Università degli Studi di Napoli Parthenope-Facoltà di Scienze e Tecnologie Corso di Laurea in Scienze Ambientali

Analisi ambientale della gestione dei rifiuti a Monte di Procida studiata con il metodo dell’Analisi del Ciclo di Vita

(LCA)

Relatori:Prof. Giulia ScherilloIng.Paolo Neri (ENEA)Correlatore:Prof.Ing.M.Avallone

Tesi di Laurea di :Giuseppe Schiano Di Cola

In collaborazione con:

Comune di Monte di Procida

Scopo dello studio

Valutare l’impatto ambientale causato dalla gestione integrata dei rifiuti nel comune di Monte di Procida nell’anno Maggio 2002-

Aprile 2003 mediante l’Analisi del Ciclo di Vita

LCA ( Life Cycle Assessment )

LCA (Life Cycle Assessment)

“L’LCA è un processo che permette di valutare gli impatti ambientali

associati ad un prodotto, processo o attività, attraverso l’identificazione e la quantificazione dei consumi di

materia ed energia e delle emissioni nell’ambiente e l’identificazione e la

valutazione delle opportunità di diminuire questi impatti.”

“SETAC” ( Society of Environmental Toxicology and Chemistry,

[1993] )

Schema dell’LCA (UNI–ISO 14040)

VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE

METODO ECO INDICATOR 99

OBIETTIVOUNITA’ FUNZIONALE

FUNZIONE DEL SISTEMACONFINI

INVENTARIOMATERIALI

PROCESSI

ENERGIE

EMISSIONI

COMPETENZE: INGEGNERIA, FISICA, BIOLOGIA, CHIMICA,

MEDICINA, ECONOMIA

PROPOSTE PER LA RIDUZIONE DEL DANNO

CLASSIFICAZIONE CARATTERIZZAZIONE NORMALIZZAZIONE

VALUTAZIONE

DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI E DEI DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI E DEI CONFINI DEL SISTEMACONFINI DEL SISTEMA

Obiettivo dello studio

I confini del sistema

Unità Unità funzionalefunzionale

1 TONNELLATA DI RIFIUTI

Determinare il danno ambientale dovuto alla gestione integrata degli RSU a Monte di Procida

da Maggio 2002 ad aprile

2003

I consumi di materia ed energia e gli stress

ambientali connessi con lo smaltimento RSU di Monte di Procida in un

anno.

ANALISI D’ INVENTARIOANALISI D’ INVENTARIO(per ogni componente dell’inventario è stato creato un (per ogni componente dell’inventario è stato creato un processo)processo)

Raccolta dei dati

Process Organico

Process Secco Indiff.

Process Metalli

Process Ingombranti

Process Plastica

Process Vetro

Process Carta-cartone

Process Gestione inegrata rifiuti MdP Impatto AmbientaleImpatto Ambientale

Eco Indicator 99Eco Indicator 991 kg di SOSTANZA EMESSA1 kg di SOSTANZA EMESSA

fattori di NORMALIZZAZIONEfattori di NORMALIZZAZIONEInverso del danno subito dal cittadino medio europeo in 1 Inverso del danno subito dal cittadino medio europeo in 1

annoanno

fattori DI VALUTAZIONEfattori DI VALUTAZIONEImportanza relativa delle categorie di dannoImportanza relativa delle categorie di danno

fattori di CARATTERIZZAZIONE

SOSTANZE CANCEROGENESOSTANZE CANCEROGENE MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. ORG.)MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. ORG.) MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. INORG.)MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. INORG.) CAMBIAMENTI CLIMATICICAMBIAMENTI CLIMATICI IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONOOZONO RADIAZIONI IONIZZANTIRADIAZIONI IONIZZANTI

SALUTE SALUTE UMANAUMANA::

(DALY: Disability(DALY: DisabilityAdjusted Life Years)Adjusted Life Years)

ACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONEACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONE ECOTOSSICITA’ECOTOSSICITA’ USO DEL TERRITORIOUSO DEL TERRITORIO

QUALITA’ :QUALITA’ :dell’ECOSISTEMAdell’ECOSISTEMA(PDF*m2*anno: Potentially(PDF*m2*anno: Potentially

Disappeared Fraction)Disappeared Fraction)

64,7 (salute umana)

300 (salute umana)

0,004076 Pt/kg

2,1E-7daly/kg

1 kg CO2

MINERALIMINERALI COMBUSTIBILI FOSSILICOMBUSTIBILI FOSSILI

IMPOVERIMENTOIMPOVERIMENTOdi RISORSE :di RISORSE :(MJ Surplus)(MJ Surplus)

Esempio di tratta,emto dei dati con il metodo con ECO-indicator 99

1 kg di co2 Human Healt(Climate change)

Caratterizzazione

Normalizzazione 1,36E-5 [-]

Valutazione 3,4E-5 Pt/kg

Calcoli statistici

Fattore di Caratterizzazione(x 1)

Fattore di Normalizzazione(x 64,7)

Fattore di Valutazione(x 2,5)

2,1E-7 DALY/kg

2,1E-7 DALY/kg

Diagramma a blocchi della gestione integrata Diagramma a blocchi della gestione integrata RSU a Monte di ProcidaRSU a Monte di Procida

Rifiuti

Raccolta differenziata

Raccolta Indifferenziata

IMPIANTO STOCCAGGI

OSecco

indifferenziato

RACCOLTA PORTA A PORTA

Organico

DISCARICA

PERCOLATO

BIOGAS

TERRENO AMBIENTE

IMPIANTO DI PRETRATTAMENTO

Ammendante

Riciclo

Diagramma a blocchi della gestione integrata Diagramma a blocchi della gestione integrata RSU a Monte di ProcidaRSU a Monte di Procida

RIFIUTI

Stazionedi

stoccaggio

TRASPORTI

EUROVETRO s.a.s.

Volla(Na)

Plastica

Ingomb

Vetro

Carta

Metalli

Allum.

Legno

C.I.A.L.Lombardia

C.N.A.Puglia

CO.RE.PLA.Lombardia

PAPIROSUDs.r.l.

Scafati (Sa)

Rilegnos.p.a.

Avellino

Lo studioDati MdP

LandGEM

produzionedel biogas

produzione di percolato

LCA della gestione dei rifiuti a MdP

-Raccolta e trasporto RSU -compattazione RSU

Danno ambientale

HELP

-Raccolta Differenziata-processi di selezione

HELP

P + RC – R – ET = Lr + Li

P: precipitazioni; RC: ricircolo;R: ruscellamento; ET: evapotraspirazione effettiva; Li: percolato infiltrato in falda; Lr : percolato raccolto dai dreni.

Dati d’input:• dati climatici giornalieri (precipitazioni, temperatura, irraggiamento solare), generali(umidità relativa);• superficie della discarica;• caratteristiche stratigrafiche della discarica;

LandGEM

Dati d’input:•Quantità di rifiuti conferiti annualmente

•Caratteristiche dei rifiuti (frazione degradabile, peso specifico)

•Caratteristiche dell’impianto di captazione (profondità e raggio di influenza dei pozzetti)

•Anno di chiusura della discarica

Emissioni di CH4

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

1980 2030 2080 2130 2180 2230

anni

CH

4(m

c)

In uscita il programma restituisce anno per

anno le emissioni di ogni

componente del biogas

Struttura dello studio

LCA dei rifiuti da raccolta

indifferenziata

LCA dei rifiutida raccolta

differenziata

LCA della gestione

integrata dei rifiuti nel comune di Monte di Procida

Caratterizzazione del Process Gestione integrata RSU MdP

La CARATTERIZZAZIONE:

Human Health: -4,06E-9DALY;

Ecosystem Quality: -0.00479 PDFm2y;

Resources: -0.152 MJ Surplus.

Valutazione del Process Gestione integrata MdP

La VALUTAZIONE:-0,00019Pt/Kg Energia:64,68%; Human Health: 0,346%; Ecosystem Quality: 1.232% ; Resources: 33,74%.

Valutazione per processo

La VALUTAZIONE: -41% danno evitato dovuto al processo di recupero di carta e cartoni;

-38% danno evitato dovuto al processo di recupero dei metalli;

-26% danno evitato dovuto al processo di recupero plastica;

20% danno dovuto al processo della discarica.

Caratterizzazione del process ‘discarica’

La CARATTERIZZAZIONE:

Human health: (3,73E-7 DALY); il danno maggiore è dovuto alle emissioni di metano e CO2(56%);

Ecosystem Quality: (0.0218 PDF*m2y); il danno maggiore è dovuto alle emissioni di ammoniaca del percolato (73%); Resources: (0,024 MJ Surplus); il danno maggiore è dovuto al consumo di combustibile per la raccolta(90%)

Valutazione del process ‘discarica’

La VALUTAZIONE: 8,86E-5 Pt/kg;

dovuto per il:

42% alle emissioni del biogas;

25% alle emissioni del percolato;

20% alle emissioni del combustibile usato per i trasporti.

Confronto tra tre metodi di Confronto tra tre metodi di valutazione dell’impatto valutazione dell’impatto

ambientale per determinare ambientale per determinare eventuali analogie e differenze. Il eventuali analogie e differenze. Il confronto è stato condotto tra lo confronto è stato condotto tra lo smaltimento rifiuti in discarica e smaltimento rifiuti in discarica e

con termovalorizzatore.con termovalorizzatore.

Ecoindicator Ecoindicator 9999

EPS EPS 20002000

Edip 96Edip 96

Ricerca di soluzioni meno Ricerca di soluzioni meno impattanti impattanti

Il metodo EPS 2000Il metodo EPS 2000

Salute umana

Aspettativa di vitaMalattia graveMalattiaDisturbo serioDisturbo

Capacità di produzione dell’ecosistema

Capacità di crescita dei raccoltiCapacità di crescita della forestaProduzione di carne e di pesceAcidificazione del suoloProduzione di acqua per irrigareProduzione di acqua potabile

Biodiversità

Esaurimento delle riserve

Estinzione di specie

1.Caratterizzazione C(j)

Person Years (YOLL)

ELU/Kg

Kg e H+ eq. per Acidif. del suolo

2.Valutazione

VD(j)=C(j)*V(j)

Unità di misura delle 4 categorie di danno è ELU (environmental load unit)3.Ponderazione

Per tutte le 4 categorie il fattore di ponderazione vale 1. Le unità di misura sono le stesse

ELU

Quantità di risorse abiotiche

Il metodo Edip 96Il metodo Edip 96

1. Riscaldamento terrestre2. Impoverimento dell’ozono3. Acidificazione

4. Eutrofizzazione

5. Smog fotochimico

6. Ecotossicità cronica nell’acqua7. Ecotossicità acuta nell’acqua8. Ecotossicità cronica nel suolo9. Tossicità umana dovuta all’aria10. Tossicità umana dovuta all’acqua11. Tossicità umana dovuta al suolo12. Rifiuti da discarica13. Rifiuti rischiosi14. Rifiuti radioattivi15. Scorie/ceneri16. Risorse (tutte)

g COg CO22

g g CFC11CFC11

g SOg SO22

g NOg NO33

g g etanoetano

g/mg/m33

kgkg

CATEGORIE

D’IMPATTO

2.Normalizzazione

NP(j) = P(j)/T*R(j)

T:tempo di durata del servizio,

R(j):danno mondiale

1. Caratterizzazione P(j)

3.Ponderazione

WP(j) = NP(j)*WF(j)

WF(j) = Danno 1990

Target 2000

Confronto con ECO-indicator WE

La VALUTAZIONE:Il processo di smaltimento in discarica provoca un danno totale di 6,44E-5 Pt dovuto al biogas e al percolato(come visto in precedenza).Il processo di smaltimento con l’inceneritore provoca un danno evitato totale di –2,73E-5 Pt,bilanciato tra il danno dovuto alle emissioni conseguenti al processo di combustione come CO2,polveri e metalli pesanti(2,94E-5 Pt) e il danno dovuto al recupero di energia elettrica(4,06E-5 Pt).

Confronto con EPS 2000

La VALUTAZIONE:Il danno dovuto allo smaltimento in discarica vale 0,141 Pt.Il danno dovuto allo smaltimento con termovalorizzatore vale 0,0954 Pt.

Confronto con EDIP 96

La VALUTAZIONE:Il danno dovuto allo smaltimento in discarica vale 1,26 Pt.Il danno dovuto allo smaltimento con termovalorizzatore vale 0,118 Pt.

Confronto con EDIP 96(solo risorse)

La VALUTAZIONE:Il danno dovuto allo smaltimento in discarica vale 1,65E-8 Pt.Il danno evitato dovuto allo smaltimento con termovalorizzatore vale –1,87E-6 Pt.

Tutti e tre i metodi hanno evidenziato un minor impatto Tutti e tre i metodi hanno evidenziato un minor impatto ambientale dello smaltimrnto Rsu con ambientale dello smaltimrnto Rsu con termovalorizzatore.Infatti anche se i tre metodi non sono termovalorizzatore.Infatti anche se i tre metodi non sono confrontabili per le categorie di impatto,essi indicano una confrontabili per le categorie di impatto,essi indicano una direzione di valutazione univoca.direzione di valutazione univoca.

AnalogieDifferenze

1.1.I valori del dannoI valori del danno sull’ambiente e sull’uomo sia nella sull’ambiente e sull’uomo sia nella fase di caratterizzazione sia nella fase di valutazione sono fase di caratterizzazione sia nella fase di valutazione sono diversidiversi, così come sono diverse le , così come sono diverse le unità di misuraunità di misura che che esprimono per i tre metodi il valore del danno.esprimono per i tre metodi il valore del danno.2.2.Diverse categorie di impattoDiverse categorie di impatto..

Conclusioni

Lo studio mette in evidenza i vantaggi dovuti al riciclo dei materiali.In particolare si è visto come

siano particolarmente vantaggiosi il riclo di metalli,plastica e cartoni.Per quanto riguarda il

confronto, nei tre metodi ha influito molto il recupero di energia elettrica.