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The Most Common Laboratory Procedures for the Evaluation of EPB TBMs Excavated Material Ecotoxicity in Italy: A Review

Firouzei Yavar Grenni Paola Barra Caracciolo Anna Patrolecco Luisa Todaro Carmine Martinelli Daniele Carigi Andrea Hajipour Golnaz Hassanpour Jafar Peila Daniele
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ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2020
Numero:
160
Fascicolo:
GEAM N.160/2020
DOI:
10.19199/2020.160.1121-9041.044

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Review delle procedure di laboratorio più comuni per la valutazione dell’ecotossicità del materiale risultante dallo scavo con TBM EPB in ItaliaIl rapido sviluppo dello scavo meccanizzato negli ultimi decenni ha sollevato serie preoccupazioni per l’impatto dei grandi volumi di smarino sull’ambiente. Le EPB-TBM richiedono l’uso di agenti schiumogeni per ottimizzare il condizionamento del terreno che contengono sostanze chimiche (es. sodio lauriletere solfato, SLES) che non sono comprese nella normativa Italiana e comunitaria vigente. Al fine di minimizzare i costi del progetto, è necessario quanto più possibile riutilizzare lo smarino come sottoprodotto. Ciò è possibile se questo non ha alcun impatto ambientale sul suolo o sugli ecosistemi acquatici. A tal fine, redigere un protocollo specifico è pertanto uno strumento efficiente per valutare la compatibilità ambientale dello smarino. Questo può essere realizzato mediante prove della durata di 28 giorni a scala di microcosmo o mesocosmo. Le prove di laboratorio simulano il condizionamento del terreno ed a tempi prestabiliti (da 0 a 28 giorni) è possibile analizzare la degradazione chimica delle sostanze chimiche contenute. A queste prove vanno abbinati test ecotossicologici sui terreni o sugli elutriati valutando l’impatto su specifici organismi acquatici e terrestri. I risultati della concentrazione residua di SLES nel suolo e negli elutriati, insieme a quelli dei test ecotossicologici, consentono di valutare il tempo necessario per la degradazione dello SLES e unitamente ai risultati ecotossicologici, suggeriranno il tempo che deve trascorrere per ottenere un materiale di risulta utilizzabile come sottoprodotto. Questi dati sono inseriti nel protocollo specifico per ogni sito da applicare durante la fase di scavo. Il lavoro descrive i principali aspetti metodologici riguardanti gli esperimenti di microcosmo. Parole chiave: EPB-TBM, condizionamento dei terreni, tensioattivi anionici; sodio lauriletere solfato (SLES), test ecotossicologici.

The rapid development of the mechanized tunneling in current decades has raised serious concerns about the environmental impact of large quantities of the muck. EPB-TBMs require the use of foaming agents for optimizing the soil conditioning. These agents could contain some chemicals (e.g., sodium lauryl ether sulfate – SLES) that are not included in the current legislation at the Italian or EU level. In order to minimize the project costs, it is useful to re-use the excavated soil as a reusable by-product that requires that it does not have any environmental impact on the ecosystems. For this purpose, to draw up a site-specific protocol is a practical and successful tool to evaluate the environmental compatibility of excavated soil during the tunneling. It can rely on one-month experiments at a microcosm or mesocosm scale using soil coming from the excavated site. At fixed times (from 0 to 28 days) the chemical degradation of the chemical together with ecotoxicological tests can be performed on soil or soil-water extracts. Both aquatic and terrestrial organisms are used and the choice of the tests depends on the final destination site. The results of the residual concentration of SLES in soil and in the elutriates, together with those of the ecotoxicological tests, make it possible to evaluate the temporary storage of spoil material and the time necessary for obtaining a safe soil debris to be used as a by-product. These data are usually included in the site-specific protocol to be applied during the excavation phase. This paper describes the main methodological aspects regarding microcosm experiments. Keywords: EPB-TBM, Soil conditioning, Sodium Lauryl Ether Sulphate; Ecotoxicological tests.