di desorbimento termico. Stabilizzazione-solidificazione.
Bonifica di vecchie discariche. Indagini conoscitive. Landfill mining. Drenaggio del percolato e captazione del gas. Progettazione dell’intervento di aerazione in situ per la bonifica della discarica. Qualità dei rifiuti e del percolato. Monitoraggio composizione biogas.
Messa in sicurezza. Aspetti metodologici, soluzioni progettuali e applicazioni.
Sedimenti. Caratterizzazione di un sedimento. Il dragaggio: il dragaggio ambientale, il dragaggio meccanico, il dragaggio idraulico, tipologie di draghe, efficienza di dragaggio, trattamenti delle acque di risulta.
Trattamenti dei sedimenti: finalità dei trattamenti. Pretrattamenti: la separazione, la disidratazione. Trattamenti chimico fisici, trattamenti biologici. Possibilità di riutilizzo dei sedimenti.
Il ripristino e la riqualificazione di un sito inquinato. Metodologie, tecniche e procedure per il supporto degli interventi di valorizzazione dei siti inquinati. La sostenibilità nei progetti di bonifica “bonifica sostenibile”.
6 CFU pari a 150 ore di impegno dello studente di cui:
• 60 ore tra lezioni frontali, esercitazioni e seminari;
• 90 ore di studio individuale.

Schemi e dispense di lezione

Il corso si articola in lezioni frontali, integrate da esercitazioni numeriche e da approfondimenti su aspetti applicativi e progettuali.
Sono previste attività di gruppo finalizzate all’analisi e alla valutazione di casi di studio e alla redazione di una relazione tecnica.
Il corso inoltre comprendere visite tecniche presso siti o impianti di interesse, finalizzate all’osservazione diretta delle attività svolte e al confronto con tecnici e operatori del settore.
Potranno infine essere organizzati seminari di approfondimento e incontri dedicati alla presentazione e alla discussione di esperienze applicative e casi reali.

Le lezioni si svolgono in presenza. La frequenza è consigliata poiché favorisce la comprensione degli argomenti trattati e agevola lo studio individuale.

La verifica del raggiungimento degli obiettivi formativi avviene mediante un esame di profitto articolato nella discussione di una relazione tecnica e in una prova orale.

La relazione tecnica, elaborata nell’ambito delle attività progettuali previste dal corso, deve essere consegnata secondo le modalità e le scadenze indicate dalla docente. La sua discussione costituisce requisito necessario per l’accesso alla prova orale.
La prova orale verte sugli argomenti del programma, sulle esercitazioni svolte durante il corso e sui contenuti della relazione tecnica. Nel corso del colloquio, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza organica degli aspetti scientifici, tecnici e normativi relativi alla gestione dei siti contaminati e di essere in grado di applicarla all’analisi di specifiche problematiche.

La valutazione terrà conto della capacità di:
inquadrare correttamente il problema dal punto di vista tecnico e normativo;
interpretare i dati e le informazioni disponibili;
individuare e confrontare possibili strategie di intervento;
motivare le scelte progettuali relative alla bonifica, alla messa in sicurezza, al ripristino e alla riqualificazione del sito;
utilizzare un linguaggio tecnico-scientifico appropriato e presentare gli argomenti in modo chiaro, coerente e rigoroso.

Normativa di riferimento
Iter amministrativo per le bonifiche dei siti inquinati
Comportamento degli inquinanti nel suolo
Indagini di campionamento
Caratterizzazione di un sito
Analisi di rischio
Trattamenti biologici
Messa in sicurezza
Trattamenti chimico fisici
Trattamento delle acque di falda
Landfill Mining
La gestione e il trattamento dei sedimenti
La programmazione e la progettazione degli interventi per la riqualificazione dei siti contaminati
Strumenti di supporto per la riqualificazione dei siti contaminati
Biofiltrazione
Calcoli pratici nello studio dei siti contaminati

• Normativa di riferimento.
  La disciplina della bonifica dei siti contaminati. Aspetti tecnici e normativi
  delle attività di bonifica e ripristino dei siti contaminati. Evoluzione della
  normativa di interesse. ( 3 ore)


• Modello concettuale del sito. Analisi del rischio  (3 ore)


• Caratterizzazione di un sito contaminato. Individuazione delle sorgenti di contaminazione. Metodi e
  tecniche di campionamento di suolo, sottosuolo e acque sotterranee.
  Comportamento degli inquinanti nel suolo e determinazione dei principali
  parametri per la gestione di un sito inquinato. Estrazione e identificazione
  degli inquinanti dai suoli. Verifica del livello di contaminazione. Piano della
  caratterizzazione del sito ( 5 ore)


• Tecnologie di intervento per la bonifica di un sito
  contaminato: suolo e acque sotterranee.
  
  Classificazione delle tecnologie di
  bonifica in situ ed ex situ. Criteri di selezione per la
  scelta degli interventi. 
  
  Processi di trattamento biologici: applicabilità dei processi biologici. Natural attenuation.
  Biostimolazione. Bioaugmentation. Biobarriere. Bonifica in fase solida
  attraverso compostaggio/humificazione. Trattamento e degradazione attraverso
  processi di cometabolismo. Trattamenti di phitoremediation. Trattamento con
  bioventing. Trattamento con air sparging, soil vapor extraction e con
  biofiltrazione delle emissioni gassose COV. 
  Aspetti impiantistici e gestionali.
  
  Processi di trattamento chimico-fisici: ossidazione chimica in
  situ. Barriere reattive permeabili e criteri di dimensionamento. Pump &
  treat. Lavaggio fisico-chimico. Decontaminazione elettrocinetica. Trattamenti
  di desorbimento termico.  (15-20)


• Bonifica di vecchie discariche. Indagini
  conoscitive. Landfill mining.
  Trattamento di aereazione della discarica. Messa in sicurezza della discarica  (5 ore)


• Messa in sicurezza.
  Messa in sicurezza d’emergenza. Messa in sicurezza operativa. Messa in
  sicurezza permanente. Incapsulamento. Coperture. Stabilizzazione-solidificazione.  (5 ore)


• Gestione e trattamento dei sedimenti. I sedimenti e la loro contaminazione. La gestione dei
  sedimenti contaminati. Inquadramento normativo. Il dragaggio. Effetti
  sull’ambiente causati dalle attività di dragaggio. Trasporto, deposito,
  trattamento e riutilizzo dei sedimenti  (5 ore)


• Il ripristino e la riqualificazione di un sito inquinato. La programmazione e la progettazione degli interventi per la
  riqualificazione dei siti inquinati. Strumenti di supporto per la
  riqualificazione dei siti contaminati. La sostenibilità nei progetti di
  bonifica  (3 ore)


• Con frequenza settimanale verranno svolte esercitazioni
  numeriche e approfondimenti su aspetti progettuali di alcune delle tecnologie
  di bonifica. Saranno organizzati gruppi di lavoro per lo studio e la
  valutazione di progetti di bonifica di un SIN, al fine di produrre una
  relazione scritta che dovrà essere consegnata alla fine del corso.  (20-25 ore)


• Seminari per
  la presentazione di aspetti particolari del corso (normativa, tecnologie e/o
  metodologie innovative) e di casi reali di interventi di bonifica.  (5-10 ore)


• Visite tecniche ad
  impianti che utilizzano tecnologie di bonifica e risanamento (10-15 ore)