KEY-ENERGY RIMINI FIERA 9 novembre 2011 VALORIZZAZIONE AGRONOMICA ED ENERGETICA DEI REFLUI ZOOTECNICI

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1 KEY-ENERGY RIMINI FIERA 9 novembre 2011 VALORIZZAZIONE AGRONOMICA ED ENERGETICA DEI REFLUI ZOOTECNICI STUDI APPLICATIVI DI FITODEPURAZIONE INERENTI LO SMALTIMENTO CONTROLLATO, SU SUPERFICI FORESTATE, DEL DIGESTATO PROVENIENTE DA IMPIANTI DI BIOGAS E BIOMETANO sottoazioni 6.1 e 6.2 Bruna Gumiero e Bruno Boz con la collaborazione di D. Albanese Univ. Di Bologna Univ. Di Padova

2 SITI SPERIMENTALI 6.1 TEZZE SUL BRENTA 6.2 AZIENDA DIANA Progetto RiduCaReflui 2

3 6.1 AFI nell azienda Cerantola AFI aree di infiltrazione forestali che permettono di immettere in falda acqua derivante dai corpi idrici superficiali durante i periodi in cui c è abbondanza idrica. Progetto RiduCaReflui 3

4 6.1 AFI nell azienda Cerantola Produzione di biomassa legnosa Progetto RiduCaReflui 4

5 OBIETTIVI 6.1 Misurare l efficienza in termini di riduzione dell azoto da parte delle AFI ; Confrontare l efficienza di un AFI con un prato stabile Analisi dei principali meccanismi bio-geochimici che determinano tali trasformazioni. Inoltre. Fornire elementi a supporto della gestione ottimale di queste aree; Integrare il quadro di conoscenze di questi particolari sistemi con quelle già maturate su fasce tampone. Progetto RiduCaReflui

6 6.1 - DISEGNO SPERIMENTALE Sei plot: A0 - no digestato A1-170 kg di N A2-340 Kg di N P0 - no digestato P1-170 kg di N P2-340 Kg di N Confronto tra SRF e prato prato Progetto RiduCaReflui

7 Output: Peridite gassose Uptake Denitrificazione Leaching in falda DISEGNO SPERIMENTALE Input: Precipitazioni Digestato Progetto RiduCaReflui 7

8 6.1 - DISEGNO SPERIMENTALE Progetto RiduCaReflui

9 6.1 SPANDIMENTO DEL DIGESTATO Progetto RiduCaReflui 9

10 6.1 RISULTATI Kg A2 A1 A0 T 0 Peso totale 3,60 3,18 2,57 T 1 Peso totale T 1 Peso utile T 1 - T Kg ha -1 a -1 A2 A1 A0 peso totale azoto 31,8 19,0 13,6 Progetto RiduCaReflui 10

11 6.1 RISULTATI Bilancio di N tot - Kg ha -1 anno -1 A1 A2 P1 P2 ΔN s = differenza fra il contenuto iniziale e quello finale di N nel suolo 41,3 23,2 41,5 34,3 N d = input di N imputabile alla distribuzione di digestato 81,6 156,5 156,4 311,4 N p = input di N apportato dalle precipitazioni al suolo 28,2 28,2 33,7 33,7 Totale INPUT 151,1 207,8 231,5 379,4 N f = leaching di azoto in falda -40,3-55,0-34,8-82,6 N v = N accumulato nella biomassa legnosa -19,0-31,0 0,0 0,0 N v = N accumulato/asportato dalla vegetazione erbacea -23,8-35,6-256,4-339,9 N g = emissioni durante la fase di spandimento -8,6-5,7-1,3-2,7 Totale OUTPUT -91,7-127,3-292,5-425,1 Differenza (errore, più voci di bilancio non determinate) 59,4 80,6-61,0-45,8

12 6.1 Attività sperimentale Punti di forza e punti di debolezza Forza Piano di monitoraggio adeguato ed efficiente Collaborazione con l azienda, all interno del progetto Riducareflui e con ARPAV Misura delle emissioni di azoto in atmosfera (prof. Da Borso) Ultimo spandimento con refluo dell azienda e con barra di spandimento ideata appositamente (dr. Gasparini) Debolezza Difficoltà di campionamento suoli e messa in opera degli strumenti No repliche, durata dell esperimento. Sistema giovane che permetterà di dare solo risposte parziali rispetto agli obiettivi preposti - No interferenza con AFI Tre diverse modalità di spandimento del refluo

13 Conclusioni Entrambi i processi coinvolti nella rimozione dell azoto (assorbimento della vegetazione e denitrificazione) risultano attivi nel nostro sistema. Proporzionalità fra le quantità di azoto apportate tramite distribuzione e le perdite in falda; questa evidenza porterebbe ad escludere, almeno in questa fase di maturazione dei sistemi, l opportunità di deroghe agli attuali limiti di distribuzione. Si suggerisce una distribuzione meno concentrata possibile: idealmente, per dosi di 170 kg ha -1, 3 distribuzioni all anno ben distanziate a partire dalla primavera. In questa fase di maturità lo strato attivo in termini di processi biochimici (1m) non viene influenzato dalle dinamiche idrologiche legate alle attività di infiltrazione. Significativi incrementi della produttività di biomasse all aumentare delle dosi di digestato distribuito Progetto RiduCaReflui 13

14 Progetto RiduCaReflui 6.2 AZIENDA DIANA

15 Progetto RiduCaReflui 6.2 OBIETTIVI Misurare l efficienza in termini di riduzione dell azoto da parte delle Aree Filtro Forestali rispetto al particolare tipo di refluo immesso; Verificare l efficienza di una fascia boscata con funzione tampone e non soggetta a operazioni di taglio e spandimento. Valutare l influenza dell attività di irrigazione tramite scoline adacquatrici sulle dinamiche dell azoto. Fornire un esaustivo quadro di indicazioni gestionali delle aree in questione; Verificare l incidenza sull eventuale produzione di NOx (gas serra) e ammoniaca in atmosfera.

16 6.2 SITO SPERIMENTALE Progetto RiduCaReflui 16

17 Progetto RiduCaReflui 6.2 Taglio degli alberi

18 6.2 Schema idrologico

19 6.2 Disegno sperimentale RDF LISIMETRI PIEZOMETRI Progetto RiduCaReflui

20 6.2 DISEGNO SPERIMENTALE Senza irrigazione Irrigazione sub-superficiale a b c c b a Progetto RiduCaReflui 20

21 mg/kg mg/kg 14/6 15/6 13/7 3/8 23/8 21/9 19/10 4/11 29/11 11/1 15/2 24/3 10/5 14/6 15/6 13/7 3/8 23/8 21/9 19/10 4/11 29/11 11/1 15/2 24/3 10/5 mg/kg mg/kg 14/6 15/6 13/7 3/8 23/8 21/9 19/10 4/11 29/11 11/1 15/2 24/3 10/5 14/6 15/6 13/7 3/8 23/8 21/9 19/10 4/11 29/11 11/1 15/2 24/3 10/5 mg/kg mg/kg 14/6 15/6 13/7 3/8 23/8 21/9 19/10 4/11 29/11 11/1 15/2 24/3 10/5 14/6 15/6 13/7 3/8 23/8 21/9 19/10 4/11 29/11 11/1 15/2 24/3 10/ Contenuto di azoto nei suoli N org N-NH4 FNa - 15 cm FAa - 15 cm N-NO2 N-NO FNa - 50 cm FAa - 30 cm FNa - 80 cm FAa - 50 cm Progetto RiduCaReflui

22 6.2 Risultati ottenuti

23 6.2 Risultati ottenuti Bilancio di N tot - Kg ha -1 anno -1 FA FN N d = input di N imputabile alla distribuzione di digestato 582,6 553,5 N p = input di N apportato dalle precipitazioni al suolo 25,0 25,0 N i = input di N apportato dalle acque di irrigazione 48,2 0,0 Totale INPUT 655,8 578,4 ΔN s = differenza fra il contenuto iniziale e quello finale di N nel suolo -20,4-25,1 N f = leaching -39,6-26,9 N r = runoff -2,6-2,6 N v = N accumulato nella biomassa legnosa -28,0-30,0 N v = N accumulato nelle foglie di Platano -50,0-50,0 N g = emissioni durante la fase di spandimento -11,5-12,4 Totale OUTPUT -129,1-147,0 Differenza (più voci di bilancio non determinate) 526,7 431,4 Nonostante le necessità colturali del Platano siano piuttosto contenute, l effetto del digestato sulla biomassa legnosa nell arco di un solo anno ha corrisposto ad un incremento del 27% nella tesi FN e del 35 % nella tesi con irrigazione (FA) rispetto alla tesi testimone

24 6.2 Conclusioni elevata capacità conservativa. Il processo di nitrificazione richiede tempi lunghi (basso tenore in ossigeno anche negli strati superficiali) Distribuiti 600 kg ha di azoto con perdite in falda e nei corpi idrici superficiali di circa il 10% Irrigazione mobilita l azoto aumentando il leaching Importante chiudere i solchi di interramento per ridurre emissioni in atmosfera