Inquinamento storico del sottosuolo da composti organoclorurati e perfluorati: analisi geologica ed ambientale dalla caratterizzazione alla modellazione

This thesis presents the case study of a contaminated site located in the municipality of Trissino, in the Province of Vicenza, Italy. The site, which has been used since the early 1960s as the first production facility of Ri.Mar (Ricerche Marzotto, later Miteni), was dedicated to the manufacture and synthesis of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS). In 2019, following changes in ownership and land use, an environmental site investigation was carried out. The results revealed significant concentrations of PFAS in soil, subsoil, and groundwater. In addition, groundwater analyses identified high concentrations of trichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (PCE), confirming the presence of multiple sources of environmental contamination. Since 2020, site investigations, remediation activities, and Emergency Safety Measures (MiSE – Messa in Sicurezza di Emergenza) have been implemented by the innocent landowner. These activities are still ongoing. The primary objective of this thesis is to update the previously developed conceptual site model by integrating the existing database with the analytical results obtained from groundwater monitoring campaigns carried out during the last year. The continuous improvement of the site's conceptual understanding has provided the technical basis for the evolution of the remediation strategy, allowing the transition from the emergency measures adopted during the initial stages to a risk-based remediation approach aimed at the environmental restoration of the site. A further objective of this work is to evaluate the effectiveness of the contamination containment measures implemented since 2020. To support the interpretation of the field data, a numerical modelling approach was adopted using the MODFLOW-2005 and MT3DMS codes, implemented through the ModelMuse interface, in order to develop a numerical conceptual model of groundwater flow and contaminant transport. This modelling approach made it possible to analyse the spatial and temporal evolution of the contaminant plume and to assess the effectiveness of the remediation measures currently in operation. The results of the numerical model, presented in Section 7.3, demonstrate that the hydraulic barrier installed at the site effectively reduces contaminant concentrations over time and space. By intercepting the contaminant plume, the hydraulic barrier limits its downgradient migration, preventing most of the contamination from spreading beyond the site boundaries. The simulations also show the progressive transport of contaminants in accordance with the groundwater flow direction, resulting in an increase in plume extent due to hydrodynamic dispersion within the subsurface. These dispersive processes promote plume spreading and redistribute contaminant concentrations, leading to a progressive decrease in concentrations near the source area and to the dilution of contamination in the downgradient portions of the aquifer.

Con la presente tesi viene trattato il caso studio di un sito contaminato nel comune di Trissino, in provincia di Vicenza. Il sito in argomento, adibito fin dai primi anni Sessanta a primo insediamento produttivo della Ri.Mar (Ricerche Marzotto, a seguire Miteni), veniva utilizzato per la produzione e la sintesi di sostanze perfluoroalchiliche (PFAS). Nell’anno 2019, dopo cambi di proprietà e di fruizione dell’area, si sono intraprese azioni di caratterizzazione ambientale, che hanno evidenziato una concentrazione significativa di PFAS nelle matrici ambientali suolo, sottosuolo ed acque sotterranee. Le analisi hanno inoltre riscontrato la presenza massiccia di tricloroetilene (TCE) e tetracloroetilene (PCE) nelle acque sotterranee, che concorrono alla contaminazione ambientale. Dal 2020 sono in corso di svolgimento attività esplorative ed interventi di risanamento e di Messa in Sicurezza di Emergenza (MiSE) a cura del Proprietario incolpevole. Tali azioni sono a tutt’oggi in corso di esercizio. Questo elaborato ha l’obiettivo primario di aggiornare il modello concettuale precedentemente redatto, aggiungendo alla banca dati esistente i risultati delle analisi dei campioni prelevati nel corso dell’ultimo anno di monitoraggi. Il continuo affinamento del quadro conoscitivo, infatti, ha rappresentato il presupposto per una fattiva evoluzione della gestione degli interventi, consentendo il passaggio dalle misure emergenziali, adottate nelle prime fasi, ad una strategia di bonifica definita sulla base dell’analisi di rischio ed orientata al ripristino dell’area. Inoltre, è nell’interesse della presente tesi valutare l’efficacia delle azioni di contenimento della contaminazione, attuate dal 2020 ad oggi. In ausilio ai dati ottenuti sul campo è stato utilizzato uno strumento di modellazione numerica che sfrutta i codici MODFLOW-2005 e MT3DMS, implementati tramite l’interfaccia ModelMuse e che consente di ottenere il modello numerico concettuale. Con i precitati obiettivi è stato quindi possibile visualizzare l’andamento della contaminazione nello spazio e nel tempo, verificando l’efficienza delle misure attualmente in azione. All’interno del Paragrafo 7.3 sono presentati i risultati del modello numerico concettuale, che evidenziano come, grazie all’efficienza della barriera idraulica posta nel sito, la concentrazione della contaminazione diminuisca progressivamente nel tempo e nello spazio. La barriera, intercettando il plume, ne limita la propagazione verso valle evitando la trasmissione della maggior parte della contaminazione al di fuori dell’area del sito. Questo è evidenziato dal trasporto progressivo del contaminante coerente con la direzione del flusso di falda, che determina un aumento dell’estensione del pennacchio, effetto della dispersione idrodinamica che avviene nel sottosuolo. I fenomeni dispersivi, infatti, favoriscono l’allargamento del plume e ne determinano la ridistribuzione delle concentrazioni, portando conseguentemente al decremento della concentrazione in prossimità della sorgente e alla diluizione della contaminazione nelle parti distali al sito.