Emissione di furani e diossine

In una statistica a livello mondiale piuttosto datata (1995), da cui però erano escluse Cina, Russia e Italia, si attribuiva agli inceneritori di rifiuti il 70% circa delle emissioni in atmosfera di diossine e furani. Vorrei sapere quali sono ad oggi le fonti principali di emissione di tali sostanze in Italia e in Europa.

Angelo Muzzolon
28 novembre 2004
Parte della seguente risposta risulta da estratti di un mio articolo pubblicato sulla rivista "Epidemiologia & Prevenzione".

I più recenti studi, europei e nazionali, in tema di valutazione del contributo alla contaminazione ambientale delle sostanze emesse dagli impianti di incenerimento si sono incentrati principalmente sul tema delle policlorodibenzodiossine e dei policlorodibenzofurani (e in parte alle sostanze omologhe tra i policlorobifenili).
Va ricordato che si tratta di un approccio di stima che utilizza dati statistici generali (approccio top-down) sia sulle emissioni che sulle attività industriali e non considerate, ed è pertanto affetto da una certa approssimazione. L'approccio più corretto è quello bottom-up basato su informazioni sui singoli siti di emissione, di difficile applicazione per la mole di informazioni necessarie, attualmente non disponibili in modo adeguato.
Nel concreto si tende a utilizzare fattori di emissione che integrano entrambi gli approcci utilizzando le conoscenze che via via si accumulano, mentre, per il futuro, si conta sul rispetto integrale delle nuove norme.
Un altro limite è costituito dallo stato ancora iniziale di un approccio integrato, cioè alla costruzione di inventari non solo riferiti alle emissioni atmosferiche ma anche ai rilasci nell'acqua e sul suolo/sottosuolo.
Proviamo ad analizzare queste stime, le più recenti, a partire dalle emissioni di metalli pesanti, argomento assai meno studiato rispetto ai microinquinanti clororganici.

Emissioni di metalli pesanti da impianti di incenerimento di rifiuti

Va ricordato che l'emissione di metalli pesanti è strettamente correlata a quella delle polveri, sia in termini assoluti che in relazione alle dimensioni granulometriche del particolato che "sfugge" ai sistemi di trattamento dei fumi.

Una stima dell'emissione mondiale ed europea di metalli pesanti dagli impianti esistenti di incenerimento per rifiuti viene mostrata nella tabella 1 che segue unitamente al peso percentuale di tali emissioni sul totale delle emissioni dei metalli dalle fonti considerate.

Metallo Emissioni da inceneritori stima mondiale al 1995 (t/anno) (*) Percentuale del contributo degli inceneritori sul totale delle emissioni mondiali al 1995 (*) Percentuale del contributo degli inceneritori sul totale delle emissioni, stima europea al 1999 (**)
Antimonio 670 19.0 n.r.
Arsenico 310 3.0 0,3
Cadmio 750 9.0 3,2
Cromo 840 2.0 2,3
Rame 1.580 4.0 0,7
Piombo 2.370 20.7 1,0
Manganese 8.260 21.0 n.r.
Mercurio 1.160 32.0 11,0
Nickel 350 0.6 0,3
Selenio 110 11.0 n.r.
Stagno 810 15.0 n.r.
Vanadio 1.150 1.0 n.r.
Zinco 5.900 4.0 2,7
Tabella 1. Emissioni annuali, nel mondo, di metalli da impianti di incenerimento e contributo percentuale sul totale delle emissioni
Fonti: (*) Agenzia Europea per l'Ambiente "Europe's Environment. The Dobris Aseessment", elaborato da D. Stanners, P. Bourdeau, 1995, e ripreso in "Dangerous Substances in Wast", elaborazione di J. Schimd, A. Eisler, R. Strobel, ABAG_Itm, M. Crowe, AEA, 2000, p. 29.
(**) EMEP-CORINAIR, 1999 Atmospheric Emission Inventory Guidebook, 2nd edition (settembre 1999), p. B921-1 - B921-15. I valori riportati derivano dall'OSPARCOM HELCOM-UNECE emission inventory, 1997, relativo a 39 paesi europei.

È possibile elaborare anche una stima relativa all'Italia sulla base dei fattori di emissione individuati dall'ANPA (ora APAT), relativi alle emissioni di impianti di incenerimento per rifiuti urbani e industriali/speciali ed in relazione alla quantità di rifiuti attualmente inceneriti.
La stima annua di emissione, presentata nella tabella 2, fa riferimento ai quantitativi di rifiuti inceneriti per i quali si dispone di un dato recente ovvero :

  • per i rifiuti solidi urbani la quantità di 1.901.435 tonnellate incenerite nei 41 impianti italiani funzionanti nel 2000 (Fonte : Rapporto Annuale CONAI, 2001);
  • per i rifiuti industriali la quantità di 1.882.416 tonnellate incenerite (incluse quelle sottoposte a "recupero energetico") nei 172 impianti italiani attivi nel 1998 (Fonte : Rapporto rifiuti ANPA, 2001).
Metallo Fattori di emissione incenerimento rifiuti urbani (*)
grammi/tonn
Fattori di emissione incenerimento rifiuti industriali (*)
grammi/tonn
Totale emissioni da impianti di incenerimento per rifiuti urbani (2000)
kg/anno
Totale emissioni da impianti di incenerimento per rifiuti industriali (1998)
kg/anno
Arsenico 0,05 0,12 95,0 225,9
Cadmio 0,25 0,8 475,4 1.505,9
Cromo 0,45 1,6 855,6 3.011,9
Rame 1,0 1,2 1.901,4 2.258,9
Piombo 1,35 24,0 2.566,9 45.177,9
Mercurio 0,15 0,8 285,2 1.505,9
Nickel 16,35 0,8 31.088,5 1.505,9
Selenio 0,01 0,01 19,0 18,8
Zinco 0,02 12,6 38,0 23.718,4
Tabella 2. Fattori di emissione annuali di metalli pesanti da impianti di incenerimento e quantità emessa in atmosfera annualmente in Italia con riferimento ai rifiuti urbani e industriali inceneriti
(*) ANPA, Centro Tematico Nazionale Atmosfera Clima ed Emissioni in Aria, Manuale dei fattori di emissione nazionali; Gennaio 2002.

Per quanto concerne gli impianti per rifiuti urbani, in assenza o con un ridotto impatto di politiche di riduzione della presenza di metalli alla fonte (nelle merci/rifiuti), è da attendersi che il contributo degli inceneritori, sia in termini assoluti che relativi, sarà in incremento in virtù della previsione - in Italia - dell'aumento della quantità di rifiuti urbani avviati all'incenerimento (a fronte dei 2 milioni di tonnellate di rifiuti urbani inceneriti dagli impianti in funzione, sono attualmente in costruzione o sono entrati in funzione dal 2001 ad oggi, impianti con una capacità pari a oltre 5 milioni di tonnellate/anno mentre l'obiettivo dichiarato dai vari enti è il raggiungimento di almeno una quota del 30 % di rifiuti urbani inceneriti ovvero circa 9 milioni di tonnellate/anno).
Il tema della contaminazione dell'aria da metalli pesanti è stato oggetto di accordi internazionali, in particolare la Convenzione di Aarhus ha individuato le principali fonti di emissione (di Cadmio, Mercurio e Piombo) e definito gli ambiti di intervento per la loro riduzione, a partire dai prodotti, nella consapevolezza che "può essere necessaria un'ulteriore e più efficace azione per limitare e ridurre le emissioni di taluni metalli pesanti e che, ad esempio, gli studi incentrati sugli effetti delle emissioni possono fornire la base per un'ulteriore azione". Una sottolineatura della convenzione è appunto sulla presenza dei metalli nei rifiuti : "I metalli pesanti sono presenti in tutte le componenti del flusso di rifiuti urbani (…). Di conseguenza, si possono ridurre le emissioni di metalli pesanti riducendo la quantità di rifiuti urbani da incenerire. Questo può essere ottenuto mediante diverse strategie di gestione dei rifiuti, tra cui i programmi di riciclaggio e il compostaggio delle materie organiche".

Per quanto concerne l'apporto dei metalli pesanti provenienti dagli inceneritori alla qualità dell'aria nelle zone ove sono collocati gli impianti, non esistono studi adeguati per una valutazione esaustiva.

I fautori dell'incenerimento dei rifiuti negano la problematica della dispersione ambientale di sostanze tossiche dai residui solidi, in quanto danno per scontato che i trattamenti di inertizzazione e/o le caratteristiche costruttive delle discariche azzerano il rischio di cessione all'ambiente delle sostanze contenute.
La Convenzione di Aarhus, di cui si è già detto, evidenzia che "Va inoltre tenuta in considerazione la destinazione delle polveri raccolte da una migliore depurazione dei gas. Infatti, il vantaggio di una minore emissione nell'atmosfera di polveri e fumi di processo sarà sminuito da un impatto ambientale negativo derivante da un'errata gestione dei suddetti rifiuti". I dati relativi a monitoraggi su discariche attive hanno evidenziato la cessione nel tempo dei metalli dai rifiuti sversati (anche se trattati) e va ricordato che i sistemi di contenimento (fondo e lati delle discariche) hanno durate "garantite" solo di alcuni decenni.

Emissioni in atmosfera di microinquinanti cloorganici da impianti di incenerimento di rifiuti

Per quanto concerne la stima delle emissioni complessive di PCDD e PCDF nei paesi industrializzati, sono diverse le ricerche che hanno tentato di elaborare dati affidabili anche per confrontarli con stime relative alle emissioni di tali sostanze da altri processi di combustione o produttivi. Nella tabella 3 che segue viene riportata una stima mondiale al 1995, le stime EPA per gli USA e le stime svolte a livello europeo.

Stime delle emissioni di PCDD e PCDF da tutte le fonti considerate e da impianti di incenerimento di rifiuti - valori in grammi/anno
Fonte e data dello studio Paesi considerati e anno di riferimento dello studio Emissioni totali stimate Paesi considerati Emissioni stimate da impianti di incenerimento di rifiuti nei Paesi considerati Contributo percentuale dell'incenerimento di rifiuti sul totale delle emissioni stimate
UNEP 1999 (1) Austria, Australia, Belgio, Svizzera, Canada, Germania, Danimarca, Francia, Ungheria, Giappone, Olanda, Svezia, Gran Bretagna, Slovacchia, USA (*) al 1995 10.514 (**) 7.241 69 %
Comunità Europea 2000 (2) Paesi della comunità europea + Svizzera al 1985 13.690 6.300
4.000 (RSU ***)
46 %
29 %
Comunità Europea 1999 (3) Paesi della comunità europea + Svizzera al 1994 38.230 7.32519,1 %
Comunità Europea 2000 (2) Paesi della comunità europea + Svizzera al 1995 3.685-6.470 973 - 1.213 (RSU ***)
149-183 (Ind.)
133-530 (rifiuti ospedalieri)
26,4 – 18,7 %
4,0 – 2,8 %
3,6 – 8,3 %
Comunità Europea 2000 (2) Paesi della comunità europea + Svizzera al 2000 2.435-4.660 412 – 506 (RSU ***) 131-166 (Ind.) 96-392 (rifiuti ospedalieri) 16,9 – 10,8 %
5,3 –3,6 %
3,9 – 8,5 %
Comunità Europea 2000 (2) Paesi della comunità europea + Svizzera al 2005 1.959 - 3.834 178 – 232 (RSU ***)
16-45 (Ind.)
51-161 (rifiuti ospedalieri)
9,1 – 6,0 %
0,8 – 1,2 %
2,6 – 4,3 %
Tabella 3. Stime di emissione in atmosfera di PCDD e PCDF da tutte le fonti considerate e dall'incenerimento di rifiuti. Sommario dei principali studi nazionali e internazionali
1) United Nations Environment Programme, Dioxin and Furan Inventories. National and Regional Emissions of PCDD/PCDF, UNEP Chemicals, Ginevra, maggio 1999.
2) Commissione Europea The European Dioxin Emission Inventory – Stage II, Dicembre 2000.
3) Commissione Europea, Releases of Dioxins and Furans to Land and Water in Europe, Final Report, settembre 1999. I dati fanno riferimento non solo alle emissioni in atmosfera ma al rilascio in aria, sul suolo e in acqua dalle diverse fonti comprensive della produzione di pesticidi che risultano essere – al 1994 - la principale fonte di diossine e furani.
(*) L'assenza dell'Italia- e di altri paesi – è motivata dall'assenza di dati;
(**) Stima massima complessiva : 28.615 grammi/anno TCDDequivalenti.
(***) Escluso incenerimento illegale di rifiuti solidi urbani.

Per quanto concerne l'Italia l'ENEA ha presentato un inventario nazionale con una valutazione anche della tendenza futura, che si riassume nella tabella 4 che segue, integrata dalle stime a livello europeo relative al nostro paese.
Questi dati evidenziano, in particolare :

  1. l'elevata incertezza delle stime, ammessa da tutti gli studi in materia, dovuta alla ancora insufficiente conoscenza delle caratteristiche delle diverse fonti, ne consegue l'indeterminatezza dei fattori di emissione utilizzati e alla valutazione del "peso" delle attività considerate come fonti delle sostanze in esame;
  2. l'incertezza è anche dovuta al fatto che la fonte meglio studiata è appunto quella degli inceneritori rispetto ad altre fonti di origine industriale e non (ad esempio la produzione di acciaio e di non metalli, le combustioni industriali etc.);
  3. le stime europee e italiane basano la proiezione al 2010 – per gli impianti di incenerimento - su un fattore di emissione pari al limite più recente (0,1 nanog/Nmc per le PCDD/PCDF espresse come TCDD equivalenti), che evidenzierebbe una tendenza al decremento sia in valori assoluti che relativi del contributo dell'incenerimento dei rifiuti, in particolare di quelli urbani. (Questo anche in quanto l'ENEA ha mantenuto inalterati i fattori di emissione per le fonti diverse dall'incenerimento, ovvero ha considerato questi settori come incapaci o da cui non è possibile ottenere riduzioni).
ENEA (1) Unione Europea 1999/2000
Anno di riferimento Emissione annuale tutte le fonti Emissione annuale incenerimento rifiuti Contributo percentuale dell'incenerimento di rifiuti sul totale delle emissioni stimate Emissione annuale tutte le fonti Emissione annuale incenerimento rifiuti Contributo percentuale dell'incenerimento di rifiuti sul totale delle emissioni stimate
1990 450,5 259,2
(134,3 RSU)
57,5
(29,8)
n.r. n.r. n.r
1994/1995 558,8 295,5
(170,6 RSU)
52,9
(30,6)
840-15.300 (2) 563-2.780 (*) 67,0 - 18,3
366-967 (3) 148,7-405,8
(2,2-36,8 RSU)
40,6 – 41,9
(0,6-3,8)
2000 338.8 147,7
(85,3 RSU)
43,6
(25,5)
370-985 (3) 148,7-405,8
(2,2-36,8 RSU)
40,2-41,2
(0,6-3,7)
2005
(proiezione)
191.4 53,7
(34,1 RSU)
28,1
(17,8)
227-628 (3) 33,1-84,7
(5,6-8,5 RSU)
14,6-13,5
(2,5-1,3)
2010
(proiezione)
143,4 18,7
(12,8 RSU)
13,0
(8,9)
n.r. n.r.
Tabella 4. Stima delle emissioni annuali di PCDD e PCDF in Italia 1990-2010 (valori in grammi TCDD equivalenti)
1) R. De Lauretis "Stima delle emissioni di Diossine e Furani", 1998;
2) Commissione Europea, Releases of Dioxins and Furans to Land and Water in Europe, Final Report, settembre 1999.
3) Commissione Europea The European Dioxin Emission Inventory - Stage II, Dicembre 2000.
(*) Solo rifiuti solidi urbani e rifiuti ospedalieri, escluso incenerimento di rifiuti industriali.

Studi sul contenuto di microinquinati cloorganici, e in particolare di PCDD e PCDF, nei residui solidi degli inceneritori sono limitati.
Nella tabella 5 si riportano dei range di concentrazione relativi ad analisi di diversi inceneritori europei per rifiuti urbani e alle diverse tipologie di residui

Sostanza Scorie pesanti Ceneri leggere Residui da sistemi abbattimento fumi
PCDD/PCDF TEQ (1) 4-25 nanog/kg 100-1.000 nanog/kg 100-10.000 nanog/kg
PCDD/PCD
F TEQ (2)
15-300 nanog/kg n.r. 680-4.500 nanog/kg
Tabella 5. Concentrazione di PCDD-PCDF nei residui solidi da impianti europei di incenerimento di rifiuti solidi urbani
Fonti:
1) Agenzia Europea per l'Ambiente "Dangerous Substances in Waste", elaborazione di J. Schimd, A. Eisler, R. Strobel, ABAG_Itm, M. Crowe, 2000, p. 29.
2) Commissione Europea "Releases of Dioxins and Furans to Land and Water in Europe- Final Report", settembre 1999.

Recenti stime europee i indicano una quantità totale di immissione nell'ambiente di queste sostanze tra i 55 e i 150 grammi/anno (come TCDDeq) dovuto allo smaltimento delle scorie e dei residui dall'abbattimento dei fumi.

Contaminazione ambientale da PCDD e PCDF emessi dagli impianti di incenerimento

L'attenzione alla contaminazione ambientale e agli effetti sanitari è stata oggetto di numerosi studi nell'ambito della valutazione e definizione di obiettivi di riduzione a livello europeo.
Solo recentemente sono stati definiti livelli massimi di diossina negli alimenti (carne, pesce, latte e derivati, olii e grassi vegetali e animali), ii anche se si ammette che "misure basate unicamente sulla definizione di livelli massimi per le diossine e i PCB diossina-simili negli alimenti non sarebbero abbastanza efficaci nel ridurre l'esposizione umana alle diossine, a meno che i livelli non siano fissati a quote tanto basse che una gran parte degli alimenti dovrebbe essere dichiarata inadatta al consumo umano" (11° considerando del Regolamento citato).
In Italia sono stati fissati dei limiti per il suolo (DM 471 del 25.10.1999), che riguardano sia metalli pesanti che microinquinanti organici.
Nel caso delle diossine e dei furani i limiti sono pari a 0,01 microg/kg espressi come TCDDeq per i suoli a uso residenziale e 10 volte maggiori per i suoli a destinazione industriale.
Si tratta di standard, al di là delle considerazioni in merito alla loro intrinseca validità, che stanno facendo emergere la necessità di interventi di decontaminazione per migliaia di siti nella sola Italia, tra questi molti interessano le aree ove sono — o erano — attivi impianti di incenerimento.

Per quanto concerne la presenza ambientale di questi tossici in un recente seminario europeo iii sulla materia sono stati presentati i valori che vengono riproposti nella tabella 6.

Concentrazione in aria femtog TCDDeq /mc Deposizione al suolo picog TCDDeq /mq/giorno
Stato Area non specificata Area urbana Area rurale Area contaminata Area urban Area rurale
Austria 1,3 – 587
Belgio 86 – 129 70 – 125 < 1-12 < 1-3,1
Germania 2 –812 < 1-464
Italia 48-277
Lussemburgo 54—77 30 –64
Olanda 4 – 99 9 – 63 6 – 140
Svezia 5,4 – 53,7 < 1 –29
Gran Bretagna 0 - 810 1 - 24 14.800 < 1-312 0-517
Tabella 6. Concentrazioni in aria di diossine e furani in alcuni paesi europei e in diverse aree
Fonte : D. Buckley-Golder – AEA Technology, "Dioxins in the European Union", intervento al Seminario "Diossina nell'aria", di Bruges, novembre 2001.

Va comunque evidenziato che la maggiore fonte espositiva (valutata in un range tra il 95 % e il 98 %) ai microinquinanti clorurati è dovuta alla alimentazione per gli effetti di cumulabilità nella catena alimentare dovute alle emissioni e alle deposizioni dei tossici.
Oltre al noto caso dei "polli alla diossina" del Belgio, dovuto a una forma di "recupero" illegale di rifiuti contaminati da diossine e PCB, o quello dei bovini tedeschi contaminati con residui di agrumi brasiliani contaminati, nel 1997 un'indagine del Ministero dell'Agricoltura francese iv ha evidenziato tassi allarmanti di diossina nel latte prodotto in 34 dei 95 Dipartimenti del Paese. In tre Dipartimenti del Nord — l'area a maggiore vocazione lattiera — il tasso riscontrato è stato superiore a 3 picogrammi per grammo di grassi dei prodotti lattiero-caseari (limite poi assunto dal Regolamento europeo citato). La diossina dispersa nell'atmosfera appare dovuta all'attività degli inceneritori.
In diversi casi si sono riscontrati concentrazioni di diossine nel pesce dei mari del nord europa con livelli anche superiori ai 100 picog TCDDeq/ grammo di sostanza grassa (il Regolamento europeo citato infatti definisce una apposita deroga per il pescato di queste zone).
In Italia, un recente studio di Greenpeace v ha evidenziato non solo la presenza di metalli pesanti e diossine nel latte di aziende agricole poste nelle vicinanze di impianti di incenerimento per rifiuti urbani ( per le diossine la concentrazione in alcuni casi è prossima al limite francese di 3 picogrammi per grammo nei grassi) ma soprattutto il decrescere della concentrazione delle diossine con l'incremento della distanza dell'azienda agricola dall'impianto evidenziando cosí il ruolo dell'incenerimento alla contaminazione rispetto ad altre fonti. Infine è della primavera del 2003 (ma le prime analisi sono della fine del 2001) l'emersione, in termini di estensione, della "mozzarella alla diossina" che ha interessato gran parte delle zone di produzione DOP della Campania di questi prodotti ovi-caprini. In quest'ultimo caso la fonte della contaminazione è certamente plurima e connessa con pratiche illegali di smaltimento di rifiuti pericolosi. vi

Note

i. Il già citato documento della Commissione Europea "Releases of Dioxins and Furans to Land and Water in Europe- Final Report", settembre 1999.
ii. Da ultimo il Regolamento CE n. 2375/2001 del Consiglio del 29.11.2001 che modifica e integra i precedenti regolamenti europei sui tenori massimi di taluni contaminanti presenti nelle derrate alimentari (G.U. L. 321 del 6.12.2001).
iii. "Seminar Dioxins in the Air", Bruges, 19-20 novembre 2001.
iv. Direction générale de l'alimentation "Resultats du plan de surveillance de la contamination des produits laitiers per les dioxines", 28 mai 1997.
v. Greenpeace Italia, "Diossine e metalli nel latte vaccino in prossimità di impianti di incenerimento", giugno 2002; www.greenpeace.it/inquinamento/latte.htm.
vi. ARPA Campania "Programma di monitoraggio ambientale per la verifica dei livelli di diossine nelle aree delle province di Napoli e Caserta", marzo 2003.

Marco Caldiroli Centro per la Salute Giulio A. Maccacaro (Castellanza - VA); Medicina Democratica Movimento di Lotta per la Salute ONLUS (Milano)

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