venerdì 23 giugno 2023

Trattiamoli a freddo: Trattamenti Meccanico Biologici

Con una raccolta differenziata spinta si ottengono diversi flussi di materiali (vetro, cellulosa, plastiche miste, metalli misti, frazioni biodegradabili...) che richiedono ulteriori lavorazioni di "raffinazione", necessarie per avere a disposizione materiali più "puliti" ed idonei per nuovi cicli produttivi.

Poi ci sono le frazioni che, per vari motivi,  non sono state differenziate alla fonte. 

Nel caso di Roma, si tratta di quelle 600.000 tonnellate all'anno che si sta ipotizzando di "termovalorizzare".

In entrambi i casi  (scarti differenziati e indifferenziati), per garantire un efficace recupero di materia e il suo riciclo finalizzato alla produzione di nuovi manufatti, sono a disposizione da alcuni decenni, impianti " a freddo" denominati Trattamenti Meccanico Biologici (TMB).

I trattamenti meccanici, con opportune tecniche, ampiamente collaudate e in fase di ulteriore sviluppo,  provvedono a separate i diversi tipi di metalli (ferro, alluminio...) , la carta dal cartone, il vetro in base al colore, le materie plastiche in base alla loro composizione chimica.

Con questi metodi gran parte dei materiali raccolti è avviato a nuovi cicli produttivi.

Gli scarti indifferenziati hanno il grave problema di essere composti da oltre il 30% di scarti putrescibili.

In questo caso il primo trattamento TMB è quello biologico, di fatto un compostaggio veloce in apposite biocelle con insufflazione d'aria. 

L'alta temperatura (60-70 C°) sviluppata dall'attività microbica che "composta" la componente biodegradabile, è sfruttata per essiccare e igienizzare l'intera massa trattata, con il duplice vantaggio di evitare la formazione di cattivi odori, di trasformare in anidride carbonica e acqua gran parte della frazione biodegradabile, di ridurre drasticamente il contenuto di acqua degli scarti.

In questo modo i materiali essiccati, più facilmente possono essere trattati con gli stessi sistemi "meccanici" e "fisici", illustrati in precedenza, e pertanto si può procedere al recupero di ulteriore materia differenziata da avviare a nuovi cicli produttivi.

Fig. 1. Flusso di materiali in un impianto di bio-essicazione  e separazione meccanica

La Figura 1 mostra come questo trattamento generi flussi di scarti non recuperabili con le attuali tecnologie e quindi destinate in discarica o al recupero energetico come Combustibile Solido Secondario (CSS) utilizzato da cementifici o da centrali termoelettriche alimentate a carbone.

Questa soluzione a caldo, di fatto una "termovalorizzazione",  ha diversi problemi tra i quali il principale è che i cementifici si fanno pagare per usare il CSS nei loro impianti!

Il CSS, più o meno raffinato, è di fatto costituito da polimeri di sintesi (plastiche e tessuti ) e da polimeri organici (cellulosa, lignina..)  sostanzialmente materiali inerti, il cui volume si può ridurre con idonee presse.

Fig. 2. Scaglie di plastiche miste da trattamento meccanico (impianto TMB di Montello)




Fig. 3. Balle di CSS pressato 

La proposta che sottoponiamo ai tecnici e ai decisori politici (motivata dai non trascurabili rischi ambientali della combustione degli scarti urbani, sia in impianti dedicati che in cementifici) è quella di realizzare delle vere e proprie miniere urbane in cui stoccare temporaneamente le balle prodotte da un impianto TMB, come quelle mostrate in Figura 3, realizzato per trattare sia  scarti indifferenziati che quelli differenziati di Roma.

Questo impianto TMB, di adeguata capacità (200.000 ton/anno?) definita  in base alla quantità di rifiuti indifferenziati residuali ad una energica politica di riduzione alla fonte e ad una raccolta differenziata di qualità, con costi più contenuti e minore impatto ambientale, potrebbe sostituire la scelta del "termovalorizzatore".

Certamente questo deposito temporaneo richiederà adeguati volumi, ma non bisogna dimenticare che il termovalorizzatore che si vorrebbe realizzare a servizio di Roma produrrà ogni anno 190.000 tonnellate di rifiuti solidi, in parte altamente pericolosi, che richiederanno apposite discariche, adeguatamente controllate.

E quanto potrebbe durare lo stoccaggio temporaneo? 


Tutto fa pensare che tra il 2025 e il 2030,  si possa cominciare a sfruttare le nostre "miniere urbane" se avremo avuto la sagacia di avviarle, e utilizzarle per la produzione di nuovi polimeri, destinati a durare nel tempo.

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martedì 20 giugno 2023

Trattiamoli a freddo: compostaggio e digestione

 E’ evidente che la nostra classe politica non abbia dimestichezza con la chimica e la tossicologia ambientale, altrimenti non si ostinerebbe, come sta facendo, a proporre “termovalozzatori” per risolvere più o meno fantomatiche emergenze rifiuti.

Come mostra, in sintesi,  la Figura 1 e’ proprio l’incenerimento che trasforma un problema di raccolta e di corretto riutilizzo di scarti, in pesanti problemi ambientali,  a causa delle complesse reazioni chimiche che avvengono in un forno di incenerimento.


Fig.1. L'incenerimento produce composti tossici, assenti (ossidi di azoto, o a concentrazione trascurabile (diossine e furani) o in forma innocua (solfuro di cadmio) negli scarti inceneriti
 
                 Per evitare tutti i problemi creati dall’incenerimento, basta ricorrere a trattamenti a “freddo”, di tipo biologico e meccanico e biologico, nei quali non si superano temperature di sessanta-settanta gradi centigradi e pertanto, intrinsecamente sicuri, dal punto di vista ambientale.

Per il trattamento “intelligente” di scarti umidi biodegradabili (scarti alimentari, sfalci, potature, deiezioni animali, fanghi da depurazioni acqua…)  esistono due collaudati processi biologici, nei quali micro-organismi di tipo diverso, già presenti nell’ambiente, sono messi nelle condizioni migliori per "cibarsi" di questi scarti e trasformarli in terriccio profumato di bosco (compost), da immettere nuovamente  nei cicli produttivi agricoli, e in gas, recuperabili e riutilizzabili, quali metano e anidride carbonica.

Questi trattamenti avvengono in impianti dedicati, opportunamente isolati rispetto all’esterno per ridurre al minimo i disagi olfattivi e, anche per questo,  da realizzarsi , se possibile, in zone agricole a bassa densità di popolazione.

Esistono due diverse procedure per il trattamento della frazione organica putrescibile, entrambe ben collaudate e con numerosi impianti operanti da tempo in tutto il mondo, compresa l’Italia: il compostaggio e la digestione anaerobica.

Il compostaggio avviene in presenza d’aria (ossigeno) e, dopo qualche decina di giorni di trattamento, gli scarti si stabilizzano, non sono più soggetti a processi  di putrefazione e non producono odori sgradevoli .

Il prodotto di questi trattamenti, che richiedono importanti quantità di scaglie di legno (cippato) recuperabili dalle potature di alberi e dal recupero di legname morto da alvei di fiumi e boschi e’ , come già detto,  il compost, utilizzato in campo agricolo e floro-vivaistico.


Compost maturo con lombrichi


Per effettuare il compostaggio in impianti dedicati, occorrono ampi spazi e ampia disponibilità di cippato di legno.

Con una corretta gestione  dei flussi d’aria in uscita dalle biocelle, e opportuni abbattimento dei composti odorigeni, il disagio olfattivo  e la carica microbica  diventano trascurabili  a 300-350 metri di distanza.


Figura 2. Impianto di compostaggio di Faenza per il trattamento di 30.000 tonnellate/anno
di scarti biodegradabili


Per la corretta gestione di grandi quantità di scarti organici di fonte urbana, in ambiti con limitata disponibilità di superfici utili e di cippato di legno, si preferisce ricorrere alla combinazione di tecniche di digestione anaerobica,e il successivo compostaggio del "digestato" mescolato a cippato di legno.

In questo tipo di impianti si ottiene metano e anidride carbonica di elevato grado di purezza e compost per uso agricolo.

Il metano è usato, come combustibile, per produrre calore e elettricità per la copertura dei  consumi energetici dell'impianto, può essere immesso nella reta di distribuzione del gas e, in forma liquida o compressa, è utilizzato per alimentare mezzi di trasporto,  compresi quelli usati per la raccolta dei rifiuti.

Nel 2020, in Italia erano operativi dodici impianti di biometano.

L'impianto operante a Montello  è quello con la massima capacità di trattamento annuo, pari a  765.000 tonnellate di scarti biodegradabili.

 Oltre a produrre biometano e compost,  questo impianto recupera anche l'anidride carbonica derivata dal processo di digestione e di purezza adatta al consumo umano (bibite gasate).

Figura 3. Impianto biometano di Montello (Brescia) , 765.000 ton/anno 





         



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giovedì 15 giugno 2023

Ridurre la produzione degli scarti urbani dei romani si può e conviene.




Le più recenti statistiche, di fonte ISPRA, documentano come un romano, ogni anno, produca 527,4 chili di "scarti", 69,8 chili in più di un milanese.

Senza sottovalutare le differenze tra Milano e Roma, è evidente che sarebbe utile che anche i romani comincino  a pensare a produrre meno rifiuti, come stanno già facendo molti altri connazionali e come l'Europa e il nostro Governo, che ne ha accettato le Direttive, raccomandano.

Ipotizzando che i 2,8 milioni di romani, opportunamente supportati e incentivati, attuassero le semplici strategie per ridurre alla fonte la produzione dei loro scarti, raggiungendo i livelli di produzione procapite milanesi, il sindaco Gualtieri e l'AMA (l'azienda che si occupa degli scarti romani) non dovrebbero più raccogliere e gestire, oltre 193.000 tonnellate all'anno di rifiuti.

Non è poco, è circa un terzo dei rifiuti romani che si vorrebbero "termovalorizzare"!

E anche i romani, adottando semplici pratiche virtuose di riduzione non dovrebbero più preoccuparsi di differenziarli e di conferirli al cassonetto giusto.

Poiché si pensa che la maggiore produzione romana di rifiuti sia dovuta alla grande presenza di turisti, è opportuno cominciare da alberghi, B&B, bar e ristoranti per ridurre alla fonte molti rifiuti.

In questi ambienti, la produzione di scarti è dovuta principalmente all'abuso dell' "usa e getta" e dallo spreco di cibo non consumato.

Pertanto lanciamo la proposta che il Comune di Roma proponga ai gestori di queste attività,  a fronte di una sostanziosa riduzione della TARI, l'adesione volontaria a pratiche di riduzione, alla fonte, della produzione degli scarti della propria azienda.

Le associazioni di categoria dell'accoglienza hanno già colto questa opportunità, sia per ridurre i costi di gestione che per venire incontro all'anima "verde" dei  propri clienti e propongono diverse soluzioni pratiche, a cominciare dal sostituire le saponette monouso con un dispenser.



Gli stessi messaggi vengono dal mondo della ristorazione e tra i suggerimenti, quello  più efficace è di mettere a disposizione dei propri clienti il servizio di "doggy bag", il pacchetto, rigorosamente di carta e cartone riciclato, con cui confezionare cibi e bevande non consumate, per poterle portare a casa o in albergo.



Alla riduzione dei rifiuti possono partecipare direttamente anche tutti i romani, con numerose scelte personali, a cominciare con la riscoperta della borsa della spesa in tela e dell'acqua del sindaco di Roma, unanimemente giudicata di alta qualità.

A riguardo, ci piace ricordare che un progetto pilota, realizzato nel 2006 da Italia Nostra, denominato "Cittadini in Rete per il Riciclo", con un attento monitoraggio della produzione di scarti e della loro differenziazione da parte di 109 famiglie, attive in diverse regioni italiane, ha verificato che nuclei familiari ben informati e adeguatamente motivati hanno una produzione annua procapite media di 189 chili di rifiuti!

Un'altra importante forma di riduzione della frazione organica, è quella di incentivare la pratica del compostaggio domestico, che potrebbe coinvolgere il 17% della popolazione, tutta quella che recenti statistiche, hanno dimostrato dedicarsi con regolarità al giardinaggio, anche in piccoli spazi  urbani: balconi, terrazzi e giardini.

Per tutte le famiglie romane con "pollice verde", che hanno un balcone o un terrazzo fiorito, il Comune di Roma, può dare l'opportunità di avere il generoso sconto sulla TARI (30%),  ad oggi previsto solo per chi dispone  di un giardino di almeno 25 metri quadrati,  anche a chi fa compostaggio domestico sul suo terrazzo o sul suo balcone e utilizza il compost prodotto per rinnovare, di anno in anno, il terreno dei suoi vasi.

Con questa scelta, il numero di famiglie romane che non conferiranno più ai cassonetti per l'organico i loro scarti di cucina, potrebbe aumentare in modo significativo.

Da tempo, il comune di Genova, in base agli ottimi risultati di una sperimentazione sul campo, offre uno sconto, meno generoso di quello di Roma, a tutti quelli che fanno compostaggio domestico sul terrazzo o sul balcone, pratica resa formalmente possibile ed incentivata con sconti sulla Tari e con corsi di compostaggio.

Visto che, dopo un breve corso, molte famiglie che hanno un terrazino fiorito nel centro storico di  Genova, sono riusciti a compostare, senza creare fastidi per se e per i vicini, il comune di Genova ha deciso di abolire i limiti, ancora presenti nel regolamento romano. 

E per far conoscere questa simpatica pratica, che in tre mesi trasforma gli scarti di cucina in terriccio profumato di bosco, da usare per le proprie piante di casa, il comune di Genova offre, in ogni Municipio, a cadenza mensile, corsi di Compostaggio Domestico, gestisti da giovani Maestri Compostatori appositamente preparati.

Se si considera che una famiglia che composta, per ciascuno dei suoi componenti, non conferisce più alla raccolta dell'umido circa  60 chili all'anno, si può avere un'idea dell'efficacia di queste scelte alla riduzione del rifiuto più problematico e pesante: la frazione organica putrescibile.

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domenica 11 giugno 2023

La rincorsa delle "diossine": emissioni da inceneritori e dosi tollerabili

Risale al 1977 la scoperta che gli inceneritori sono una importante fonte di diossine e furani, composti in grado di interferire con il nostro sistema ormonale a dosi estremamente basse.

Della famiglia chimica delle diossine e dei furani fanno parte un centinaio di diverse molecole, caratterizzate da diversa tossicità. 

In questo post, il termine "diossine" fa sempre riferimento alla somma di diossine e furani.

Per mettere a confronto la tossicità complessiva di queste miscele, che hanno composizioni diverse a seconda della fonte da cui derivano, è stato introdotto il concetto di Tossicità Equivalente (Teq).

A partire da quegli anni, è una rincorsa tra la progettazione di sistemi di trattamento fumi, sempre più complessi e costosi, in grado di ridurre le emissioni di "diossine" in atmosfera  da parte degli inceneritori e le dosi, giudicate tollerabili,  a carico delle popolazioni esposte, come mostrano le Figure 1 e 2.



Fig. 1: Stima delle emissioni annuali di "diossine" da parte degli inceneritori italiani (ISPRA)

La Figura 1 mostra come, a partire dal 1990, la quantità di "diossine", stimata essere stata emessa annualmente da parte di tutti gli inceneritori attivi sul territorio nazionale, sia andata progressivamente calando.

Si è passati da 103 grammi Teq di "diossine", emessi nel 1990, agli 8 grammi Teq del 2005.

Da allora, fino al 2017, ultimo anno disponibile, la quantità di "diossine" che si suppone uscire dai nostri "termovalorizzatori",  e' stabile, tra 7 e 8 grammi Teq.

Questa riduzione è stata ottenuta con modifiche del combustore e con un migliore controllo delle temperature nella caldaia e con sistemi di trattamento fumi, via via più complessi, che sono stati resi obbligatori per tutti gli impianti di incenerimento italiani,  a partire dal 2001.

Questa strategia, ha ridotto le emissioni di "diossine" in atmosfera, ma ha trasferito la tossicità ai rifiuti  solidi (polveri fini, carboni attivi...) derivanti dai trattamenti fumi e ovviamente classificabili come rifiuti tossici.

Nel corso degli stessi anni (Figura 2),  la ricerca scientifica e diversi organismi sanitari internazionali ed europei hanno evidenziato che le "diossine", prevalentemente assunte tramite il cibo in cui si sono concentrate lungo la catena alimentare, hanno effetti sanitari gravi a dosi via via più basse, come mostra la Figura 2.


Figura 2:  Dosi Tollerabili di "diossine" proposte in epoche diverse, espresse come picogrammi di diossine assunte giornalmente per chilogrammi di peso del soggetto esposto.


La Figura 2 mostra che, nel 1991, l'Organizzazione Mondiale della Sanità, in base alle evidenze scientifiche in quegli anni disponibili, avesse stabilito che ingerire, ogni giorno, 10 picogrammi di "diossine", per chilogrammo di peso corporeo, poteva essere considerato un fatto tollerabile, con riferimento al rischio sanitario connesso.

Poiché il picogrammo equivale ad un miliardesimo di milligrammo, dovrebbe essere evidente che "produrre" "diossine" e disperderle nell'ambiente, sia una pratica da evitare.

Dieci anni dopo, nel 2001, l'unione Europea, in base a nuove evidenze sperimentali,  riduceva a 2 pico-grammi Teq, per chilo di peso, la nuova Dose Tollerabile.

L'ultimo aggiornamento è nel 2018, da parte dell'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare, che riduce ancora la Dose Tollerabile Giornaliera di "diossine" a 0,28 picogrammi Teq  per chilo.

Vediamo ora di capire cosa significa una Dose Tollerabile Giornaliera di tale entità.

Le Direttive europee e la normativa italiana che ha approvato queste Direttive, fissano a 100 picogrammi la quantità massima di "diossine" che può essere presente in un metro cubo di fumi emessi dal camino di un inceneritore di scarti urbani.

Nel 2014 è entrato in funzione uno degli ultimi inceneritori italiani: quello di Torino, in località Gerbido. 

Il gestore di quest' impianto garantisce di poter sempre far funzionare l'impianto con una emissione di "diossine" non superiore a 50 picogrammi per metro cubo di fumi.

L'inceneritore di Gerbido è progettato per trattare fino a 421.000 tonnellate di scarti all'anno.

A questo scopo, l'inceneritore utilizza tre diverse linee di incenerimento, con le stesse caratteristiche, comprese i sistemi di trattamento fumi, che possono operare separatamente.

Ogni linea, funzionando per 24 ore,  immette in atmosfera 3.048.000 metri cubi di fumi "depurati".

Come abbiamo visto, in ciascuno di questi metri cubi di fumi depurati, continuano ad essere presenti 50 picogrammi di "diossine".

Pertanto il funzionamento di una sola linea di incenerimento, ogni 24 ore, nel pieno rispetto delle attuali norme, immette in atmosfera 152,4 milioni di picogrammi di "diossine" che, inevitabilmente ricadranno al suolo, nelle zone sottovento all'impianto.

Poiché le "diossine" sono chimicamente molto stabili, giorno dopo giorno si accumuleranno progressivamente nel suolo e quindi nelle piante che crescono in questi terreni. 

I successivi passaggi, lungo la catena alimentare (vegetali, erbivori, carnivori...) comporta un progressivo accumulo di "diossine", massimo negli utilizzatori finali: i neonati, a cui le mamme cedono, tramite il loro latte, quantità importanti delle "diossine"che nella loro vita hanno accumulato nei loro tessuti adiposi.

152,4 milioni di picogrammi Teq di "diossine" equivalgono alla Dose Tollerabile Giornaliera di oltre sette milioni di adulti,  ognuno pesante  70 chili.

Ovviamente solo una minima parte delle "diossine" prodotte dall'incenerimento finisce nei nostri piatti e nelle tazze del latte, una evenienza che dovrebbe essere controllata  regolarmente con tecniche analitiche disponibili.

L'enorme quantità di composti interferenti con i nostri sistemi endocrini, prodotta con le Migliori Tecnologie Disponibili , dall'incenerimento dei rifiuti merita una collettiva riflessione sulla opportunità di azzerare, letteralmente, questa contaminazione ambientale, niente affatto obbligata.

Un obiettivo possibile dando realmente la  priorità  a : Riduzione alla fonte, Riuso, Raccolta differenziata, Riciclo, Compostaggio.

E la frazione non riciclabile, in prevalenza plastiche miste, si può trattare in un modo più intelligente, stoccandola provvisoriamente in appositi depositi, dopo completa mineralizzazione con metodi biologici delle frazioni biodegradabili.

I volumi occupati potrebbero essere uguali a quelli necessari per stoccare all'infinito i residui tossici del trattamenti fumi, con l'ulteriore vantaggio che il carbonio fossile sarebbe segregato dall'atmosfera, fino al momento del recupero con trattamenti chimici reso economicamente possibile grazie alla ricerca.

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