Disperdenti - Oil Spill Response Project
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Disperdenti - Oil Spill Response Project
Disperdenti: applicazione in superficie Linee guida per la gestione degli incidenti e per il personale di emergenza Associazione mondiale del settore del petrolio e del gas per le questioni ambientali e sociali Level 14, City Tower, 40 Basinghall Street, London EC2V 5DE, Regno Unito Telefono: +44 (0)20 7633 2388 Fax: +44 (0)20 7633 2389 E-mail: [email protected] Sito web: www.ipieca.org Associazione internazionale dei produttori di petrolio e gas Sede di Londra Level 14, City Tower, 40 Basinghall Street, London EC2V 5DE, Regno Unito Telefono: +44 (0)20 7633 0272 Fax: +44 (0)20 7633 2350 E-mail: [email protected] Sito web: www.iogp.org Sede di Bruxelles Boulevard du Souverain 165, 4° piano, B-1160 Bruxelles, Belgio Telefono: +32 (0)2 566 9150 Fax: +32 (0)2 566 9159 E-mail: [email protected] Sito web: www.iogp.org Rapporto 532 IOGP Data di pubblicazione: 2015 © IPIECA-IOGP 2015 Tutti i diritti riservati. Nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, conservata in un sistema di archiviazione o trasmessa in qualsiasi forma e con qualsiasi mezzo, elettronico, meccanico, di fotocopiatura, di registrazione o altro, senza il previo consenso di IPIECA. Dichiarazione di non responsabilità Sebbene sia stato fatto ogni sforzo per assicurare la precisione delle informazioni contenute in questa pubblicazione, sia l’IPIECA, che l’IOGP e nessuno dei loro membri passati, presenti o futuri, ne garantisce la sua accuratezza né si assumerà, a prescindere dalla sua o loro negligenza, la responsabilità per qualsiasi utilizzo prevedibile o imprevedibile che possa essere fatto della presente pubblicazione. Di conseguenza, tale uso è a discrezione del destinatario sulla base del fatto che qualsiasi uso da parte del destinatario stesso costituisce accettazione dei termini della presente dichiarazione di non responsabilità. Le informazioni contenute in questa pubblicazione non hanno lo scopo di fornire una consulenza professionale da parte dei diversi contributori e né IPIECA, né IOGP né i loro membri si assumono alcuna responsabilità per le conseguenze dell'uso o dell'abuso di tale documentazione. Questo documento può fornire una guida supplementare alle norme della legislazione locale. Tuttavia, nulla nel presente documento è destinato a sostituire, modificare, o comunque discostarsi da tali norme. In caso di conflitto o di contraddizione tra le disposizioni del presente documento e la legislazione locale, le leggi applicabili prevarranno. Disperdenti: applicazione in superficie Linee guida per la gestione degli incidenti e per il personale di emergenza Fotografie di copertina riprodotte per gentile concessione di (da sinistra a destra): USDA; Oil Spill Response Limited; US Air Force IPIECA • IOGP Prefazione Questa pubblicazione fa parte della serie di linee guida sulle buone prassi di IPIECA-IOGP e riassume le opinioni correnti sulle migliori prassi di una serie di argomenti relativi alla preparazione e risposta alle fuoriuscite di olio. La serie si propone di aiutare ad allineare le pratiche e le attività del settore, informare le parti interessate e fungere da strumento di comunicazione per promuovere la consapevolezza e l'educazione. La serie aggiorna e sostituisce la consolidata "Oil Spill Report Series" di IPIECA, pubblicata tra il 1990 e il 2008. Copre argomenti che sono ampiamente applicabili sia all'esplorazione che alla produzione, nonché alle attività di spedizione e trasporto. Le revisioni sono state effettuate dall'Oil Spill Response Joint Industry Project (JIP) di IOGP-IPIECA. Il JIP è stato istituito nel 2011 per implementare le opportunità di apprendimento in materia di preparazione e risposta alla fuoriuscita di olio dopo l'incidente nel Golfo del Messico dell'aprile 2010. La serie di report originale di IPIECA sarà progressivamente ritirata a seguito della pubblicazione dei vari titoli in questa nuova serie sulle buone prassi nel corso del 2014-2015. Nota sulle buone prassi Le "buone prassi" nel contesto del JIP sono un corpo di linee guida, pratiche e procedure riconosciute a livello internazionale che consentono all'industria petrolifera e del gas di fornire prestazioni accettabili nell'ambito della salute, della sicurezza e dell'ambiente. Le buone prassi per un particolare ambito cambiano nel corso del tempo alla luce dei progressi della tecnologia, dell'esperienza pratica e delle conoscenze scientifiche, nonché dei cambiamenti nel contesto politico e sociale. 2 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Contenuti Prefazione 2 Normative per l'uso dei disperdenti 28 4 Perché i governi nazionali hanno delle normative sui disperdenti? 28 Executive summary Test a fini dell'omologazione di prodotti disperdenti 29 Normative per l'autorizzazione all'uso dei disperdenti 34 Disperdenti e piani di emergenza 36 Pianificazione dell'uso dei disperdenti 37 Analisi dei benefici ambientali netti 38 NEBA e uso dei disperdenti 40 Come vengono applicati i disperdenti 43 Principi dell’applicazione dei disperdenti 43 Caratteristiche dei diversi sistemi di applicazione dei disperdenti 43 Aspetti sanitari e di sicurezza relativi all'uso dei disperdenti 45 Valutazione dell'efficacia dei disperdenti in mare 46 Esempi di uso di disperdenti 48 Scenari che illustrano l'uso potenziale di disperdenti 50 Conclusione 56 Riferimenti bibliografici 58 Letture consigliate 68 Ringraziamenti 69 Il ruolo dell'uso dei disperdenti nella risposta alle fuoriuscite di olio 6 Destino dell’olio sversato nell'ambiente 6 Potenziali effetti dell’olio sversato 7 Tecniche di risposta 8 I disperdenti e il loro funzionamento 11 Dispersione naturale 11 Emulsione acqua in olio 12 History of dispersants 12 Composizione dei disperdenti moderni 13 Mechanism of dispersant action 15 Vantaggi e svantaggi dell'uso dei disperdenti 17 Caratteristiche e limitazioni 18 Tasso di rimozione dell’olio 18 Limitazioni causate dalle condizioni ambientali 19 Tipi di olio e proprietà fisiche 20 Biodegradabilità e tossicità dell’olio 23 Composti chimici nel greggio 23 Interazione degli organismi marini con l’olio disperso 23 Biodegradabilità degli oli 23 Potenziale tossicità dell’olio disperso 25 3 IPIECA • IOGP Executive summary L'uso dei disperdenti è una delle tante possibili tecniche di risposta per la rimozione dell’olio sversato in mare. L'uso dei disperdenti può essere un modo efficace per ridurre al minimo il danno ecologico e socio-economico globale, impedendo all’olio di raggiungere gli habitat costieri e litorali, e migliorare i processi di biodegradazione naturali che degradano l’olio stesso L'uso dei disperdenti migliora notevolmente il tasso e il grado di dispersione naturale e diluizione dell’olio causate dall'azione delle onde. I tensioattivi nei disperdenti consentono all'energia di miscelazione delle onde di convertire una maggior quantità di olio in piccole goccioline. Queste goccioline vengono spinte nella parte più superficiale della colonna d'acqua dall'azione delle onde e sono mantenute in quella zona dalla turbolenza. Le goccioline di olio disperse, rispetto all’olio sulla superficie del mare o finito a riva, sono più facilmente degradabili dai microrganismi presenti in natura in grado di metabolizzare gli idrocarburi. Come tutte le tecniche disponibili tra gli strumenti di risposta alle fuoriuscite di olio, se è vero che l'uso dei disperdenti ha alcune limitazioni, è altresì vero che possiede caratteristiche che lo rendono particolarmente utile per rispondere a grandi fuoriuscite di olio in mare. La maggior parte dei greggi sono suscettibili all'uso di disperdente, ma l'efficacia del disperdente diminuisce con l’aumentare della viscosità dell'olio causata dal degrado provocato dalla sua esposizione agli agenti atmosferici ("weathering"). Rispetto agli altri strumenti di risposta agli sversamenti di olio, l'uso dei disperdenti in superficie può essere spesso la tecnica più rapida ed efficace per la rimozione dell’olio galleggiante: l L’irrorazione di disperdente da aeromobile consente di coprire estese aree olio galleggiante in mare in tempi relativamente brevi. l La disponibilità di applicazione da aeromobile consente di rispondere in maniera relativamente rapida in aree remote. l Vi è una ridotta esposizione e un minore rischio per il personale addetto alla risposta. l I disperdenti possono essere utilizzati quando le condizioni di mare sono troppo difficili per l'uso efficace sia di un contenimento e recupero in mare che di un incendio controllato dell’olio sul posto. Irrorazione del disperdente utilizzando aeromobili appositamente attrezzati. 4 Oil Spill Response Limited La pianificazione è un processo essenziale per affrontare in modo efficace le possibili fuoriuscite di olio. Affinché i disperdenti rappresentino una valida opzione di risposta, hanno bisogno di essere disponibili immediatamente. È quindi importante prendere in considerazione i vari aspetti dell'uso dei disperdenti nei piani di emergenza riguardanti le fuoriuscite di olio. L'analisi del beneficio ambientale netto (NEBA) fa parte del processo di pianificazione e viene utilizzata dalla comunità di risposta per operare le scelte migliori per ridurre al minimo l'impatto delle fuoriuscite di olio sulle persone e sull'ambiente. L’impiego della NEBA per l'uso dei disperdenti sull’olio sversato in acque con profondità superiore a 10 o 20 metri è generalmente chiaro: i potenziali benefici sono ingenti e il potenziale danno è molto ridotto, a causa della rapida diluizione dell’olio disperso in un grande volume d'acqua. Dove l’olio fuoriuscito si trovi in acque profonde meno di 10 o 20 metri, occorre valutare più attentamente l'adeguatezza dell'uso dei disperdenti. Esiste un potenziale rischio che l’olio disperso causi un’esposizione per brevi periodi degli organismi marini presenti nella colonna d'acqua a nubi diffuse di goccioline e a composti solubili in acqua in misura maggiore rispetto al caso in cui non vengano utilizzati i disperdenti. Questa esposizione all’olio disperso può potenzialmente avere effetti tossici sugli organismi marini. DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Oil Spill Response Limited Irrorazione del disperdente da un braccio di irrorazione montato su un'imbarcazione. È opportuno che i paesi mettano a punto normative riguardo all'uso del disperdente. Tali normative sono abitualmente costituite da due parti: 1. Normative per l'omologazione dei prodotti disperdenti: queste descrivono quali disperdenti sono omologati per l'uso in acque nazionali e garantiscono che questi prodotti sono sia efficaci che di tossicità relativamente bassa rispetto all’olio. 2. Normative per l'autorizzazione all'uso dei disperdenti: queste definiscono dove e quando i disperdenti possono essere autorizzati, compresa un'autorizzazione preliminare, per l'uso in acque nazionali su fuoriuscite di olio. L'uso dei disperdenti è una tecnica consolidata e collaudata, che fa parte dell'insieme degli strumenti di risposta e può fornire un importante contributo per ridurre al minimo gli impatti ecologici e socio-economici delle fuoriuscite di idrocarburi in ambiente marino. 5 IPIECA • IOGP Il ruolo dell'uso dei disperdenti nella risposta alle fuoriuscite di olio L'uso dei disperdenti per le fuoriuscite di olio è una delle tante possibili tecniche di risposta. L'uso dei disperdenti può essere un modo utile per ridurre al minimo il danno complessivo, eliminando l’olio dalla superficie marina, impedendo all’olio di raggiungere gli habitat costieri e litorali e migliorando i processi di biodegradazione naturali che ne causano la decomposizione. Come tutte le tecniche disponibili tra gli strumenti di risposta alle fuoriuscite di olio, l'uso dei disperdenti ha alcune limitazioni, ma possiede caratteristiche che lo rendono particolarmente utile in caso di grandi fuoriuscite di olio in mare. Destino dell’olio sversato nell'ambiente Le fuoriuscite di olio spesso generano notevoli preoccupazioni circa i potenziali effetti sull’ambiente. L'ambiente coinvolto in uno sversamento d’olio si compone di diverse aree: aria, litorale, superficie del mare, colonna d'acqua e sedimenti (vedi Figura 1). Figura 1 Componenti ambientali a potenziale rischio sversamento olio litorale aria superficie marina sedimenti colonna d'acqua Ognuno di questi elementi, con l'eccezione dell'aria (che può avere importanza per l'esposizione dell'addetto all'emergenza e dei residenti), può contenere una varietà di habitat diversi, ognuno contenente le proprie popolazioni di specie e individui. I processi naturali fanno in modo che l’olio sversato o i suoi componenti chimici vengano trasferiti da un elemento ambientale a un altro: l l l l l l 6 L'evaporazione trasferisce le componenti più volatili dall’olio all'aria. La percentuale limitata di componenti idrosolubili dell’olio si dissolverà nella colonna d'acqua. L'azione delle onde che si infrangono trasferirà l’olio dalla superficie marina alla colonna d'acqua, sotto forma di goccioline minuscole, fenomeno conosciuto come dispersione naturale. L’olio sversato che viene naturalmente disperso dalle onde nella colonna d'acqua in acque poco profonde nella zona di dove si rompono le onde ("surf-zone") può confluire nei sedimenti sottocosta. Sotto l'azione di venti e correnti, l’olio sversato sulla superficie marina andrà alla deriva e potrebbe finire sulla spiaggia. L’olio può infine presentare un galleggiamento negativo per la perdita delle componenti volatili, l'emulsione, la biodegradazione e l'interazione con i sedimenti sospesi nella colonna d'acqua, precipitando sul fondo del mare. DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Potenziali effetti dell’olio sversato L’olio sversato in mare può avere effetti potenzialmente negativi su una varietà di risorse ecologiche e socio-economiche, a seconda dell’elemento ambientale in cui è stato sversato. Ulteriori informazioni sono disponibili nel volume IPIECA-IOGP Good Practice Guides on marine and shoreline ecology (IPIECA-IOGP, 2015, 2015a). Aria I composti dell’olio che evaporano a seguito di una vasta fuoriuscita di greggio sulla superficie marina e in aria potrebbero provocare un rischio di incendio o di esplosione, che tuttavia diminuisce rapidamente man mano che la concentrazione di tali componenti in aria va diluendosi. L'esposizione degli addetti all'emergenza ai vapori potenzialmente dannosi dell’olio fuoriuscito può essere controllata utilizzando dispositivi di protezione individuale (DPI) adeguati e/o ridotta mediante l'uso di disperdenti per rimuovere l’olio galleggiante. Si veda a riguardo il volume di IPIECA-IOGP sulla salute e sicurezza degli addetti alla risposta a sversamenti di olio (IPIECA-IOGP, 2012). Superficie marina L’olio sversato galleggiante sulla superficie marina crea rischi per le risorse ecologiche, come uccelli e mammiferi marini. Il piumaggio degli uccelli marini che atterrano o si tuffano nelle acque in cui è avvenuta la fuoriuscita di olio sarà contaminato. L’olio riduce le proprietà di isolamento e può portare alla morte per ipotermia. La presenza di olio galleggiante può persistere e diventare fonte di contaminazione della colonna d’acqua superiore per lungo tempo. L’olio sulla superficie marina può imbrattare i pescherecci e le loro attrezzature, richiedendo così la necessità di proporre un divieto di pesca impattando negativamente le condizioni di vita dei pescatori. La presenza di olio sulla superficie marina può impedire o interrompere le attività ricreative acquatiche. Colonna d'acqua Le componenti di olio idrosolubili e le goccioline di olio disperse naturalmente da una chiazza superficiale si sposteranno nella colonna d'acqua. L'esperienza ha dimostrato che le concentrazioni si ridurranno rapidamente in mare aperto a seguito della diluizione prodotta dalle correnti e dalle maree. Le chiazze di olio che si diffondono su vaste aree e persistono per lunghi periodi di tempo possono trasferire in maniera continua l’olio nella colonna d'acqua, con potenziali effetti tossici a lungo termine e contaminazione della vita marina. La vita marina, sfruttata economicamente, può “contaminarsi”, diventando inadatta a fini commerciali e ricreativi. Quando si verifica una grande fuoriuscita di olio, sono spesso attuati divieti di pesca temporanei come misura precauzionale, anche al fine di tutelare la fiducia del mercato nei prodotti ittici. Tutto ciò ha un impatto sulle fonti di reddito e sulle condizioni di vita dei pescatori. Sedimenti Le goccioline di olio disperse naturalmente incorporate nei sedimenti sottocosta possono causare l'esposizione a lungo termine degli organismi che popolano il fango e i sedimenti. Litorale L’olio sversato sulla superficie del mare spesso va alla deriva in acque poco profonde e raggiunge la costa; può contaminare gli habitat costieri compresi i fondali fangosi particolarmente sensibili Sopra: esempi dell'ampia serie di risorse ecologiche e socio-economiche potenzialmente coinvolte dalle fuoriuscite di olio. 7 IPIECA • IOGP all’olio e le zone umide. Foto e video trasmessi dai media in cui si vedono uccelli marini in difficoltà o morenti ricoperti dall’olio spinto a riva sono immagini forti degli effetti delle fuoriuscite di olio. L'olio fuoriuscito può soffocare gli organismi che vivono lungo il litorale. L’olio imprigionato nei substrati del litorale può essere una fonte di esposizione a lungo termine per gli organismi del litorale e può essere causa di effetti tossici a lungo termine. L’olio sversato che va alla deriva su una spiaggia turistica la renderà inutilizzabile e ciò può avere un impatto sul reddito di coloro la cui sussistenza dipende dal turismo. Anche gli sbocchi sul mare o porti e porticcioli, possono subire un contraccolpo negativo particolarmente grave in seguito a fuoriuscite di olio. L’olio arenato può rappresentare una potenziale via di esposizione per la comunità e gli addetti all'emergenza coinvolti nella pulizia del litorale. Tecniche di risposta L'implementazione di qualsiasi tecnica presente tra gli strumenti di risposta dovrebbe mirare a ridurre al minimo i danni che potrebbero essere causati dalle fuoriuscite di olio se non fosse attivata alcuna risposta. L'obiettivo delle tecniche di risposta alle fuoriuscite di olio è eliminare l’olio galleggiante, talvolta trasferendolo a un altro compartimento, per ridurre il potenziale danno derivante dalla fuoriuscita. Figura 2 Le tre principali tecniche di risposta per affrontare una fuoriuscita di olio sulla superficie del mare incendio controllato dell’olio sul posto irrorazione del disperdente (aerea e in superficie) contenimento e recupero in mare Le tre principali tecniche di risposta per rispondere a una fuoriuscita di olio sulla superficie del mare sono il contenimento e il recupero, l’irrorazione aerea e superficiale di disperdente e l'incendio controllato dell’olio sul posto (Figura 2). l Contenimento e recupero in mare dell’olio fuoriuscito per mezzo di barriere galleggianti (panne) e raccolta tramite dispositivi di recupero (skimmer): L’olio recuperato viene conservato per la successiva lavorazione o smaltimento. l Incendio controllato dell’olio sul posto: L’olio viene trattenuto all'interno di panne resistenti al fuoco e quindi bruciato. L'incendio controllato dell’olio sul posto converte l’olio galleggiante in prodotti della combustione volatili (principalmente sotto forma di anidride carbonica e di vapore acqueo con piccole quantità di fuliggine e altri gas) che vengono rapidamente diluiti. l Applicazione dei disperdenti: sposta l’olio galleggiante nella colonna d'acqua sotto forma di goccioline. L’olio disperso viene rapidamente diluito a basse concentrazioni nell'acqua. La maggior parte dell’olio contenuto in queste goccioline sarà successivamente biodegradata da organismi in grado di degradare gli idrocarburi. Il destino finale della maggior parte dell’olio è la conversione biologica in anidride carbonica e acqua. 8 MSRC USCG USCG DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Il principio della risposta è lo stesso per ciascuna di queste tecniche: impedire o limitare il contatto tra l’olio fuoriuscito e le risorse ecologiche e socio-economiche che potrebbero essere coinvolte. In molti casi, la maggior parte delle risorse ecologiche sensibili all’olio sono quelle che si trovano nelle acque costiere o lungo il litorale e lo scopo della risposta è prevenire o fare in modo che l’olio fuoriuscito non raggiunga tali risorse. Un'ulteriore considerazione è quella di proteggere la salute dell'uomo, riducendo al minimo l'esposizione degli addetti all'emergenza e delle comunità locali all’olio. Ciò si ottiene eliminando l’olio dalla superficie del mare, impedendo così che raggiunga le coste. La Tabella 1 confronta le principali caratteristiche operative delle principali tecniche di risposta in mare (vedi anche Caratteristiche e limitazioni a pagina 18). L'uso del disperdente può essere la risposta più rapida ed efficace per eliminare l’olio galleggiante in seguito a fuoriuscite di olio in mare, perché: l spruzzare i disperdenti da un aeromobile consente di coprire importanti aree in un tempo relativamente breve (vedi Come si applicano i disperdenti a pag. 43); e l I disperdenti possono essere utilizzati quando le condizioni del mare sono troppo impegnative per l’impiego del contenimento e recupero meccanico (con panne e skimmer) o dell’incendio controllato. Esempi delle tre principali tecniche di risposta alle fuoriuscite di olio in mare aperto (da sinistra a destra): contenimento mediante panne; incendio controllato sul posto e irrorazione di disperdente. Tabella 1 Principali caratteristiche operative delle principali tecniche di risposta a mare Fattore Contenimento e recupero Incendio controllato dell’olio sul posto Uso dei disperdenti Tasso con cui è possibile incontrare l'olio fuoriuscito Basso Basso Alto Tasso di rimozione dell’olio Basso Alto durante la combustione Alto Condizioni limitanti Possibile con velocità del vento fino a 20 nodi e altezza massima delle onde di 2,5 metri Possibile con velocità del vento fino a 10 nodi e altezza delle onde <1 metro Applicazione per via aerea possibile con velocità del vento fino a 35 nodi e altezza delle onde fino a 5 metri Tipi di olio e proprietà Necessità di abbinare lo skimmer al cambiamento della viscosità Gli oli che hanno perso le frazioni più leggere e gli oli emulsionati sono difficilmente infiammabili L'olio ad alta viscosità può essere difficile da disperdere, più possibili limitazioni del punto di scorrimento 9 IPIECA • IOGP A destra: una fuoriuscita di gasolio marino si disperderà naturalmente ed evaporerà in mare aperto, senza la necessità di intervento. USCG In alcune circostanze, può non essere necessaria alcuna risposta attiva. Una fuoriuscita di una piccola quantità di un olio non persistente, come il gasolio marino, in alto mare sarà naturalmente dispersa. La risposta si limiterà al monitoraggio. Panne di protezione, l'impiego di panne stazionarie vicino alle risorse minacciate viene spesso usato in aggiunta alla risposta per la fuoriuscita di olio in mare. Questo tiene conto del fatto che nessuna risposta in mare potrà rimuovere la totalità di olio galleggiante. È inevitabile che nella maggior parte degli incidenti che coinvolgono grandi volumi di olio o sversamenti in prossimità della costa, una parte di esso nel tempo finirà a terra e dovrà essere rimosso. Ognuna delle tecniche di risposta disponibili ha punti di forza e di debolezza fornendo una risposta più o meno appropriata riguardo alle circostanze contingenti nel caso di una fuoriuscita di olio. Può essere opportuno utilizzare contemporaneamente differenti tecniche in luoghi diversi. L’analisi dei benefici ambientali netti (NEBA) fornisce un approccio sistematico per il processo decisionale e una base per la scelta della tecnica di risposta, o combinazione di tecniche, che si tradurrà nel più basso impatto negativo complessivo derivante dall’olio fuoriuscito sulle risorse ambientali e socio-economiche coinvolte. La NEBA è discussa più in dettaglio nella sezione relativa ai piani di emergenza alle pagine 36-42. 10 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE I disperdenti e il loro funzionamento Due processi di miscelazione naturali, causati dall'azione delle onde, possono verificarsi quando l’olio fuoriuscito si trova sulla superficie del mare. Questi processi sono la dispersione naturale e la formazione di emulsioni acqua-in-olio; entrambi sono importanti per il comportamento dell’olio fuoriuscito e per l'efficacia di tutte le tecniche di risposta, compreso l'uso dei disperdenti. Dispersione naturale Un sottile strato di olio riversato sulla superficie del mare sarà rotto nel momento in cui viene attraversato dalle onde. Lo strato di olio nella zona colpita dalle onde sarà convertito in gocce d'olio con una vasta gamma di dimensioni (Delvigne, 1985; Delvigne e Sweeney 1988). Queste goccioline di olio vengono spinte nella parte più alta della colonna d'acqua dall'azione delle onde. La distribuzione della dimensione delle gocce di olio prodotte dipende dai seguenti fattori: l energia dell'onda: questo descrive la potenza o la forza e la dimensione di un'onda; l viscosità dell’olio: questa è la resistenza dell’olio a fluire, una misura di quanto “cola” l’olio; questa proprietà dipende dalla temperatura (temperature inferiori comportano una maggiore viscosità); e l la tensione di interfaccia olio-acqua (IFT): la IFT crea una forza di contrazione (tensione) che minimizza l'area di interfaccia tra il olio e l'acqua, producendo generalmente gocce d'acqua grandi quando l’olio viene miscelato nell'acqua. Le goccioline più grandi hanno un minore rapporto superficie/volume rispetto alle gocce piccole. La maggior parte delle goccioline di olio prodotte dall'azione di rottura delle onde avrà un diametro sostanzialmente maggiore di 0,05-0,1 mm (50-100 micrometri) e tornerà rapidamente a galleggiare sulla superficie del mare. Le gocce di olio di dimensioni inferiori salgono in superficie più lentamente, a causa della loro ridotta spinta di galleggiamento (Delvigne et al., 1987). Le onde che si infrangono danno luogo a una ridotta percentuale di queste gocce di dimensioni più piccole (Lunel, 1995b; Daling et al., 1990b). Esse tendono a essere mantenute nella colonna d'acqua superiore per mezzo della turbolenza che viene prodotta sotto le onde in stati marini moderati (Csanady, 1973). Si dice allora che questo olio è stato disperso in maniera naturale nella colonna d'acqua. Il maltempo ha favorito la dispersione naturale della maggior parte del greggio fuoriuscito dalla Braer. RSPB La dispersione naturale avviene in acque marine moderatamente mosse, con onde e venti sopra i 10 nodi (circa 5 m/s). Se il mare è molto agitato, la dispersione naturale può determinare la sorte della maggior parte dell‘olio fuoriuscito. Ad esempio, le condizioni di tempesta violenta durante il naufragio della petroliera Braer al largo delle isole Shetland, Regno Unito nel 1993 hanno provocato la dispersione naturale della quasi totalità delle 85.000 tonnellate (630,000 barili) di greggio Gullfaks con un impatto minimo sul litorale (ESGOSS, 1994; Lunel, 1995; Davies et al., 1997) e impatto limitato sulle attività di pesca (Goodlad, 1996). Un altro esempio di dispersione naturale fu il naufragio della chiatta North Cape al largo degli Stati Uniti nel 1996. Le condizioni erano una velocità del vento di 60 miglia orarie (52 nodi) con onde di 3-5 metri (15-20 piedi). L'incidente ha provocato una fuoriuscita di 19.700 barili (3.000 tonnellate) di gasolio destinato al riscaldamento domestico (olio combustibile n. 2). Questo incidente ha avuto un impatto notevole sulle attività di pesca che si svolgevano sotto costa (Michel et al., 1997). 11 IPIECA • IOGP Emulsione acqua in olio L'azione di flessione delle onde sullo strato galleggiante di olio e la successiva riemersione delle goccioline d’olio più grandi temporaneamente disperse porta le piccole gocce di acqua ad essere intrappolate nell’olio. Le goccioline d'acqua vengono stabilizzate e s'impedisce la coalescenza tra loro mediante precipitazione degli asfalteni che sono presenti nei greggi e negli oli combustibili residui (ma non nei combustibili distillati). Il risultato è un'emulsione acqua-in-olio (Bridie et al., 1980; Bobra, 1991). Figura 3 Illustrazione schematica del processo di emulsione chiazza di olio Le onde fanno in modo che le goccioline naturalmente disperse tornino in superficie. chiazza di olio La risalita in superficie delle goccioline d’olio imprigiona l'acqua marina. chiazza di olio Le onde ripetute convogliano altre goccioline di olio verso la superficie; l'olio e l'acqua intrappolata iniziano a mescolarsi. emulsione acqua in olio Onde numerose provocano la miscelazione dell’olio e dell'acqua, dando luogo a un'emulsione acqua-in-olio. In un periodo di ore e giorni, la percentuale di acqua trascinata nell’olio può salire al 75%, aumentando il volume dell'emulsione acqua-in-olio fino a quattro volte rispetto al volume iniziale del solo olio (Sjoblom et al., 2003). La viscosità dell'emulsione formata sarà molto più elevata, di un fattore di 100 o superiore, rispetto a quella dell’olio originale. La formazione di emulsioni acqua-in-olio arresta il processo di dispersione naturale; la viscosità diventa troppo elevata perché le goccioline di olio possano formarsi a seguito dell'azione delle onde. History of dispersants All'epoca della fuoriuscita di olio della Torrey Canyon nel Regno Unito nel 1967, non esistevano veri e propri disperdenti. Quantità molto significative (circa 11.000 tonnellate) di detergenti industriali sono state impiegate per eliminare l’olio dalla sabbia e dalle coste rocciose. Sono stati inoltre utilizzati dei detergenti per cercare di disperdere l’olio in mare. L'effetto fu drammatico: “Il detergente usato per eliminare l’olio dalla costa non era particolarmente dannoso per la vita marina, tranne che per gli strati superficiali, dove le uova di sardina e del fitoplancton sono state colpite. Il trattamento diretto delle coste inquinate, tuttavia, ha provocato la morte di un gran numero di organismi terrestri di diversi tipi; gli effetti sono stati anche osservati nel sublitorale (acqua costiera poco profonda)”. Torrey Canyon Pollution and Marine Life, J. E. Smith (Editor), 1968. 12 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE I detergenti erano tossici per la vita marina sul litorale (Corner et al., 1968, 1978) e il recupero è stato lento (Southward e Southward, 1978). I primi veri disperdenti per fuoriuscite di olio, con tossicità di gran lunga ridotta, si resero disponibili all'inizio degli anni '70. Erano miscele di tensioattivi al 15-25% (vedi Riquadro 1 a pagina 15) in un solvente di cherosene a basso tenore di aromatici ("inodore"). Rispetto ai disperdenti oggi disponibili, non erano molto efficaci ed era necessario prevedere un rapporto elevato di trattamento con 1 parte di disperdente per ogni 2-3 parti di olio fuoriuscito. Questo tipo di disperdente è ora conosciuto come disperdente UK Tipo 1 o disperdente “a base di idrocarburi”. Tali disperdenti non sono omologati per l'uso in molti paesi dal momento che sono ormai superati. L’irrorazione del disperdente all'epoca avveniva tramite imbarcazioni o navi. Le operazioni di irrorazione del disperdente risultavano relativamente inefficaci a causa dell'elevato rapporto di trattamento con il disperdente necessario. I dispositivi per l’irrorazione disponibili all'epoca potevano spruzzare solo liquidi a bassa viscosità e non erano in grado spruzzare disperdenti più concentrati (a più alto contenuto di tensioattivi) e quindi con maggiore viscosità. Furono successivamente sviluppati dispositivi di irrorazione che permettevano l'uso con disperdente “concentrato” (fino al 50% di tensioattivo) da diluire con acqua di mare appena prima dell’impiego. L'acqua di mare veniva pompata attraverso un eiettore che la preleva e la miscela col disperdente prima dell’irrorazione Questi disperdenti erano impiegati come 1 parte di disperdente diluito (10% di disperdente concentrato più 90% di acqua marina) ogni 2-3 parti di olio fuoriuscito. Questo tipo di disperdente è ora conosciuto come disperdente UK Tipo 2 o disperdente “concentrato diluibile in acqua”. Verso la metà e la fine degli anni ‘70 è stata messa a punto la capacità di spruzzare disperdenti da aerei, elicotteri e velivoli ad ala fissa. Sono stati formulati disperdenti molto più efficace e sono stati sviluppati sistemi di irrorazione idonei. Questi disperdenti moderni erano efficaci se usati in rapporto 1 parte di disperdente ogni 20-30 parti di olio fuoriuscito; sono almeno 10 volte più efficaci rispetto ai primi veri disperdenti di Tipo 1. Questo tipo di disperdente è ora conosciuto come disperdente UK Tipo 3 o “concentrato”. Nel corso degli anni ‘80 e ‘90 sono stati sviluppati disperdenti con nuove formulazioni. Alcuni di questi hanno dimostrato la loro efficacia su idrocarburi emulsionati e più pesanti. Tutti questi disperdenti moderni sono molto più efficaci e meno tossici rispetto ai precedenti. Composizione dei disperdenti moderni Tensioattivi nei disperdenti moderni Le formulazioni precise della maggior parte dei disperdenti sono informazioni proprietarie. Tuttavia, i dettagli relativi alla loro formulazione possono essere condivisi con gli enti regolatori nazionali nell'ambito del processo di omologazione del disperdente. La maggior parte dei disperdenti è costituita da una miscela di due o tre tensioattivi non ionici (Brochu et al., 1986) e talvolta includono un tensioattivo anionico (Brandvik e Daling, 1998). La maggior parte dei tensioattivi moderni utilizzati nei disperdenti sono anche ampiamente utilizzati nei prodotti per la casa, e.g. in saponi, shampoo, detergenti, ecc. L'elenco degli ingredienti dei disperdenti COREXIT® maggiormente diffusi è stato pubblicato dal loro produttore, come illustrato nella Tabella 2 di pagina 14. 13 IPIECA • IOGP Tabella 2 Lista dei componenti del disperdente più diffuso, COREXIT®, come indicato dal produttore Numero del Chemical Abstracts Service Nome Nome generico Esempi di uso comune giornaliero 1338-43-8 Sorbitano, mono-(9Z)-9ottadecenoato Span Crema per la pelle, shampoo corpo, emulsionante in succo 9005-65-6 Derivati del sorbitano, mono-(9Z)-9-ottadecenoato, poli(ossi-1,2-etandiil) Tween Detergente per neonati, collutorio, lozione per il viso, emulsionante nei prodotti alimentari 9005-70-3 Derivati del sorbitano, tri-(9Z)-9-ottadecenoato, poli(ossi-1,2-etandiil) Tween Lozione per viso/corpo, lozioni abbronzanti 577-11-7 Acido butandioico, 2-sulfo-, 1,4bis(2-etilesil) estere, sale di sodio (1:1) [contiene 2-propandiolo] DOSS Agente bagnante in prodotti cosmetici, gelatina, bevande 29911-28-2 Propanolo, 1-(2-butossi-1metilettossi) Solvente con etere glicolico Prodotti per la pulizia domestica 64742-47-8 Distillati (petrolio), leggeri idrotrattati Solvente idrocarburico Deodorante per ambienti, detergenti L'etanolo, 2-butossi [NON incluso nella composizione di COREXIT® 9500] Solvente con etere glicolico Detergenti 111-76-2 Alcuni dei tensioattivi non ionici più utilizzati hanno una parte idrofila basata sul sorbitano (derivata da sorbitolo, uno zucchero) e una parte oleofila basata su un acido grasso (un olio vegetale) (Al-Sabagh et al., 2007). Questi tensioattivi non ionici hanno il nome commerciale generico di "Span". Altri tensioattivi non ionici utilizzati sono genericamente conosciuti come "Tween" e questi sono esteri di sorbitano etossilati. Span e Tween hanno applicazioni nei settori farmaceutico, cosmetico, alimentare e nelle industrie agrochimiche. Il tensioattivo anionico utilizzato in molti disperdenti moderni è il sodio diottil-solfosuccinato (talvolta indicato come DOSS). Questo tensioattivo è utilizzato anche in molti prodotti per la casa, come detergenti e prodotti per la salute. Figura 4 I disperdenti contengono i medesimi ingredienti impiegati in molti prodotti per la casa disperdente disperdenti contenenti ingredienti che sono presenti anche in: JUICE succhi di frutta 14 lozioni solari dentifricio DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Riquadro 1 Tensioattivi I tensioattivi sono sostanze attive superficiali utilizzate per la pulizia. Le molecole di tensioattivo hanno due parti collegate: una idrofila (letteralmente che “ama l'acqua”) collegata a una parte oleofila (letteralmente che “ama l'olio”). I tensioattivi possono essere classificati in diversi gruppi come anionici (con una parte idrofila a carica negativa), non ionico (con un parte idrofila senza carica), cationico, (con una parte idrofila a carica positiva) o anfoteri (che combinano cationici e anionici nella stessa molecola). Esistono migliaia di tensioattivi disponibili in commercio. Sono ingredienti attivi in molti prodotti per la casa, come saponi, shampoo, additivi alimentari, cosmetici, detergenti e detersivi. Nessun tensioattivo viene prodotto appositamente per essere utilizzato nei disperdenti. La funzione dei tensioattivi La funzione dei tensioattivi nella maggior parte delle applicazioni è quella di abbassare la tensione interfacciale (IFT) tra due fluidi. I tensioattivi utilizzati nei detergenti comuni riducono la tensione superficiale dell'acqua (chiamata anche IFT aria/acqua) e quindi l'acqua può più efficacemente bagnare le fibre e le superfici da pulire. Questi sciolgono e incapsulano lo sporco, ciò fa sì che lo sporco non si depositerà nuovamente sulle superfici. I tensioattivi utilizzati nei disperdenti riducono la IFT olio/acqua orientandosi all'interfaccia acqua/olio. La parte oleofila della molecola tensioattiva è nell'olio e la parte idrofila è nell'acqua. Il tensioattivo forma un “ponte” tra l'olio e l'acqua. L'interfaccia tra l'olio e l'acqua è ora occupata dai tensioattivi e questo riduce l'IFT olio/acqua di circa 30 volte se si utilizza un moderno disperdente, ben formulato. Solventi nei disperdenti moderni I solventi usati nei disperdenti moderni includono glicoleteri, idrocarburi e acqua (Fiocco et al., 1995). Un solvente è necessario per produrre un disperdente liquido che possa essere facilmente spruzzato. Molti tensioattivi sono liquidi e/o solidi ad alta viscosità, quindi devono essere miscelati in un solvente per produrre un disperdente di viscosità relativamente bassa. Il solvente aiuta anche il tensioattivo a introdursi nell’olio sversato. Mechanism of dispersant action L'uso dei disperdenti migliora il tasso e l'entità della dispersione naturale causata dall'azione delle onde (Canevari, 1969; Fiocco e Lewis, 1999; Lessard e DeMarco, 2000). Quando il disperdente viene spruzzato su dell’olio sversato galleggiante, il disperdente si impregna nell’olio. I tensioattivi presenti nel disperdente migrano all'interfaccia olio/acqua e si orientano in modo che la parte idrofila della molecola tensioattiva sia in acqua e la parte lipofila della molecola tensioattiva sia nell’olio. Questo orientamento del tensioattivo riduce notevolmente l'IFT olio/acqua consentendo all'energia di miscelazione proveniente da onda di rottura (o altro apporto di energia) di convertire una percentuale molto elevata del volume di olio trattato con il disperdente in piccole goccioline di olio. Queste goccioline di olio, con diametro massimo che va da 0,05 a 0,1 millimetri (da 50 a 100 micrometri) o meno (Mukherjee et al. 2012), vengono spinte nella colonna d'acqua superiore dall'azione delle onde e sono brevemente visibili come nubi di colore marrone chiaro ("caffelatte") in acqua, se le condizioni di osservazione lo permettono. Le piccole goccioline salgono lentamente verso la superficie del mare e sono spinte indietro nella colonna d'acqua da ogni successiva rottura o non-rottura onda (Leibovich e Lumley, 15 IPIECA • IOGP Figura 5 Come lavorano i prodotti disperdenti microrganismo acqua attira l'acqua chiazza di olio olio tensioattivi attira l’olio tensioattivi Surfactants reduce the interfacial tension between oil and water so that oil slicks can break apart. Surfactants are comprised of two parts; the molecules attract water on one end, and oil on the other. Microorganisms convert oil into mostly carbon dioxide (CO2 ) and water (H2O). 1982; Robbins et al., 1995; Varadaraj et al., 1995; Lunel, 1995a). La nube di olio disperso svanisce rapidamente alla vista in quanto è rapidamente diluito a basse concentrazioni di olio dalla turbolenza presente nella colonna d'acqua superiore (Cormack e Nichols, 1977; Mackay e Chau, 1986; Mackay, 1995). I tensioattivi rimangono sulla superficie delle goccioline di olio disperse in acqua. Questo strato molto sottile del tensioattivo impedisce la coalescenza delle goccioline di olio quando entrano in contatto le une con le altre, sebbene questo sia sempre più improbabile in quanto l’olio disperso viene rapidamente diluito a concentrazioni molto basse in acqua. I tensioattivi evitano anche che le goccioline di olio disperso si attacchino alle superfici solide, come le piume di un uccello o i substrati del litorale, quali sabbia, rocce o ciottoli. Le piccole goccioline di olio disperse nella colonna d'acqua sono facilmente disponibili ai microrganismi presenti in natura che degradano gli idrocarburi. Un volume di olio sotto forma di piccole goccioline ha un rapporto tra superficie (olio/acqua) e volume molto superiore rispetto allo stesso volume di olio che è presente in una chiazza di olio sulla superficie del mare. La formazione di piccole goccioline di olio permette ai microrganismi in acqua di venire in contatto con una maggiore quantità di olio, e questo facilita la biodegradazione. Figura 6 Le diverse fasi della dispersione dell’olio disperdente azione delle onde Test OHMSETT eseguito dal governo USA. profondità indicativa 16 chiazza di olio galleggiante turbolenza dell'acqua onde presenti le gocce più grandi tornano rapidamente in superficie dispersione naturale A sinistra: queste immagini in sequenza mostrano la vista aerea di una singola onda che passa attraverso l’olio trattato con disperdente; si noti la formazione della nube marrone chiaro, che indica l'uso efficace del disperdente. gocce più piccole disperde e diluisce dispersione chimica DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Vantaggi e svantaggi dell'uso dei disperdenti Con una pianificazione accurata, l'uso dei disperdenti può essere rapidamente messo in atto e può trattare grandi aree di olio galleggiante molto più rapidamente rispetto ad altre tecniche di risposta. L'efficace applicazione dei disperdenti ha i seguenti vantaggi: l Si riducono al minimo i danni a lungo termine per la fauna selvatica sensibile, gli habitat costieri e gli impatti socio-economici che potrebbero verificarsi se il disperdente non venisse utilizzato e l’olio rimanesse sulla superficie o raggiungesse le acque costiere e litorali. l Aumenta la disponibilità di olio per la biodegradazione e quindi accelera la sua scomposizione naturale e l'assimilazione nell'ambiente. l Può ridurre i vapori potenzialmente nocivi in prossimità di una fuoriuscita e garantire una maggiore sicurezza agli addetti all'emergenza che iniziano l’attività dalle navi, in modo tale da ridurre al minimo l'esposizione all’olio degli addetti all'emergenza e delle comunità locali nel contesto più ampio possibile. l La potenziale necessità di effettuare operazioni di pulizia del litorale su larga scala e a lungo termine è eliminata. l Evita la creazione di grandi volumi di materiale di scarto spesso associata a operazioni di pulizia del litorale; tali rifiuti implicano una serie di problematiche ambientali durante la loro gestione, stoccaggio e smaltimento. Tuttavia, vi è un potenziale rischio che l’olio disperso faccia sì che gli organismi marini che popolano la colonna d'acqua superiore possano essere momentaneamente esposti alle diffuse nubi di goccioline di olio e dei composti solubili in acqua, in misura maggiore rispetto al non utilizzo dei disperdenti. L’esposizione all’olio fuoriuscito può avere effetti potenzialmente tossici sugli organismi marini. La valutazione delle conseguenze dell’uso dei disperdenti è stata discussa nel contesto di analisi dei benefici ambientali netti (NEBA) nella sezione sulla pianificazione dell'emergenza (vedere pagine 36-42). 17 IPIECA • IOGP Caratteristiche e limitazioni Tutte le tecniche di risposta agli sversamenti di olio hanno caratteristiche che possono renderle o più adatte di altre, o con limitazioni significative, in funzione delle tipologie di sversamento dell’olio. La scelta delle tecniche di risposta non dovrebbe essere basata su preferenze preesistenti, ma sulla comprensione di quali tecniche siano maggiormente in grado di raggiungere il risultato previsto, vale a dire minimizzare il danno causato dall’olio fuoriuscito. L'obiettivo comune di tutte le tecniche di risposta in mare (contenimento e recupero in mare, incendio controllato sul posto e uso di disperdenti) è quello di rimuovere l’olio galleggiante e ridurre la quantità di olio che minaccia le zone costiere e che potrebbe contaminare l'habitat dei litorali. Le caratteristiche e le limitazioni di queste tecniche di risposta in mare possono essere classificate come: a) la velocità con la quale l’olio in superficie può essere rimosso; b) le condizioni ambientali secondo cui la risposta è efficace o fattibile; e c) il tipo di olio o i fattori limitanti delle proprietà fisiche dello stesso e come questi possono ridurre l'efficacia della tecnica di risposta. Tasso di rimozione dell’olio La velocità con cui l’olio galleggiante deve essere rimosso per prevenire o limitare i danni a una zona o località dipende dalla quantità di olio sversato, dalla vicinanza alla zona minacciata e dalle condizioni prevalenti del vento e delle correnti. La logistica può inoltre influenzare la velocità di rimozione, poiché i tempi di dispiegamento di alcune attrezzature potrebbero essere significativi in aree remote. Qualsiasi tecnica di risposta deve essere messa in atto il prima possibile dopo l’avvenuta fuoriuscita di olio. La maggior parte degli idrocarburi si diffonde rapidamente in caso di fuoriuscita in mare ed è in grado di coprire rapidamente una vasta area. La risposta che spesso si rivela ragionevolmente efficace, a fronte di piccole fuoriuscite di olio, di poche tonnellate (qualche decina di barili) in acque riparate, può essere quella con panne e skimmer. La risposta alle fuoriuscite di olio in mare di maggiori dimensioni è più complessa, in quanto l’olio galleggiante si diffonde rapidamente e va a coprire una vasta area. Lo spessore dell’olio è spesso molto irregolare, con aree di olio più denso separate da ampie zone di olio molto sottile o di acque pulite. Ciò può rendere difficoltosa la risposta in mare e richiede una sorveglianza aerea per identificare le aree di olio più spesso (vedere la Guida IPIECA-IOGP sulle buone pratiche per l'osservazione aerea dell'inquinamento da idrocarburi in mare - IPIECA-IOGP, 2015b). Il "tasso di incontro", cioè la quantità di olio galleggiante che può essere trattato per USCG Il tasso di incontro dell’olio di sistemi di panne d’altura può essere basso. 18 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE mezzo di una tecnica, è basso sia per il contenimento e il recupero in mare sia per l'incendio controllato sul posto, a causa dei limiti intrinseci delle panne che possono essere utilizzate con correnti con bassa velocità o se trainate da imbarcazioni a bassa velocità (al massimo alcuni nodi anche per i sistemi per "acque veloci"). La capacità di trattamento con l’impiego dei disperdenti è di gran lunga la più grande rispetto a qualsiasi altra tecnica di risposta. L'irrorazione per mezzo di grandi aeromobili ad ala fissa può portare ad elevati tassi di trattamento, in quanto i tempi di risposta e di transito sono generalmente molto più veloci di quelli delle imbarcazioni. Tuttavia, in alcuni scenari le imbarcazioni possono rimanere "in zona di operazioni" per molto più tempo e possono trasportare molto più disperdente. Se l’olio fuoriusci,to è già molto vicino all’ area interessata e il vento prevalente fa andare l’olio alla deriva rapidamente verso l’area stessa, potrebbe non esserci tempo sufficiente per una qualsiasi efficace risposta con qualsiasi tecnica impiegata. Limitazioni causate dalle condizioni ambientali Stato del mare Le condizioni del mare hanno una grande influenza sull'efficacia delle tecniche di risposta. L'efficacia delle panne utilizzate per confinare l’olio prima del suo recupero con gli skimmer o l'avvio di un incendio controllato sul posto è fortemente ridotta nei mari particolarmente agitati. Le panne possono essere scavalcate dalle onde, in relazione alle loro dimensioni (parte sommersa, o draft, e parte emersa, o freeboard) nonché della loro galleggiabilità e della capacità di cavalcare le onde stesse. Anche grandi panne d’altura possono diventare inefficaci con onde di altezza di circa 1,4-1,8 metri e una velocità del vento al di sopra di 20 nodi. L’uso di molti skimmer è limitato dallo stato del mare, alcuni tipi diventano sempre più inefficaci con onde alte più di 0,6-1 metri. La dispersione rapida di olio trattato con disperdente inizia ad una velocità del vento di circa 7 nodi (3 m/s, una brezza da leggera a media) con onde alte tra 0,2 e 0,3 metri. Tuttavia, i disperdenti possono essere applicati sull’olio che galleggia in condizioni di calma piatta e la dispersione inizierà quando si verificano opportune condizioni marine. I venti di burrasca con velocità superiori a 35 nodi (18 m/s) e onde alte 5 metri sono generalmente i limiti superiori per l'irrorazione del disperdente dagli aerei, anche se i disperdenti sono stati spruzzati da aerei in condizioni di vento superiore a 50 nodi (ESGOSS, 1994). Inoltre, la precisione nella distribuzione del disperdente diminuisce in presenza di venti forti e l’olio in superficie verrà lavato in eccesso oppure temporaneamente sommerso dal mare agitato. Le condizioni limite per l’irrorazione dei disperdenti da navi saranno inferiori per gli stessi motivi. Le condizioni di mare molto mosso potrebbero impedire qualsiasi azione di risposta alla fuoriuscita di olio in mare. Tuttavia, queste condizioni possono causare una vasta dispersione naturale di idrocarburi fuoriusciti più leggeri. Effetto della salinità dell'acqua sull'efficacia del disperdente La maggior parte dei disperdenti disponibili in commercio sono stati formulati per essere più efficaci in acqua di mare con un contenuto di sale (salinità) che va da 30 a 35 psu (practical salinity units) (Belk et al., 1989;. Georges-Ares et al., 2001). L'efficacia di questi disperdenti diminuisce in acque salmastre (salinità da 5 a 10 psu) e può essere molto bassa in acqua dolce (Kulekeyev et al., 2014). (Vedere Figura 7 a pagina 20) Sebbene siano disponibili disperdenti per acqua dolce, la 19 IPIECA • IOGP dispersione di olio in acqua dolce non è raccomandata nella maggior parte dei casi perché non vi è il volume di acqua sufficiente nei fiumi e spesso nei laghi per consentire la diluizione a basse concentrazioni dell’olio disperso. efficacia (%) Figura 7 Effetto della salinità sull'efficacia del disperdente in una prova di laboratorio utilizzando otto prodotti Kulekeyev, 2014 nessun disperdente salinità (psu) Tipi di olio e proprietà fisiche Possono essere sversati in mare molti diversi tipi di idrocarburi e loro prodotti, tra cui greggi, gasolio e oli combustibili pesanti (residui). Le proprietà fisiche dei greggi versati e degli oli combustibili pesanti cambiano mentre perdono i componenti volatili per evaporazione, e possono formare emulsioni stabili di acqua-in-olio (Payne e McNabb, 1984; Daling et al., 1990; Lewis et al., 1995). Queste trasformazioni sono note collettivamente come "weathering" e sono caratterizzate dall'aumento progressivo della viscosità dell’olio galleggiante con il tempo. La velocita di trasformazione dipende dallo stato del mare, dalla temperatura, dal tipo di olio e dalle condizioni di rilascio. Figura 8 Destino e processi di trasformazione naturale dell'olio fuoriuscito fotossidazione spiaggiamento evaporazione diffusione e frammentazione emulsione dissoluzione dispersione biodegradazione sedimentazione 20 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Le proprietà fisiche dell’olio che hanno maggiore influenza sull'efficacia di tutte le tecniche di risposta sono la densità, il punto di scorrimento e la viscosità. Per gli idrocarburi che formano emulsioni stabili di acqua-in-olio, il fattore più importante è la viscosità dell’olio emulsionato, in funzione del contenuto di acqua. Densità La densità di un olio, misurata come peso specifico (il peso per unità di volume rispetto all'acqua dolce) o gradi API, fornisce una classificazione complessiva del tipo di olio. Gli oli sono comunemente inseriti in quattro gruppi per la loro densità. Gli oli di Gruppo 1 sono descritti come molto leggeri e sono in gran parte non persistenti. Gli oli di Gruppo 4 sono molto pesanti, mentre quelli di Gruppo 2 e 3 sono intermedi. In alcune classificazioni viene anche definito un quinto gruppo di oli estremamente pesanti, con una propensione ad affondare. La conoscenza della densità dell'olio fornisce all'addetto all'emergenza una precisa indicazione di come un olio può comportarsi e quali tecniche di risposta possono essere più efficaci. Punto di scorrimento L’olio che è ad una temperatura significativamente inferiore (da 10 a 15 °C) del suo punto di scorrimento sarà semi-solido e non fluirà. Ciò ha implicazioni per i dispositivi meccanici di recupero e i metodi di pulizia del litorale, ma indica anche che l'uso del disperdente molto difficilmente potrà essere efficace, in quanto non è in grado di penetrare in un olio semi-solido e sarà quindi lavato via. Viscosità Questa è una proprietà importante con implicazioni per tutte le tecniche di risposta. Gli oli ad altissima viscosità possono essere contenuti con le panne, ma alcuni tipi di skimmer richiedono che l'olio fluisca verso di loro e la loro efficacia ed efficienza potrebbe essere bassa nel caso di oli a elevata viscosità ed emulsioni. Gli oli ad elevata viscosità possono anche essere difficili da pompare. Potrebbe anche essere difficile bruciare gli oli che hanno perso i loro frazioni più leggere a seguito dell'evaporazione, in particolare se l'olio viene emulsionato (cioè con elevato contenuto di acqua), limitando l'efficacia dell'incendio controllato sul posto. La viscosità dell'olio fuoriuscito cambia nel corso del tempo man mano che si trasforma (il fenomeno del "weathering") e questo influenza l'efficacia dei disperdenti sull’olio galleggiante (Canevari et al., 2001; Clark et al., 2005). Poiché la viscosità di un olio galleggiante aumenta con il tempo, probabilmente l'efficacia dell'utilizzo di disperdente diminuirà. Questa è spesso conosciuta come la "finestra di opportunità" per l'uso del disperdente. Questa finestra è dipendente dalla temperatura. Riquadro 2 Viscosità La viscosità è la resistenza al flusso di un olio ed è misurata sia in cP (centiPoise - viscosità dinamica) oppure in cSt (centiStokes - viscosità cinematica). La viscosità dinamica in centiPoise = la viscosità cinematica in centiStokes moltiplicata per la densità dell'olio. Per praticità, nella risposta alla fuoriuscita di olio, i termini di viscosità cinematica e dinamica sono intercambiabili. La viscosità diminuisce notevolmente con l'aumentare della temperatura. 21 IPIECA • IOGP Non esiste un limite di viscosità dell'olio universalmente accettato oltre il quale i disperdenti sono considerati inefficaci; questo dipenderà da molti fattori, quali il disperdente usato, la natura dell'olio e le condizioni ambientali (Colcomb et al., 2005). Le linee guida generali sulla probabile efficacia del disperdente e sulla viscosità dell'olio sono riportate in Tabella 3. Tabella 3 Impatto della viscosità dell'olio sull'efficacia dei disperdenti Tipo di olio/viscosità Efficacia dei disperdenti Combustibili distillati leggeri (benzina, cherosene, gasolio) L'uso dei disperdenti non è consigliato Questi oli evaporano e si disperdono in modo naturale molto rapidamente nella maggior parte delle condizioni. Oli con viscosità fino a 5.000 cSt L'uso del disperdente è probabilmente efficace Oli con viscosità tra 5.000 e 10.000 cSt L'uso del disperdente potrebbe essere efficace Oli con viscosità oltre 10.000 cSt L'uso del disperdente è probabilmente inefficace (anche se sono riportati casi di successo su oli con viscosità maggiore di 20.000 cP) Al fine di consentire la corretta pianificazione dell'emergenza relativa alla fuoriuscita di olio e la scelta delle tecniche di risposta adeguate, è necessario che siano disponibili informazioni specifiche sull’olio sversato (ad esempio, il greggio da un impianto di produzione in mare aperto), insieme a studi sul "weathering" e di modellazione che dovrebbero essere stati effettuati in precedenza. AEA Technology L'efficace dispersione di oli trasformati è possibile in alcune circostanze. L'immagine illustra l’olio greggio dell'Alaskan North Slope che viene disperso durante un test nel mare del Nord dopo 55 ore di "weathering" e con una viscosità di 15.000–20.000 cP; la nube di olio disperso è l'area di colore marrone chiaro nell'acqua. 22 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Biodegradabilità e tossicità dell’olio Il trasferimento dell’olio fuoriuscito galleggiante nella colonna d'acqua sotto forma di piccole goccioline mediante l'uso dei disperdenti rende l’olio biologicamente più accessibile agli organismi marini. L'olio disperso alla fine sarà biodegradato in larga misura dai microrganismi naturali già presenti nel mare. Alcuni dei composti chimici presenti negli oli sono solubili in acqua e sono potenzialmente tossici per gli organismi marini. Il grado di tossicità osservato dipenderà dall'esposizione (concentrazione e durata) degli organismi marini all'olio disperso e ai composti solubili in acqua provenienti dall'olio. Alcuni di questi composti saranno trasferiti nella colonna d'acqua, che venga utilizzato o meno il disperdente. Composti chimici nel greggio I vari greggi sono composti da un gran numero di singoli composti chimici. Quasi tutti questi sono idrocarburi, composti di solo idrogeno e carbonio. Gli idrocarburi possono essere classificati in base al peso molecolare o alla lunghezza della catena di carbonio; la maggior parte degli idrocarburi nel greggio contiene da 5 a 35 atomi di carbonio. Gli idrocarburi possono anche essere classificati in base alla loro natura chimica, cioè gli alcani (paraffine), i cicloalcani (nafteni) e i composti aromatici (contenenti uno o più anelli di benzene). Le proporzioni relative di questi composti chimici differiscono tra i diversi oli greggi e sono responsabili della gamma di proprietà fisiche che presentano gli oli greggi. La maggior parte degli idrocarburi in moltissimi oli greggi sono alcani e cicloalcani e possono variare da liquidi volatili a liquidi non volatili o solidi (cere) a seconda delle loro dimensioni (numero di atomi di carbonio) e della temperatura prevalente. Interazione degli organismi marini con l’olio disperso alcano cicloalcano benzene aromatico Molti microrganismi marini (batteri e lieviti) hanno la capacità di metabolizzare e degradare i composti chimici degli oli. Il metabolismo è il processo biochimico che scompone le sostanze complesse, come ad esempio i composti chimici dell’olio, per produrre energia e materia di scarto (ad esempio anidride carbonica e acqua, nel caso dell’olio). Il metabolismo procede attraverso una serie di fasi che coinvolgono enzimi che convertono i composti chimici in composti intermedi o metaboliti. Le conseguenze di questo processo dipendono dal composto chimico in esame e dall'organismo marino coinvolto, ossia: l la biodegradazione dell'olio può essere considerata utile per i microrganismi in quanto i metaboliti sono una fonte di energia; l tuttavia, ci potrebbero essere alcuni effetti tossici su diverse forme di vita marina causati dall'esposizione ai componenti parzialmente idrosolubili che si trasferiscono dalle goccioline di olio e nell'acqua o per ingestione delle goccioline da parte dei filtratori che possono essere predati da organismi più grandi. La gravità degli effetti di tossicità è proporzionale all'esposizione e può variare da effetti sub-letali (narcosi temporanea, modifiche nella riproduzione e nell'alimentazione) che sono spesso reversibili, fino alla letalità per alcuni individui nella popolazione colpita. Biodegradabilità degli oli La biodegradazione avviene principalmente per ossidazione biochimica (Leahy e Colwell, 1990; Atlas e Bartha, 1992; Atlas e Cerniglia, 1995; Prince, 1997; Prince et al., 2013). I diversi composti chimici negli oli greggi saranno biodegradati a ritmi diversi e in diversa misura a seconda dei microrganismi che degradano gli idrocarburi presenti in natura (Singer e Finnerty, 1984; 23 IPIECA • IOGP Lindstrom e Braddock, 2002; Campo et al., 2013). Gli alcani a catena lineare saranno biodegradati più rapidamente, seguiti dai composti aromatici ad anello singolo e poi dagli alcani a catena ramificata e dai cicloalcani. Molti idrocarburi complessi ramificati, ciclici e aromatici, che altrimenti non sarebbero biodegradati singolarmente, possono essere ossidati attraverso il co-metabolismo in una miscela di olio grazie all'abbondanza di altri substrati che possono essere metabolizzati facilmente all'interno dell'olio (Heitkamp e Cerniglia, 1987). Il destino finale della maggior parte dell'olio che viene biodegradato è quello di essere infine convertito in anidride carbonica e acqua (MacNaughton et al., 2003). I componenti dell’olio che sono resistenti alla biodegradazione sono in gran parte biologicamente inerti e a bassa tossicità. I disperdenti stessi sono facilmente biodegradabili e non interferiscono con la degradazione dell'olio, anzi la potenziano aumentando la disponibilità dell'olio come descritto di seguito. La velocità di biodegradazione dipende anche dalla disponibilità di olio e dalla disponibilità sia di ossigeno che di nutrienti. La disponibilità di ossigeno e nutrienti non è tipicamente un fattore limitante in mare aperto, tuttavia potrebbe essere limitata nel caso di olio depositato sulle coste, soprattutto in sedimenti molli. I microrganismi vanno a colonizzare l'interfaccia acqua/olio; le piccole goccioline di olio disperse hanno una superficie fino a 100 volte superiore a quella del volume di olio equivalente in una chiazza di olio galleggiante, perciò la dispersione migliora notevolmente il tasso di biodegradazione. La biodegradazione dell'olio che si deposita sulle coste può essere rallentata a causa l'aumento dello spessore che riduce la superficie disponibile. Può anche essere limitata a causa dell'essiccazione causata dall'esposizione all'aria nelle zone di marea. Inoltre, l'olio può finire sepolto in spiagge di sedimenti e questo può anche ritardare la biodegradazione a causa della mancanza di ossigeno. Le condizioni più favorevoli affinché possa avvenire la biodegradazione si trovano quando l'olio è disperso in mare aperto. Il processo di biodegradazione per le goccioline di olio inizia in genere entro 1-2 giorni e si completa in poche settimane. Le aree esposte all'olio a causa di fuoriuscite naturali e inquinamento industriale potrebbero già contenere un gran numero di comunità di microrganismi attivi degradatori di idrocarburi. Tuttavia, i microrganismi adatti sono presenti in tutti i mari e possono adattarsi rapidamente ed proliferare quando l'olio diventa disponibile, come quando si verifica una fuoriuscita. Figura 9 Il tipico processo di biodegradazione per l’olio fuoriuscito 1-2 giorni Goccioline disperse diluiscono nella colonna d'acqua. 24 I batteri circondano le goccioline disperse. 4-6 settimane La presenza di batteri aumenta e avviene una rapida biodegradazione. La biodegradazione continua, eliminando la tossicità. I microrganismi tornano alle funzioni pre-fuoriuscita. DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Potenziale tossicità dell’olio disperso Un elemento essenziale della tossicologia è che l'entità dell'effetto su un organismo causata da un composto chimico dipende dall'esposizione dell'organismo al composto chimico stesso. L'esposizione è una funzione che dipende dalla via di esposizione, dalla concentrazione del prodotto chimico a cui l'organismo è esposto e dalla durata dell'esposizione. Composti chimici potenzialmente tossici nell’olio La maggior parte degli alcani e cicloalcani hanno un potenziale limitato nel produrre effetti tossici sugli organismi marini per la loro bassa solubilità in acqua. Gli idrocarburi aromatici sono i componenti degli oli greggi e combustibili che sono generalmente considerati tossici per gli organismi acquatici (Anderson et al., 1974; Di Toro et al., 2007). Esposizione all’olio, olio disperso e composti idrosolubili provenienti dall'olio Una volta verificatasi una fuoriuscita di olio, è inevitabile che alcuni organismi marini saranno esposti a elevate concentrazioni di goccioline di olio disperse in modo naturale e a composti solubili in acqua provenienti dall'olio presente nella colonna d'acqua superiore (González et al., 2006). I composti aromatici a singolo anello (o BTEX) evaporano rapidamente dall'olio galleggiante nell'aria; questo altera la potenzialità degli effetti tossici dell’olio rimanente (Neff et al., 2000). La principale causa di effetti tossici acuti negli organismi marini è l'esposizione a IPA a due anelli (naftaleni sostituiti) dati dall'assorbimento attraverso le branchie e altri organi. La dispersione dell’olio in piccole goccioline, o per via naturale o favorita dall'uso di disperdenti, può aumentare l'esposizione di qualche forma di vita marina a questi e ad altri composti parzialmente solubili in acqua provenienti dall'olio a causa dell'aumento della superficie di contatto olio/acqua. Tuttavia il processo di dispersione non aumenta la tossicità dell'olio. Lo strato d'acqua più alto, in genere, contiene elevate densità di organismi planctonici e anche uova in via di sviluppo (embrioni e larve) di alcune specie di pesci. È noto che queste prime fasi di vita sono particolarmente sensibili alle basse concentrazioni di IPA a 2 e 3 anelli nell'acqua (Carl et al., 2008). Il plancton viene trasportato dalle correnti d’acqua e non può evitare l'esposizione ai composti provenienti dall'olio, ma qualsiasi effetto sul plancton sarebbe localizzato e la ripresa è rapida, grazie all'arrivo di altro plancton dall'esterno della zona interessata. La maggior parte delle fuoriuscite di olio avvengono in un'area limitata e sono di breve durata e l'impatto, qualora vi sia, è limitato e localizzato (Kingston, 1999). Nell'acqua con una profondità maggiore di 10 metri, la concentrazione dell’olio naturalmente disperso e dei suoi composti idrosolubili sarà rapidamente diluita a livelli bassi nell'acqua sottostante. I pesci adulti in grado di rilevare i composti dell'olio nell'acqua e quindi sono in grado di evitare la zona contaminata (Weber et al., 1981). Non vi è alcun caso registrato di una massiccia moria di pesce causata da una fuoriuscita di olio in mare. Il pesce che nuota attraverso l'acqua contenente olio può assorbire nei suoi tessuti parte dei composti idrosolubili (tipicamente i composti aromatici a 2 anelli) provenienti dall'olio, ma questi composti sono rapidamente smaltiti ("depurati") quando il pesce torna nell'acqua pulita. I divieti o le restrizioni alla pesca sono spesso messi in atto come misura precauzionale per evitare che le barche da pesca e le loro attrezzature vengano a contatto con l'olio, per rassicurare l'opinione pubblica e per proteggere la reputazione dei mercati ittici. 1-anello: toluene 2-anello: naftalene 2-anello: 2-metilnaftalene 3-anello: antracene 4-anello: benzo(a)antracene 5-anello: benzo(a)pirene Sopra: esempi di composti aromatici 25 IPIECA • IOGP Riquadro 3 Composti chimici aromatici contenuti negli oli l l l Composti aromatici con un anello: si tratta di benzene, toluene, etilbenzene e xilene e sono spesso indicati come composti BTEX. Gli oli greggi contengono circa dallo 0,5% fino al 5% di BTEX. La benzina può contenere fino al 40% di BTEX. I composti BTEX sono relativamente solubili in acqua, ma sono anche volatili ed evaporano rapidamente nell'aria dall'olio sversato sulla superficie del mare. Composti aromatici con due anelli: naftalene e derivati alchil-sostituiti. Diversi greggi contengono dallo 0% allo 0,4% di naftalene e dallo 0% all'1% o più di naftaleni sostituiti. Questi composti sono meno solubili in acqua rispetto al BTEX e hanno una volatilità moderata. Idrocarburi aromatici policiclici (IPA) a 3, 4 e 5 anelli: gli oli greggi contengono da 0 ppm a diverse centinaia di ppm di composti aromatici a tre anelli, ma molto meno, tipicamente da 1 a 10 ppm, dei singoli composti a 4 e 5 anelli. Questi composti IPA non sono volatili e i composti a 3 e 4 anelli sono leggermente solubili in acqua. L'olio sversato in acque profonde meno di 10 metri ha maggiore probabilità di causare effetti tossici in quanto gli organismi acquatici saranno esposti per un tempo maggiore a elevate concentrazioni di olio naturalmente disperso e ai suoi composti solubili in acqua (Claireaux et al., 2013). Inoltre, gli organismi marini presenti in acque basse che potrebbero essere esposti alle alte concentrazioni di olio disperso comprenderanno anche quelli che vivono nelle vicinanze o sul fondo marino. In acque profonde, questi organismi si troverebbero a una profondità troppo elevata per potere essere esposti. Ciò non significa che l'uso del disperdente debba sempre essere evitato in caso di acque profonde meno di 10 metri, ma piuttosto si richiedono delle valutazioni più dettagliate rispetto all'uso in acque profonde (Le Floch et al., 2014). Effetti dell'uso dei disperdenti La dispersione della maggior parte dell’olio in forma di piccole gocce nella colonna d'acqua mediante l'uso di disperdenti, aumenta temporaneamente l'esposizione di tutti gli organismi marini presenti nella colonna d'acqua superiore (Singer et al., 1998). L'aumento della superficie di contatto olio/acqua consentirà alla maggior parte dei composti chimici parzialmente idrosolubili di trasferirsi nell'acqua. Inoltre saranno rapidamente diluiti, finché è disponibile una profondità di acqua sufficiente (Law e Kelly, 1999; Bejarano et al., 2013). Le concentrazioni elevate di questi composti (composti aromatici a 2 e 3 anelli) nella colonna d'acqua potrebbero potenzialmente provocare effetti tossici, in cui l'entità dell'effetto dipende dalla durata dell'esposizione (Kelly e Law, 1998; Sterling et al., 2003; Bejarano, 2014). Se i disperdenti sono stati utilizzati su olio sversato in acque con profondità maggiore di 10 o 20 metri, la concentrazione di goccioline di olio disperse e di composti chimici solubili in acqua provenienti dall’olio aumenterà inizialmente, per poi diminuire rapidamente in quanto diluiti nell'acqua circostante. Gli organismi marini saranno quindi esposti a un breve "picco" di elevata concentrazione di questi composti (Singer et al., 1991; Bragin et al., 1994; Clark et al., 2001), che generalmente raggiunge una concentrazione intorno alle 50 ppm e raramente superiore alle 100-200 ppm nei primi pochi metri, per poi decadere a >1 ppm nel giro di poche ore. I livelli complessivi di esposizione in ambiente marino sono molto più bassi rispetto a quelli utilizzati nelle procedure standard di test di laboratorio sulla tossicità (Pace et al., 1995; Coelho et al., 2013). Esposizione di organismi marini all'ingestione di goccioline di olio disperse Gli organismi marini possono anche essere esposti agli IPA con peso molecolare più elevato attraverso l'ingestione di cibo. Gli organismi filtratori che predano il plancton possono ingerire 26 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE goccioline di olio disperso, naturalmente o chimicamente, quando sono di dimensioni simili a parte del plancton. Organismi relativamente semplici, come i bivalvi, non possono elaborare biochimicamente gli IPA nell'olio di peso molecolare più elevato e questi IPA possono accumularsi ("bioaccumulo") in alcuni organi (Neff e Burns, 1996). Questi composti saranno successivamente persi per mezzo della depurazione in acqua pulita. I predatori che consumano i bivalvi contaminati da oli possono quindi essere esposti a elevate concentrazioni di IPA con peso molecolare più elevato a causa di questa via di ingestione. Gli organismi che possiedono il fegato, come i pesci, possono metabolizzare gli IPA e alcuni di questi metaboliti sono dannosi, causando lesioni e altri effetti. L'entità di effetti tossici causati da questa via di esposizione, nella maggior parte dei casi, è probabilmente bassa con solo alcuni individui colpiti. Riquadro 4 Concetti e terminologia relativi alla tossicità Tossicitàè definita come l'"intrinseco potenziale o capacità di un materiale di causare effetti negativi su organismi viventi"; la tossicità acquatica è l'effetto delle sostanze chimiche sugli organismi acquatici. l l La gamma degli effetti avversi può andare dal livello subcellulare ad interi organismi, comunità e interi ecosistemi. Gli effetti avversi possono essere reversibili o irreversibili, lievi o gravi. Molti studi sulla tossicità si concentrano sulla mortalità. Effetti meno gravi, subletali, includono cambiamenti nel comportamento, nella fisiologia (come ad esempio i movimenti rallentati) ed effetti sulla riproduzione, l'alimentazione e altre funzioni. Alcuni organismi sono molto più sensibili di altri a determinate sostanze. Gli organismi nelle prime fasi di vita sono più sensibili degli adulti. La modalità di esposizioneè il modo in cui l'organismo è esposto alla sostanza, ivi compresa l'ingestione (diretta o attraverso il cibo), l'assorbimento attraverso le branchie o il contatto con la pelle. Gli effetti biologici osservati sono funzione sia della durata dell'esposizione alla sostanza chimica sia della concentrazione della sostanza chimica. Nell'ambiente acquatico, la durata dell'esposizione varia in funzione delle maree e delle correnti e la mobilità dell'organismo potenzialmente interessato. La concentrazione di una sostanza chimica è fortemente influenzata dalle (i) proprietà fisiche, chimiche e biologiche dell'ecosistema, (ii) fonti e tassi di ingresso della sostanza chimica nell'ambiente e (iii) proprietà fisiche e chimiche della sostanza. l l Per tossicità acuta si intendono gli effetti nocivi in un organismo attraverso un'esposizione singola o di breve durata. Per tossicità cronica si intende la capacità di una sostanza o miscela di sostanze di causare effetti nocivi per un periodo prolungato, di solito per esposizione ripetuta o continuata, che a volte può durare per tutta la vita dell'organismo esposto. Le prove di tossicità vengono effettuate per diversi motivi utilizzando metodi differenti. l l l La determinazione della LC50 (concentrazione letale per il 50% degli organismi della popolazione sottoposta al test) prevede l’esposizione degli organismi coinvolti nel test ad una serie di concentrazioni crescenti (per esempio 1, 10, 100, 1.000 ppm in acqua) per un periodo di tempo standard (tipicamente 48 o 96 ore). Viene rilevata la dose o concentrazione che uccide il 50% degli organismi della popolazione sottoposta al test. Questo è un buon metodo per valutare la tossicità relativa delle diverse sostanze, ma i risultati non sono rilevanti per studiare l'esposizione effettiva degli organismi in situazioni reali. Per determinare in situazioni reali i potenziali effetti tossici che possono essere causati da particolari sostanze è essenziale che le condizioni di esposizione (concentrazione della sostanza e durata dell'esposizione) siano replicate nel corso del test. I dati possono essere utilizzati per la modellazione della traiettoria della fuoriuscita di olio, con il modello modificato per esposizioni più adeguate. 27 IPIECA • IOGP Normative per l'uso dei disperdenti Perché i governi nazionali hanno delle normative sui disperdenti? Lo sviluppo di norme sui disperdenti da parte delle autorità nazionali competenti o dagli enti normativi dei governi costituisce una parte fondamentale dei processi nazionali di pianificazione dell'emergenza a fronte di una fuoriuscita di olio. I governi nazionali hanno il diritto e la responsabilità di proteggere i propri cittadini e le risorse naturali all'interno delle loro acque nazionali dagli effetti dell'inquinamento da idrocarburi. Lo scopo dell'utilizzo di disperdenti in risposta alla fuoriuscita di idrocarburi è ridurre la quantità totale di danni che potrebbero essere causati dagli idrocarburi fuoriusciti. Alcuni governi costieri hanno leggi che regolamentano o vietano l'aggiunta di sostanze chimiche in mare all'interno dei loro confini nazionali. Vanno fatte eccezioni per alcune circostanze, come per l'uso di disperdenti. Inoltre, vi è la necessità di regolare l'uso di disperdenti per prevenire l'utilizzo di prodotti troppo tossici, o limitare l'uso incontrollato di disperdenti in situazioni che potrebbero causare un danno significativo alla vita marina. La base giuridica della normativa circa i disperdenti varia da paese a paese, perché tali norme sono spesso dipendenti dalla legislazione esistente riguardo la tutela ambientale primaria. Le differenze nelle diverse legislazioni sulla tutela ambientale primaria implicano che le normative riguardo i disperdenti devono essere sviluppate o formulate in modo diverso nei vari paesi. Molti paesi hanno due serie di normative per disperdenti, come descritto di seguito. Normative per l'omologazione dei prodotti disperdenti Queste norme descrivono quali disperdenti sono omologati e come tali disperdenti possono essere aggiunti all'elenco dei disperdenti omologati se soddisfano i requisiti dei test indicati. Le normative per l'omologazione dei prodotti disperdenti molto spesso richiedono: a) test di efficacia per garantire che ogni disperdente sia ragionevolmente efficace; e b) test di tossicità per garantire che un disperdente non sia eccessivamente tossico (per esempio più tossico dell’olio). c) Alcuni paesi possono anche richiedere ulteriori informazioni sulla biodegradabilità del disperdente, gli ingredienti permessi e proibiti, le proprietà fisiche e l'etichettatura obbligatoria. Normative per l'autorizzazione all'uso dei disperdenti Queste norme definiscono quale organizzazione nazionale può omologare l'uso del disperdente e dove e quando i disperdenti omologati possono essere utilizzati in acque nazionali. La pre-omologazione dell'uso del disperdente in aree specifiche può essere essenziale per consentire un rapido utilizzo del disperdente il prima possibile dopo che l'olio è fuoriuscito. Le normative per l'omologazione all'uso dei disperdenti devono tenere conto del beneficio ambientale netto che l'olio disperso è in grado di fornire. i. È possibile che vengano adottate delle restrizioni generalizzate basate sulla profondità dell'acqua (ad esempio 10 o 20 metri) e la distanza dalla costa (ad esempio 1 o 2 km o miglia nautiche). Ciò assicura che vi sia un volume di acqua sufficiente per consentire che l'olio disperso possa essere diluito in acqua in concentrazioni tali che siano inferiori a quelle che potrebbero avere effetti negativi significativi sugli organismi marini. ii. Nel caso di utilizzo del disperdente sull’olio galleggiante in acque basse, o dove sono presenti risorse particolarmente sensibili, ci potrebbe essere la necessità di restrizioni geografiche e stagionali più specifiche, giustificate dalle NEBA. 28 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Figura 10 I regolamenti di autorizzazione all'uso del disperdente definiscono dove e quando è possibile utilizzare i disperdenti omologati uso di disperdente pre-autorizzato distanza dalla riva profondità dell'acqua Test a fini dell'omologazione di prodotti disperdenti I paesi che attualmente non hanno un elenco di disperdenti omologati né regolamenti di omologazione degli stessi e la cui relativa autorità di regolamentazione intenda sviluppare un tale elenco disperdente omologato, hanno le seguenti opzioni: i. Adattare uno o l'altro dei metodi di test riconosciuti a livello internazionale esistenti per migliorare la sua rilevanza alle condizioni esistenti a livello locale. Non è necessario prendere in considerazione lo sviluppo di regimi di test dell'efficacia e della tossicità unici per l'approvazione del prodotto disperdente, dal momento che esiste già un'ampia varietà di metodi standard e collaudati. ii. Accettare i disperdenti omologati in un altro paese (o paesi selezionati) utilizzando protocolli di prova pubblicati, che dovranno inclusi nel proprio elenco dei disperdenti omologati. Questo approccio consente di evitare la necessità di effettuare ulteriori test e semplifica notevolmente il processo di approvazione. È importante notare che questi test sono progettati per operare una distinzione tra disperdenti candidati e non rappresentano necessariamente condizioni realistiche. In entrambi i casi (test di efficacia e di tossicità), i test non sono simulazioni accurate dell'uso del disperdente in “situazioni reali” sull’olio fuoriuscito, in quanto la scala di questi test di laboratorio non può imitare ciò che avviene in mare aperto. La soglia o punteggio minimo per l'approvazione utilizzando questi test di efficacia e tossicità è fissato a un livello tale che il regolatore possa essere confidente della sua adeguatezza per l'approvazione di disperdenti che siano ragionevolmente efficaci e possiedano una tossicità molto più bassa rispetto agli idrocarburi nei confronti dei quali verranno utilizzati. Nella Figura 11 a pagina 30 viene riportato un diagramma di flusso che descrive le raccomandazioni per il processo di approvazione del prodotto disperdente. 29 IPIECA • IOGP Figura 11 Esempio del processo di approvazione di un prodotto disperdente Il prodotto NON è omologato Non passato Prodotto candidato Test di efficacia Non passato Passato Test di tossicità Passato No Prova della pronta biodegradabilità Sì Il prodotto è omologato Test dell'efficacia ai fini dell'omologazione di prodotti disperdenti L'obiettivo dei test dell'efficacia dei disperdenti ai fini della loro omologazione è quello di identificare i prodotti che presentano, come minimo, un'efficacia adeguata a disperdere gli idrocarburi, evitando in tal modo l'approvazione di prodotti con ridotta efficacia. Sono stati messi a punto diversi test di efficacia (o "efficienza") (Rewick et al., 1981; Becker et al., 1993) che vengono utilizzati da diversi enti nazionali. Tutti i test di efficacia utilizzano apparecchiature di laboratorio per applicare un grado di energia di miscelazione in grado di campionare quantità di un olio di riferimento, disperdente e acqua in un recipiente chiuso, puntando alla ripetitività (Clayton et al., 1993). Nessuno dei metodi di test di laboratorio è in grado di simulare tutti i complessi scenari di miscelazione ed energie incontrati in ambiente marino (Mukherjee e Wrenn, 2009). Le condizioni delle onde prevalenti in mare possono variare in un intervallo alquanto ampio, dalla calma piatta al molto mosso. Un metodo di test di laboratorio può superficialmente assomigliare a un particolare stato del mare più di un altro, ma per ragioni di scala, una simulazione accurata delle condizioni oceaniche non è possibile (Kaku et al., 2006). Karaganda State University Esempio di un'apparecchiatura per il test di efficacia metodo WSL. Il test dell'efficacia ai fini dell'omologazione dei prodotti disperdenti utilizza uno olio di test specifico, un determinato rapporto di applicazione e condizioni di temperatura e salinità fissate. I risultati, in genere espressi come “efficacia percentuale”, dovrebbero essere utilizzati solo per confrontare l'efficacia relativa di diversi disperdenti testati nelle medesime condizioni e utilizzando lo stesso protocollo. Dovrà essere definito un valore minimo di efficacia misurata dal test. La maggior parte delle combinazioni di metodologia di test e di idrocarburi di riferimento, in grado di discriminare i prodotti meno efficaci da quelli migliori, porterà a un punteggio minimo fissato indicativamente alla metà dell'intervallo (vale a dire circa il 50%). Tuttavia sarà possibile fissare un punteggio minimo di riferimento più alto o più basso. 30 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Questo punteggio minimo soggettivo non deve essere interpretato come un indicatore della performance del disperdente sul campo. Il punteggio minimo del Regno Unito del 60% per il metodo di prova WSL (WSL, 2007) con un olio combustibile medio non indica una dispersione del 60% dell’olio fuoriuscito e una rimanenza del 40%. La percentuale di olio disperso in mare potrebbe essere del 100% o meno, a seconda delle condizioni ambientali. Saggi di tossicità per l'omologazione di prodotti disperdenti L'omologazione dei prodotti disperdenti da parte dell'ente certificatore solitamente richiede che il disperdente non debba superare una certa soglia di tossicità acquatica acuta. Il test dovrebbe garantire che i disperdenti omologati siano sostanzialmente meno tossici rispetto agli oli che devono trattare. Saggi di tossicità del "solo disperdente" L'intenzione originaria dei saggi di tossicità dei disperdenti era quella di garantire che l'uso di detergenti industriali tossici, come quelli utilizzati in quantità massicce a seguito della fuoriuscita di olio dalla Torrey Canyon nel Regno Unito nel 1967, non si sarebbe ripetuto. Per essere omologati, i disperdenti devono presentare una tossicità inferiore rispetto al livello ritenuto accettabile. Al fine di determinare la tossicità dei disperdenti, è stato utilizzato un saggio di tossicità per la determinazione della LC50 (concentrazione letale per il 50% della popolazione di test) dopo 96 ore o 48 ore, con diverse specie di test. Lo scopo dei test di tossicità basati sulla LC50 a 48 e 96 ore è quello di determinare la concentrazione del disperdente in acqua che sia in grado di uccidere la metà degli individui esposti per il periodo di tempo specificato. Il test può quindi classificare un agente disperdente come più o meno tossico di un altro disperdente. Il regime di esposizione (concentrazione del disperdente nell'acqua e durata dell'esposizione) in un test di LC50 non simula l'esposizione al disperdente che un organismo marino subirebbe se il disperdente fosse utilizzato sull'olio sversato in mare. Le specie sottoposte a saggi di tossicità variano e possono includere pesci, gamberetti, plancton, bivalvi e altri. Alcuni paesi utilizzano attualmente il test della LC50 dei soli disperdenti nel processo di omologazione del prodotto disperdente. Il punteggio minimo è spesso impostato a un livello inferiore rispetto alla sostanza tossica di riferimento; in Francia, un disperdente deve essere dieci volte meno tossico rispetto a una ammina quaternaria indicata. Saggi di tossicità del "disperdente più olio" I primi veri disperdenti per fuoriuscite di olio sono stati sviluppati negli anni '70. Questi presentavano una tossicità di gran lunga inferiore rispetto ai detergenti usati per l'incidente della Torrey Canyon. Le concentrazioni di disperdenti in acqua necessarie per causare il 50% di mortalità dei gamberi erano molto elevate, fino a 10.000 ppm (1% in volume) e questo ha reso difficile ottenere risultati accurati in questi test. Fu riconosciuto che la preoccupazione sulla tossicità del disperdente era fuorviante e che la vera preoccupazione avrebbe dovuto essere sui potenziali effetti tossici sugli organismi marini causati dall'esposizione all’olio disperso. Potrebbe sembrare logico che il test di tossicità con "disperdente più olio" sia più importante del test con "solo disperdente", in quanto: l il disperdente non verrebbe utilizzato se non fosse presente dell’olio fuoriuscito; e l i potenziali effetti tossici quando disperdenti moderni vengono utilizzati sull'olio fuoriuscito in mare sono causati dall'olio disperso, non dal disperdente. Tuttavia, ciò vuole dire fraintendere lo scopo del saggio di tossicità ai fini dell'omologazione dei prodotti disperdenti, che invece è quello di selezionare i disperdenti che non superano una determinata soglia di tossicità acquatica acuta. 31 IPIECA • IOGP Alcuni paesi attualmente conducono dei test "disperdente più olio" a fini di omologazione del prodotto disperdente (Blackman et al., 1978; Kirby et al., 1996). Tuttavia, l'uso di questo approccio per i test presenta diversi problemi: l Questi test non simulano l'effettivo uso del disperdente sull'olio fuoriuscito in ambiente marino. I regimi di esposizione utilizzati nei test di tossicità "disperdenti più olio" sono di gran lunga maggiori di quelli cui sarebbero sottoposti gli organismi marini se il disperdente fosse utilizzato sull'olio sversato in mare (Figura 12). Questo è un aspetto necessario in qualsiasi controllo di tossicità concepito per discriminare gli effetti dei diversi disperdenti. l Raramente vengono condotte analisi dei componenti chimici presenti nell'acqua e vengono segnalate esclusivamente concentrazioni nominali di idrocarburi. l Poiché la tossicità deriva largamente dai componenti degli idrocarburi, i test con idrocarburi più tossici produrranno risultati tossicità superiori. l Il test di tossicità "disperdenti più olio" comporta necessariamente una discriminazione nei confronti dei disperdenti altamente dispersivi e nei confronti di quelli meno efficaci. I risultati dei test di tossicità “disperdente più olio” (vale a dire olio disperso) effettuati al fine di ottenere l'omologazione del prodotto disperdente sono spesso male interpretati quale indicazione dei probabili effetti in mare da quando i disperdenti vengono utilizzati sugli idrocarburi fuoriusciti. La preoccupazione per il rischio degli effetti tossici causati dalla fuoriuscita di idrocarburi è legittima e deve essere considerata, ma non durante i test di tossicità per le norme di omologazione dei prodotti disperdenti. Invece, la preoccupazione deve essere piuttosto rivolta all'uso di dati provenienti da studi scientifici sui potenziali effetti tossici che gli idrocarburi fuoriusciti hanno su diversi organismi marini in condizioni di esposizione realistiche (Clark et al., 2001). Questi dati forniscono la giustificazione scientifica richiesta per un processo NEBA quando si considerino le normative per l'omologazione all'uso del disperdente. L’esposizione a una concentrazione costante di olio disperso per un periodo prolungato in test di tossicità in laboratorio è molto più severa rispetto all'esposizione transitoria sperimentata dagli organismi marini in mare. concentrazione di olio disperso Figura 12 Confronto degli effetti di tossicità sugli organismi marini a seguito dell'esposizione prolungata all’olio disperso - test di laboratorio standard verso l’esposizione transitoria in mare esposizione costante per 96 per ore in di laboratorio standard regime di esposizione in acqua aperta tempo di esposizione (ore) 32 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Test di tossicità degli idrocarburi "solo disperdente" e "disperdente più olio" Negli Stati Uniti, gli attuali test di tossicità richiesti dalla US Environmental Protection Agency (EPA) affinché i disperdenti possano essere inclusi nei prodotti dell'NCP (National Oil and Hazardous Substances Pollution Contingency Plan), prevedono il test con due specie standard EPA degli Stati Uniti: il pesce scorpione (Menidia beryllina) e il crostaceo Americamysis bahia. Queste specie sono esposte a: (i) combustibile n. 2 con solo olio; (ii) solo disperdente; (iii) una miscela 1:10 di disperdente con olio combustibile n. 2; e (iv) una sostanza tossica di riferimento. Le procedure di test utilizzate mirano alla determinazione della LC50 a 96 ore per la Menidia e della LC50 a 48 ore per l'Americamysis. Non vi è alcun criterio positivo/negativo e i risultati sono semplicemente riportati. Come precisato sopra, il regime di esposizione della procedura relativa al test di tossicità LC50 non simula l'uso del disperdente sull’olio fuoriuscito in mare, dal momento che le concentrazioni utilizzate nel test sono molto più elevate e la durata dell'esposizione più lunga rispetto a quanto accadrebbe in mare. Tuttavia, il test di tossicità LC50 fornisce uno strumento per valutare la grandezza relativa degli effetti tossici che potrebbero essere causati dai disperdenti o dall’olio fuoriuscito nelle condizioni di esposizione del test. La stessa metodologia di test di tossicità utilizzata per l'inserimento nella Scheda Prodotto NCP è stata utilizzata dall'EPA (EPA USA, 2010) per determinare la grandezza relativa degli effetti tossici che potrebbero essere causati da: i. greggio dolce Louisiana (LSC) disperso meccanicamente; ii. il disperdente usato durante la risposta all'incidente di Macondo del 2010, COREXIT® EC9500A; e iii. il greggio LSC disperso utilizzando una miscela 1:10 di COREXIT® EC9500A e LSC. I livelli di tossicità misurati nei test LC50 sono stati classificati su una scala a cinque livelli da “altamente tossico” a “praticamente non tossico”, usati dalla US EPA per interpretare i risultati dei saggi LC50 (US EPA, 2012). I risultati riassunti nella Tabella 4 mostrano che il solo disperdente provoca effetti meno tossici rispetto al solo greggio. Il disperdente da solo è considerato “praticamente non tossico” per il pesce e solo “leggermente tossico” per i crostacei, mentre il greggio disperso meccanicamente è valutato come “moderatamente tossico” per entrambi. Il greggio disperso con il disperdente raggiunge lo stesso rating del greggio disperso meccanicamente, vale a dire “moderatamente tossico” per entrambe le specie. In questo caso, gli effetti tossici misurati sono causati dall’olio, non dal disperdente. Tabella 4 Risultati riepilogativi sulla tossicità acquatica dell'EPA USA relativamente all’olio fuoriuscito, al disperdente e all’olio disperso ottenuti dalla risposta all'incidente di Macondo nel 2010 Greggio dolce Louisiana (LSC) Categorie di ecotossicità EPA (ppm = parti per milione) Gambero Mysida Ateriniformi 2,7 ppm 3,5 ppm Disperdente (Corexit® EC9500A) Gambero Mysida Ateriniformi Olio disperso (LSC + Corexit® EC9500A) Gambero Mysida Ateriniformi 5,4 ppm 7,6 ppm Estremamente tossico: <0,1 ppm Moderatamente tossico: >1-10 ppm Leggermente tossico: >10-100 ppm Praticamente non tossico: >100 ppm 42 ppm 130 ppm US EPA, 2010 Altamente tossico: 0,1-1 ppm 33 IPIECA • IOGP Questioni riguardanti il test di tossicità e le normative applicabili ai disperdenti saranno discusse maggiormente in dettaglio nella pubblicazione IPIECA-IOGP sull'omologazione normativa dei prodotti disperdenti e sull'autorizzazione del loro utilizzo (IPIECA-IOGP, 2014). Normative per l'autorizzazione all'uso dei disperdenti Lo scopo delle normative sull'uso di disperdenti è quello di assicurare che vengano autorizzati solo i disperdenti appropriati per l'uso in situazioni in cui saranno in grado di prevenire o minimizzare i danni che potrebbero essere causati dall'olio sversato. Se l'uso del disperdente sarà stato efficace, farà sì che una maggiore quantità di olio si trasferirà nella colonna d'acqua. Gli organismi marini sono quindi esposti a concentrazioni più elevate di olio disperso e di composti solubili in acqua provenienti dall'olio, rispetto alla situazione in cui non vengano utilizzati i disperdenti. Ciò solleva preoccupazioni circa la possibilità che l'uso dei disperdenti incrementi gli effetti tossici dell'olio sversato su alcuni organismi marini. Per rispondere a queste preoccupazioni, i potenziali effetti tossici causati dall'esposizione all'olio disperso devono essere considerati come parte del processo di NEBA (vedere pagine 36-42 e fare riferimento a IPIECA-IOGP, 2015e). L'applicazione più semplice per un caso generico del processo NEBA è di valutare l'utilizzo di un fondale minimo definito e una distanza dalla riva definita, in modo da garantire che le concentrazioni dell'olio disperso nell'acqua e la durata dell'esposizione saranno sufficientemente basse. Questo porta ad un basso livello il rischio di effetti tossici significativi sugli organismi marini che possono essere presenti. La validità di questo approccio è sostenuta da studi passati fatti sulla tossicità dell'olio disperso. Questo principio è inserito nelle norme di autorizzazione all'uso del disperdente in molti paesi, tra cui Francia e Regno Unito, e in diverse regioni degli Stati Uniti. Ad esempio, il regolamento per l'uso dei disperdenti nel Regno Unito richiede l'autorizzazione dell'autorità che assegna le licenze per l'uso del disperdente in acque poco profonde, dove per acque poco profonde si intendono aree di mare in cui la profondità dell'acqua sia inferiore a 20 metri o all'interno di 1 miglio nautico di tale zona. In acque più profonde, l'uso del disperdente è pre-autorizzato. Le aree di mare "pre-autorizzate" o le zone in cui è consentito l'uso del disperdente sono quindi spesso basate su restrizioni di ordine generale, come ad esempio: i. una profondità minima del mare (ad esempio, 10 o 20 metri); ii. una distanza minima dalla costa (ad esempio 1 chilometro o 1 miglio nautico); e iii. l'esclusione di aree di interesse ecologico o socio-economiche, quali le prese a mare delle industrie e gli allevamenti ittici, che vengono identificati come particolarmente vulnerabili all'olio disperso. In molti casi, i regolamenti per l'uso del disperdente prevedono anche altre condizioni, come ad esempio: l l'inquinamento da idrocarburi deve essere presente prima di applicare disperdente; l una deroga può essere concessa per consentire l'uso di disperdenti in base al regolamento, cioè per evitare denunce e multe ai sensi delle esistenti leggi sull'ambiente relative all'uso di disperdenti; l applicare il disperdente in modo non conforme alla normativa può portare a procedimenti giudiziari, con le sanzioni previste; l l'osservazione/monitoraggio deve essere effettuata nel corso dell'applicazione per verificare che il disperdente funzioni pretendendo di sospendere l'applicazione qualora il disperdente non agisca - l'uso di sistemi di osservazione/monitoraggio oltre il campo visivo deve avvenire non appena la relativa attrezzatura si rende disponibile, ma la sua indisponibilità non dovrebbe ritardare la risposta; 34 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE l l il disperdente viene applicato utilizzando attrezzature adatte per l'applicazione e conformi alle istruzioni del fabbricante; e si devono seguire le indicazioni operative per l'applicazione del disperdente (ad esempio le linee guida IMO pubblicate). In Francia, le zone con volumi consentiti di idrocarburi che potrebbero essere trattate con disperdenti sono definite per le zone costiere in base alla profondità e alla distanza dalla costa; non vi è alcun limite per acque più profonde di 15 m. CEDRE L'uso di disperdenti può essere una tecnica giustificabile in acque meno profonde rispetto a una profondità minima pre-autorizzata oppure in acque vicino alla riva rispetto alla distanza minima definita, purché si possa dimostrare che ciò si tradurrà complessivamente in danni ambientali minori e che le tecniche alternative di risposta non sono in grado di ottenere lo stesso risultato. Il processo e l'autorità con cui vengono rilasciate le approvazioni per casi speciali devono essere identificati nella normativa. In questo caso, è l'organizzazione che sta richiedendo l’approvazione per l'uso del disperdente come caso speciale che ha l'onere di sottoporre lo specifico NEBA associato e di presentare la motivazione all'autorità competente per una valutazione a seguito della quale l'autorità può autorizzare o meno l'uso di disperdente. USDA Devono essere utilizzate attrezzature adeguate; qui, gli ugelli sono testati con acqua per essere certi che venga creata una dimensione adeguata delle goccioline di disperdente. 35 IPIECA • IOGP Disperdenti e piani di emergenza La definizione di piani di emergenza per la fuoriuscita di idrocarburi è un processo essenziale per affrontare in modo efficace le potenziali fuoriuscite di idrocarburi. Gli incidenti con fuoriuscita di idrocarburi sono molto più facili da risolvere e i potenziali danni possono essere significativamente ridotti con piani di emergenza ben preparati e testati per affrontare le fuoriuscite di idrocarburi. I piani di emergenza forniscono la struttura per la gestione e l'attuazione delle operazioni di risposta. L'ambito di un piano di emergenza dovrebbe essere basato su quella che viene chiamata infrastruttura di "risposta a più livelli". Questo aiuta ad assicurare che la risposta pianificata rifletta la scala del particolare rischio di fuoriuscita. Se le fuoriuscite sono relativamente piccole, spesso possono essere trattate a livello locale (Livello 1). Nel caso di un incidente che si dimostri essere al di là della capacità di risposta locale o colpisca una zona più ampia, sarà necessaria una risposta più estesa, ma compatibile, utilizzando risorse condivise, a livello nazionale o regionale (Livello 2). Il punto di partenza di questa risposta a più livelli è il piano di risposta locale per un impianto specifico quale un terminal portuale o petrolifero, o per una specifica lunghezza di costa che è a rischio in caso di fuoriuscita. Questi piani locali possono far parte di un’ampia area o di un piano di risposta nazionale, in grado di sfruttare ulteriormente il sostegno nazionale o internazionale (Livello 3). Il processo di pianificazione è descritto in modo più dettagliato nelle guide sulle buone pratiche IPIECA-IOGP in materia di pianificazione dell'emergenza (IPIECA-IOGP, 2015c) e la preparazione e la risposta a più livelli (IPIECA-IOGP, 2015d). Nel modello di preparazione e risposta a più livelli (vedi Figura 13), la pianificazione dell’uso del disperdente è inserita nelle attività di preparazione insieme ad altri criteri di preparazione. Si noti che ogni parte della Figura 13 rappresenta un tipo di preparazione della risposta e lo spessore di ciascun livello rappresenta il livello delle risorse necessarie per rispondere alla fuoriuscita da un impianto o da una regione specifica. Figura 13 Il modello di preparazione e risposta a più livelli - ogni livello rappresenta la capacità della risorsa che è necessaria per rispondere a una fuoriuscita specifica controllo della fonte Livello 1 sorveglianza, modellazione e visualizzazione valutazione dell'impatto ambientale (compresa la raccolta di campioni) disperdenti in superficie al largo Livello 2 Livello 3 valutazione economica e compensazione disperdenti in colonna d’acqua al largo coinvolgimento delle parti interessate e comunicazione incendio controllato sul posto IMS gestione dei rifiuti contenimento e recupero in mare risposta per la fauna selvatica colpita dagli idrocarburi protezione delle risorse sensibili risposta nell'entroterra valutazione del litorale e dell'entroterra (SCAT) pulizia del litorale 36 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Pianificazione dell'uso dei disperdenti Affinché i disperdenti siano una valida opzione all'interno delle possibili risposte, è necessario che siano disponibili rapidamente. I disperdenti sono più efficaci se vengono applicati sull'olio fuoriuscito il più presto possibile dopo che è stato sversato, anche se questa “finestra di opportunità” può variare in funzione del tipo di olio e delle condizioni ambientali. La finestra si "apre" quando l'olio colpisce l'acqua e comincia a "chiudersi" nel momento in cui l'olio inizia la sua trasformazione (il "weathering"). Se l'omologazione del prodotto e l'uso del disperdente sono già nei piani di emergenza per le fuoriuscite di idrocarburi, è molto più probabile che saranno applicate con successo nel breve lasso di tempo a disposizione. In sostanza, se non si prevede di utilizzare disperdenti, si deve pianificare di NON usare disperdenti. Le seguenti fasi del processo della pianificazione dell'emergenza per la fuoriuscita di idrocarburi hanno importanza per la scelta delle opzioni di risposta, in particolare per quanto riguarda l'uso del disperdente. Normative La norme e procedure per l'omologazione del prodotto disperdente e la pre-autorizzazione del loro utilizzo da parte delle autorità competenti dovrebbero essere stabilite nelle normative. Scenari La valutazione del rischio della fuoriuscita di idrocarburi dovrebbe includere la considerazione dei potenziali scenari relativi a questo evento. Ciò potrà comprendere la posizione, i tipi e volumi di una potenziale fuoriuscita, le condizioni ambientali prevalenti e le risorse ecologiche e socioeconomiche che potrebbero essere minacciate. È usuale inserire, a supporto di questa fase, anche l'evoluzione dell'olio fuoriuscito e la modellazione della traiettoria. Il livello al quale possono essere sviluppati questi scenari dipende dalla natura dell'operazione. Per postazioni fisse, quali installazioni off-shore, porti e baie o restringimenti per il traffico marittimo, il livello di dettaglio può essere maggiore. Tuttavia, per le rotte di navigazione generali e le aree in cui sono commercializzati idrocarburi, l'approccio può necessariamente essere più generico. Gli scenari dovrebbero essere scelti per affrontare tutti i livelli di risposta. NEBA Le tecniche di risposta disponibili e attuabili devono essere considerate in relazione agli scenari scelti. Dovrebbero essere analizzate le opzioni migliori per ridurre al minimo i danni ambientali complessivi (beneficio ambientale netto, net environmental benefit). Ciò informerà circa la determinazione del tipo, della quantità e delle zone per le caratteristiche di risposta per tutti i livelli di risposta. Caratteristiche Le attrezzature adeguate dovrebbe essere identificate o stabilite al fine di soddisfare le esigenze individuate. Nel caso dei disperdenti, questo includerà i siti di stoccaggio dei disperdenti, i sistemi di applicazione adeguati e il supporto logistico. Sarà necessario del personale specializzato per garantire una applicazione sicura e controllata dei disperdenti. Ulteriori dettagli sono disponibili nel rapporto IPIECA-IOGP sulla logistica dei disperdenti e sulla pianificazione degli approvvigionamenti (IPIECA-IOGP, 2013). Monitoraggio Dovrebbero essere sviluppate procedure di controllo dell'efficienza iniziale e permanente dell'uso del disperdente durante un incidente. 37 IPIECA • IOGP Figura 14 Fattori ambientali specifici determineranno la natura della risposta Presso ciascuna località possono esistere fattori che influenzano la capacità di usare risorse in cascata e che pertanto determinano la necessità della definizione della capacità di risposta su misura. a) Una sede remota in un paese con difficoltà di accesso e/o condizioni meteo proibitive IMS Livello 1 Maggiore capacità locale a causa delle limitazioni di risorse esterne che entrano nel paese b) Posizione costiera adiacente ad un centro di risposta di Livello 3 IMS Maggiore supporto esterno grazie alla facilità di accesso e alla prossimità di un centro di risposta di Livello 3 Livello 2 Livello 3 Analisi dei benefici ambientali netti La NEBA è un processo utilizzato dalla comunità di risposta per operare le scelte migliori che consentano di ridurre al minimo l'impatto delle fuoriuscite di olio sulle persone e sull'ambiente vedere la Guida sulle buone pratiche di IPIECA-IOGP su NEBA (IPIECA-IOGP, 2015e). Considerazione e valutazione sono necessari quando si confrontano gli esiti probabili legati all'utilizzo di diverse tecniche di risposta e le raccomandazioni per quanto riguarda le tattiche preferite dagli operatori esperti di risposta/NEBA. La NEBA comporta in genere i passaggi indicati nella Tabella 5 e deve essere attuata prima di una fuoriuscita di idrocarburi, come parte integrante dei piani di emergenza in caso di fuoriuscita di olio. Tabella 5 Le fasi coinvolte nel processo NEBA Fase NEBA Descrizione Valutare i dati La prima fase è quella di considerare dove si trova l’olio fuoriuscito e dove andrà alla deriva sotto l'influenza delle correnti e dei venti. Esistono, a supporto di ciò, diversi modelli di previsione della traiettoria dell’olio sversato. Sarà inoltre utile sapere in che modo un idrocarburo si trasforma mentre va alla deriva. Questo aspetto fa parte della valutazione dei dati disponibili. Prevedere i risultati La seconda fase è quella di valutare cosa sarà coinvolto dalla fuoriuscita di olio nel caso in cui non venga intrapresa alcuna azione di risposta. L'impatto può includere risorse ecologiche in alto mare, sotto costa e sui litorali, oltre alle risorse socio-economiche. Dovrebbero altresì essere esaminati l'efficienza e la fattibilità dei diversi strumenti disponibili per la risposta. Questo aspetto riguarda le tecniche di risposta, gli aspetti pratici del loro utilizzo e il volume di olio che sono in grado di recuperare o trattare. Se le aree minacciate comprendono gli habitat costieri sensibili all’olio, il ruolo della risposta alla fuoriuscita di olio in mare è quello di prevenire o limitare che l’olio fuoriuscito raggiunga questi habitat. Le esperienze precedenti possono aiutare a valutare quali tecniche di risposta alla fuoriuscita di olio risultino più efficaci. Considerazioni realistiche e operative dovrebbero costituire una parte molto importante del processo di NEBA applicato a tutte le tecniche di risposta fattibili. Bilanciare i compromessi I vantaggi e gli svantaggi delle possibili opzioni di risposta sono considerati e valutati rispetto agli impatti ecologici e socio-economici dovuti a ciascuna di esse, al fine di comprenderne e confrontarne gli effetti. Scegliere le opzioni migliori Il processo si conclude con l'adozione di una o più tecniche di risposta all'interno di piani di emergenza per la gestione della fuoriuscita di olio, che riducono al minimo gli impatti potenziali di sversamenti sull'ambiente e promuovono il più rapido recupero e ripristino della zona interessata. 38 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Scegliere le opzioni La Tabella 6 presenta una matrice decisionale semplificata per aiutare a determinare l'idoneità delle tecniche di risposta disponibili. Tabella 6 Tabella decisionale semplificata per guidare la scelta delle opzioni di risposta Tecniche di risposta La risposta sarà efficace nelle condizioni ambientali esistenti? La capacità di risposta è tale da influire in modo significativo sul risultato nel tempo a disposizione? Possono essere messi a disposizione attrezzature e personale sufficienti? Contenimento e recupero in mare Sì / No Sì / No Sì / No Panne di protezione Sì / No Sì / No Sì / No Incendio controllato dell’olio sul posto Sì / No Sì / No Sì / No Uso dei disperdenti Sì / No Sì / No Sì / No L'apparente “lusso della scelta” tra diverse tecniche di risposta può causare confusione e inutili discussioni, ma spesso non esiste una scelta realistica perché il tipo di idrocarburo sversato o le condizioni prevalenti detteranno la combinazione di tecniche di risposta da impiegare. Per esempio: l Se il mare è freddo e si è verificata la fuoriuscita di un idrocarburo a viscosità molto elevata, come Mazut M-100 (un olio combustibile pesante per uso in una centrale elettrica), come ad esempio nel caso del Prestige al largo della costa spagnola nel novembre 2002, l'uso di disperdenti potrebbe non essere efficace e tutti gli sforzi dovrebbero essere concentrati sul recupero in mare e sulla protezione del litorale. l Se la fuoriuscita è di greggio e il mare è troppo agitato per consentire un uso efficace di panne e di skimmer, allora è opportuno prendere in considerazione l'uso del disperdente e le sue possibili conseguenze. L'uso di panne di protezione per le aree particolarmente sensibili all’olio dovrebbe anche essere considerato come possibile "sistema di riserva", dal momento che nessuna tecnica di risposta alla fuoriuscita di olio risulterà efficace al 100%. Occorre quindi confrontare tutte le opzioni di risposta percorribili, i vantaggi e gli svantaggi devono essere ponderati e confrontati con l'opzione di evitare qualsiasi intervento, privilegiando il recupero naturale. USCG L'uso di panne di protezione per le principali aree costiere deve essere considerato come un sistema di riserva rispetto all'uso del disperdente. 39 IPIECA • IOGP NEBA e uso dei disperdenti Come descritto in precedenza, le prime due fasi di un processo NEBA sono comuni a tutte le tecniche di risposta alla fuoriuscita di olio, compreso l'uso disperdente. Esse comportano la valutazione dei dati e la previsione degli esiti, con particolare attenzione a: l stimare i possibili scenari di fuoriuscita e dove andrebbe alla deriva l’olio sotto l'azione di correnti e venti; e l valutare le risorse ecologiche e socio-economiche che potrebbero essere interessate. Il terzo passo riguarda i compromessi e valuta se le tecniche di risposta disponibili sono: potenzialmente efficaci sull’olio fuoriuscito nelle condizioni ambientali esistenti; l capaci di impedire che una quantità significativa di olio interessi il litorale entro il tempo a disposizione; e l fattibili con le risorse disponibili. l Quando si considera l'uso del disperdente, il primo compito in questa fase è quello di valutare se l'uso del disperdente sarebbe efficace sull’olio fuoriuscito nelle condizioni ambientali esistenti. La maggior parte degli idrocarburi che potrebbero essere sversati in mare possono essere trattati con l'uso del disperdente subito dopo la loro fuoriuscita. L'uso del disperdente è applicabile in un'ampia gamma di condizioni marine prevalenti. Quando i disperdenti sono spruzzati da aeromobili di grandi dimensioni, aree (e quindi volumi) molto grandi di idrocarburi sversati possono essere trattate molto più rapidamente che con altre tecniche di risposta. Pertanto, in molti casi, l'uso dei disperdenti sarebbe efficace e fattibile. Il fattore di controllo potrebbe essere la disponibilità di attrezzature per il disperdente e personale qualificato; questo fattore deve essere affrontato nei piani di emergenza per le fuoriuscite di idrocarburi. Se è evidente che l'uso del disperdente non è efficace a causa del tipo di idrocarburo, delle condizioni ambientali o della mancanza di tempo a disposizione, si dovrebbero prendere in considerazione delle tecniche di risposta alternative in mare, ma la maggior parte di esse saranno comunque vincolate dagli stessi fattori. L'analisi operativa potrebbe quindi giungere alla conclusione che in questa fase l'uso disperdente sia una risposta giustificabile. L'attività successiva è quella di prendere in considerazione le conseguenze, i benefici e i rischi potenziali dell'uso del disperdente. I benefici e i rischi potenziali legati all'uso dei disperdenti possono essere riassunti come segue: Il beneficio dell'uso del disperdente è quello di ridurre al minimo i danni ecologici e socioeconomici, eliminando l'olio dalla superficie del mare, impedendogli di raggiungere i sensibili habitat costieri e del litorale, migliorando i processi di biodegradazione naturale. l Il potenziale svantaggio dell'uso del disperdente è che gli organismi marini che abitano la colonna d'acqua superiore saranno esposti brevemente alle nubi di goccioline di olio e da composti dell'olio solubili in acqua dispersi nella colonna d'acqua, diversamente da quanto accadrebbe se i disperdenti non venissero utilizzati. L’esposizione all’olio fuoriuscito può avere effetti potenzialmente tossici sugli organismi marini. l La decisione di utilizzare, o non utilizzare, i disperdenti è talvolta descritta come il raggiungimento di un "compromesso", cioè decidere se accettare i danni alle risorse costiere se il disperdente non viene utilizzato oppure i danni agli organismi marini se invece si utilizza il disperdente. Le implicazioni di un "compromesso" consistono nella scelta tra una certa quantità di danni causati sulla costa dalla deriva degli idrocarburi, rispetto alla stessa quantità di danni causati dall'olio disperso nella colonna d'acqua. Tuttavia, non è questo il caso e si tratta di uno degli aspetti più frequentemente non compresi sull'uso del disperdente. Quando l'olio sversato viene trasferito dalla superficie del mare e nella colonna d'acqua grazie all'uso del disperdente, il potenziale dei 40 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE danni nei due comparti ecologici non è equivalente. Il danno nella colonna d'acqua al largo derivante dall'olio disperso può essere molto inferiore al danno che l'olio non disperso può causare ai litorali e alle zone costiere. I benefici derivanti dall'uso dei disperdenti Dreamstime.com L'olio galleggiante che va alla deriva vicino alla riva sulle praterie marine o arriva fino a terra in habitat costieri particolarmente sensibili come le distese fangose o le zone umide, può causare danni gravi e di lunga durata a questi habitat e alle popolazioni e alle comunità di uccelli, mammiferi e altre specie che vivono sul litorale. Potrebbero essere necessari decenni prima che alcune di queste comunità che vivono sul litorale si riprendano dai danni provocati dall’olio. L'uso dei disperdenti può evitare che questo danno accada. Ulteriori informazioni sul potenziale di recupero molto più lento per le coste sensibili rispetto alle acque aperte sono disponibili nella Guida sulle buone pratiche di IPIECA-IOGP sugli impatti delle fuoriuscite sull'ecologia marina (IPIECA-IOGP, 2015) e sulle coste (IPIECA-IOGP, 2015a). Inoltre, la rimozione dell'olio galleggiante ridurrà la minaccia per gli animali che vivono sulla superficie. Le prese a mare delle industrie, le spiagge turistiche e altre aree industriali e turistiche costiere e del litorale sono protette se l’olio viene disperso in mare aperto. Le zone umide come le mangrovie sono particolarmente sensibili ai danni a lungo termine causati da olio galleggiante. I rischi potenziali dell'uso dei disperdenti Le popolazioni di plancton si riprendono rapidamente dagli effetti della breve esposizione all'olio disperso. Immagini Wellcome L'esperienza del passato nel corso di molti gravi incidenti di fuoriuscita di olio ha dimostrato che gli effetti negativi sugli organismi marini causati dalle elevate concentrazioni di olio disperso in acqua di 10 metri di profondità o più a causa dell'uso di disperdenti sono risultati localizzati e di breve durata (Baker et al., 1984). Una considerevole quantità di prove derivanti da studi precedenti sulla tossicità dimostra che gli effetti derivanti da esposizioni realistiche a idrocarburi dispersi in una profondità d'acqua ragionevole saranno relativamente lievi e localizzati. Studi ecologici e il monitoraggio a seguito di importanti fuoriuscite di idrocarburi hanno ripetutamente dimostrato che le popolazioni e le comunità di organismi della colonna d'acqua (ad esempio alghe e zooplancton) si riprendono molto più rapidamente da una breve esposizione all'olio disperso in acqua rispetto alle popolazioni e alle comunità di uccelli, mammiferi, piante marine, barene o mangrovie che possono essere esposte all'olio che rimane a galla come una chiazza o arriva a terra. 41 IPIECA • IOGP Qualsiasi considerazione sul “compromesso” relativo all'utilizzo di disperdente deve quindi considerare la quantità di danni gravi e di lunga durata agli habitat costieri e alle risorse socio-economiche sensibili all’olio che possono probabilmente essere prevenuti mediante l'uso di disperdenti e deve poi confrontarla con gli effetti altamente localizzati e di breve durata che potrebbero essere causati all'ambiente marino mediante l'uso dei disperdenti. Tabella 7 I vantaggi e gli svantaggi dell'uso del disperdente Vantaggi l l l l l l l Raggiunge e tratta significativamente più olio rispetto ad altre tecniche di risposta. Può essere applicato a fronte di una vasta gamma di condizioni atmosferiche. Accelera la rimozione dell'olio dalla colonna d'acqua, migliorando la biodegradazione. Impedisce che l'olio vada alla deriva verso la costa, riducendo la minaccia alle risorse ecologiche e socio-economiche. Riduce il pericolo potenziale di vapori nocivi in prossimità di una fuoriuscita e quindi offre un vantaggio dal punto di vista della sicurezza. Elimina la necessità di effettuare operazioni di pulizia del litorale potenzialmente su larga scala e a lungo termine. Svantaggi l l l l l Non raccoglie direttamente l'olio dall'ambiente, bensì lo trasferisce dalla superficie nella colonna d'acqua. Effetti potenziali dell'olio disperso sulla vita marina nella colonna d'acqua (anticipa esposizioni di breve durata e localizzate). Potrebbe non essere efficace nei confronti di oli ad alta viscosità in mari freddi. Presenta una "finestra di opportunità" limitata nel tempo per l'uso a seguito di una fuoriuscita. Impatto potenziale sulla fiducia del mercato ittico a causa della mancata comprensione degli effetti del disperdente sul pescato. Evita la creazione di grandi volumi di rifiuti che spesso sono la conseguenza delle attività di pulizia del litorale. Il caso NEBA che giustifica l'uso del disperdente sull'olio sversato in acque di profondità superiore a 10 o 20 metri è chiaro in termini generali: i benefici potenziali sono ingenti e i rischi potenziali sono molto ridotti (Kucklick et al., 1997). È stata condotta una NEBA retrospettiva per l'uso del disperdente sulla fuoriuscita di idrocarburi dalla Sea Empress, confermando che l'uso del disperdente ha portato complessivamente dei benefici ambientali (Lunel et al., 1997). Negli Stati Uniti, la Guardia Costiera ha intrapreso una serie di workshop sulla valutazione dei rischi ambientali in collaborazione con varie agenzie federali e statali. Questi workshop hanno preso in considerazione gli impatti e i tassi di ripresa dell'ecosistema in funzione delle diverse opzioni di risposta alla fuoriuscita di idrocarburi rispetto ad ipotetiche fuoriuscite di idrocarburi in mare aperto nel Golfo del Messico e altrove. Workshop simili si sono tenuti in Nuova Zelanda e Regno Unito. Questi eventi utilizzano la NEBA e hanno favorito l'utilizzo di applicazioni di disperdenti in superficie durante le fuoriuscite più grandi in mare aperto. Dove l'olio è fuoriuscito in acque profonde meno di 10-20 metri o vicino alla riva o a baie, si dovrebbe valutare in nodo più accurato l’utilizzo dei disperdenti. Questo potrebbe ad esempio essere il caso di litorali adiacenti di altissima sensibilità a danni a lungo termine provocati dallo spiaggiamento di olio non disperso, come ad esempio le zone umide o le mangrovie biologicamente produttive (Baca et al., 2005). Qui, l'approccio al caso generale può essere reso insufficiente, a causa del ridotto potenziale di diluizione. Possono quindi essere richieste informazioni più specifiche relative alla tossicità dell'olio disperso come parte delle considerazioni NEBA. 42 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Come vengono applicati i disperdenti Principi dell’applicazione dei disperdenti Il disperdente può essere spruzzato sull'olio che galleggia da un certo numero di piattaforme, comprese navi, elicotteri e velivoli ad ala fissa di varie dimensioni. L'obiettivo di qualsiasi operazione di nebulizzazione del disperdente è di depositare con precisione il disperdente sull'olio fuoriuscito il più uniformemente possibile e raggiungere il dosaggio del disperdente raccomandato. Dimensione delle goccioline del disperdente Il sistema a spruzzo utilizzato deve depositare sull'olio fuoriuscito goccioline di disperdente che abbiano un diametro compreso tra circa 0,4 e 0,7 mm, simili alla pioggia (Lindblom e Cashion, 1983). Goccioline di disperdente più piccole rischierebbero di essere portate via dal vento e goccioline di disperdente più grandi di circa 1 mm di diametro potrebbero passare attraverso gli strati di olio più sottili e perdersi nell'acqua. Tasso di trattamento consigliato Il tasso di applicazione consigliato per il disperdente in superficie è di solito di 1 parte per 20 o 25 parti di olio sversato. Questo può essere difficile da ottenere in pratica, in quanto non è possibile valutare con precisione lo spessore dell'olio galleggiante. Spesso si considera uno spessore medio dello strato di olio pari a 0,1 mm, anche se lo spessore effettivo può variare all'interno di un ampio intervallo (da meno di 0,0001 mm a più di 1 mm) entro brevi distanze. Un certo grado di sovradosaggio e sottodosaggio localizzato è pertanto inevitabile quando si spruzza il disperdente. Caratteristiche dei diversi sistemi di applicazione dei disperdenti L'utilizzo corretto di disperdente richiede pianificazione e formazione. Spruzzare accuratamente il disperdente sull'olio fuoriuscito per mezzo di velivoli (ad ala rotante o fissa) a bassa quota è un compito specializzato che richiede formazione ed esperienza. Gli equipaggi delle imbarcazioni noleggiate per queste operazioni (note come "vessels of opportunity", VOO) dovranno essere addestrati all'uso sicuro ed efficace del disperdente. Affinché una operazione di spruzzo del disperdente abbia successo, è necessaria una buona organizzazione e comunicazione tra i diversi gruppi di persone coinvolte. Cedre Irrorazione del disperdente dalle navi Deve essere utilizzato un sistema di irrorazione adatto per le imbarcazioni (ASTM International ha prodotto una serie di norme in materia di attrezzature per l'applicazione dei disperdenti - vedere www.astm.org). Alcuni disperdenti possono essere spruzzati diluiti con acqua mentre altri disperdenti non devono essere utilizzati in questo modo. I sistemi di irrorazione spesso sono costituiti da lunghi bracci dotati di ugelli multipli e possono essere montati in varie posizioni sulla nave (prua, a centro nave o a poppa). Sono anche disponibili sistemi a ugelli singoli. La velocità della nave avrà un impatto diretto sulla concentrazione del disperdente applicata all'olio: tanto maggiore sarà la velocità dell'imbarcazione, tanto minore sarà la concentrazione di disperdente e viceversa (Merlin et al., 1989). La velocità ottimale dipenderà da un certo numero di fattori, ma generalmente la si pone nell'intervallo che va da 1 a 10 nodi. Un tasso tipico di applicazione dovrebbe essere di 5-20 m3/km2 (circa 5-20 galloni USA/acro). Alcune aree possono richiedere ripetuti passaggi per garantire la dispersione anche delle chiazze di olio più spesse. USCG USCG 43 IPIECA • IOGP Qualsiasi operazione con disperdente deve essere diretta alla parte più spessa della chiazza di olio (il bordo d'attacco) e non alle aree più sottili che si presentano con una luce argentea iridescente. Quando è stata localizzata la parte più spessa della chiazza di olio (il più delle volte ciò avviene con l'aiuto di ricognizione aerea) si dovrebbe adottare un approccio di applicazione a “scaletta” o a zig-zag. Irrorazione del disperdente da velivoli ad ala fissa US Air Force Rifornimento di disperdente a un sistema aereo di grandi dimensioni tra un volo e l'altro. La tecnica della irrorazione dei disperdenti dagli aerei è stata studiata alla fine degli anni ’70 e ’80 (Lindblom e Barker, 1978; Parker, 1979; Cormack, 1983; Lindblom e Cashion 1983). Esistono diversi sistemi per spruzzare il disperdente da velivoli ad ala fissa. Questi includono il pacchetto NIMBUS, il pacchetto Modular Aerial Spray System (MASS) e il pacchetto Aerial Dispersant Delivery System (ADDS). Tra i tre sistemi, il pacchetto ADDS offre il maggior carico utile. Consiste in un serbatoio e un sistema di spruzzatura rimovibile che può essere montato su un velivolo Hercules. Viene caricato nella stiva dell'aereo ed è rapidamente in grado di caricare e spruzzare fino a 5.000 galloni (19.000 litri) di disperdente. Sono in fase di sviluppo sistemi di irrorazione del disperdente che possano essere utilizzati da velivoli Boeing 727 e 737. Per garantire la deposizione accurata del disperdente sull’olio fuoriuscito, l’irrorazione del disperdente deve essere condotta a bassa quota. La velocità durante l’irrorazione deve essere la più bassa possibile, compatibilmente con la sicurezza del volo dell'aeromobile. Durante l’irrorazione del disperdente, non è possibile per l'equipaggio del velivolo individuare esattamente dove si trovano le macchie di olio più spesse. È necessario un secondo velivolo più piccolo, che vola a 400 o 500 piedi (120-150 metri), per dirigere il velivolo con il disperdente sull'olio che deve essere irrorato e per dare le opportune indicazioni (ad esempio "iniziare irrorazione" e "interrompere irrorazione") al momento opportuno. Tabella 8 I vantaggi e i limiti dei diversi tipi di sistemi di irrorazione dei disperdenti Velivolo ala fissa Sistema l l Vantaggi l l Limitazioni l 44 l l I sistemi per l'applicazione dei disperdenti sono stati sviluppati per piattaforme aeree di grandi dimensioni, quali Boeing 727/737 ed Hercules. È anche possibile utilizzare aerei più piccoli, come gli aerei agricoli, per applicare il disperdente. L'aereo può raggiungere il sito della fuoriuscita di olio molto rapidamente. I sistemi su aerei di grandi dimensioni possono contenere grandi quantità di disperdente e sono in grado di trattare un'estesa area di olio in un lasso di tempo relativamente breve. Il numero limitato di sistemi che sono disponibili. Gli aeromobili devono tornare regolarmente alle proprie basi per essere riforniti di disperdente. Va tenuto anche conto delle ore di volo dell'equipaggio quando si fanno i calcoli del numero di possibili passaggi di spruzzatura del disperdente. Elicottero l l Possono essere utilizzati gli elicotteri per trasportare sistemi a spruzzo specializzati detti "Helibucket". L'applicazione per mezzo dell'elicottero può essere più mirata rispetto a quella con gli aeromobili e può quindi essere usata per trattare fuoriuscite più piccole che "si staccano". Nave l l l l l l Gli elicotteri hanno un'autonomia minore rispetto agli aerei. Gli "Helibucket" generalmente hanno una capacità inferiore rispetto ai sistemi a spruzzo degli aerei. l l I "Vessels of opportunity" (VOO) possono essere dotati di un sistema di spruzzatura del disperdente. Può rimanere "in zona di operazioni" per lunghi periodi e trasportare una grande quantità di disperdente. L'applicazione del disperdente dalle navi è più agevole da effettuare rispetto a quella con aerei in quanto i VOO possono essere dotati di appositi insiemi di spruzzatura. Adatto per il monitoraggio dell'efficacia delle operazioni. Se lo spazio nella stiva è utilizzato da altre apparecchiature, la capacità aggiuntiva di carico di disperdente potrebbe venire ridotta. Sono in grado di coprire un'area più piccola rispetto a un sistema su aeromobili. DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Aspetti sanitari e di sicurezza relativi all'uso dei disperdenti Una delle principali preoccupazioni per la salute umana è l'esposizione al greggio o a prodotti che possono presentare potenzialmente dei rischi, tra cui l'idrogeno solforato e i composti organici volatili (COV), quali l'esano e gli aromatici leggeri. A seguito della trasformazione dell'olio sulla superficie del mare, i costituenti più leggeri (COV) evaporano o si dissipano rapidamente. In genere, i componenti più pesanti, se non sono dispersi nella colonna d'acqua, vanno poi a formare palle o grumi di catrame e depositi a terra o nei sedimenti. Questo olio trasformato viene considerato con una tossicità acuta inferiore per gli esseri umani e gli animali rispetto all'olio fresco. Queste frazioni più pesanti che si sono trasformate possono ancora avere significativi effetti ambientali e sulle strutture per mezzo di un'azione di soffocamento. La sicurezza dei residenti e degli addetti all'emergenza ha la priorità più alta durante le operazioni di risposta a una fuoriuscita. Un sistema di gestione degli incidenti, che ha come fondamento la sicurezza e la salute, comincia dall'alto e penetra a tutti i livelli delle organizzazioni che partecipano alle attività di risposta all'incidente. Il team di gestione individuerà una persona con un team di supporto che abbia le competenze per assumersi la responsabilità della gestione della sicurezza e della salute per tutte le operazioni di risposta alla fuoriuscita di olio. La persona responsabile prenderà in considerazione problematiche quali il monitoraggio e il mantenimento della consapevolezza delle situazioni correnti e in evoluzione, la valutazione di situazioni pericolose e non sicure e lo sviluppo di misure per garantire la sicurezza del personale e dei residenti. Queste misure comprendono: l Una valutazione iniziale del sito per mezzo di processi documentati ai fini di: identificazione dei pericoli; valutazione del rischio, selezione e protezione degli addetti all'emergenza, ivi compresa la manodopera locale, l'istituzione di zone di controllo e l'approvvigionamento di attrezzature specializzate e dei DPI necessari in quelle zone, l'interdizione al trasporto marittimo, alla pesca e alla navigazione da diporto nella zona di risposta alla fuoriuscita, la valutazione delle esigenze di addestramento e l'individuazione delle aree di decontaminazione. Il personale competente, cioè chi è stato opportunamente addestrato ed è esperto delle questioni che riguardano la sicurezza legata alla fuoriuscita, dovranno dirigere e controllare la risposta. l Sviluppare e attuare un piano per la sicurezza e la salute all'interno del sito (Site Safety and Health Plan, SSHP): è possibile ottenere informazioni per sviluppare il piano da professionisti competenti su salute e sicurezza, sul processo di valutazione del rischio e sul monitoraggio ambientale. Il piano dovrebbe essere rivisto regolarmente per quanto riguarda le implicazioni di sicurezza e di salute relative alle attività proposte o in corso. Nel valutare il rischio per le operazioni di disperdenti, devono essere prese in considerazione due domande: 1. C'è il rischio potenziale di esposizione? 2. Nel caso vi sia il rischio potenziale di esposizione, quali misure di protezione dovrebbero essere messe in atto per eliminare l'esposizione? I solventi nei moderni disperdenti sono scelti in base alle prestazioni e alla bassa tossicità e sono utilizzati principalmente come vettori per trasportare il tensioattivo all'olio. Come accennato in precedenza, molti dei tensioattivi presenti nei disperdenti si trovano anche in detergenti di uso domestico, shampoo, saponi e prodotti alimentari. Ogni disperdente dovrà avere una scheda di sicurezza (SDS) per individuare i potenziali rischi, compresi i pericoli per la salute umana e i controlli relativi all'esposizione e la protezione necessaria per il personale. Si deve consultare l'SDS e si devono mettere in atto le misure del caso per ridurre al minimo qualsiasi rischio per la salute umana. La chiave per la gestione dei potenziali rischi per la salute connessi con i disperdenti è quella di garantire che le possibili vie di esposizione siano valutate e poi rimosse o ridotte al minimo. Per le operazioni con i disperdenti, ciò si ottiene per mezzo di un adeguato controllo durante lo 45 IPIECA • IOGP stoccaggio, la movimentazione e le operazioni di spruzzatura e indossando DPI appropriati per evitare qualsiasi contatto con la pelle o gli occhi. I DPI consigliati per gli operatori a bordo di una nave comprendono: abiti impermeabili, dispositivo di galleggiamento personale (DGP) o giubbotto di salvataggio, occhiali e guanti resistenti alle sostanze chimiche, cuffie antirumore (mentre sono in funzione i macchinari), stivali con puntale in acciaio e un respiratore. I ponti della nave devono essere lavati con acqua di mare, nel caso che il disperdente sia stato soffiato a bordo, in quanto il disperdente rende i ponti estremamente scivolosi. Durante l’irrorazione da navi o aeromobili, devono essere stabilite zone di interdizione attorno ad altre navi operative e attorno a navi mercantili, da pesca o da diporto. Queste zone garantiscono la sicurezza degli aeromobili che volano a bassa quota quando rilasciano il disperdente, ma in entrambi i casi le zone di interdizione devono prendere anche in considerazione la potenziale deriva delle goccioline causata dal vento e l'eventuale aerosol prodotto durante il rilascio. Ciò elimina la potenziale esposizione di altri addetti all'emergenza, così come dei residenti in generale. In generale, è improbabile che i residenti vengano esposti all'olio disperso, perché l'olio disperso viene miscelato nella colonna d'acqua e diluito lontano dalla costa e lontano dalla popolazione. Nel caso improbabile che l'esposizione si verifichi, le esposizioni di breve durata agli oli dispersi dovrebbe avere effetti simili a quelli dell'esposizione all'olio stesso. Se degli osservatori sono vicini alle operazioni di rilascio dei disperdenti, anch'essi dovrebbero indossare DPI adeguati; l'esposizione degli osservatori di solito può essere minimizzata evitando che stiano in prossimità della spruzzatura. Il disperdente è normalmente spruzzato sull'olio fuoriuscito a una certa distanza dalla riva, per cui i residenti non saranno esposti alla spruzzatura del disperdente. Valutazione dell'efficacia dei disperdenti in mare L'efficacia delle operazioni di applicazione dei disperdenti deve essere monitorata al fine di garantire che l'olio fuoriuscito venga disperso. Sono disponibili dei kit per effettuare dei test sul campo per avere un'indicazione se l'uso del disperdente abbia o meno un esito positivo (AMSA, 2012). Si dovrebbe effettuare una applicazione di prova del disperdente sull'olio fuoriuscito prima dell'inizio delle operazioni su larga scala. Dr Tim Lunel Valutazione visiva dell'efficacia dei disperdenti Un pennacchio bianco indica che il disperdente non è efficace contro questo olio molto viscoso. 46 L'osservazione visiva richiede buone condizioni di visibilità. L'uso efficace del disperdente farà sì che l'olio fuoriuscito si trasferisca nella colonna d'acqua sotto forma di una nube marrone chiaro (color caffellatte), o un pennacchio, che scompare lentamente alla vista man mano che l'olio disperso viene diluito in acqua. Il pennacchio di olio disperso potrebbe non formarsi immediatamente, in quanto è necessaria l'azione delle onde per disperdere l'olio trattato con il disperdente. La mancata presenza immediata di una nube non significa quindi che il disperdente non sia efficace. Il pennacchio di olio disperso può andare alla deriva sotto l'olio rimanente sulla superficie del mare ed essere nascosto alla vista. Un pennacchio bianco latte sarà presente se il disperdente ha mancato l'olio o se è scivolato su dell'olio molto viscoso o altamente emulsionato. Protocollo SMART Il protocollo SMART (Special Monitoring of Applied Response Technologies) è stato sviluppato dalla Guardia Costiera degli USA e altri (Henry et al., 1999; Henry e Roberts, 2001). Lo scopo di questo controllo è di valutare l'efficacia operativa dell'applicazione del disperdente e valutare se ha esito DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE positivo o meno. Questo non ha lo scopo di monitorare l'impatto dell'olio disperso. Il protocollo SMART ha tre livelli di controllo come descritto di seguito (si noti che questi non sono legati ai livelli di risposta utilizzati nella pianificazione dell'emergenza a fronte di fuoriuscite di idrocarburi): Livello 1: monitoraggio visivo (come descritto nel paragrafo precedente). Livello 2: combina il monitoraggio visivo con l'attività di squadre in acqua che conducono il monitoraggio in tempo reale della colonna d'acqua (utilizzando un fluorimetro) ad una profondità definita raccogliendo dei campioni di acqua per una successiva analisi. Livello 3: espande il monitoraggio delle acque del Livello 2 per soddisfare le esigenze di raccolta di informazioni sull'incidente. Questo può includere il monitoraggio a differenti profondità (utilizzando il fluorimetro) e l'effettuazione di misure della qualità dell'acqua o campionamenti più strutturati. Un fluorimetro viene utilizzato per misurare la fluorescenza ultravioletta (UVF) dell'olio nell'acqua (Hurford et al., 1989). Secondo il protocollo SMART, la UVF viene utilizzata come tecnica comparativa. Il segnale della UVF viene misurato a varie profondità dell'acqua ove: (i) non è presente dell'olio sulla superficie del mare (valore di fondo); (ii) l'olio è presente sulla superficie del mare (dispersione naturale) e (iii) l'olio è stato recentemente trattato con disperdente (chimicamente disperso). Segnali UVF sensibilmente più alti rilevati in punti sotto l'olio trattato con i disperdenti confrontati sia con il segnale di fondo o sotto dell'olio non trattato indicano che l'olio si è disperso in acqua. Dovrebbero essere prelevati campioni di acqua contenente l'olio disperso per calibrare il segnale UVF, ma il UVF in queste circostanze non può essere quantitativo in quanto le misurazioni sono solo effettuate su una piccola frazione di acqua che potrebbe contenere dell'olio disperso. USCG Sopra: la preparazione di un fluorimetro per monitorare l'efficacia del disperdente. Figura 15 Esempio di risultato del monitoraggio con fluorimetro di un test di applicazione di disperdente da una nave per valutarne l'efficacia unità di fluorescenza relativa NOAA Profondità di 1 m il 23/05/2010 dispersione naturale fondo dispersione chimica 10 min. dopo la spruzzatura Sinistra: Esempio dei risultati dell'uso del test di fluorimetria per valutare l'efficacia del disperdente. tempo Durante la fase di risposta alla fuoriuscita, flessibilità e adattabilità sono fattori essenziali per il successo (OSRL, 2011). Il piano di campionamento è dettato da molti fattori, tra cui la disponibilità di attrezzature e di personale, le condizioni locali e la finestra di opportunità per l'applicazione del disperdente. L'esigenza di flessibilità nella progettazione del campionamento, l'impegno profuso e 47 IPIECA • IOGP la rapida implementazione (possibilmente utilizzando i "vessels of opportunity") possono dettare la natura e la portata del monitoraggio. Può essere difficile mobilitare una nave in una zona in cui è stata effettuata l’applicazione aerea del disperdente, dal momento che la nuvola dispersa potrebbe rimanere separata dall’olio galleggiante e potrebbe essere difficile da individuare. Tale monitoraggio è più efficace quando la l’applicazione avviene da una nave, ma esistono anche altre sfide. Nei casi in cui l'applicazione principale venga effettuata mediante sistemi aerei, il monitoraggio in acqua della regolare efficacia operativa sull'olio può essere effettuato da un'imbarcazione preposta al monitoraggio. Ulteriori informazioni sono contenute nel report IPIECA-IOGP sul monitoraggio dell'efficacia disperdente (IPIECA-IOGP, 2015f). Esempi di uso di disperdenti I rapporti sugli incidenti indicano che i disperdenti sono stati utilizzati in circa 210 operazioni di risposta alla fuoriuscita di olio nel corso di quasi quattro decenni, dal 1968 fino al 2007 (Steen, 2008). Molte di queste applicazioni erano su una scala relativamente limitata con l'utilizzo di quantità ridotte di disperdente. Una revisione del database ITOPF (International Tanker Owners Pollution Federation) su precedenti fuoriuscite di olio ha riscontrato che dei 258 incidenti marini che hanno coinvolto l'ITOPF tra il 1995 e il 2005, il 46% (18%) ha previsto l'uso di disperdenti (Chapman et al., 2007). Più di 3.500 tonnellate di disperdente sono state distribuite per via aerea nel Golfo del Messico durante la risposta all'incidente di Macondo nel 2010. nel febbraio 1996 al largo di Milford Haven nel Galles, Regno Unito (Harris, 1997; Edwards e White, 1999). Circa 72.000 tonnellate di olio furono versate in mare dalla nave affondata in un periodo di sette giorni. Circa 446 tonnellate di disperdente furono irrorate dai aerei sull’olio galleggiante sulla superficie del mare. È stato stimato (SEEEC, 1996) che il 40% (±5%) dell’olio è evaporato, il 2,5-5,5% è stato recuperato in mare e dalla riva, mentre il 2-6% è finito sulla riva e nei sedimenti. Si stima che circa il 52% (± 7%) dell’olio venne disperso in mare e, rispetto ai dati ottenuti da test in mare attentamente controllati, fu stimato altresì che il 14% (±7%) era stato disperso in modo naturale, mentre il 38% (±14%) veniva disperso con l'uso del disperdente (Lunel et al., 1997). Pertanto l'uso del disperdente era stato in grado di dissipare almeno 18.000 tonnellate, forse 38.000 tonnellate, di olio nel mare. Sono stati monitorati gli effetti sulla vita marina (SEEEC, 1996; Law et al., 1997; Dyrynda et al., 1997; Law et al., 1998; Law e Kelly, 2004). Le alte concentrazioni di olio disperse nell'acqua hanno provocato impatti notevoli sulla vita dei fondali marini, ma il recupero è stato rapido e non si è verificata alcuna contaminazione persistente dei sedimenti subtidali. USCG Durante la risposta alla fuoriuscita di olio a seguito dell'incidente Macondo nel Golfo del Messico nel 2010, è stato irrorato sull’olio galleggiante un totale di 3.857 tonnellate di disperdenti, 3.511 tonnellate da velivoli (Gass et al., 2011; Joeckel et al., 2011) e 346 da navi (National Commission, 2011). Il campionamento dell'acqua e l'uso di protocolli SMART indicava che l'uso del disperdente era efficace (BenKinney et al., 2011; Levine et al., 2011). La quantità di olio proveniente dal rilascio sottomarino che ha raggiunto la superficie del mare non è stata stimata con certezza e pertanto non è stato possibile stimare la quantità di olio disperso. 48 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE L'uso del disperdente è una parte consolidata e collaudata, parte dell'insieme di strumenti di risposta in molti paesi, per ridurre gli impatti ecologici e socio-economici delle fuoriuscite di olio. La Figura 16 illustra i principali sviluppi dei disperdenti, le applicazioni e le pubblicazioni in un intervallo di tempo selezionato. Figura 16 Intervallo di tempo selezionato, che illustra gli sviluppi chiave dei disperdenti (verde), le loro applicazioni (blu) e pubblicazioni (arancione) Scorte globali di disperdenti definite dal settore Sviluppato il primo disperdente concentrato Primi disperdenti sviluppati Oltre 60 paesi indica i disperdenti come opzione di risposta Sviluppati i moderni disperdenti concentrati Prima relazione NRC USA sui disperdenti Proposta l'efficacia del disperdente EMSA Sviluppati sistemi di impiego su aerei a reazione sviluppi pubblicazioni applicazioni Detergenti industriali usati durante la risposta Torrey Canyon Sviluppo di un sistema di erogazione del disperdente tramite velivoli Applicazione su larga scala durante la risposta alla risposta Sea Empress Pubblicazione delle direttive IMO/UNEP sull'applicazione di disperdenti EMSA = Agenzia europea per la sicurezza marittima UNEP = Programma ambientale delle Nazioni Unite Seconda relazione NRC USA sui disperdenti Applicazione su larga scala durante la risposta Deepwater Horizon 210 operazioni con disperdenti effettuate nel corso degli ultimi tre decenni IMO = Organizzazione marittima internazionale US NRC = United States National Research Council 49 IPIECA • IOGP Scenari che illustrano l'uso potenziale di disperdenti Gli scenari nelle pagine seguenti illustrano i fattori che dovrebbero essere presi in considerazione quando si valuta l'uso dei disperdenti quale una delle opzioni di risposta alla fuoriuscita di olio. In ogni caso si presume che dal punto di vista logistico sia possibile applicare dei disperdenti. Scenario 1 Una petroliera che trasportava greggio è entrata in collisione con una nave da carico a 15 miglia nautiche da terra in acque con profondità di 70 m. Diverse migliaia tonnellate di greggio sono state rilasciate sulla superficie del mare. l striscia fangosa prateria marina zona di pesca sottocosta profondità 20 m profondità 50 m traiettoria fuoriuscita di olio La chiazza di olio si sta muovendo verso la spiaggia sotto l'azione prevalente del vento a 15 nodi. l L'altezza delle onde è compresa tra 1 e 1,5 m. l La temperatura dell'acqua è di 15 °C. l l Nelle acque basse sono presenti aree di pesca vicine alla costa e praterie di alghe in acque basse. Le risorse costiere che potrebbero essere interessate dall’olio comprendono un'area fangosa nei pressi dell'estuario, che sostiene una numerosa popolazione di trampolieri. L'uso del disperdente deve essere preso in considerazione? Nelle condizioni ambientali esistenti, l’olio fuoriuscito raggiungerebbe la costa in 30-40 ore circa dopo il rilascio. Durante questo periodo l’olio fuoriuscito si trasformerebbe e si emulsionerebbe. La quantità di olio fuoriuscita diminuirebbe per evaporazione, per poi tornare ad aumentare a causa dell'emulsione. Se fossero fuoriuscite 3.000 tonnellate di olio potrebbero formarsi oltre 10.000 tonnellate di olio emulsionato. La sensibilità delle zone in prossimità dei litorali e della costa è elevata e la loro protezione dall'olio porterebbe un notevole beneficio ambientale. La zona fangosa nella zona dell'estuario è biologicamente produttiva e difficile da proteggere con panne o da pulire se invasa dall'olio. È più probabile che solo il contenimento e il recupero in mare o l'incendio controllato sul posto possano avere la meglio sulla quantità di olio fuoriuscito nel tempo a disposizione. La maggior parte dei greggi leggeri risponde positivamente all'uso dei disperdenti poco dopo la fuoriuscita. Sarebbe importante ottenere informazioni sul punto di scorrimento del greggio per assicurarsi che sia ben al di sotto di 15 °C. La viscosità e il punto di scorrimento aumenteranno nel corso della trasformazione degli idrocarburi ("weathering"). Le condizioni prevalenti di 1-1,5 metri di altezza delle onde e di 15 nodi di vento sono considerate buone per l'uso del disperdente. L'efficacia dell'utilizzo del disperdente deve essere monitorata. L'uso dei disperdenti sull'olio fuoriuscito il più lontano possibile dalla riva rappresenterebbe un elemento efficace della risposta ed è supportato dalla NEBA. 50 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Scenario 2 Un grande traghetto si è arenato su un isolotto roccioso. Un serbatoio di carburante si è squarciato e diverse migliaia di litri di MDO (gasolio marino) sono stati rilasciati sulla superficie del mare, in acque che hanno una profondità di 2-3 metri nei pressi del traghetto. l l l nidificazione degli uccelli l fuoriuscita di olio profondità 10 m fauna ittica sottocosta profondità 10 m traiettoria l l profondità 20 m Il traghetto ha motori diesel ad alta velocità con l'MDO come carburante. La temperatura dell'acqua è di 15 °C. Il gasolio viene spinto in mare e in acque più profonde da un vento che soffia verso il mare aperto a 15 nodi. L'altezza delle onde è compresa tra 1 e 1,5 m. Vi è un'importante area di nidificazione di uccelli sulle scogliere dell'isola. L'isola si trova in mezzo a un'importante zona di pesca. L'uso del disperdente deve essere preso in considerazione? L'MDO fuoriuscito andrebbe alla deriva in mare aperto, per essere naturalmente disperso e dissipato entro un giorno o due considerate le condizioni prevalenti. È pertanto inevitabile che i composti del gasolio solubili in acqua e il gasolio naturalmente disperso entreranno nell'acqua, anche se molto gasolio poi evaporerà. La zona di pesca potrebbe essere oggetto di una chiusura temporanea a causa del gasolio naturalmente disperso in acqua. Gli uccelli provenienti dalla colonia di nidificazione che dovessero nuotare attraverso il gasolio presente sulla superficie del mare potrebbero esserne colpiti. È improbabile che il contenimento e il recupero in mare o l'incendio controllato sul posto possano risultare efficaci; l'MDO fuoriuscito si diffonderà rapidamente in uno strato molto sottile. Non sarebbe possibile raccoglierlo all'interno di panne per recuperarlo con skimmer o per bruciarlo. Sebbene le condizioni ambientali siano buone per l'uso del disperdente, questa non è una risposta adeguata alle fuoriuscite di MDO. La dispersione dell'MDO nella colonna d'acqua si aggiungerebbe alle concentrazioni già elevate di gasolio nell'acqua a causa della dispersione naturale senza alcun beneficio, in quanto il gasolio è alla deriva in mare aperto e le risorse costiere non sono minacciate. L'uso del disperdente non deve essere intrapreso in quanto non produrrebbe un beneficio ambientale netto. La situazione deve essere monitorata, ma nessuna risposta di tipo attivo in mare, quale il contenimento e il recupero oppure l'incendio controllato sul posto, risulta in grado di avere un esito positivo. 51 IPIECA • IOGP … Scenari che illustrano l'uso potenziale di disperdenti (segue) Scenario 3 Una grande nave da carico si è arenata su una barriera corallina in un gruppo di isole. La barriera corallina circonda una piccola isola che si trova a 5 miglia nautiche da una più grande isola tropicale. Un serbatoio carburante si è squarciato e 50 tonnellate di olio combustibile pesante IFO-180 sono state rilasciate sulla superficie del mare. profondità 50 m l profondità 10 m fuoriuscita di olio traiettoria l profondità 50 m profondità 10 m mangrovie l l l La macchia d'olio è alla deriva e dalla piccola isola si dirige verso l'isola più grande sotto l'influenza del vento prevalente di 5 nodi. La profondità dell’acqua presso il luogo dell'incidente è di soli 3 metri. Sono presenti acque più profonde (70 metri) tra le due isole. L'altezza delle onde è compresa tra 0,2 e 0,3 m. La temperatura dell'acqua è di 25 °C. Ci sono ampie aree di mangrovie sulla costa dell'isola più grande minacciate dall’olio. L'uso del disperdente deve essere preso in considerazione? A seconda delle correnti prevalenti, l’olio fuoriuscito avrà bisogno di circa 35 ore per raggiungere l'isola più grande. L'emulsione acqua-in-olio sarà lenta in condizioni di calma. La nave è affondata sulla barriera corallina che circonda la piccola isola e l’olio si troverà a galleggiare sopra la barriera corallina stessa. Le mangrovie hanno un'elevata biodiversità e possono subire danni a lungo termine a seguito del soffocamento provocato dall’olio. La priorità strategica dovrebbe mirare a evitare che l'olio raggiunga la riva dell'isola più grande e le mangrovie. Il contenimento in mare e il recupero con panne e skimmer è fattibile nelle condizioni ambientali esistenti. L'incendio controllato sul posto non è efficace con questo tipo di olio combustibile pesante. L'uso del disperdente sarebbe efficace con questo tipo di olio combustibile pesante alla temperatura del mare di 25 °C. Questa ipotesi di fuoriuscita richiederebbe un uso coordinato delle tecniche di risposta. L'uso del disperdente deve essere concentrato sull’olio che galleggia su acque profonde meno di 10 o 20 metri, in cui un vantaggio ambientale netto incontrovertibile può essere conseguito riducendo il volume di olio che minaccia le mangrovie. La dispersione dell’olio in acque più basse non lontano dall'isola più piccola potrebbe provocare danni aggiuntivi al corallo sommerso e quindi tale azione è priva di giustificazione NEBA. Le attrezzature per il contenimento e il recupero meccanico in mare dovrebbero essere impiegate nelle acque poco profonde al largo della costa dell'isola più grande per recuperare l’olio non trattato con i disperdenti. Dove fattibile, si rende necessario impiegare delle panne di protezione per tenere l’olio lontano dalle mangrovie sull'isola più grande. 52 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Scenario 4 Un oleodotto sottomarino per l'esportazione di greggio da una piattaforma è stato danneggiato da un evento sismico. Un totale stimato di 300 tonnellate di greggio pesante ha raggiunto la superficie del mare da una profondità di 100 metri, prima che sia stato possibile isolare l'oleodotto. Prosegue il lento rilascio dell’olio, man mano che l'oleodotto danneggiato va riempiendosi con acqua di mare. l spiagge per turisti profondità 20 m l l traiettoria profondità 50 m l La chiazza di olio sta muovendosi verso la riva, che si trova a 30 miglia nautiche di distanza sotto l'azione del vento prevalente a 25 nodi di velocità. L'altezza delle onde è compresa tra 3 e 4 m. La temperatura dell'acqua è di 15 °C. Le risorse costiere comprendono una serie di strutture turistiche adiacenti, con annesse spiagge sabbiose. fuoriuscita di olio L'uso del disperdente deve essere preso in considerazione? Probabilmente l’olio comincerà a raggiungere la riva dopo circa 40-48 ore in mare. Nei mari mossi si prevede che il greggio pesante si trasformi (fenomeno detto "weathering") rapidamente e si emulsioni, creando circa 600 tonnellate di emulsione. La principale minaccia identificata riguarda il valore socio-economico delle località turistiche. Le spiagge di sabbia potrebbero essere ripulite con un'operazione relativamente semplice laddove non venga attivata alcuna risposta in mare, ma consentire all’olio di raggiungere le coste provocherebbe immediatamente gravi disagi alle località e potenzialmente occasionerebbe problemi a lungo termine con danni di immagine per il turismo della zona. Il contenimento in mare e il recupero con panne e skimmer o l'incendio controllato sul posto sono fattibili nelle condizioni ambientali esistenti. L'uso del disperdente sarebbe fattibile con il disperdente spruzzato dagli aerei e sarebbe efficace fino a quando l'olio è ormai eccessivamente emulsionato, magari dopo 24 o 36 ore. L'uso del disperdente sull’olio, più il monitoraggio dell'efficacia, sarebbe giustificato dalla NEBA, dal momento che proteggerebbe l'industria turistica, riducendo la minaccia a carico delle coste. 53 IPIECA • IOGP … Scenari che illustrano l'uso potenziale di disperdenti (segue) Scenario 5 Una petroliera a doppio scafo da 35.000 tpl con un carico di greggio leggero ha il motore in avaria ed è arenata sulla scogliera in un'ampia baia poco profonda. Il fondo roccioso ha prodotto un foro in due serbatoi, con perdite di olio in mare. Circa 4.000 tonnellate di olio rischiano di fuoriuscire prima che la nave possa essere recuperata. l acquacoltura alghe l l traiettoria l fuoriuscita di olio profondità 5 m profondità 10 m l L’olio sta muovendosi verso la riva, che si trova a 15 miglia nautiche di distanza sotto l'azione del vento prevalente a 20 nodi di velocità. L'altezza delle onde è compresa tra 2 e 2,5 m. La profondità delle acque nei pressi della costa è bassa, compresa tra 5 e 10 m. Nelle acque basse sono presenti vasti fondali di alghe. Nella vicinanza delle coste vi sono ampie colonie di molluschi e altre attività di acquacultura. L'uso del disperdente deve essere preso in considerazione? L'olio sversato andrà alla deriva nell'acqua poco profonda prima di raggiungere la riva in circa 24 ore. Le risorse minacciate, cioè le praterie di fanerogame, i molluschi e altre attività di acquacoltura, potrebbero essere coinvolti dall’olio naturalmente disperso in acqua dalle condizioni prevalenti. Parte dell’olio che alla fine va alla deriva sulla costa rocciosa sarà successivamente rimesso in movimento dalle maree e produrrà un'esposizione prolungata all’olio sversato, anche se la trasformazione ("weathering") dell’olio ridurrà gli effetti potenziali nel tempo. Il contenimento e recupero in mare, assieme all'incendio controllato sul posto, difficilmente saranno tecniche di risposta efficaci nelle condizioni prevalenti. Disperdere l'olio in acqua relativamente poco profonda esporrà le risorse minacciate a concentrazioni decisamente più elevate di olio, anche se l'azione della marea sarebbe probabilmente in grado di disperdere l’olio fuoriuscito abbastanza rapidamente. A conti fatti, e poiché le condizioni ambientali rendono altre opzioni di risposta inefficaci, l'uso del disperdente potrebbe essere giustificato dalla NEBA rispetto all'alternativa di non intraprendere azioni di risposta attiva in mare. Il vantaggio sarebbe di prevenire l'esposizione prolungata all’olio delle risorse minacciate, a costo di aumentare temporaneamente gli effetti causati dalla fuoriuscita di olio. 54 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE Scenario 6 Una petroliera con un carico di greggio ceroso (punto di scorrimento +27 °C e riscaldato a 35 °C per il trasporto) è entrata in collisione con una nave da carico a causa della nebbia fitta nella fase di avvicinamento a un terminal petrolifero e al porto. Un serbatoio alare al di sopra della linea di galleggiamento sulla petroliera è stato danneggiato. Circa 1.000 tonnellate di greggio sono state rilasciate sulla superficie del mare l l impianto fabbrica fabbrica l profondità 10 m profondità 20 m La velocità del vento è di 1-2 nodi e una nebbia fitta si sta alzando. L'altezza delle onde è di circa 0,1 m. La temperatura del mare è di 5 °C e quella dell'aria è di 0 °C. l La profondità delle acque è di circa 30 m. l La costa attigua è fortemente industrializzata. traiettoria fuoriuscita di olio L'uso del disperdente deve essere preso in considerazione? Il greggio si solidifica rapidamente in grumi cerosi a seguito del contatto con il mare freddo. La trasformazione dell’olio sarà quindi minima, con poca perdita evaporativa e non si verifica alcun emulsionamento in condizioni di mare molto calmo. Le macchie di olio solidificato vanno alla deriva molto lentamente sotto l'azione del vento e delle correnti. L’olio in stato solido presenta un rischio ridotto per le risorse ecologiche. Il rischio di soffocamento degli esseri viventi più piccoli che colonizzano le coste è basso e il potenziale di effetti tossici sugli organismi marini è ridotto a causa dello stato fisico dell’olio fuoriuscito. Tuttavia, l’olio che raggiunge la costa sarebbe persistente e potrebbe essere incorporato nel substrato litoraneo. L'incendio controllato dell’olio sul posto non rappresenterebbe una risposta adeguata o efficace. L’olio potrebbe essere arrestato con panne e recuperato utilizzando alcuni tipi di skimmer, come gli skimmer a spazzole. L'uso dei disperdenti non deve essere effettuato in quanto non sarebbe efficace. La risposta più adeguata o efficace sarebbe il contenimento e il recupero in mare. 55 IPIECA • IOGP Conclusione L'uso di disperdenti per le fuoriuscite di olio è una delle tante possibili tecniche di risposta che rimuovono l’olio galleggiante sversato in mare. L'uso del disperdente può essere un modo efficace per ridurre al minimo il danno ecologico e socio-economico globale, impedendo all’olio di raggiungere gli habitat costieri e litorali e migliorare i processi di biodegradazione naturali che lo scompongono. I disperdenti moderni sono miscele di tensioattivi in solventi. I tensioattivi contenuti nei maggiori disperdenti in uso nel mondo oggi sono impiegati altresì in numerosi altri prodotti, compresi prodotti destinati ai consumatori. Questi tensioattivi sono biodegradabili. L'uso dei disperdenti migliora notevolmente il tasso e il grado di dispersione naturale causato dall'azione delle onde. I tensioattivi consentono all'energia di miscelazione delle onde di convertire una percentuale maggiore di olio in piccole goccioline. Queste goccioline vengono spinte nella parte più superficiale della colonna d'acqua dall'azione delle onde e sono mantenute in quella zona dalla turbolenza. Le goccioline di olio disperse sono prontamente disponibili per i microrganismi presenti in natura che degradano gli idrocarburi nell'acqua. La dispersione aumenta la superficie di contatto olio/acqua, facilitando la biodegradazione, nell'ambito della quale la maggior parte dell’olio viene scomposta sostanzialmente in anidride carbonica e acqua. Come tutte le tecniche disponibili tra gli strumenti di risposta alla fuoriuscita di olio, l'uso del disperdente ha alcune limitazioni, ma è altresì vero che possiede caratteristiche che lo rendono particolarmente utile per rispondere alle fuoriuscite di olio più grandi in mare. La maggior parte dei greggi sono suscettibili all'uso di disperdente, ma l'efficacia del disperdente diminuisce con l’aumentare della viscosità dell'olio causata dal degrado provocato dalla sua esposizione agli agenti atmosferici ("weathering"). I disperdenti potrebbero non essere efficaci sugli oli combustibili residui ad alta viscosità in mari freddi o sui greggi con punti di scorrimento superiori alla temperatura del mare. Rispetto agli altri strumenti di risposta agli sversamenti, l'uso dei disperdenti può essere spesso la tecnica più rapida ed efficace per rimuovere l’olio galleggiante: l L’irrorazione di disperdente da aeromobile consente di coprire estese aree olio galleggiante in mare in tempi relativamente brevi. l La disponibilità di applicazione da aeromobile consente di rispondere in maniera relativamente rapida in aree remote. l È presente una ridotta esposizione e un minore rischio di sicurezza per il personale addetto all'emergenza e i residenti. l I disperdenti possono essere utilizzati in condizioni di mare troppo sfavorevoli per l'uso efficace di un contenimento e recupero in mare o un incendio controllato sul posto. Esiste tuttavia un rischio potenziale che la fuoriuscita di olio faccia in modo che gli organismi marini che popolano la colonna d'acqua siano esposti per un breve periodo di tempo a nubi diffuse di goccioline di olio disperse e a suoi composti solubili in acqua, in misura maggiore rispetto al caso in cui non vengano utilizzati i disperdenti. Questa esposizione all’olio disperso può avere effetti tossici sugli organismi marini. L’olio contiene livelli ridotti di composti idrosolubili, che possono avere effetti tossici sugli organismi marini. La gravità degli effetti tossici è correlata alla concentrazione di tali composti in acqua e al tempo di esposizione degli organismi ai medesimi. L'esposizione degli organismi marini vedrà un breve “picco” di elevata concentrazione di questi composti e goccioline di olio disperse subito dopo l'uso del disperdente sull’olio fuoriuscito. Queste condizioni di esposizione sono molto meno gravi di quanto utilizzato in procedure di test di tossicità di laboratorio standard. Le prove derivanti dagli studi sulla tossicità dell’olio disperso indicano che gli effetti da esposizione realistiche all’olio disperso in acque ragionevolmente profonde saranno relativamente lievi e localizzati. La pianificazione è un processo essenziale per affrontare in modo efficace le potenziali fuoriuscite di olio. Affinché l'uso di disperdenti rappresenti un'opzione di risposta valida, questi ultimi devono 56 DISPERDENTI: APPLICAZIONE IN SUPERFICIE essere disponibili senza ritardi. È quindi importante prendere in considerazione i vari aspetti dell'uso del disperdente nei piani di emergenza che riguardano le fuoriuscite di olio. L'analisi del beneficio ambientale netto (NEBA) fa parte del processo di pianificazione e viene utilizzata dalla comunità di risposta per operare le scelte migliori per ridurre al minimo l'impatto delle fuoriuscite di olio sulle persone e sull'ambiente. Considera i potenziali scenari di fuoriuscita, i probabili danni nonché l'efficienza e la fattibilità delle opzioni di risposta. Quando si considera l'uso del disperdente, il primo compito è valutare se l'uso del disperdente sarebbe efficace sull’olio fuoriuscito in base alle condizioni ambientali esistenti. Se l'uso del disperdente risulta efficace, il passo successivo è quello di considerare le conseguenze, i benefici e i rischi potenziali dell'uso del disperdente: l Il beneficio dell'uso del disperdente è quello di ridurre al minimo i danni ecologici e socioeconomici, eliminando l'olio dalla superficie del mare, impedendogli di raggiungere i sensibili habitat costieri e del litorale, migliorando i processi di biodegradazione naturale. l Il potenziale svantaggio dell'uso del disperdente è che gli organismi marini che abitano la colonna d'acqua superiore saranno esposti brevemente alle nubi di goccioline di olio e da composti dell'olio solubili in acqua dispersi nella colonna d'acqua, diversamente da quanto accadrebbe se i disperdenti non venissero utilizzati. L'esperienza del passato in diversi incidenti di fuoriuscita di olio ha mostrato che gli effetti negativi sugli organismi marini causati dalle elevate concentrazioni di olio disperso in acque superiori a 10 metri di profondità a seguito dell'uso del disperdente sono stati localizzati e di breve durata. Il caso NEBA per l'uso del disperdente sull'olio sversato in acque di profondità superiore a 10 o 20 metri è generalmente chiaro: i potenziali benefici sono ingenti e il potenziale di danno è molto contenuto. Laddove l’olio fuoriuscito si trovi in acque profonde meno di 10 o 20 metri o in prossimità del litorale o di baie occorre valutare più attentamente l'adeguatezza dell'uso del disperdente. È opportuno che i paesi mettano a punto normative riguardo all'uso del disperdente. Tali normative sono abitualmente costituite da due parti: 1. Normative per l'omologazione dei prodotti disperdenti: queste descrivono quali disperdenti sono omologati per l'uso in acque nazionali e garantiscono che questi prodotti sono sia efficaci che di tossicità relativamente bassa rispetto all’olio. 2. Normative per l'autorizzazione all'uso dei disperdenti: queste definiscono dove e quando i disperdenti possono essere autorizzati, compresa un'autorizzazione preliminare, per l'uso in acque nazionali su fuoriuscite di olio. Nel caso in cui sia necessario utilizzare i disperdenti, questi dovranno essere applicati in maniera efficiente, cioè spruzzati sulle chiazze più spesse di olio al rapporto di applicazione raccomandato per il disperdente di 1 parte di disperdente ogni 20-25 parti di olio. L’irrorazione del disperdente può essere effettuata tramite velivoli o navi. L'efficacia di applicazione del disperdente deve essere monitorata con metodi come il protocollo SMART (Monitoraggio speciale delle tecnologie di risposta applicate). L'esigenza di flessibilità nella progettazione del campionamento, l'impegno profuso e la rapida implementazione (possibilmente utilizzando un "vessel of opportunity") possono dettare la natura e la portata del monitoraggio. L'uso del disperdente è una parte consolidata e collaudata dell'insieme di strumenti di risposta e può fornire un importante contributo per ridurre al minimo gli impatti ecologici e socio-economici delle fuoriuscite di olio in ambiente marino. 57 IPIECA • IOGP Riferimenti bibliografici Al-Sabagh, A. M., El-Hamouly, S. H., Atta, A. M., El-Din, M. R. N. and Gabr, M. M. (2007). Synthesis of some oil spill dispersants based on sorbitol esters and their capability to disperse crude oil on seawater to alleviate its accumulation and environmental impact. In Journal of Dispersion Science and Technology, Vol. 28, Issue 5, pp. 661-670. AMSA (2012). National Plan Oil Spill Dispersant Effectiveness Field Test Kit (Nat-DET): Operational Guide. Revision: June 2012. 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L'IOGP rappresenta l'industria degli idrocarburi e del gas nei confronti di organizzazioni internazionali, tra cui l'Organizzazione marittima internazionale, il Programma per l'Ambiente delle Nazioni Unite (UNEP), le Convenzioni marittime regionali e altri gruppi operanti sotto l'ombrello delle Nazioni Unite. A livello regionale, l'IOGP è il rappresentante del settore presso la Commissione europea e il Parlamento e la Commissione OSPAR per l'Atlantico nord-orientale. Altrettanto importante è il ruolo di IOGP nel promulgare le migliori pratiche, in particolare nei settori della salute, della sicurezza, dell'ambiente e della responsabilità sociale. www.ipieca.org www.iogp.org.uk © IPIECA-IOGP 2015 Tutti i diritti riservati.