Approcci basati sull'analisi del rischio per la gestione dei filtri a carbone attivo granulare in potabilizzazione

This dissertation fits into human health risk assessment context due to micropollutants and their mixtures into drinking water. Broadly, the whole dissertation results, based on a case of study, focus on bringing drinking water plants management into line with risk assessment, as required by European Directive 2020/2184. The dissertation begins with a risk assessment on granular activated carbon (GAC) filters, in order to build a plants’ ranking based on their risk, that is computed through literature methods. Then, the dissertation proposes itself a new approach to risk assessment, which aims to shape the risk over time. The chosen mathematical model is the breakthrough curve model, that allows to build a plants’ ranking based on risk that takes into account filters’ breakthrough time and risk growth gradients. Moreover, risk modeling is useful to investigate a correlation between risk curves’ parameters and characteristics of inlet water, GAC filters and micropollutants through linear regressions: risk curves are tools that help plants’ managers identify factors influencing risk and, then, act on them. Lastly, different risk assessment approaches for a mixture made of same-end-point pollutants are analyzed and compared, in order to identify the safer one.

Questa tesi si colloca nel contesto dell’analisi di rischio sulla salute umana dei microinquinanti e delle miscele presenti nell’acqua di approvvigionamento. In generale, i risultati ottenuti nella tesi sono finalizzati ad allineare la gestione delle centrali di potabilizzazione e l’analisi di rischio, come richiesto dalla Direttiva 2020/2184. La tesi si sviluppa a partire dall’analisi di rischio di filtri a carbone attivo granulare (GAC) di impianti appartenenti ad un caso di studio e la costruzione di un loro ordinamento in funzione del rischio calcolato con i metodi di analisi di rischio descritti in letteratura. In seguito, viene proposto un nuovo approccio all’analisi di rischio, che ha lo scopo di modellare il rischio nel tempo. Il modello individuato per il rischio è quello delle curve di perforazione e consente di definire un nuovo ordinamento degli impianti in funzione del rischio che tiene conto dei tempi di perforazione dei filtri GAC e dei gradienti di crescita del rischio. Inoltre, usando la regressione lineare, valori descrittivi delle curve sono correlati con le caratteristiche dell’acqua in ingresso, dei filtri GAC e dei microinquinanti: il modello funge da strumento per il gestore per individuare i fattori influenti per il rischio e fare interventi mirati per ridurlo. Infine, sono analizzati e confrontati gli approcci di analisi di rischio presenti in letteratura per le miscele di microinquinanti emergenti del caso di studio che hanno lo stesso organo recettore, in modo da individuare il metodo più a favore di sicurezza.