Innovare per competere e trovare nuovi mercati nel settore del Vivaismo

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1 Innovare per competere e trovare nuovi mercati nel settore del Vivaismo Grazia Masciandaro, Cristina Macci CNR-PisaIstituto per lo Studio degli Ecosistemi Bianca Elena Maserti CNR-PisaIstituto di Biofisica 1

2 Produzione di grandi volumi di sedimenti contaminati (metalli pesanti e idrocarburi) regolarmente dragati per garantire una corretta navigazione. Porto di Livorno sedimenti dragati mc/anno Canale di Navicelli sedimenti dragati mc/anno Decontaminazione e recupero chimico-fisico e biologico dei sedimenti di dragaggio (geo-risorsa) mediante un processo biologico che prevede l utilizzo di piante e ammendanti organici 2

3 Prevalenza di frazioni granulometriche fini Argilla (%) Limo (%) 15,91 83,89 Contenuto di nutrienti C e N non equilibrato Presenza contemporanea di metalli pesanti e inquinanti organici Valori di salinità elevati nel caso di sedimenti marini Sabbia (%) 0,20 sedimento (mg kg - 1 ) D. Lgs. 152/2006 Uso verde pubblico e residenziale (All.5 tab1. col. A) Ni Pb Cu Cr Cd Zn TPH (C 12+ C>12)

4 Paspalum vaginatum Tamarix gallica Canale Industriale del porto di Livorno: Sito inserito nel programma nazionale delle bonifiche per la caratterizzazione e ripristino ambientale PRIN 2006: Definizione di un protocollo su base sperimentale per la messa a punto della metodologia di fitorimediazione di terreni e sedimenti con contaminazioni di diversa natura 4

5 Trattamenti: O= Oleander +Paspalum Ph= Phragmites S= Spartium+Paspalum T= Tamarix+Paspalum C=Control P= Paspalum 5

6 Paspalum vaginatum Tamarix Spartium Junceum 6

7 Riduzione degli inquinanti organici (idrocarburi totali) e inorganici (metalli pesanti) con valori inferiori (eccetto Zn) ai limiti per destinazione d uso: verde pubblico, privato e residenziale (D.Lgs 152/2006 s.m.i. All.5, Tab 1, col.a) Miglioramento delle caratteristiche chimico-strutturali e biologiche Substrato disinquinato e dalle caratteristiche simili ad un suolo che può essere quindi riusato nell ambiente come tecno-suolo Sedimento di partenza Sedimento sottoposto a fitorimediazione Terreno agronomico di controllo Iannelli R, Masciandaro G, Ceccanti B, Bianchi V, Doni S (2012). Metodo per il trattamento di residui 7 di dragaggio mediante fitorimediazione e impianto che realizza tale metodo. PI2012A000013

8 Parametri Unità di misura Valori rilevati nei sedimenti marini Li trattati Intervalli di accettabilità per suoli agronomici ph 7,9 8,2 7,3-8,1 sub-alcalino; > 8,2 alcalino Conducibilità elettrica (ds/m) 1,00 2,00 < 2 adatto per tutte le coltivazioni 2-4 rischi per coltivazioni sensibili 4-8 rischi per tutte le coltivazioni >8 non tollerato da nessuna coltivazione C organico totale (g/kg) Per suoli limo-sabbiosi: < 7 basso; 7-9 normale; 9-12 buono; >12 ottimo N totale (%) 0,10-0,17 0,15-0,4 valore medio P totale (g/kg) 0,25 0,34 0,2-5 valore medio C/N < 8 basso; 8-12 medio; > 12 alto Densità apparente (g/cm 3 ) 0,90-0,92 1-1,4 suoli strutturati; 1,2-2 suoli non strutt. C.E.C. (meq/100g) <10 basso; medio; > 20 alto Tessitura Limo-sabbioso Att. β-glucosidasi (µg PNP/gh) suoli degradati; suoli naturali (indice attività idrolitica ciclo C organico) Attività fosfatasi (µg PNP/gh) suoli coltivati (indice attività metabolica ciclo P) Attività ureasi (µg H 4+ /gh) suoli naturali (indice attività metab. ciclo N) 8

9 2000 Total Petroleum Hydrocarbon mgtph kg T0 T3 mg kg -1 mg kg -1 mg kg -1 2,0 1,0 0, Cd 2/15 sed P P+S P+T Ni sed P P+S P+T Pb sed P P+S P+T 0 P P P+S P+T T0 T3 T0 T3 mg kg -1 mg kg Cu 120/600 sed P P+S P+T 120/ /1500 Zn sed P P+S P+T 100/ /800 T0 T3 100 mg kg -1 Abbattimento medio intorno al 30% 50 0 Cr sed P P+S P+T T0 T3 T0 T3 T0 T3 9

10 6. Cost-benefit analysis of the full-scale application of AGRIPORT technique COSTS COMPUTATION COSTI D'IMPIANTO COMPUTO METRICO ESTIMATIVO - OPZIONE B quantity gabbioni metallici 2.868,00 m3 154, ,52 3,72 COSTI IMPIANTO costo (euro) ghiaia ,00 Tn 26, ,38 5,54 scavo ,00 ghiaione ,00 Tn 26, ,00 5,06 palancole Larssen ,00 sabbia ,00 Tn 29, ,00 6,00 impermeabilizzazione 5.577,50 geomembrana ,52 m2 4, ,67 8,62 u.m spec. cost % su costo (eur/ u.m.) total cost (eur) d'impianto COSTO ACQUA IRRIGAZIONE (39924mc all'anno) Geotessuto ,00 m2 11, ,80 16,61 Vasche chiariflocculazione ,00 Biorete di separazione ,00 m2 1, ,00 2,04 trattament impianto osmosi inversa ,00 Pozzetti PE 90,00 numero 680, ,00 0,51 o ,66 salina ,15 tubo HDPE microforato corrugato per drenaggio ,00 m 2, ,70 0,28 telo anti-evaporazione e separazione ,00 tubo HDPE percolato 1.800,00 m 8, ,00 0,12 condotte e sollevamenti ,00 elettropompa sommersa 30 numero 1.400, ,00 0,35 TOTALE ,65 rilevato ,79 m3 21, ,68 29,34 Piano amm. in 20 anni. Tasso interesse= 5% Rata annuale= ,06 canali drenaggio c.a ,00 m 69, ,90 0,97 Costo d'impianto unitario (euro/mc di acqua) 3,06 scavo ,00 m3 9, ,00 2,39 vasca COSTI ANNUI DI GESTIONE palancole Larssen ,00 kg 1, ,00 4,01 stoccaggi salina ,00 telo anti-evaporazione e separazione ,00 m2 4, ,00 1,22 o Energia Osmosi inversa 4.204,80 impermeabilizzazione 1.150,00 m2 4, ,50 0,05 percolato ,50 Energia chiariflocculazione 2.000,00 chiariflocculazione ,00 0,28 Linea Costo totale annuo di gestione ,80 impianto osmosi inversa ,00 0,59 acque ,00 Costo unitario di gestione (euro/mc di acqua) 0,46 serbatoi flessibili 11, , ,00 1,80 Costo totale annuo = costi di gestione + costi impianto ,86 vasca salina 5740,00 m3 21, ,00 1,02 Salina ,15 Costo unitario complessivo (euro/mc di acqua) 3,52 impermeabilizzazione salina 10239,00 m2 4, ,15 0,42 condotte e sollevamenti ,00 1,01 sedimentatori lamellari 3,00 numero , ,00 1,46 impianto irrigazione ,00 5,03 platee cemento armato 625,00 m3 300, ,00 1,57 COSTI ANNUI DI GESTIONE Costo totale d'impianto Piano ammortamento in 20 anni. Tasso interesse= 5% Rata annuale= Costo d'impianto unitario (euro/mc) , ,81 17,01 manutenzione salina ,00 Energia elettrica Osmosi inversa ,00 kwh 0, ,80 quantity euro/m3 total cost (eur) Energia elettrica chiariflocculazione 2.000, ,00 m3 100, ,00 Energia elettrica sollevamenti vari 2.000,00 shrub planting (including workmanship) 75000,00 numero 2, ,00 grass planting (including workmanship) ,00 numero 0, ,00 green amendment (including workmanship) ,00 kg 0, ,00 vegetal soil 18750,00 m3 18, ,00 sfalcio 120,00 hours 20, ,00 smaltimento piante 0,00 0,00 rimozione sedimenti trattati 75000,00 mc 3, ,00 manutenzione impianto 500,00 hours 20, ,00 Costo totale annuo di gestione Costo unitario di gestione (euro/mc) Costo totale annuo = costi di gestione + costi impianto Costo unitario complessivo (euro/mc) ,80 18, ,61 35,65 Gestione piante Costo annuo smaltimento concentrato RO Energia sollevamenti vari ,00

11 Università degli Studi di Firenze Corso di Laurea Triennale in Scienze Vivaistiche Ambiente e Gestione del Verde. Tesi in Biochimica Agraria Valutazione dell utilizzo di sedimenti marini trattati come substrato di crescita per piante di interesse vivaistico del distretto Pistoiese. Relatore: Dr. Renella Giancarlo Correlatore: Dott.ssa Masciandaro Grazia Tesi di Laurea di: Sarteschi Francesco

12 Lo scopo della tesi Valutazione della crescita di sei piante ornamentali, di elevato interesse per il comparto produttivo pistoiese, su sedimenti marini dragati nel porto di Livorno Non trattati (NT) o bonificati mediante phytoremediation (T). Photinia x fraseri Quercus ilex Viburnum tinus Cistus albidus Westringia fruticosa Teucrium fruticans La prova è stata svolta presso il Centro sperimentale per il Vivaismo(CeSpeVi) all interno di una serra in vetro non riscaldata

13 Quercus ilex Viburnum tinus Cistus albidus Conclusioni generali I sedimenti, se opportunamente trattati per prevenire pericoli per l uomo e l ambiente e arrichiti in nutrienti, potrebbero trovare un utilizzo come substrati di crescita Le piante ornamentali testate possono essere utilizzate nella rivegetazione di suoli degradati o debolmente inquinati di ambienti urbani e periurbani. 13

14 Possibilità di impiego dei fanghi di dragaggio nelle Pedotecnologie per il recupero di suoli in aree degradate OBIETTIVO: Utilizzare fanghi di dragaggio come ammendanti di suoli degradati o contaminati, o come costituenti di proto-orizzonti per la ricostituzione dei suoli. Suolo degradato (SD) SD SD + TZ SD + bnpk SD + SE 4000 g SD 2000 g SD g TZ 3900 g SD + bnpk 2000 g SD g SE Suolo degradato e sedimento (SE) SD+SE+TZ+bN+bP SD + SE + bk SD + AC SD + AC + TZ SD + AC + bk 2000 g SD g SE g TZ + bnp 2000 g SD g SE + bk 3880 g SD g AC 2880 g SD g AC g TZ 3800 g SD g AC + bk TZ: tufo zeolitico; AC: ammendante commerciale Miscela di graminacee e leguminose 1:1 14

15 Interventi di riforestazione Substrato agronomico in aziende vivaistiche Miglioramento della fertilità di suoli agricoli abbandonati Recupero funzionale di suoli degradati Reinterri (cave) Riempimenti (cave) Ripascimenti Miglioramenti fondiari o viari Ripristino aree marginali 15

16 Individuazione delle problematiche ambientali Suolo Caratterizzazione chimico-fisica e biologica dei suoli compromessi (degradati, marginali, inquinati) Selezione di piante con caratteristiche idonee per il recupero di aree compromesse Sedimento Sperimentazione di specie vegetali diverse per il trattamento di valorizzazione dei sedimenti di dragaggio Insieme ai vivai Individuazione e selezione di piante con le migliori caratteristiche di adattamento e crescita dei sedimenti trattati (tecno-suolo) per opere di ripristino ambientale Programmare un diverso trattamento dei sedimenti per indirizzare il processo verso la formazione di un prodotto con caratteristiche specifiche per il riutilizzo in diversi 16 settori: substrato ± organico, prevalentemente minerale

17 Le piante subiscono stress quando crescono su substrati non adatti: es. aumento radicali liberi: O - 2. E possibile determinare lo stato di salute di una pianta, misurando l attività di alcuni Estrazione delle proteine solubili enzimi fra i quali la superossido dismutasi(sod) Dosaggio delle proteine dei diversi campioni Separazione in Nativa-PAGE 2 O H + O 2 + H 2 O 2 Colorazione specifica dell attività SOD 17 SOD

18 Possibilità di utilizzare un substrato agronomico derivante da un materiale di scarto Creazione di piccolemedie imprese per il processo di trattamento Produzione di piante idonee per la bonifica dei sedimenti Distribuzione del prodotto (tecno-suolo) Produzione di piante idonee a ripopolare o rigenerare terreni degradati e aree marginali Utilizzatori finali del prodotto (tecno-suolo) 18