INGEGNERIA SANITARIA
AMBIENTALE
INGEGNERIA SANITARIA-AMBIENTALE
L’ingegneria sanitaria ambientale riguarda gli aspetti ingegneristici
relativi alla tutela degli ecosistemi ed alla prevenzione e al
risanamento di inquinamenti chimici, fisici e biologici di comparti
ambientali.
L’ingegneria sanitaria ambientale può trovare applicazione in studi
e problemi relativi a:
• alterazione cicli biogeochimici;
• alterazioni ecologiche;
• dispersione e decadimento degli inquinanti in matrici solide,
liquide ed aeriformi;
• ecotossicologia, impatto e rischio ambientale.
Tematiche fortemente interdisciplinari
INGEGNERIA SANITARIA-AMBIENTALE
Nell’ambito dei suddetti settori di intervento, l’ingegneria
sanitaria ambientale trova in particolare applicazione per:
• Studio e valutazione dei fenomeni di inquinamento
• progettazione, valutazione di impatto, costruzione, gestione delle
opere e degli impianti per il trattamento e smaltimento dei rifiuti
solidi e liquidi e degli effluenti gassosi, per la potabilizzazione
delle acque e la depurazione delle acque reflue;
• Progettazione degli interventi di risanamento e controllo della
qualità dell'ambiente (suolo, aria, acqua);
• Certificazioni di qualità ambientali;
• Valutazione della sostenibilità di interventi/attività.
INQUINAMENTO - Definizione
• Definizione generale:
“Alterazione delle caratteristiche di un mezzo causata, in
particolare, da attività antropica.” Il termine è quanto mai generico
e comprende molti tipi di inquinamento.
• Inquinamento ambientale:
“Alterazione di una qualunque componente ambientale (vedi sotto)
tale da compromette/alterare l'ecosistema e/o danneggiare una o più
forme di vita.” In particolare ci si riferisce alle alterazioni causate
dall’attività antropica e non a quelle causate da fenomeni naturali
(ad esempio emissioni gassose naturali).
atmosfera (aria)
idrosfera (acque superficiali e sotterranee)
litosfera (suolo)
biosfera (organismi viventi)
INQUINAMENTO - Definizione
L’inquinamento è quindi legato all’immissione nell’ambiente di
"inquinanti” ovvero di quegli agenti capaci di causare alterazioni.
Anche un organismo può essere un inquinante quando, immesso in
un habitat in cui non era naturalmente presente è causa di alterazioni
degli equilibri dell'ecosistema interessato (mare, lago, fiume).
Principali tipologie di inquinamento ambientale
• Inquinamento atmosferico
• Inquinamento del suolo
• Inquinamento idrico
• Inquinamento acustico
• Inquinamento luminoso
• Inquinamento termico
• Inquinamento elettromagnetico
• Inquinamento fotochimico
INQUINAMENTO - Definizione
Per valutare il grado di inquinamento è necessario riuscire a valutare il
grado di alterazione.
Sono necessari dei “livelli di riferimento” che potremmo definire come
“standard di qualità ambientale”.
Il livello di riferimento:
• è definito in termini di insiemi di sostanze e/o parametri caratteristici;
• esistono standard diversificati per componente ambientale;
• dipende dall'utilizzo al quale la risorsa ambientale è destinata.
Risorsa
Acqua
Tipi di utilizzo
Alimentare, Agricolo/Industriale, Navigazione, Naturalistico/Ricreativo
Aria
Respirazione umana, Agricolo/Industriale, Naturalistico/Ricreativo
Suolo
Insediamento umano, Agricolo/Pascolo, Naturalistico/Ricreativo
INQUINAMENTO - Fonti
Le fonti di inquinamento dei diversi comparti ambientali possono
essere classificate in:
• sorgenti puntuali quando l’immissione degli inquinanti nei comparti
ambientali avviene da un unico punto di sversamento;
• sorgenti diffuse quando l’immissione degli inquinanti nei comparti
ambientali avviene ad opera di sversamenti distribuiti.
Le sorgenti diffuse a loro volta possono essere suddivise in lineari,
areali e volumetriche a seconda che si sviluppino rispettivamente su
una linea, un’area o un volume.
Esempi
Sorgenti puntuali: scarico di una tubazione in un corso d’acqua,
camino di emissione.
Sorgente diffusa: suoli urbani quando dilavati dalla pioggia, traffico.
INQUINAMENTO – Caratterizzazione degli inquinanti
Chimica
• inorganico: composto privo di carbonio (ad esempio ammoniaca,
metalli pesanti,…)
• organico: composto del carbonio (naturale o di sintesi) (ad esempio
alcoli, idrocarburi, solventi,…)
Stabilità
• biodegradabile: se può essere degradata dai microrganismi in
prodotti finali stabili (acqua, anidride carbonica)
• persistente: se chimicamente stabile, non biodegradabile
• Bioaccumulabile: sostanza persistente che tende ad accumularsi nei
tessuti di organismi vegetali e/o animali (ad esempio metalli pesanti)
INQUINAMENTO – Caratterizzazione degli inquinanti
Pericolosità
Per la salute umana
Nocivo: può comportare rischi per la salute ma di gravità limitata
Tossico: può comportare rischi gravi per la salute fino alla morte
Cancerogeno: può favorire la formazione del cancro
Teratogeno: può produrre malformazioni congenite non ereditarie
Mutageno: può causare alterazioni genetiche che poi vengono
trasmesse ereditariamente
Per l’ambiente
Ecotossico: può causare rischi nel breve , medio o lungo termine per
uno o più componenti dei comparti ambientali
INQUINAMENTO - Effetti
Gli effetti dell’inquinamento possono essere “diretti” o “indiretti”.
DIRETTI: se precludono l’utilizzo per certe funzioni.
• Acqua: alimentare, agricolo, industriale, svago, navigazione.
• Suolo: insediamento umano, agricolo, svago, pascolo.
• Aria: respirazione, industriale, agricolo.
Esempi
• CO in atmosfera;
• virus nelle acque;
• fitofarmaci nel suolo.
INQUINAMENTO - Effetti
INDIRETTI: si manifestano su altre risorse o su organismi,
causando danni.
Esempi
• corrosioni a strutture (piogge acide, smog), morte, rallentamento o
inibizione di certe funzioni vitali (composti tossici, cancerogeni,
mutageni, teratogeni);
• acidificazione del suolo ed acque per deposizione atmosferica;
• trasporto di fosforo e azoto in acque superficiali e profonde per
dilavamento terreni e percolazione.
INQUINAMENTO - Effetti
Gli effetti possono svilupparsi secondo due diverse modalità:
effetti acuti  si manifestano nel breve periodo come immediata
conseguenza di elevate esposizioni e sono in genere completamente
reversibili. Gli effetti acuti sono la manifestazione di un impatto a
breve termine.
Esempio: irritazione mucose per alte concentrazioni di O3
 effetti cronici  possono manifestarsi dopo periodi anche
lunghi di latenza in conseguenza di lievi esposizioni, senza alcuna
soglia certa; tali effetti hanno una natura probabilistica:
all’aumentare della durata dell’esposizione aumenta la probabilità di
contrarre un danno ma non l’entità del danno stesso.
Gli effetti cronici sono la manifestazione di effetti a lungo termine,
legati anche a persistenza e capacità di accumulo.
Esempio: patologie respiratorie dovute a atmosfere inquinate
INQUINAMENTO - Effetti
Gli effetti possono manifestarsi a seguito di diverse modalità di
interazione:

percorsi diretti  inalazione, ingestione
 percorsi indiretti  catena alimentare, ingestione, contatto
dermico
difficoltà a stabilire livello in cui non si verificano effetti indesiderati
sulla salute umana
INQUINAMENTO – Scala spaziale
L’inquinamento è un fenomeno che può manifestarsi a diverse scale
spaziali:
scala locale fenomeni specifici di alterazione dello stato
dell’ambiente dovuti alle attività che hanno sede sul medesimo
territorio
scala globale fenomeni di portata planetaria derivanti dalle
pressioni generate dalle attività umane
INQUINAMENTO – Rimozione
Costi di trattamento
Il disinquinamento prevede diverse possibili alternative:
• la trasformazione degli inquinanti in composti innocui
• il trasferimento degli inquinanti verso altri comparti
• la concentrazione e smaltimento degli inquinanti
Efficienza di rimozione
N.B.: i costi di trattamento aumentano in modo più che lineare al
crescere dell’efficienza di rimozione richiesta
INQUINAMENTO - Storia
• A partire dalla rivoluzione industriale è andato incementando in
modo non lineare :
l’utilizzo risorse e produzione di residui
la produzione di sostanze chimiche di sintesi estranee ai cicli
naturali
la crescita della popolazione
il miglioramento qualità della vita
• In particolare nel periodo successivo alla II guerra mondiale si è
avuto:
forte sviluppo industriale
crescente pressione sull'ambiente
incidenza rilevante dei flussi di energia e di materiali prodotti dalle
attività umane rispetto a quelli naturali
alcuni gravi incidenti industriali: (Seveso, Bhopal, Three Miles
Island, Chernobyl)
INQUINAMENTO - Storia
• Evoluzione tematiche ambientali:
carattere locale per tutela di siti e risorse
carattere globale:
effetto serra
distruzione fascia ozono stratosferico
concentrazione popolazione in aree urbane
divario tra redditi e consumi nel pianeta
• Evoluzione politiche ambientali:
depurazione e risanamento di ambienti inquinati
approccio preventivo
integrazione tra obiettivi ambientali e politiche industriali
INQUINAMENTO – Strategie di controllo
Tre livelli di intervento:
• Produzione (alla fonte)
minimizzazione emissioni e consumo di materie prime nel ciclo produttivo
(recupero/riciclaggio)
sostituzione di sostanze dannose nel ciclo produttivo e nel prodotto finito
prolungamento ciclo di vita dei prodotti finali con riutilizzo/recupero di
materiali o energia
• Utilizzo
educazione utilizzatori finali per evitare consumi indiscriminati e ingiustificati
• Depurazione (a valle)
disinquinamento con tecnologie adeguate a costi accettabili
incentivazione recupero di materiale e di energia
SOSTENIBILITA’
La sostenibilità può essere definita come la capacità di un
sistema (da definire di volta in volta) di sopportare gli effetti
dell’attività antropica in termini di:
• disponibilità di risorse
• qualità dei comparti ambientali
La valutazione della sostenibilità si basa essenzialmente sull’utilizzo
degli strumenti ‘bilancio di massa’ e ‘bilancio di energia’
Concetto di bilancio
Accumulo = Ingresso – Uscita - Consumo interno + Generazione interna
Accumulo = 0
Accumulo > 0
Accumulo < 0
stazionarietà
aumento
decremento
SVILUPPO SOSTENIBILE – Flussi di materia ed energia
RISORSE RINNOVABILI E NON RINNOVABILI
Le risorse rinnovabili hanno la capacità di non diminuire con l'uso
da parte dell'uomo.
Esistono risorse rinnovabili permanenti e non permanenti.
Le risorse rinnovabili permanenti sono rinnovabili indipendentemente dal
tasso di utilizzo (tipicamente energia solare, energia eolica).
Quelle non permanenti sono rinnovabili entro certi limiti di sfruttamento.
Esempio tipici sono le foreste (rinnovabile se la rapidità di taglio non
supera quella di ricrescita), la pesca (rinnovabile se la predazione non
supera la produzione), l’acqua di un acquifero.
RISORSE NON RINNOVABILI
Le risorse non rinnovabili non si riformano.
Esistono, tuttavia, risorse non rinnovabili il cui utilizzo ne altera
irrimediabilmente le caratteristiche ed altre che invece si conservano
SVILUPPO SOSTENIBILE
I limiti della crescita sono dettati da:
 i limiti delle capacità delle sorgenti del pianeta di fornire
materiali ed energia
 i limiti delle capacità dei pozzi del pianeta di assorbire
rifiuti e inquinamento.
Necessità di incrementare l’efficienza nell’uso di energia e
risorse naturali per la produzione di beni e servizi.
Ciò richiede profonde modifiche: politiche, culturali,
economiche, tecnologiche (durabilità, aumento efficienza,
usi in cascata, riuso, diminuzione di certi consumi,
abolizione di certi usi, …).
SVILUPPO SOSTENIBILE - Rapporto Brundtland (1987)
Il concetto di sviluppo sostenibile ha iniziato a diffondersi dopo
il 1987 grazie al rapporto “Our Common future” della Commissione
Mondiale per l’Ambiente e lo Sviluppo (commissione Brundtland).
Protezione dell'ambiente e delle sue risorse
Senza
Limitare lo sviluppo
economico e sociale
Ma
Garantendo le condizione
per uno sviluppo duraturo
• Sviluppo sostenibile: uno sviluppo che soddisfa i bisogni del presente
senza compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare i
propri (equità intergenerazionale).
• Una definizione più puntuale è stata fornita dalla World Conservation
Union (IUCN) nel 1991: lo sviluppo sostenibile è quello che assicura il
soddisfacimento della qualità della vita mantenendosi entro i limiti delle
capacità di carico degli ecosistemi che la sostengono.
SVILUPPO SOSTENIBILE - Politiche
Conferenza di Rio de Janeiro (1992)
Agenda 21: principi guida per una politica di sviluppo sostenibile
nel XXI secolo
4 dimensioni sostenibilità:
economica: generare reddito e lavoro per il sostentamento della
popolazione
sociale: garantire condizioni di benessere umano equamente distribuite
ambientale: mantenere la qualità e la riproducibilità delle risorse
naturali
istituzionale: assicurare condizioni di stabilità, democrazia, giustizia
SVILUPPO SOSTENIBILE - Politiche
Alcuni temi ambientali affrontati da Agenda 21: che
• insostenibilità degli attuali stili di vita, produzione e consumo
(Capitolo 4);
• la necessità di integrare le questioni ambientali, economiche e
sociali nel processo decisionale e nel quadro legislativo,
regolamentativo e pianificatorio (Capitolo 8);
• la gravità delle condizioni ambientali nelle grandi città (Capitolo 7);
• il deterioramento di risorse come l’aria (Capitolo 9), il suolo
(Capitolo 10), l’acqua (Capitolo 18);
• il problema dei rifiuti (Capitolo 21)
SVILUPPO SOSTENIBILE - Politiche
Molti dei problemi (e delle relative soluzioni) affrontati da Agenda 21
hanno radici locali.
È determinante la partecipazione degli Enti locali nel raggiungimento
degli obiettivi della sostenibilità
Agenda 21 Locale
Agenda 21 Locale: Processo partecipato finalizzato alla
definizione e all’attuazione di un Piano d’Azione (PdA) per la
sostenibilità locale, condiviso dall’intera comunità.
Le modalità e gli strumenti mediante i quali giungere
all’elaborazione del PdA sono strettamente legati alle specificità
del territorio.
SVILUPPO SOSTENIBILE - Politiche
Procedura di attuazione di A21L
1. L’amministrazione dell’Ente promotore deve aderire alla Carta di
Aalborg, impegnandosi formalmente nell’attivazione del processo.
2. Individuare le problematiche mediante indagine dello stato attuale e
che conduce al Rapporto sullo Stato dell’Ambiente (RSA): strumento
efficace per la definizione di un quadro di riferimento rappresentativo
della realtà analizzata.
3. Individuare le criticità e dare loro una priorità.
4. Fissare i target che devono essere misurabili e valutabili nel tempo
stabilire le azioni da attuare per il loro raggiungimento: PdA.
5. Monitoraggio, valutazione aggiornamento del PdA.
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
Processo “circolare” e continuo, durante il
quale gli obiettivi e le azioni da attuare per la
sostenibilità sono ciclicamente aggiornati e
rivisti sulla base dei risultati ottenuti, ma anche
in relazione ai cambiamenti delle condizioni
ambientali e all’acquisizione di nuove
informazioni e capacità tecniche.
CARTA AALBORG
Documento redatto in occasione della 1a Conferenza europea sulle Città
sostenibili denominato: “Carta delle Città europee per un modello urbano
sostenibile”. Nel 2004 sono stati definiti gli impegni futuri (Commitments), che
gli Enti locali si impegnano a sottoscrivere e attuare nel prossimo decennio.
5. Pianificazione e progettazione urbana
Ci impegniamo a svolgere un ruolo strategico nella pianificazione e
progettazione urbane, affrontando problematiche ambientali, sociali,
economiche, sanitarie e culturali per il beneficio di tutti.
Lavoreremo quindi per:
• rivitalizzare e riqualificare aree abbandonate o svantaggiate;
• prevenire una espansione urbana incontrollata, ottenendo densità urbane
appropriate e dando precedenza alla riqualificazione del patrimonio edilizio
esistente;
• assicurare una miscela di destinazioni d’uso, con un buon equilibrio di uffici,
abitazioni e servizi, dando priorità all’uso residenziale nei centri città;
• garantire una adeguata tutela, restauro e uso/riuso del nostro patrimonio
culturale urbano;
• applicare i principi per una progettazione e una costruzione sostenibili,
promuovendo progetti architettonici e tecnologie edilizie di alta qualità.
SVILUPPO SOSTENIBILE - Indicatori
Gli indicatori rappresentano uno strumento fondamentale nei processi di
sviluppo sostenibile.
Indicators of sustainable devolpment need to be developed to provide
solid basis for decision making…” (Agenda 21, Rio de Janeiro 1992)
Con il termine indicatore si identifica uno strumento in grado di fornire
informazioni in forma sintetica di un fenomeno più complesso e con
significato più ampio; uno strumento in grado di rendere visibile un
andamento o un fenomeno che non è immediatamente percepibile.
Caratteristiche degli indicatori :
• gli indicatori quantificano l'informazione, in modo tale che il suo
significato sia maggiormente comprensibile ed evidente;
• gli indicatori semplificano le informazioni relative a fenomeni più
complessi.
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
In sintesi gli indicatori possono essere visti come strumenti per:
• rappresentare in modo semplice problemi complessi
• aiutare a comprendere le correlazioni tra i diversi fenomeni
locali e tra i problemi locali e quelli globali
• identificare e analizzare in modo sistematico i cambiamenti, le
tendenze, i problemi prioritari, i rischi ambientali
• supportare i processi decisionali locali da parte dei soggetti
pubblici e privati
• aiutare ad anticipare i problemi e a promuovere l'adozione di
strategie di lungo periodo
• fare un bilancio delle azioni adottate e monitorarne l'efficacia
• effettuare una valutazione ambientale rispetto a obiettivi e target
di sostenibilità.
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
I criteri generali per la selezione degli indicatori sono riconducibili alle seguenti opzioni:
a) rilevanza ai fini dell'attivazione di politiche di sostenibilità:
• coerenza "tecnica" con obiettivi di qualità e target adottati
• rappresentatività delle condizioni ambientali e socio-economiche, dei fattori di pressione
sulle risorse
b) capacità di orientamento delle decisioni e dei comportamenti pubblici e privati
• capacità di restituire l'efficacia delle scelte
• immediatezza comunicativa
c) validità scientifica
• sensibilità ai mutamenti nel tempo dei fenomeni rappresentati
• sensibilità alle differenze di performance fra diversi ambiti territoriali
• attendibilità ed affidabilità dei metodi di misura e raccolta dei dati
• comparabilità di stime e misure effettuate nel tempo
d) applicabilità degli indicatori
• esistenza, reperibilità ed affidabilità dei dati necessari
• costi e tempi necessari alla elaborazione e raccolta dati
• disponibilità nel tempo e frequenza di aggiornamento
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
Indicatori ambientali
• Indicatori descrittivi: dovrebbero consentire di valutare lo stato o l'andamento
di alcuni fenomeni rilevanti per la qualità e sostenibilità ambientale e socioeconomica. Questi indicatori possono essere espressi in forma tale da consentire
la creazione di indicatori di intensità, configurabili come indicatori di "ecoefficienza" o di "carico ambientale".
Esempi
tonnellate di CO2 emessa
concentrazione di nitrati nelle acque potabili
 consumo di combustibile per autotrazione
• Indicatori di eco-efficienza o di carico ambientale:
• eco-efficienza rapporto tra una variabile ambientale/sociale
ed una economica (ad esempio: emissioni di CO2 per milione di € di P.I.L.)
• carico ambientale rapporti finalizzati a valutare le emissioni unitarie (ad esempio:
emissione di CO2 procapite o per unità di superficie)
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
Indicatori descrittivi
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
Indicatori descrittivi
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
Indicatori descrittivi
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
Indicatori ambientali
• Indicatori aggregati: forniscono indicazioni sintetiche riassumendo l’effetto di
più fattori. Indici e indicatori aggregati sono per certi versi inevitabili ed hanno il
vantaggio di fornire un informazione sintetica, ma al tempo stesso rischiano di
costituire una semplificazione che può oscurare aspetti importanti e distorcere la
realtà dei fenomeni rappresentati.
Un indicatore aggregato che sta conquistando crescente popolarità è l'impronta
ecologica che misura, in ettari, lo spazio naturale occupato per la produzione di
risorse e per l'assorbimento di emissioni inquinanti (ad esempio CO2) legate al
sostentamento di una determinata comunità.
Esempi
• Global Warming Potential misura l'effetto serra di una pluralità di gas
• Ozone Depleting Potential misura il contributo alla distruzione della fascia di
ozono di una molteplicità di sostanze
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
Indicatori ambientali
• Indicatori prestazionali: sono strumenti di comparazione che integrano un
indicatore descrittivo e un valore di riferimento o un target; essi esprimono il
tasso di scostamento rispetto ad un valore di riferimento. Sono indicatori
tipicamente funzionali al supporto e al monitoraggio dell'efficacia delle politiche
rispetto a predeterminati obiettivi (locali, nazionali o internazionali).
SVILUPPO SOSTENIBILE - AGENDA 21
Modelli di riferimento per gli indicatori di sostenibilità ambientale
modelli concettuali per il raggruppamento e l'organizzazione del
sistema di indicatori
struttura che individua le relazioni di causa-effetto
struttura che evidenzia le azioni per conservare o ripristinare
l’ambiente
• Diversi modelli proposti da:
OCSE - Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo
Economico
ONU - Commissione per lo Sviluppo Sostenibile
EEA – European Environmental Agency
ANPA - Agenzia Nazionale per la Protezione Ambientale
SVILUPPO SOSTENIBILE - MODELLO PSR (OCSE)
• Indicatori di pressione: misurano gli impatti esercitati delle attività
umane sull'ambiente (consumo di risorse, emissioni, scarichi,…)
• Indicatori di stato: esprimono lo stato qualitativo ed il degrado delle
risorse naturali (estensione delle aree verdi, concentrazione inquinanti,…)
• Indicatori di risposta: esprimono la risposta della società ai cambiamenti
dello stato dell’ambiente indicando azioni di organismi pubblici (sviluppo
di politiche ambientali, attività di monitoraggio,…) e di soggetti privati
(stile di vita, investimenti in tecnologie ‘pulite’,…)
SVILUPPO SOSTENIBILE - MODELLO DPISR (EEA)
Modello più complesso: 2 altre ulteriori categorie concettuali
• Determinanti (Driving forces): attività umane che provocano i
fattori di pressione
• Impatti: effetti risultanti dall'interazione tra fattori di pressione e
stato delle risorse
SVILUPPO SOSTENIBILE - MODELLO DPISR (EEA)
Esempio 1:
SVILUPPO SOSTENIBILE - MODELLO DPISR (EEA)
Esempio 2:
SVILUPPO SOSTENIBILE - MODELLO DPISR (EEA)
Nota metodologica tratta
Da ‘Segnali ambientali in
Toscana’ che rappresenta
il report regionale sullo stato
dell’ambiente.