Gli impatti ambientali significativi che possono originarsi dalla gestione delle discariche si distinguono in impatti di piccola scala ed impatti di vasta scala.

Gli effetti del primo tipo si avvertono nelle vicinanze della discarica (fino a qualche chilometro) e sono quelli che creano maggiori problemi di accettazione da parte della popolazione circostante per via dell’emissione di composti odorigeni.

Gli impatti di vasta scala sono invece legati principalmente al determinante contributo all’effetto serra dovuto al rilascio in atmosfera di CO2 e in particolare di CH4. Il metano, nell’orizzonte temporale di 100 anni, è un gas serra caratterizzato da un Global Warming Potential (GWP) 28 volte maggiore dell’anidride carbonica, così come riportato nel quinto ed ultimo rapporto di valutazione dell’IPPC emesso nel 2014 e denominato AR5

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Riservando una trattazione specifica per l’approfondimento relativo all’effetto serra, di seguito daremo una descrizione sintetica di questi importanti impatti rappresentati dal biogas:

  1. L’IMPATTO OLFATTIVO,
  2. I RISCHI DI INCENDIO E DI ESPLOSIONE,
  3. I RISCHI DI ASFISSIA,
  4. I RISCHI DI INTOSSICAZIONE,
  5. LA FITOTOSSICITÀ,
  6. LA SINERGIA DI TUTTI QUESTI EFFETTI.

1 – IMPATTO OLFATTIVO:

Con riferimento alla componente ambientale aria, il primo disagio che si avverte nei pressi di un impianto discarica è determinato dalle emissioni di odori, dovuti alla presenza di alcuni microcomponenti odorigeni nel biogas quali gli esteri, i composti dello zolfo (come l’idrogeno solforato), gli alchilbenzeni, il limonene, i mercaptani, la putrescina, i tiofenili, i tioalcoli, i tioacidi, le poliammine e altri idrocarburi che vengono emessi in atmosfera.

Il flusso di biogas non captato diffonde in atmosfera i microcomponenti olfattivamente percepibili e gli agenti metereologici li spostano sul territorio. Quando questo avviene i cattivi odori sono causa d’indubbio e persistente fastidio per la popolazione residente nelle vicinanze, diventando elemento di conflitto sia nel caso di impianti esistenti, sia nella scelta del sito di localizzazione di impianti futuri.

Stante l’evidenza delle difficoltà connesse alla soggettività della percezione olfattiva e alle modalità di determinazione degli odori nell’ambiente e ricordando che la definizione dei limiti normativi alle emissioni costituisce una problematica di non facile risoluzione, si riporta che negli ultimi anni le norme hanno fatto alcuni passi in avanti verso strumenti di organicità.

In Italia, dal 19 dicembre 2017, con l’introduzione dell’art.272-bis al Testo Unico Ambientale, viene ufficializzato il fatto che le emissioni odorigene rappresentano una forma di emissione in atmosfera e che pertanto possono essere presi provvedimenti, decisioni o misure (tecniche e/o gestionali) per la loro prevenzione e limitazione, introducendo una specifica possibilità per la normativa regionale e per le Autorità Competenti, in sede di autorizzazione, di prevedere misure di prevenzione e limitazione appositamente definite per le emissioni odorigene. In questo modo, con l’intervento operato dal D.L.vo 183/2017 il legislatore nazionale razionalizza ed ufficializza una serie di poteri già previsti dalle leggi regionali, aprendo -con il comma 2- all’unificazione delle varie normative regionali.

Dal punto di vista tecnico e gestionale, la presenza in discarica di un sistema di captazione efficiente riduce al massimo la dispersione del biogas in atmosfera eliminando a monte l’impatto olfattivo dovuto ai microcomponenti odorigeni.

2 – RISCHI DI INCENDIO E DI ESPLOSIONE:

Nella storia si sono succeduti un considerevole numero di incidenti originati dalla presenza di biogas non captato e le conseguenze sono state consistenti sia dal punto di vista dei danni materiali ed ambientali, sia per la salute e la sicurezza delle persone coinvolte.

La letteratura tecnica evidenzia le caratteristiche di infiammabilità ed esplosività del biogas.

La cosiddetta infiammabilità del biogas è dovuta principalmente alla presenza del metano (CH4) e dell’idrogeno molecolare (H2), gas altamente infiammabili in grado di formare miscele esplosive in aria entro certi intervalli di concentrazione.

Gli intervalli di infiammabilità/esplosività di metano e idrogeno sono rispettivamente:

  • per il metano CH4 in aria: 
    • 5% vol (LFL Lower Flammbility Limit) 
    • 15% vol (UFL Upper Flammability Limit)
    • 5% vol (LIE Limite inferiore di esplosività)
    • 15% vol (LSE Limite superiore di esplosività)
  • per l’idrogeno molecolare H2 in aria:
    • 4% vol (LFL Lower Flammbility Limit)
    • 74% vol (UFL Upper Flammability Limit)
    • 4% vol (LIE Limite inferiore di esplosività)
    • 74% vol (LSE Limite superiore di esplosività)

e la reazione tra il combustibile (CH4 , H2)  ed il comburente (O2) non è spontanea ma avviene ad opera di un innesco esterno (quale ad esempio una scintilla, una fonte di calore).

Si tiene a precisare comunque che il campo di infiammabilità del biogas è differente da quello del metano a causa della presenza di gas inerti (principalmente anidride carbonica e azoto) che modificano il rapporto di infiammabilità descritto per il solo metano;

inoltre si precisa che i diagrammi di infiammabilità variano a seconda del biogas preso in considerazione, poiché ogni biogas è caratterizzato da specifiche macro e micro componenti e da specifiche concentrazioni di queste macro e micro componenti.

Il rischio di esplosione in discarica è latente quanto più la miscela di metano ed aria satura è circoscritta in ambienti confinati (es. quadri elettrici, pozzetti interrati, fosse settiche per lo scarico dei liquami, ecc…) dove il biogas, migrando, si è accumulato.

La potenziale esplosività del biogas può essere anche una causa dell’instabilità del corpo discarica ed originare frane con gravi danni a persone e cose.

Per questo si rende necessario attuare tutte le tecniche di riduzione del rischio connesso all’incendio e all’esplosione. Un sistema di captazione efficiente evita le sovrapressioni di biogas interne alla discarica ed evita dispersioni libere del biogas in atmosfera riducendo decisamente questo rischio.

3 – RISCHI DI ASFISSIA:

Anche il rischio di asfissia è correlabile alla migrazione di volumi di biogas nel corpo discarica; nell’ipotesi che la densità del biogas sia superiore a quella dell’aria è possibile che volumi di tali gas possano saturare spazi depressi o confinati.

Il biogas infatti può provocare asfissia in spazi confinati (quali ad esempio pozzi, cunicoli o camere interrate della discarica) con tenore di ossigeno inferiore al 18% in volume.

Con un sistema di captazione efficiente si possono essere evitate le sovrapressioni di biogas interne alla discarica, evitando che possano configurarsi queste situazioni di rischio.

4 – RISCHI DI INTOSSICAZIONE:

Il contenuto nel biogas di alcuni gas presenti in tracce può rappresentare un rischio per la salute dell’apparato umano a causa delle loro specifiche caratteristiche e proprietà, come per il monossido di carbonio, l’acido solfidrico e per gli idrocarburi clorurati, composti tossici anche a basse concentrazioni.

Alcuni elementi del biogas, o loro derivati, hanno inoltre potenziale corrosivo; l’anidride carbonica, ad esempio, è solubile in acqua e può generare una soluzione ionica di acido carbonico capace di corrodere una vasta gamma di materiali.

E poiché la composizione del biogas può essere molto variabile, si rimanda ai composti stessi del biogas preso ad oggetto e, conseguentemente, alla letteratura tecnica specifica che tratta le categorie di tossicità di ciascuno (D.Lgs 81/2008 e s.m.i. – Allegato XXXVIII – Valori limite di esposizione professionale).

Qui ci limiteremo a dare i valori di TWA (time-weighted average) e STEL (short-term exposure limit) di quattro tra i gas che compongono il biogas:

TWA STEL
Anidride Carbonica CO2 5000 –
Idrogeno Solforato H2S 10 15
Monossido di carbonio CO 35 50
Ammoniaca NH4 20 50

specificando che in condizioni normali è difficile che possano generarsi, in discarica, concentrazioni di biogas con livelli di tossicità significativi. Tuttavia si ritiene necessario l’utilizzo di adeguati dispositivi di protezione individuale (DPI) in tutti i casi di attività che possono essere soggette a concentrazioni di biogas in emissione (es. trivellazione di pozzi di captazione, manutenzione teste di pozzo, ecc…).

Altro aspetto meno trascurabile in termini di rischio di intossicazione è legato alla presenza di incendi in discarica. In questi casi può avvenire la combustione a bassa temperatura dei rifiuti costituiti ad esempio da materie plastiche contenenti cloro durante la quale si può avere il rilascio di diossine e di altre sostanze nocive.

5 – FITOTOSSICITÀ:

Con riferimento, invece, alla componente ambientale suolo, la vegetazione nelle vicinanze del sito di discarica può subire dei danni dovuti principalmente dalla deficienza di ossigeno alle radici delle piante dove la graduale sostituzione del biogas all’ossigeno può causare la morte delle stesse per asfissia. Un altro fattore che può contribuire alla deficienza di ossigeno è la presenza di metano nel biogas, che, sebbene non abbia effetti diretti sulla crescita delle piante, è soggetto a ossidazione batterica da parte dei batteri metanotrofi che richiedono ossigeno sottraendolo dunque alle piante.

Certamente non tutte le essenze vegetali reagiscono allo stesso modo all’azione del biogas, ma, laddove sono consistenti le migrazioni di gas verso la copertura delle discarica dotata di vegetazione si riscontrano danni evidenti.

Per non trascurare l’entità del problema si sottolinea che questo rischio non riguarda soltanto la vegetazione che si trova sopra la copertura della discarica ma può interessare anche coltivazioni o vegetazioni limitrofe alla discarica nel caso di migrazioni del biogas nel terreno. Nel corso degli anni, infatti, è capitato più volte che siano stati i danni alla vegetazione a portare in evidenza la problematica delle emissioni di biogas dal corpo discarica.

Ed anche in questa circostanza, un sistema di captazione efficiente può evitare che si configurino queste situazioni di rischio.

 

6 – SINERGIA DEGLI EFFETTI:

E’ possibile che tutti i rischi evidenziati sino ad ora si manifestino contestualmente e per questo occorrono precauzioni, azioni di monitoraggio ed applicazione di mirate tecniche di riduzione dei rischi. Tra queste azioni riveste importanza fondamentale quella di una captazione efficiente che abbia come obiettivo quello di impedire la dispersione del biogas, mantenendo la pressione interna al corpo discarica entro valori di poco inferiori a quelli atmosferici.