L'impiego di Salicaceae nella lotta all'inquinamento: esperienze canadesi Werther Guidi Nissim

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1 Soil and water bioremediation 9 th -10 th June 2016 Scuola Superiore Sant Anna - Pisa L'impiego di Salicaceae nella lotta all'inquinamento: esperienze canadesi Werther Guidi Nissim

2 Vegetation filter È un particolare tipo di fito-tecnologia che sfrutta le radici delle piante come mezzo per trattenere/assorbire contaminanti dalla soluzione circolante del suolo(simile a rizofiltrazione)

3 Quale tipologia di inquinanti? Prevalentemente utilizzata per abbattere azoto e fosforo ma anche altri inquinanti (elementi traccia)

4 La pianta ideale Elevato tasso di evapotraspirazione Elevato tasso di assorbimento di elementi Rapida crescita Facile propagazione Sistema radicale espanso e capillare Perennità Destinazione non alimentare Le Salicaceae possiedono molte di queste caratteristiche

5 Due esempi di vegetation filtrs Trattamento del percolato di discarica Trattamento di reflui civili

6 1-Il trattamento del percolato di discarica Parc d'entreprises de la Pointe- Sainte-Charles All inizio del XX secolo la riva settentrionale del San Lorenzo divenne un area industriale; Un ampia zona venne adibita a discarica (rifiuti industriali e civili); Nel 1967 l area fu riempita di materiale di riporto e utilizzata come eliporto; Alla fine degli anni 80 fu individuata una sorgente sotterranea che rilasciava inquinati (NH 4 -N) nel fiume

7 Parc d'entreprises de la Pointe-Sainte-Charles ET

8 OBIETTIVI DELLA SPERIMENTAZIONE Valutazione dei volumi di percolato trattabili Valutare l efficienza del filtro nell abbattimento degli inquinanti (NH 4 -N)

9 Anno 1 - Preparazione del sito

10 Anno 1 - Impianto e istallazione dei lisimetri a suzione

11 Anno 1 Erpicature, controllo infestanti e ceduazione PRINCIPALI CARATTERISTICHE Superficie:1600m 2 Specie: (Salix miyabeana, SX67) Sesto e densità di impianto: 0.3m x 1.7m; piante ha -1 Impianto: giugno 2009 (taglio di azzeramento) Entrata in funzione: maggio 2010

12 Anno 2 Installazione impianto di irrigazione: distribuzione del percolato

13 Anno 2 e 3 Monitoraggio e campionamenti PARAMETRI Volumi apportati Qualità delle acque (input/output) Crescita delle piante (parametri ecofisiologici e produttività)

14 Principali risultati Nel corso dei due anni di sperimentazione (elevata piovosità) siamo stati in grado di trattare un quantitativo di percolato pari a 5200m 3 ha 1 ; La concentrazione media di NH 4 -N nell acqua raccolta a valle del filtro ( ppm) era nettamente inferiore a quella dell acqua in entrata(55-75 ppm); L efficienza del sistema in termini di abbattimento dell ammonio nelleacqueerainmediadel95%; Il sistema ha prodotto una media di 15 t ha -1 anno -1 di biomassa legnosa secca; Da Guidi Nissim et al Ecological Engineering.

15 2-Il trattamento dei reflui civili

16 Inquadramento I reflui civili parzialmente depurati contengono elevati quantitativi di azoto e fosforo Tali elementi costituiscono una potenziale fonte di inquinamento per l ambiente (eutrofizzazione) ma al contempo sono fonte di nutrimento per le piante

17 L idea Impiegare filtri vegetali per lo smaltimento dei reflui parzialmente depurati (trattamento terziario) e valorizzazione energetica della biomassa prodotta

18 Saint-Roch-de-l Achigan (Qc) Popolazione: circa 5000 abitanti Impianto di depurazione: trattamento primario e secondario Volumi di refluo trattati: circa 900 m 3 /giorno

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20 PRINCIPALI CARATTERISTICHE Superficie filtro: 7.200m 2 Specie: Salix miyabeana Densità di impianto: circa piante ha -1 Impianto: giugno 2008 (taglio di azzeramento) Durata: 2 rotazioni biennali Quattro volumi di adacquamento: R 1 Y 1 : mm; R 1 Y 2 : mm; R 2 Y 1 : mm; R 2 Y 2 : mm; Periodo di funzionamento: circa 135 gg (maggio-metà settembre)

21 Primo anno

22 Secondo anno - prima rotazione

23 Raccolta- prima rotazione

24 Primavera- seconda rotazione

25 Efficienza depurazione In tutti livelli irrigui testati nei quattro anni la concentrazione degli inquinati nel drenato è risultata inferiore a quella ammessa nelle acque ad uso umano (limiti di legge del Ministero dell Ambiente del Québec) Da Guidi Nissim et al. 2015, Ecological Engineering.

26 Produzione di biomassa Produ vità t ss ha -1 anno D0 D1 D2 D3 prima rotazione seconda rotazione In quattro anni il sistema ha fornito una quantità media di biomassa variabile dalle 14 alle 20 t ss /ha per anno, in funzione del quantitativo di refluo apportato

27 Sintesi IPOTESI INTERVENTO Edificio pubblico medio-piccolo (8.000 m 2 ) Consumo annuale di energia: 856 MWh Consumo di olio combustibile: L/anno RISCALDAMENTO A BIOMASSA Caldaia da 250KW Consumo annuale 370 t di cippato (40%umidità) stimato Con una produzione annua di cippato variabile da 19 a 28 t (H=40%) ha -1 Sarebbe teoricamente possibile riscaldare la struttura raccogliendo ogni anno circa ha di salice alimentato con reflui civili TRATTAMENTO DEI REFLUI Una superficie di salice di circa ha permetterebbe anche il trattamento terziario dei reflui della cittadina per circa 135 gg all anno da F. Allard La Maîtrise de l énergie Septembre 2008 (modif. Guidi Nissim 2016)

28 DISPAA: cosa bolle in pentola? La nostra equipe, coordinata dal prof. Stefano Mancuso, sta portando avanti un progetto di ricerca (Vegetal Systems For Pollution Avoidance) volto al recupero di in un area inquinata dell Arsenale Militare Marittimo di Taranto attraverso la phytoremediaiton

29 Il progetto si prefigge di testare il potenziale di alcune specie arboree (salicee pioppo) ed erbacee (canapae erba medica) nella bonifica di un area caratterizzata da contaminazione di tipo misto (inquinanti organici e elementi traccia)

30 Le attività svolte nel 2015 hanno riguardato la caratterizzazione dell area, la realizzazione dei lavori di preparazione, l impianto. Allo stato attuale stiamo effettuando misurazioni e campionamenti volti a valutare lo stato fisiologico delle piante e il loro potenziale di bonifica

31 Grazie!