Applicazione della metodologia LCA ad un impianto di trattamento e recupero dei rifiuti provenienti dallo spazzamento stradale

The present study evaluates the environmental impact of the treatment and recovery of street sweepings waste carried out by the CEM Ambiente S.p.A. plant located in Liscate (MI). This evaluation is conducted using the Life Cycle Assessment (LCA) methodology. The collected waste undergoes treatment through a "soil washing" technology, involving the use of water and sodium hypochlorite. This process allows for the recovery of inert fractions, categorized by size (sand, gravel), and the separation of other fractions, including organic waste, mixed waste, inorganic waste, ferrous metals, and wastewater treatment sludge. For this analysis, the functional unit chosen is 1 ton of input waste (including waste from street sweeping, waste from sewer cleaning, and waste from desanding) processed at the plant in 2022. The processes considered within the system boundaries include waste collection and transportation to the Liscate plant, the energy and resources consumed during waste treatment, the transportation of processed wastes, and final treatment processes. Additionally, the assessment accounts for the avoided production of primary raw materials. The chosen environmental impact assessment method is Environmental Footprint 3.0, recommended by the European Commission. The analysis was conducted using SimaPro 9.3, developed by the Pré Consultants company. Primary data were gathered through plant visits and surveys to provide a comprehensive understanding of the Liscate plant. The results of this analysis indicate that the environmental benefits derived from recovery efforts do not fully offset the impacts associated with transportation and treatment. In almost all of the impact categories (12 out of 16), the primary contribution is attributed to mechanical street sweeping operations involving diesel street-sweeping vehicles. A dedicated model was developed for this purpose, using primary fuel consumption data to estimate emissions based on emission factors provided by the "Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)," specific to commercial vehicles in urban areas in Italy. To reduce the environmental impacts of the collection phase, the use of electric vehicles is proposed as a solution, which would significantly reduce the impact across all considered indicators. As a future development of this thesis work, it is recommended to further investigate the emissions produced by street sweeping operations, particularly focusing on nitrogen oxides. Additionally, a comprehensive understanding of the wastewater treatment sludge's final processing is suggested, as this study has highlighted its significant influence on human toxicity impact categories.

Il presente studio valuta, tramite l'applicazione dell'analisi del ciclo di vita (LCA), gli impatti ambientali derivanti dal processo di trattamento e recupero dei rifiuti provenienti dallo spazzamento stradale, effettuato presso l’impianto di Liscate di proprietà di CEM Ambiente S.P.A. I rifiuti raccolti vengono trattati mediante la tecnologia del “soil washing” consistente nel lavaggio degli stessi con acqua addizionata di ipoclorito di sodio. Il processo consente di recuperare le frazioni inerti, suddivise per classi dimensionali (sabbia, ghiaino, ghiaietto) e di separare altre frazioni quali scarto organico, scarto misto, rifiuti inorganici, metalli ferrosi e fanghi; questi ultimi sono prodotti dalla depurazione delle acque di processo. L'unità funzionale scelta per questa analisi è il trattamento di 1 tonnellata di rifiuto in ingresso all’impianto nel 2022. I processi inclusi all’interno dei confini del sistema comprendono la raccolta e il trasporto dei rifiuti per il loro conferimento all’impianto di Liscate, i consumi necessari per il trattamento degli stessi, il trasporto e il trattamento degli scarti di processo presso gli impianti di destinazione finale e, infine, la produzione evitata di materie prime vergini quali sabbia e ghiaia. Il metodo di valutazione degli impatti ambientali selezionato è l’Environmental Footprint 3.0., raccomandato dalla Commissione Europea e l'analisi è stata effettuata attraverso l’utilizzo del software SimaPro versione 9.3, sviluppato dalla società olandese Pré Consultants. Per condurre lo studio è stato fondamentale raccogliere dati primari e informazioni che hanno permesso di ottenere una conoscenza dettagliata dell'impianto oggetto di analisi. La raccolta dei dati è stata effettuata tramite una visita diretta all'impianto e, successivamente, attraverso l'invio di un questionario. Dai risultati ottenuti è emerso che i benefici ambientali derivanti dalle operazioni di recupero dei rifiuti non compensano gli impatti dovuti al trasporto e al trattamento degli stessi. Il contributo maggiore in quasi tutte le categorie d’impatto (12 su 16) è associato al servizio di spazzamento meccanico effettuato mediante l’uso di spazzatrici stradali a gasolio, per le quali è stato costruito un apposito modello che, a partire dal dato primario di consumo di carburante, permette la stima delle emissioni attraverso i fattori forniti dall’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) specifici per un veicolo commerciale medio in ambito urbano in Italia. Poiché questa fase rappresenta un hotspot del sistema in esame, è stata analizzata, come possibile soluzione per la riduzione degli impatti, l’elettrificazione del parco mezzi. Ciò permetterebbe di conseguire significative riduzioni per tutte le categorie d’impatto considerate. Infine, come sviluppo futuro del presente studio, si raccomanda il reperimento di dati più dettagliati relativi alle emissioni dei veicoli utilizzati per l’attività di pulizia stradale, con particolare focus sugli ossidi di azoto, in modo da migliorare l’accuratezza dell’analisi qui presentata. Sarebbe, inoltre, necessario acquisire informazioni più dettagliate relative ai processi di trattamento cui sono sottoposti i fanghi di depurazione presso gli impianti di destinazione finale, vista l'influenza significativa di questa fase sulle categorie d'impatto relative alla tossicità umana.