Applicazione di compost a base di fanghi civili di depurazione a un suolo franco-sabbioso a diverse dosi: effetto sulle proprietà funzionali del suolo

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1 ECOMONDO OROBLU: Soluzioni e prospettive per la valorizzazione o lo smaltimento dei fanghi di depurazione Applicazione di compost a base di fanghi civili di depurazione a un suolo franco-sabbioso a diverse dosi: effetto sulle proprietà funzionali del suolo L.Sciubba 1, L.Cavani 1, A.Negroni 2, G.Zanaroli 2, F.Fava 2, P.Piccari Ricci 3, C. Marzadori 1, C.Ciavatta 1 1 Dipartimento di Scienze Agrarie (DipSA) Università di Bologna 2 Dip. di Ing. Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali (DICAM)- Univ. Di Bologna 3 Herambiente spa

2 INTRODUZIONE Fanghi Da: Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land EC, t -UE t Italia Fanghi di depurazione-produzione (2006) Austria Belgio Danimarca Finlandia Francia Germania Grecia Irlanda Italia Lussemburgo Olanda Portogallo Spagna Svezia Regno Unito Austria Belgio Danimarca Finlandia Francia Germania Grecia Irlanda Italia Lussemburgo Olanda Portogallo Spagna Svezia Regno Unito

3 INTRODUZIONE Fanghi C organico (40-70% ss) Fanghi N (2-4% ss) Da: Disposal and recycling routes for sewage sludge EC, 2001 P (1.2-3% ss) Metalli pesanti (Pb, Ni, Cr) Microrganismi patogeni (Salmonella sp.) Contaminanti organici (IPA, PCB, diossine)

4 INTRODUZIONE Fanghi Fanghi Suoli Elevata produzione nell UE Impoverimento in sostanza organica Alto contenuto di C, N, P, nutrienti Necessità di ripristinare la fertilità del suoli Utilizzo dei fanghi di depurazione come ammendanti

5 INTRODUZIONE Biosolidi Destinazione Fanghi Utilizzo agricolo (36%) Compostaggio/Stabilizzazione chimica Basso costo Apporto di C organico e nutrienti BIOSOLIDO Da: Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land EC, 2008

6 INTRODUZIONE Biosolidi Biosolido: Risultato della trasformazione di una biomassa in un prodotto avente tutte le caratteristiche per essere impiegato in agricoltura come ammendante Fango Tecnologia BIOSOLIDO Caratteristiche chimico-fisiche nei limiti Concentrazione di metalli pesanti nei limiti Stabilità e Maturità Capacità di incrementare la fertilità del suolo Prodotto di qualità per uso agricolo

7 INTRODUZIONE Compost da fanghi civili di depurazione - Compost da fanghi anaerobici (A) -Compost da fanghi aerobici (B) - Compost convenzionale (Verde-50%-Rifiuti Solidi-45%-Fanghi Civili-5%-) (C) FORMULAZIONE Fanghi Civili + Lolla di riso 1/1 v/v - Fango ( t/m 3 ) 0.72 p/p - Lolla ( t/m 3 ) 0.28 p/p TECNOLOGIA 1. Stabilizzazione aerobica (30 gg) 2. Maturazione (>30 gg) Elevata percentuale di fanghi di depurazione (72% p/p)

8 SCOPO DEL LAVORO Studiare l effetto sulla fertilità del suolo di compost da fanghi civili di depurazione a diverse dosi

9 PIANO SPERIMENTALE 1. Determinazione delle caratteristiche chimico-fisiche dei compost (Solidi Totali- TS-, Solidi Volatili-VS-, ph, Conducibilità Elettrica-EC-, Carbonio Organico Totale-TOC-, Azoto Totale- TKN-, Rapporto C/N, Metalli in traccia) e loro confronto con i limiti di legge (D.Lgs. 75/2010) 2. Studio dell effetto dei compost da fanghi, a diverse dosi, sulla fertilità del suolo attraverso l uso di indicatori di qualità del suolo (biomassa microbica del suolo, respirazione del suolo, attività enzimatiche, metalli totali e biodisponibili)

10 METODI (1) Caratterizzazione chimico-fisica dei compost Compost essiccati, macinati e setacciati a 0.5 mm Determinazione delle caratteristiche chimico-fisiche Metodi Gazzetta Ufficiale

11 RISULTATI (1) Caratterizzazione chimico-fisica dei compost Parametro A B C D.Lgs 75/10 TS (% sf) >50 VS (% ss) ph (H 2 O) EC (ds/m) TOC (% ss) >20 TKN (% ss) C/N <25 RSD<10%, n=2 Metodi G.U

12 RISULTATI (1) Caratterizzazione chimico-fisica dei compost Parametro D.Lgs. A B C (mg/kg ss ) 75/10 Cu < 230 Zn < 500 Cd 0.19 < 0.10 < 0.10 < 1.5 Cr Cr (VI) < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.5 Hg < 1.5 Ni < 100 Pb < 100 RSD<10%, n=2 Metodi G.U

13 METODI (2) Effetto dei compost sulla fertilità del suolo Condizioni/Suolo T=25 C, Umidità=66%CIC, Durata=14 settimane Trattamenti: -Compost da fanghi anaerobici (A) - Compost da fanghi aerobici (B) - Compost convenzionale (C) - Controllo non trattato (CONT) Dosi: 1X-50 mg N/kg ss- 8 t/ha 3X-150 mg N/kg ss- 24 t/ha 6X-300 mg N/kg ss- 48 t/ha

14 METODI (2) Effetto dei compost sulla fertilità del suolo Suolo (Aquic Xeropsamment) Sabbia (g/kg) 79 Limo (g/kg) 10 Argilla (g/kg) 11 ph (KCl 2M) 7.3 CSC (cmol + /kg) 15.3 Calcare totale (g CaCO 3 /kg) 440 Calcare attivo (g CaCO 3 /kg) 75 TOC (g C/kg) 14.0 TKN (g N/ kg) 1.38 Rapporto C/N 10.1 P disponibile (mg P/kg) 75

15 RISULTATI (2) Biomassa Microbica e Respirazione % Biomassa microbica Microbial Biomass Carbon A B C 1X 3X 6X % Respiration Rate Respirazione A B C 1X 3X 6X Solo la dose 6X ha aumentato in maniera significativa la quantità di biomassa microbica e il tasso respiratorio del suolo. Il compost B ha significativamente aumentato la biomassa microbica e la respirazione; invece il compost A ha mostrato un comportamento simile a quello del compost tradizionale C. Assenza di effetti inibitori

16 % FDA Hydrolysis Idrolisi FDA A B C 1X 3X 6X RISULTATI (2) Attività enzimatiche % β glucosidase β-glucosidasi A B C 1X 3X 6X % Protease Proteasi A B C 1X 3X 6X % Alkaline Phosphatase Fosfatasi alcalina A B C 1X 3X 6X L idrolisi della FDA e la fosfatasi alcalina sono state influenzate solo dalla dose 6X. La β-glucosidasi e la proteasi hanno risposto anche alla dose 3X. B ha maggiormente stimolato le attività enzimatiche; A ha mostrato ancora una volta un comportamento simile a C. Non ci sono stati effetti inibitori a nessuna dose

17 RISULTATI (2) Metalli Totali e Biodisponibili Total Cu Cu totale Available Cu Cu biodisponibile Conecentration (mg/kg) CONT A B C Concentration (mg/kg) CONT A B C Treatment 1X 3X 6X 1X 3X 6X La concentrazione di Cu totale non è stata modificata dalla dose né dal trattamento. La concentrazione di rame biodisponibile era la stessa in tutti i trattamenti, controllo incluso.

18 CONCLUSIONI E PROSPETTIVE FUTURE I prodotti oggetto di studio, ottenuti dal compostaggio di fanghi civili di depurazione e lolla di riso, hanno caratteristiche chimico-fisiche che rientrano nei limiti della corrente legislazione italiana (D.Lgs. 75/2010) L applicazione di questi compost non ha effetti negativi sulla fertilità del suolo, nemmeno alla dose più alta. Dai risultati di questo studio, i compost da fanghi civili e lolla di riso sembrano essere idonei per un utilizzo agricolo. In futuro tali prodotti saranno impiegati in una prova di campo per studiare il loro effetto sulla fertilità del suolo nel lungo periodo.

19 GRAZIE PER L ATTENZIONE

20 RISULTATI (1) Caratterizzazione chimico-fisica dei compost Parametro A B D.Lgs.75/10 Salmonella sp.(mpn/ g dm) < 3 <3 < 1000 LAS (mg/kg dm) < 2500 NP1EO (mg/kg dm) < 50

21 INTRODUZIONE Fanghi Da: Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land EC, t -UE , t in Italia Fanghi di depurazione-produzione (2006) Austria Belgio Danimarca Finlandia Francia Germania Grecia Irlanda Italia Lussemburgo Olanda Portogallo Spagna Svezia Regno Unito Austria Belgio Danimarca Finlandia Francia Germania Grecia Irlanda Italia Lussemburgo Olanda Portogallo Spagna Svezia Regno Unito

22 INTRODUZIONE Fanghi Da: Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land EC, t -UE t Italia t Emilia-Romagna

23 INTRODUZIONE Fanghi Da: Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land EC, 2008

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