LICEO SCIENTIFICO STATALE “LEONARDO da VINCI” di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi RIFIUTI Slide 8-22 modificate e inedite a cura di Mattia Ventrella e Fabio Gallorini III F.

Cosa sono i rifiuti e come si possono definire Definizione secondo la legge italiana (Art. 183, comma 1, lett. A del Decreto Legislativo 152/2006) «qualsiasi sostanza od oggetto che rientra nelle categorie riportate nell'allegato A e di cui il detentore si disfi o abbia deciso o abbia l'obbligo di disfarsi» Allegato A Decreto Legislativo 152/06 Q1 residui di produzione o consumo in appresso non specificati Q2 prodotti fuori norma Q3 prodotti scaduti Q4 sostanze riversate, perdute o che hanno subito incidenti Q5 sostanze contaminate o insudiciate volontariamente Q6 elementi inutilizzabili Q7 sostanze divenute inadatte all’impiego Q8 residui di processi industriali Q9 residui di procedimenti antinquinamento

Q10 residui di lavorazione/sagomatura Q11 residui da estrazione e preparazione materie prime Q12 sostanze contaminate Q13 materie, sostanze o prodotti il cui uso è vietato giuridicamente Q14 prodotti di cui il detentore non si serve più Q15 contaminati da riattamento terreni Q16 materie, sostanze o prodotti che non rientrano nelle categorie Q1/Q15 Tutto ciò che viene buttato diventa un rifiuto, indipendentemente dal suo valore o dalla sua utilità. La legge non classifica invece come rifiuti le emissioni gassose (che rientrano nelle norme sulla qualità dell’aria) e gli scarichi liquidi (che rientrano nelle norme sulla qualità delle acque). In base alla provenienza i rifiuti vengono classificati in Rifiuti Solidi Urbani (RSU) e Rifiuti Speciali (RS).

Rifiuti Solidi Urbani (RSU) Rifiuti, anche ingombranti, provenienti dalle abitazioni Rifiuti provenienti dallo spazzamento delle strade Rifiuti vegetali provenienti da parchi e giardini Rifiuti di qualunque provenienza giacenti in aree pubbliche (strade, spiagge, rive dei fiumi, ecc.) Rifiuti Speciali (RS) Rifiuti di attività produttive agricole, industriali o del terziario Rifiuti provenienti da demolizioni e costruzioni Rifiuti di attività sanitarie Macchinari ed apparecchiature deteriorate e obsolete Veicoli a motore e loro parti Rifiuti di attività di recupero e smaltimento dei rifiuti, fanghi di depurazione Combustibile Derivato dai Rifiuti (CDR)

Rifiuti Urbani Pericolosi (RUP) Medicinali scaduti Lampadine elettriche, alogene e tubi al neon Pile e batterie (per qualsiasi dispositivo) esaurite Prodotti e relativi contenitori etichettati con il simboli e (rispettivamente tossico ed infiammabile). La raccolta differenziata dei RUP è resa obbligatoria dalla legge (n. 441, del 1987), in quanto tali rifiuti costituiscono un pericolo per l’ambiente. I medicinali scaduti devono essere depositati nei contenitori speciali presso le farmacie ed i presidi medici; anche le pile scariche vanno depositate negli appositi contenitori speciali presso negozi rivenditori o scuole. I prodotti tossici od infiammabili, ed anche i loro contenitori, sono raccolti nei contenitori speciali, solitamente nei ferramenta. Le lampadine, tubi al neon, ed anche i termometri a mercurio, vanno consegnati presso le apposite piattaforme di raccolta.

L’origine dei rifiuti Materie prime Rifiuti solidi urbani Consumatori Prodotti Attività produttive Non utilizzabili Sottoprodotti Utilizzabili In base al grado di pericolosità per la salute e per l’ambiente (stabilito in base a parametri chimico fisici fissati nella legge) i rifiuti (sia RSU che RS) sono classificati in pericolosi e non pericolosi.

Rifiuti solidi urbani (RSU) Rifiuti speciali (RS) pericolosi non pericolosi pericolosi non pericolosi Rifiuti urbani pericolosi (RUP) Una parte dei rifiuti speciali, assimilabile per tipologia agli RSU (carta, vetro ecc.), anche se proveniente da luoghi e locali adibiti ad uso non abitativo (locali commerciali, uffici, scuole ecc.), viene raccolta e smaltita assieme a questi ultimi. Nella seguente trattazione ci occuperemo solo di RSU e rifiuti assimilati

Quanti rifiuti produciamo In Toscana fino al 2006 la produzione media giornaliera di RSU sfiorava i 2 kg a persona (la più alta d’Italia)(circa 700Kg/anno) Nel 2009 il dato si è ridotto e ogni cittadino toscano ha prodotto in media circa 686 kg di RSU all’anno, pari a 1,87 Kg al giorno ma resta ancora la più alta d’Italia. Fonte: APAT

La Legge regionale 22 novembre 2007, n La Legge regionale 22 novembre 2007, n. 61, modifica i 6 ATO esistenti in 3 Dati: ARPAT 2008 Gli Ambiti territoriali ottimali per la gestione dei rifiuti sono delimitati come segue: ATO Toscana Centro costituito dai comuni compresi nelle province di Firenze, Prato e Pistoia ATO Toscana Costa costituito dai comuni compresi nelle province di Massa Carrara, Lucca, Pisa e Livorno   ATO Toscana Sud costituito dai comuni compresi nelle province di Arezzo, Siena e Grosseto 9

Per l’area fiorentina nuova ATO Centro (ex ATO 6) il dato nel 2009 è in miglioramento : 631 kg / ab all’anno, pari a circa 1,82 kg/ab al giorno. La produzione di rifiuti è in continua crescita. Negli ultimi 7 anni l’aumento è stato del 9,8% a livello nazionale e del 12,1% a livello toscano. La produzione pro capite di rifiuti è proporzionale ai livelli di reddito e di consumo delle società. Kg di rifiuti al giorno

kg di RSU al giorno pro capite Fonti: MINISTERI DELL’INTERNO, OCSE, FMI Paese PIL (10⁶ di $) kg di RSU al giorno pro capite Bangladesh <0,1 0,60 Cina 4,4 0,63 India 1,2 0,67 Brasile 1,6 0,92 Russia 1,7 0,95 Singapore 0,2 1,04 Giappone 5,0 1,19 Italia 2,3 1,50 UE 18,4 1,58 Stati Uniti 14,3 2,08 Negli ultimi anni la produzione di RSU in Italia è cresciuta più velocemente del PIL e dei consumi.

Raccolta differenziata per frazione – t/a (tonnellate/anno) 1998-2009 Toscana RD 1998 2009 Carta,cartone 101447 299062 Organico 21538 191173 Vetro,Plastica, lattine 53165 152411 Ingombranti 31114 127565 Sfalci,potature 49305 95124 Altre frazioni 2850 10925 Totale 259419 885644 Toscana RD 2009% 2009/1998 Carta,cartone 34% 195% Organico 22% 788% Vetro,Plastica, lattine 17% 187% Ingombranti 14% 310% Sfalci,potature 12% 112% Altre frazioni 1% 283% Totale 100% 241% Dati: ARRR Dati: ARRR 12

Raccolta differenziata per province toscane anni 2005-2009 ARRR (agenzia regionale recupero risorse) anni 2005-2009 Percentuale sul totale dei rifiuti

14 Fonte dati ARRR

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Dati: ARPAT 2008

Totale produzione rifiuti solidi urbani periodo 1998-2009 Province toscane e nuove ATO L.R.61/2007 Dati: ARPAT 2008 20

Impianti di nuova realizzazione o potenziamento previsti dai Piani Straordinari ATO Centro, ATO Sud, ATO Costa Dati: ARPAT 2008 21

NR= nuova realizzazione; POT=ampliamento impianto esistente. Dati: ARPAT 2008 NR= nuova realizzazione; POT=ampliamento impianto esistente. CDR: linea di produzione CDR; Comp= compostaggio; DA_FO= digestione anaerobica sottovaglio da selezione meccanica RU tal quali; DA_RD= digestione anaerobica frazione organica da RD; TV= termovalorizzatore 22

La composizione degli RSU Composizione dei rifiuti nei paesi ad alto, medio e basso reddito

Quanto ci costano i rifiuti Dati ARRR 2006 TOSCANA ATO 6 2000 2006 Raccolta differenziata 19,8% 33,5% (+ 69,3% rispetto al 2000) ________ 36,4% Costi totali 443.000.000 € 606.000.000 € (+ 37,9% rispetto al 2000) 88.200.000 € 103.200.000 € (+ 17% rispetto al 2000) per tonnellata 197 €/ab 237 €/ab 222 €/ab 235 €/ab per abitante 124 € 167 € 139 € 162€ Dal 2000 al 2006 si è registrato un consistente aumento della raccolta differenziata ma anche dei costi generali dei rifiuti.

In Toscana i costi per tonnellata ad abitante sono comunque inferiori alla media italiana. La raccolta ed il trasporto dei rifiuti differenziati costerebbero il doppio rispetto a quelli per gli indifferenziati, ma lo smaltimento di questi ultimi costa più del triplo del riciclaggio dei differenziati. Tirate le somme, la raccolta differenziata costa meno di quella indifferenziata. DATI APAT 2008 Regione Costi per tonnellata Calabria (la meno cara d’Italia) 168,5 €/ab Sicilia (la più cara d’Italia) 287,7 €/ab Italia (media) 222,6 €/ab Toscana 211,5 €/ab COSTI Raccolta e trasporto Trattamento e smaltimento/riciclo Costo totale Raccolta indifferenziata 47,0 €/ton 95,2 €/ton 149,4 €/ton differenziata 95,6 €/ton 30,1 €/ton 125,7 €/ton

Lo smaltimento dei rifiuti “Smaltimento” significa eliminazione, ed è in sostanza la sorte finale dei rifiuti, dopo la loro produzione ed il loro trasporto. I rifiuti hanno delle priorità di smaltimento, riassunte in una piramide: PREVENZIONE E PRODUZIONE RIUTILIZZO RECUPERO ENERGETICO DISCARICA

Discarica controllata Metodi di smaltimento Discarica controllata La discarica controllata è un deposito sotterraneo appositamente realizzato per smaltire i rifiuti, dai quali non può più essere recuperato nulla. La struttura è molto semplice: si tratta di una enorme buca impermeabilizzata con delle geomembrane. Sul fondo sono stesi dei tubi per il recupero del percolato, che vengono ricoperti da uno strato di ghiaia per il drenaggio. Se nella discarica vengono smaltiti anche rifiuti organici, è presente anche un impianto per il recupero del biogas che viene generato dalla decomposizione della frazione organica.

Ogni giorno i rifiuti vengono portati alla discarica, scaricati, compattati e ricoperti di terra a fine giornata. Una volta che il volume della discarica è pieno l’area dove è costruita diventa soggetta a ripristino ambientale. In una discarica per RSU indifferenziati avvengono molte reazioni biochimiche: Reagenti: rifiuti e acqua Prodotti: Percolato e biogas Naturalmente ciò avviene soltanto se ci sono infiltrazioni d’acqua e se vengono smaltiti anche rifiuti organici. Il percolato è un liquido di rifiuto che si origina a partire dalla decomposizione dei rifiuti in discarica. Il biogas è una miscela di gas contenente (principalmente metano e anidride carbonica) che si origina dalla decomposizione di rifiuti organici ad opera di batteri nelle discariche.

Costi ambientali di una discarica controllata Il vantaggio di una discarica consiste nella possibilità immediata di smaltire i rifiuti, ma ha molti svantaggi. Costi ambientali di una discarica controllata Essendo un concentrato di rifiuti, deve essere costantemente controllata Il percolato potrebbe filtrare tra le geomembrane, inquinando le falde acquifere profonde o di superficie Il percolato filtrato, se recuperato, è un RUP, e deve essere smaltito come tale Il biogas, se non raccolto, contribuisce all’effetto serra Il terreno potrà essere riutilizzato soltanto come area verde Il paesaggio viene deturpato Fattori da considerare per la costruzione di una discarica Vicinanza di corsi d’acqua o presenza di falde acquifere Precipitazioni Tipo di terreno, permeabilità e stratificazione Flora e fauna circostanti Caratteristiche dei rifiuti e produzione giornaliera nella zona

Metodi di smaltimento Inceneritore L’inceneritore, o termodistruttore, è un impianto di smaltimento che brucia i rifiuti solidi urbani. Ne esistono di vari tipi: a griglie i più usati a letto fluido riduce le emissioni di ossidi di zolfo multi-step tratta rifiuti e fanghi in più fasi di combustione a forno rotativo tratta i rifiuti in due fasi di combustione Nell’inceneritore vengono bruciati RSU per ridurli in volume e peso, ottenendo alla fine delle ceneri. Circa 1/3 del peso dei rifiuti si ritrova sottoforma di cenere; il resto è costituito da scorie e gas. Reagenti: rifiuti Prodotti: ceneri, scorie e gas Le scorie sono formate da tutti quei rifiuti che non bruciano (acciaio, vetro, alluminio) , e devono essere smaltite in discarica. Le ceneri vengono raccolte dall’impianto di filtrazione dell’inceneritore, e sono RUP da smaltire in speciali discariche.

Costi ambientali dell’incenerimento dei rifiuti Il vantaggio di un inceneritore consiste nell’utilizzare il calore sviluppato dalla combustione per la produzione di energia elettrica o per il teleriscaldamento. Inoltre, la massa dei rifiuti viene ridotta dell’80%. Costi ambientali dell’incenerimento dei rifiuti L’incenerimento trasporta gli agenti inquinanti dai rifiuti all’ambiente Vengono liberati: anidride solforosa, alogeni, acidi alogenati, metalli pesanti, particolato, ossidi di azoto , ossidi di carbonio e gas serra I fumi vengono dispersi ad alte temperature (140°C) e modificano il microclima La combustione a temperature più alte crea delle polveri più sottili del normale, le cosiddette PM₁₀

Vantaggi del compostaggio Metodi di smaltimento Compostaggio Il compostaggio è un processo di degradazione aerobica dei rifiuti organici, ad opera di microrganismi decompositori. Gli impianti di compostaggio accumulano all’aperto grandi quantità di rifiuti organici, che vengono periodicamente “rigirati” per riattivare il processo di degradazione. L’intero processo dura circa un anno. Ciò che si ottiene è il compost, un fertilizzante naturale. Il compost si ottiene principalmente da tre fonti: frazione organica differenziata; fanghi derivanti da processi di depurazione delle acque urbane; fanghi non tossici derivanti dalla depurazione di scarichi industriali; scarti provenienti da attività ortofrutticole, macelli, ristorazione, giardini, aziende agricole, ecc. Vantaggi del compostaggio Viene ridotta una quantità di rifiuti organici, che altrimenti andrebbe in discarica Il compost può essere utilizzato per l’agricoltura, anche biologica

Trattamento meccanico-biologico Metodi di smaltimento Trattamento meccanico-biologico Il TMB è un processo di selezione dei rifiuti che ha alla base le proprietà intensive dei materiali. Inizialmente tutti i rifiuti vengono posti su di un nastro trasportatore. Le plastiche dense e leggere vengono individuate da dai sensori ed aspirate dagli aspiratori. La carta ed il cartone vengono separati da delle correnti d’aria, che li fanno volare via dal nastro trasportatore. I metalli ferrosi vengono recuperati da dei potenti elettromagneti. Il vetro viene recuperato facendolo affondare in acqua, essendo l’unico dei rifiuti rimasti sul nastro che non galleggia. Dei mulini a vortice separano i metalli non ferrosi dai rifiuti organici. I rifiuti separati vengono avviati allo smaltimento o al riciclo.

La frazione organica ottenuta non può essere usata per il compostaggio, perché non è sufficientemente pura. Tuttavia può essere riutilizzata per ottenere biostabilizzato o CDR. Biostabilizzato: si distingue dal compost in quanto è prodotto con metodi biologici a partire da rifiuti indifferenziati. È particolarmente adatto a favorire il recupero ambientale e alla copertura giornaliera di discariche, poiché non emette metano, che è un gas serra. CDR (letteralmente “combustibile da rifiuti”): si tratta della frazione organica essiccata che può essere usata nei termovalorizzatori (inceneritori accoppiati a centrale termoelettrica).

Raccolta differenziata Vantaggi del riciclaggio e riciclaggio La raccolta differenziata consiste in una prima selezione dei rifiuti da parte del cittadino. Grazie alla divisione dei vari materiali operata dallo stesso produttore dei rifiuti (il cittadino) si ottengono frazioni differenziate molto più “pure” e riutilizzabili che se fossero state differenziate in seguito (es. TMB). Grazie alla raccolta differenziata è possibile fare del riciclaggio a buon livello. Il riciclaggio è il riusare il materiale dei rifiuti per ottenere materiale grezzo di partenza, a costo inferiore delle materie prime. Alcuni materiali sono privilegiabili nell’ottica del riciclaggio: metalli come alluminio e vetro hanno un ciclo di riciclaggio sostanzialmente infinito. Vantaggi del riciclaggio Si riduce il consumo di materie prime, quindi anche il costo dei beni prodotti Si apre un nuovo mercato: quello delle aziende specializzate nel riciclaggio Viene ridotta una quantità di rifiuti, che altrimenti andrebbe in discarica

Percentuale dei vari metodi di smaltimento in Toscana DATI: ISPRA 2007

Riconoscimenti Idea Enrico Campolmi Primi contenuti Nuovi contenuti Francesco Tonarelli [costi dei rifiuti nelle loro fasi, differenziati e non] Edoardo Putti [metodi di smaltimento, alcune composiz. merceologiche] Filippo Ferraro [RUP, alcune composiz. merceologiche, grafici] Prima elaborazione Ristrutturazione della prima elaborazione Filippo Ferraro Elaborazione dei nuovi contenuti