Valutazione PFAS in falda con modellazione integrata

Il contesto di studio presentava una delle principali criticità tipiche dei siti con contaminazione diffusa: la difficoltà di attribuire le concentrazioni osservate a una singola sorgente. La presenza di attività antropiche storiche e di differenti potenziali fonti di rilascio di PFAS ha generato un sistema complesso, in cui i segnali si sovrappongono sia nello spazio sia nel tempo.

A questa complessità si è aggiunta la dinamica della falda acquifera. Le variazioni stagionali e le condizioni di ricarica influenzano la direzione e la velocità del flusso sotterraneo, modificando le traiettorie di trasporto dei contaminanti. Questo comporta una variabilità significativa nella distribuzione delle concentrazioni, rendendo più difficile l’interpretazione dei dati di monitoraggio.

Un ulteriore elemento critico riguardava la quantità e la natura dei dati disponibili. Il progetto ha dovuto gestire un ampio dataset analitico, costituito da numerose campagne di monitoraggio distribuite nel tempo e nello spazio. Senza un’adeguata strutturazione, un volume così elevato di informazioni rischia di essere poco interpretabile.

In questo scenario, era necessario sviluppare un approccio che consentisse non solo di analizzare i dati, ma anche di metterli in relazione con i processi fisici e ambientali che governano il sistema.

Per rispondere alle criticità del progetto, WSP ha sviluppato un approccio integrato che combina modellazione idrogeologica, analisi spaziale e statistica avanzata.
Il lavoro è partito dalla costruzione del modello concettuale del sito, attraverso la raccolta e la rielaborazione delle informazioni disponibili sulla storia delle attività antropiche e sulle caratteristiche geologiche e idrogeologiche dell’area. Questo passaggio ha rappresentato la base per tutte le successive attività di analisi.

Successivamente, è stato sviluppato un modello idrogeologico numerico per simulare il comportamento della falda in diverse condizioni di ricarica. La calibrazione del modello è stata effettuata considerando scenari rappresentativi del regime idrico, permettendo di analizzare come le variazioni delle condizioni idrologiche influenzino le direzioni di flusso e le possibili traiettorie di trasporto dei PFAS.

Il modello ha anche consentito di valutare gli effetti di elementi locali, come i prelievi idrici e le caratteristiche morfologiche del substrato, che possono modificare il campo di flusso e influenzare la dispersione dei contaminanti.

Parallelamente, i dati analitici sono stati sistematizzati e integrati in un ambiente GIS. Questo ha permesso di effettuare analisi spaziali avanzate, mettendo in relazione la distribuzione delle concentrazioni con le caratteristiche del sito e con le potenziali sorgenti di contaminazione.

La dimensione temporale è stata considerata attraverso l’analisi delle serie storiche dei dati, consentendo di individuare trend e variazioni nel tempo e di confrontare aree situate a monte e a valle idrogeologico.

Un elemento distintivo dell’approccio è stato l’utilizzo di tecniche di statistica multivariata per il fingerprinting dei PFAS. Queste tecniche hanno permesso di identificare “impronte digitali” caratteristiche associate a diversi gruppi di campioni e punti di monitoraggio.

Attraverso metodi come clustering e analisi fattoriale, è stato possibile individuare pattern nei dati e riconoscere correlazioni tra sostanze, punti di misura e aree del sito. Questo ha consentito di distinguere tra segnali potenzialmente riconducibili a diverse sorgenti, anche in presenza di sovrapposizioni.

L’integrazione tra modellazione e analisi statistica ha rappresentato il punto di forza dell’approccio. Il modello ha fornito il contesto fisico e dinamico, mentre il fingerprinting ha permesso di interpretare i dati chimici in modo strutturato e coerente con il sistema idrogeologico.

L’approccio sviluppato da WSP ha prodotto un quadro interpretativo articolato e basato su evidenze, utile per supportare decisioni in un contesto caratterizzato da elevata incertezza.

Il modello idrogeologico ha evidenziato come le variazioni del regime della falda possano determinare cambiamenti significativi nelle direzioni di flusso e quindi nella distribuzione dei PFAS. Questo elemento è fondamentale per comprendere le differenze osservate nei dati e per evitare interpretazioni semplificate.

Le simulazioni idrogeologiche hanno evidenziato come le variazioni del regime di falda possano determinare cambiamenti significativi nelle direzioni di flusso e, di conseguenza, nella distribuzione dei PFAS. Questo aspetto risulta essenziale per comprendere le differenze osservate nei dati ed evitare interpretazioni eccessivamente semplificate.

Le analisi statistiche hanno inoltre contribuito a individuare segnali distintivi associati a differenti aree, mostrando come alcune concentrazioni fossero presenti anche a monte idrogeologico e suggerendo quindi la possibile esistenza di sorgenti esterne al sito.

• migliorare la comprensione dei meccanismi di trasporto dei contaminanti nelle acque sotterranee;
• supportare la valutazione del contributo relativo delle diverse sorgenti;
• valorizzare un ampio dataset attraverso strumenti analitici strutturati;
• fornire una base tecnica per la pianificazione di ulteriori attività di monitoraggio o intervento.

L’approccio adottato si dimostra applicabile anche ad altri contesti simili, in cui la contaminazione diffusa e la presenza di più sorgenti richiedono strumenti avanzati di interpretazione.

Attraverso l’integrazione di dati, modellazione e analisi, WSP ha contribuito a trasformare una situazione complessa in un sistema comprensibile, supportando processi decisionali più informati e consapevoli.