Approcci basati sul rischio per la regolamentazione dei PFAS e la loro gestione negli impianti di potabilizzazione

The presence of PFAS in drinking water represents an extremely serious environmental and health problem, given their persistence and toxicity. This thesis proposes a comparative analysis of the risk analysis methodologies related to the presence of PFAS in water intended for human consumption. The main objective is to support the drinking water treatment plants managers and the legislators, providing them the tools to apply a risk-based management of the problem. First, a comparison of the risk calculation methods used for PFAS was carried out, which were derived from the study of scientific literature and regulations, in order to seek continuity between the two. The results highlight significant differences between literature and regulations, both in the risk calculation methods and in the reference limits. Subsequently, the risk analyses proposed by the current regulations were applied to a real case study. Raw and treated waters were analyzed, in order to study the effectiveness of activated carbon treatments in reducing the risk associated with PFAS based on the characteristics of the specific adsorption technologies used in the plants. It is also clear that based on the regulations applied to the raw water samples, the results in terms of risk and potability are extremely variable and dependent on the composition of the incoming water. Finally, the risk reduction due to the adsorption treatment varies between the different plants of the case study depending on the origin of the activated carbon used, the working Bed-Volume and the composition of the incoming water, as well as the risk analysis methodology applied. Therefore, a risk analysis-based approach is proposed for the management of drinking water treatment plants, underlining the importance of harmonizing regulations and scientific knowledge, deepening the toxicological aspects related to the presence of PFAS in the human body.

La presenza dei PFAS nelle acque potabili rappresenta un problema ambientale e sanitario di estrema gravità, data la loro persistenza e tossicità. Nella presente tesi si propone un’analisi comparativa delle metodologie di analisi di rischio relative alla presenza di PFAS nelle acque destinate al consumo umano. L’obiettivo principale è di supportare i gestori degli impianti di potabilizzazione e i legislatori, fornendo loro gli strumenti per una gestione del problema che sia basata sul rischio. È stato svolto, in primis, un confronto delle modalità di calcolo del rischio utilizzate per i PFAS, che sono state ricavate dallo studio della letteratura scientifica e delle regolamentazioni, al fine di cercare una continuità tra le due. I risultati evidenziano significative differenze tra letteratura e regolamentazioni sia nei metodi di calcolo del rischio che nei limiti di riferimento. In seguito, le analisi di rischio proposte dalle normative vigenti sono state applicate su un caso studio reale. Sono state analizzate sia le acque grezze che quelle trattate, in modo da poter studiare l’efficacia dei trattamenti con carbone attivo nel ridurre il rischio associato ai PFAS sulla base delle caratteristiche delle specifiche tecnologie di adsorbimento utilizzate negli impianti. Si evince, inoltre, che in base alla normativa applicata sui campioni di acqua grezza studiati, i risultati in termini di rischio e in termini di potabilità sono estremamente variabili e dipendenti dalla composizione delle acque in ingresso. Infine, la riduzione del rischio dovuta al trattamento di adsorbimento su carbone attivo varia tra le diverse centrali del caso studio in funzione dell’origine del carbone attivo utilizzato, del Bed-Volume di lavoro e della composizione dell’acqua in ingresso, oltre che della metodologia di analisi del rischio applicata. Si propone, dunque, un approccio basato sull’analisi di rischio per la gestione degli impianti di potabilizzazione, sottolineando l’importanza di armonizzare le normative e le conoscenze scientifiche, approfondendo gli aspetti tossicologici relativi alla presenza di PFAS nel corpo umano.