Rifiuti ospedalieri

Da Lca rifiuti.

La metodologia LCA per l’analisi ambientale della gestione dei rifiuti sanitari dell’ospedale di L’Aquila Lo studio presentato è il risultato di una collaborazione nata tra L’Università dell’Aquila e l’istituto di ricerca ENEA che ha lo scopo di valutare l’analisi ambientale nella gestione dei rifiuti sanitari prodotti dall’Ospedale dell’Aquila nell’anno 2004.

Il sistema che si intende studiare è stato suddiviso in più sottosistemi ognuno dei quali è rappresentato dai differenti processi subiti dalle varie tipologie di rifiuti.

L’obiettivo principale è quello di individuare le conseguenze ambientali dovute a questa tipologia di gestione, evidenziare i processi o le fasi dell’intera gestione maggiormente impattanti e che possono essere eventualmente mitigati.

Questo studio ha anche l’obiettivo di valutare l’impatto ambientale dovuto all’impianto di smaltimento rappresentato dalla discarica. Per questa è stata effettuata un’analisi piuttosto approfondita volta a valutarne il danno totale prodotto e la fase del processo di messa in discarica maggiormente impattante.

Infine, dopo aver evidenziato le fasi più critiche del trattamento, scopo dello studio è anche quello di prevedere delle metodologie diverse che possono essere applicate in sostituzione ai processi che si sono evidenziati essere più dannosi per l’ambiente.

a cura di: Sara Signori

Titolo della tesi: L’analisi ambientale della gestione dei rifiuti sanitari dell’ospedale di L’Aquila con il metodo dell’analisi del ciclo di vita.

Autore della tesi di Laurea: Sara Signori

Relatori: Renato Scrimaglio, Paolo Neri, Bruno Cicolani

Università: Università degli studi dell’Aquila, Facoltà di Scienze Ambientali


Oggetto dello studio: descrizione del processo di gestione analizzato

Il sistema produttore dei rifiuti in questione è in questo caso rappresentato dal Presidio Ospedaliero "San Salvatore" dell'Aquila.

I tipi di rifiuti prodotti da tale ospedale sono, in riferimento alle modalità di classificazione previste dalla normativa vigente:

1) Rifiuti pericolosi

-non a rischio infettivo

-a rischio infettivo

2) Rifiuti non pericolosi

-assimilabili agli urbani

-da adottare particolari modalità di smaltimento

Per ogni categoria sono state ricavate, a partire dal MUD dei rifiuti sanitari dell’ospedale stesso, le informazioni quantitative e qualitative relative alle varie tipologie di rifiuto. In particolare, per ogni tipologia di rifiuto è stato identificato il codice CER di riferimento, l’unità operativa dell’ospedale che ha prodotto il rifiuto, la quantità prodotta nell’anno 2004, lo stato in cui si presenta il rifiuto, le relative caratteristiche di pericolo nel caso dei rifiuti pericolosi (come previste dall’Allegato I del D.Lgs.22/97), le fasi di gestione interne all’ospedale e quelle effettuate ad opera di terzi.

Il valore del quantitativo totale dei rifiuti sanitari prodotti nell’anno 2004 che si evince dalla dichiarazione MUD equivale a 297580 kg. Questo peso è comprensivo anche dei contenitori forniti dalla ditta per la raccolta e il trasporto, per tale ragione, a partire da stime sui pesi dei vari contenitori, è stato ricavato un valore al netto che equivale a 270971,659 kg.

Sulla base dei dati raccolti si è creato un LCA per ogni tipologia di rifiuto identificata da uno specifico codice CER.

Questi processi sono costituiti da sottoprocessi che riguardano ogni fase del percorso seguito dal rifiuto, dal momento in cui viene prodotto fino al suo smaltimento finale.

In generale si può affermare che la gestione totale dei rifiuti sanitari prodotti dall’ospedale di L’Aquila è affidata principalmente a due aziende: Maio Guglielmo per il trasporto e la gestione dei rifiuti pericolosi non a rischio infettivo e non pericolosi e Guerrato srl per il trattamento di raccolta, triturazione e sterilizzazione dei rifiuti pericolosi a rischio infettivo.

La metodologia di trattamento adottata dall’Ospedale di L’Aquila segue principalmente due vie:

-una per tutti gli infettivi la cui raccolta e stoccaggio provvisorio ed infine sterilizzazione è effettuata interamente dalla ditta esterna Guerrato in un ambiente interno all’ospedale.

-una per tutti gli altri rifiuti che vengono raccolti dalle varie UU.OO. per mezzo di ditte interne. Queste si impegnano al loro trasporto e deposito in un locale, sempre interno all’ospedale, che funge da deposito temporaneo e da cui vengono direttamente prelevati dalla ditta Maio Guglielmo.

All’interno dell’intero processo di gestione, sono stati analizzati, in maniera più particolareggiata e dopo aver descritto le caratteristiche dei vari impianti, i principali processi di smaltimento: quello di sterilizzazione utilizzato per i rifiuti infettivi e quello di incenerimento per i rifiuti non infettivi

Nello studio di gestione dei rifiuti sanitari è stato inoltre necessario, ai fini di una completezza del lavoro, chiudere l’analisi del ciclo di vita delle polveri, ceneri e scorie derivanti dal processo di incenerimento, studiando nello specifico il caso di una discarica.

In particolare si tratta della discarica di Castel Maggiore (BO) che non è direttamente collegata al processo di smaltimento dei rifiuti dell’Ospedale dell’Aquila, ma, occupandosi di processi similari, ci ha concesso i dati necessari allo studio.


Analisi ambientale del prodotto

Obiettivo dell’LCA

Obiettivo dello studio è la valutazione del danno ambientale e del costo commerciale del ciclo di vita della gestione dei rifiuti sanitari dell’Ospedale di L’Aquila nell’anno 2004


Campo di applicazione dello studio

La funzione del sistema è la gestione dei rifiuti sanitari. Il sistema preso in analisi è la gestione dei rifiuti sanitari dell’Ospedale di L’Aquila nell’anno 2004. I confini del sistema vanno dalla raccolta dei rifiuti all’interno dell’Ospedale al loro smaltimento, andando a considerare le fasi di trasporto, eventuale stoccaggio, trattamento dei rifiuti e fine vita dei prodotti di scarto. L’Unità Funzionale è la quantità dei rifiuti sanitari prodotti nell’anno 2004 nell’ospedale dell’Aquila che è pari a 297580 kg con un peso totale, al netto dei contenitori, di 270971,659 kg. Per lo studio viene utilizzato il codice SimaPro5. Vengono raccolti sul campo i dati relativi alla raccolta dei rifiuti, all’eventuale trattamento interno (sterilizzazione), al trasporto fino alla destinazione finale (inceneritore, discarica, riciclo comprensivo del trattamento di recupero di argento e mercurio). Per l’inceneritore saranno considerate le emissioni in aria, acqua e suolo (ceneri e scorie), per la discarica le emissioni in aria (biogas) e in acqua e suolo (percolato), per il riciclo le emissioni e il prodotto evitato. Per rappresentare i processi relativi ai trasporti, all’energia elettrica, all’energia termica, alla produzione dei materiali costituenti gli impianti si usano i processi presenti nella banca dati del codice SimaPro5. La valutazione dell’impatto ambientale dell’intero processo di gestione viene eseguita utilizzando i Metodi Eco-Indicator 99 E/EAGCWEF, ricavato dal metodo Eco –Indicator 99 E/E, e EPS 2000 ACO2WC. All’interno di questo studio è stata posta notevole attenzione al processo di messa in discarica delle scorie risultanti, per il quale è stata effettuata la valutazione del danno ambientale secondo tutti i quattro metodi a nostra disposizione: Eco-indicator99E/E, EPS 2000, EDIP/UMIP 96 e EDIP/UMIP 96 (resources only) modificati.


Inventario

Data la complessità del sistema studiato e la varietà dei processi subiti dalle diverse tipologie di rifiuti si è suddiviso l’intero sistema in vari sottosistemi. Ognuno è rappresentato dal particolare processo che il singolo rifiuto, identificato dal proprio codice CER, subisce. Quella che segue è la ripartizione della totalità dei rifiuti nelle tre diverse categorie.


Rifiuti pericolosi non a rischio infettivo

Sono compresi in questa categoria:

i rifiuti contenenti mercurio (06.04.04),

i liquidi di sviluppo e fissaggio radiografico (09.01.01 e 09.01.04),

le sostanze chimiche pericolose (18.01.06),

i filtri esausti provenienti da cappe aspiranti (18.01.06),

i farmaci citotossici e citostatici (18.01.08),

i sali e le soluzioni contenenti metalli pesanti (06.03.13).


Rifiuti pericolosi a rischio infettivo

Sono rappresentati da:

rifiuti pericolosi infettivi (18.01.03) solidi

rifiuti pericolosi infettivi (18.01.03) liquidi


Rifiuti sanitari non pericolosi

Comprendono:

farmaci scaduti 18.01.09

Le radiografie di scarto 09.01.07


Per schematizzare il sistema studiato si riporta, nella Tab 1, lo schema a blocchi dell’intero sistema in cui è possibile associare ad ogni tipologia di rifiuto il tipo di trattamento subito.

Indichiamo:

  • in rosso le caselle che contengono i processi da noi creati,
  • in blu i rifiuti pericolosi non a rischio infettivo
  • in giallo i rifiuti non pericolosi
  • in verde i rifiuti infettivi


tabella 1 Schema a blocchi del processo di gestione dei rifiuti sanitari dell’ Ospedale dell’Aquila


Processo di incenerimento

A seguito della scelta fatta dall’ospedale di L’Aquila di sottoporre a incenerimento diretto i soli rifiuti pericolosi non infettivi, il processo di incenerimento tratta solo una piccola fetta del totale di rifiuti prodotti dalla struttura sanitaria in esame e cioè il 37.93%, 112759 kg/a su 297309 kg/a totali.

L’inceneritore in questione è un impianto specifico per il trattamento dei sanitari, è dotato, quindi, di camera di post-combustione (per diminuire la formazione di diossine), sistemi di abbattimento dedicati e specifici (per l’abbattimento acido cloridrico), camera di combustione che garantisce tempi di permanenza superiori rispetto agli RSU, per garantire una maggiore efficienza di combustione.

Nel processo di incenerimento sono stati considerati i consumi idrici, elettrici (tolti della parte di energia che viene recuperata), dei materiali come soda, urea, bicarbonato di sodio, carbone attivo per la demineralizzazione, l’abbattimento degli NOx e il trattamento dei fumi. Inoltre sono stati inseriti i quantitativi di inquinanti che, seppur nel rispetto delle misure permesse, vengono immessi in atmosfera.

Le ceneri e le scorie ottenute da questo processo vengono inertizzate e conferite in una discarica per rifiuti non pericolosi (discarica di Castel Maggiore).


La discarica di Castel Maggiore

La discarica di Castel Maggiore (BO) ex discarica di IIª Categoria tipo B può definirsi una discarica per rifiuti non pericolosi. L’impianto è di proprietà e gestione dell’ASA.(Azienda Servizi Ambientali) e smaltisce rifiuti speciali non pericolosi e pericolosi non tossici e nocivi composti per un 55% di scorie pesanti da inceneritore RU, un 40% di fanghi di origine industriale e un 5% di terreni di bonifica.

Attualmente l’impianto risulta essere così costituito dai settori 1, 2, 3, 4, interessati da una discarica chiusa, dai lotti A e B e dai lotti C1, C2, C3. A questi, si aggiungeranno nuovi lotti già in fase di costruzione.

L’attenzione del nostro studio sarà però rivolto alla zona di più recente costruzione, vale a dire i lotti A, B e C.

A partire dal suo volume (966000 m3) e da quello dei rifiuti conferiti ogni anno si è calcolato un periodo di esercizio pari a otto anni.

Per analizzare il complesso sistema discarica è stato fatto un discorso a parte.

E’ stato fatto un unico LCA in cui sono state prese in considerazione per le fasi di costruzione, esercizio e post- chiusura tutte le emissioni in aria, suolo e acqua. Per quest’ultima matrice ambientale è stato utilizzato il software applicativo HELP 3.07 che ha consentito il calcolo del quantitativo di percolato perso e raccolto nei vari anni dalla discarica. Questo è stato poi integrato con i risultati delle analisi chimiche dello stesso percolato che ci ha permesso di identificare perfettamente il quantitativo e la tipologia di inquinante disperso in acqua e suolo.


Processo di sterilizzazione

L’impianto di cui si avvale l’ospedale dell’Aquila è uno sterilizzatore che determina un “trattamento fisico del rifiuto mediante vapore in pressione-microonde, con riduzione volumetrica”.

Il processo di sterilizzazione porta alla completa eliminazione di tutti i microrganismi presenti. A seguito della sterilizzazione, in effetti, i rifiuti sono classificati come non pericolosi, per cui si ha una migliore gestione degli stessi che possono quindi essere trasportati, depositati e infine smaltiti con una evidente diminuzione di pericolosità oltre che di volume e di peso. Dopo questo trattamento i rifiuti vengono avviati ad impianti di combustione a CDR che permette l’applicazione di tecnologie che favoriscono il recupero energetico. Anche in questo processo sono stati inseriti i consumi idrici, di materiali e elettrici dovuti al funzionamento dell’impianto e alla depurazione del vapore in uscita.


Valutazione ambientale e interpretazione dei risultati

Secondo la metodologia LCA, le voci di inventario vengono classificate in categorie di danno e d’impatto. Le quantità delle sostanze vengono caratterizzate in unità di misura tipiche di ogni categoria di impatto e in seguito vengono normalizzate e valutate fino ad ottenere un valore a Punti omogeneo e confrontabile.


Analisi dei risultati con Eco-Indicator 99

Una prima analisi è stata effettuata osservando il diagramma di valutazione per process-contribution secondo E99 del processo di gestione dei rifiuti


Figura 1 Il diagramma della valutazione per process-contribution secondo E99 del processo gestione rifiuti dell’ospedale di L’Aquila

Dall’analisi dei risultati si nota che i processi più impattanti sono:

  • PE granulate average B250 che rappresenta il polietilene di cui sono costituiti i contenitori dei rifiuti
  • Land-use della discarica
  • Consumo elettrico
  • L’utilizzo di ipoclorito di sodio per la sterilizzazione dei contenitori
  • I trasporti: dal punto di raccolta dei rifiuti (Ospedale) al centro in cui avvengono i trattamenti (Chieti)

Analizzando il processo di valutazione si nota che il danno totale vale 1.62E-4 ed è dovuto per il 44.68% ai rifiuti 18.01.03(liquidi), per il 43.07% ai rifiuti 18.01.03(solidi) e per l’8.342% alle sostanze pericolose 18.01.06. Inoltre esso è dovuto a Resources per il 54.97%, a Human Health per il 24.44% e a Ecosystem Quality per il 20.59%.


Analisi dei risultati con EPS 2000

Lo stesso processo è stato analizzato applicando il metodo EPS 2000.

Figura 2 Il diagramma della valutazione per damage category secondo EPS del processo gestione rifiuti dell’ospedale di L’Aquila

Dall’analisi dei risultati di valutazione si nota che il danno totale, che corrisponde al costo esterno totale, vale 3.86E4 Pt(=ELU=€) è dovuto per il 166.3% ai rifiuti 18.01.03 (solidi), per il 124.8% ai rifiuti 18.01.03(liquidi) e per l’11.17% alle sostanze pericolose 18.01.06.

Inoltre il danno è dovuto per il 128% a Ecosystem Production, per il 53.69% a Human Health e per il 5.995% a Biodiversity.


Analisi di sensibilità

Con l’analisi di sensibilità si intende valutare come varia il danno prodotto da un certo processo al variare di alcuni parametri. In questo studio nel primo caso è stata ipotizzata una variante e nel secondo è stato effettuato un confronto con la gestione dei rifiuti effettuata da un altro ospedale.


Modifiche apportate al trattamento dei rifiuti pericolosi a rischio infettivo 18.01.03

Dall’analisi effettuata nel capitolo precedente secondo il metodo di Eco-Indicator si è osservato che uno dei processi che produce il danno massimo è costituito dal trattamento subito dai rifiuti infettivi solidi 18.01.03 al secondo posto solo dopo gli infettivi in fase liquida.

E’ stato quindi analizzato il risultato di analisi che si ottiene per il solo processo che riguarda questo tipo di rifiuti allo scopo di evidenziare la fase di trattamento più impattante.

Riportiamo di seguito il diagramma che si ottiene.

Figura 3 Diagramma di valutazione per impact category del processo SS_Rif.peric.infettivi(18.01.03)solidi

Dall’analisi dei risultati di valutazione del trattamento dei rifiuti infettivi solidi 18.01.03 si nota che i processi che determinano il maggiore impatto sull’ambiente sono costituiti dall’incenerimento dei rifiuti e dal processo di sterilizzazione che essi subiscono prima di arrivare allo smaltimento finale.

L’impianto di incenerimento scelto è stato preso dalla banca dati esistente ed è l’inceneritore per CDR di Montale (Pistoia) poiché, seppur non rappresenta la destinazione reale che subiscono i rifiuti prodotti a L’Aquila, per le caratteristiche possedute, è quello che meglio lo rappresenta.

La stessa analisi è stata fatta immaginando di sostituire il trattamento di sterilizzazione e quindi di incenerimento per CDR con il solo processo di incenerimento in impianto specifico per rifiuti sanitari come quello Maio di Atessa (Chieti) già utilizzato per lo smaltimento di altre tipologie di rifiuti. Il processo ottenuto è stato chiamato SS_Rif.peric.infettivi(18.01.03)solidi1.

La sostituzione effettuata è stata dettata nel rispetto della normativa vigente che seppur prevede il trattamento di sterilizzazione per i rifiuti infettivi tuttavia, come è stato già specificato in altri contesti, non lo rende obbligatorio.

Partendo da questo presupposto e sulla base del fatto che l’alternativa proposta rispecchia la situazione di gestione di qualche anno fa, si è fatto un confronto dei risultati ottenibili nei due casi.

Figura 4 Diagramma di valutazione del confronto tra il processo SS_Rif.peric.infettivi(18.01.03)solidi e SS_Rif.peric.infettivi(18.01.03)solidi1

Dall’analisi di valutazione del confronto si nota che il processo da noi modificato che prevede il solo incenerimento senza sterilizzazione SS_Rif.peric.infettivi(18.01.03)sol1 è quello che produce il danno minore (6.13E3 Pt contro 6.99E3 Pt di SS_Rif.peric.infettivi(18.01.03)sol).


Confronto tra la gestione dei rifiuti sanitari dell’Ospedale dell’Aquila e la gestione dei rifiuti sanitari dell’Ospedale di Pistoia.

Per avere una valutazione più significativa del danno provocato dalla gestione dei rifiuti dell’Ospedale dell’Aquila si è pensato di confrontarlo con la gestione dei rifiuti sanitari prodotti dall’Ospedale di Pistoia. Questo confronto mi permette di passare da una valutazione assoluta ad una relativa seppur con le limitazioni del caso dovute principalmente al fatto che non è possibile fare un confronto a parità di quantità di rifiuto prodotto. Per tale ragione sono state comparate le valutazioni dei due processi (gestione rifiuti Ospedale dell’Aquila e gestione rifiuti Ospedale di Pistoia) mettendo in evidenza i singoli sottoprocessi richiamati.

In entrambi i casi i processi più impattanti sono il trattamento dei rifiuti sanitari infettivi. Si è quindi analizzato qual è il valore del danno nel primo caso e nel secondo caso e si è messo in correlazione col corrispondente quantitativo di rifiuto che crea il danno.

I risultati osservati sono riassunti nella seguente tabella.


 
Rif.peric. infettivi(18.01.03) liq (Kg)
Rif.peric. infettivi(18.01.03) sol (Kg)
Totale rifiuti infettivi (Kg)
Danno totale (Pt)
Ospedale dell'Aquila
106880
160092
266972
14232,4
Ospedale di Pistoia
 
 
339500
23933
Rapporto tra le quantità di rifiuto prodotto
 
 
0,78
 
Rapporto tra i danni prodotti
 
 
 
0,59

Tabella 2 Confronto fra il rapporto dei rifiuti prodotti e quello dei danni arrecati dai due sistemi di gestione


Da questa tabella si evince immediatamente come il rapporto tra le quantità di rifiuto prodotto (0.78) non corrisponde a quello tra i danni (0.59).

La gestione dei rifiuti sanitari 18.01.03 solidi prodotti dall’Ospedale dell’Aquila provoca, anche a parità di rifiuto trattato rispetto all’Ospedale di Pistoia, un danno inferiore.

Per l’esattezza il danno prodotto dalla gestione dei rifiuti sanitari dell’Ospedale dell’Aquila risulta essere uguale al 75% di quello prodotto dall’Ospedale di Pistoia


Conclusioni generali

Anche in questo contesto, si riconosce nell’ LCA un valido strumento per l’analisi ambientale del sistema di gestione dei rifiuti il cui vantaggio principale risiede nella possibilità di valutare i carichi ambientali di diverse soluzioni alternative attribuendo loro un punteggio e rendendoli facilmente confrontabili.

Nel nostro caso per esempio si e’identificato, all’interno del processo più generale di gestione, il processo maggiormente impattante. Sulla base di questa osservazione è stata suggerita una modifica nel trattamento, in accordo anche con le disposizioni normative, che ne migliorasse l’impatto. Il solo incenerimento in un impianto per rifiuti sanitari si è dimostrato meno impattante del trattamento di sterilizzazione e successivo smaltimento in impianto per CDR. Su questa falsariga è possibile ipotizzare e suggerire svariate altre soluzioni. Si potrebbe per esempio intervenire nei trasporti che, come si evince dal diagramma per process contribution, è al terzo posto fra i fattori più impattanti o sulle metodologie di sterilizzazione utilizzate per i contenitori che vengono riutilizzati, sostituendo l’uso dell’ipoclorito, che si colloca al secondo posto nel diagramma di cui sopra, con altri additivi o altre metodologie di disinfezione. Si potrebbe ancora lavorare per modificare le caratteristiche costruttive stesse dei contenitori dei rifiuti, riducendone quantità e tipologia di materiale utilizzato per la costruzione. Queste mi porterebbe ad una variazione del danno causato dal polietilene che in questo caso si colloca al primo posto.

Per avere poi un termine di paragone in base a cui trarre le proprie considerazioni sulla bontà del sistema studiato, e’ stato fatto un confronto fra le gestioni effettuate per gli stessi rifiuti in due ospedali: quello in questione e quello di Pistoia di cui si possedeva già uno studio.

La gestione dei rifiuti sanitari prodotti dall’ospedale dell’Aquila è risultata meno dannosa a prescindere dai quantitativi di rifiuti di riferimento, stesso riscontro positivo è stato ottenuto dal confronto degli stessi processi e tenendo conto dei rapporti di produzione dei rifiuti. Il danno prodotto dalla gestione dei rifiuti sanitari dell’ospedale dell’Aquila risulta essere uguale al 75% di quello prodotto dall’Ospedale di Pistoia.

La metodologia LCA applicata al nostro sistema si è dimostrata essere di grande aiuto per il calcolo dei risultati e fondamentale nella scelta di eventuali nuovi scenari di gestione che permettano un’ottimizzazione del processo.


Bibliografia

S. Signori, “L’analisi ambientale della gestione dei rifiuti sanitari dell’ospedale di L’Aquila con il metodo dell’analisi del ciclo di vita”, Doc.ENEA Prot-P135-096, Bologna, 2005, Bologna, 2005.

S. Signori e altri, “L’impatto ambientale di un rifiuto non pericoloso in discarica”, Doc.ENEA Prot-P135-074, Bologna, 2005.