Fitotrattamento di sedimenti di dragaggio debolmente contaminati

Transcript

1 Fitotrattamento di sedimenti di dragaggio debolmente contaminati Università di Pisa - DESTEC (Dipartimento di Ingegneria per l Energia, i Sistemi, il Territorio e le Costruzioni) Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) Istituto per lo Studio degli Ecosistemi (ISE) - Pisa 1

2 Tecniche di fitorimediazione (1/2) Fitoestrazione: le piante estraggono inquinanti conservativi (metalli pesanti) dal terreno e li trasferiscono alla parte aerea. Successivamente vengono rimossi tramite sfalcio, concentrati tramite incenerimento e smaltiti o (in caso di metalli pregiati) recuperati (phytomining) Rizofiltrazione: le piante in cultura idroponica (in serra o in strutture galleggianti) estraggono inquinanti conservativi (metalli pesanti, radionuclidi) dall acqua in cui sono immerse le radici. Fitostabilizzazione: le piante immobilizzano i contaminanti mediante accumulo o adsorbimento nelle radici o precipitazione nella rizosfera (messa in sicurezza per prevenire la migrazione dei contaminanti per erosione eolica, trasporto superficiale o percolazione verso la falda) Rizodegradazione (o fitostimolazione): la pianta stimola lo sviluppo nella rizosfera di attività microbica che promuove la degradazione di composti organici Fitodegradazione (o fitotrasformazione): la pianta promuove la degradazione di composti organici tramite enzimi prodotti dalla pianta stessa 2

3 Tecniche di fitorimediazione (2/2) Fitovolatilizzazione: composti volatili organici (TCE, MTBE, ) o inorganici (Se, Hg) sono estratti da essenze arboree, eventualmente degradati, trasferiti nella parte aerea e rilasciati nell atmosfera a basse concentrazioni tramite traspirazione. Barriere idrauliche: uso di alberi per impedire o ridurre la migrazione di inquinanti verso la falda innescando un flusso ascensionale determinato dalla traspirazione Fasce tampone: intercettazione della migrazione orizzontale di inquinanti (nutrienti e pesticidi usati in agricoltura) tramite ruscellamento superficiale e flusso di falda e loro abbattimento/degradazione Zone umide costruite: uso di essenze macrofite installate in lagune o in letti filtranti per trattare reflui liquidi con contaminazione organica ed inorganica Attenuazione naturale: semplice monitoraggio dell evoluzione dei processi di fitorimediazione che si verificano spontaneamente (sebbene a tassi ridotti) in terreni vegetati. 3

4 I contaminanti sono estratti dal terreno mediante trasferimento ai tessuti aerei della pianta e successiva rimozione con lo sfalcio Adatta a inquinanti conservativi (metalli pesanti) E una delle poche tecniche di rimozione in situ di metalli dagli strati superficiale del suolo (contaminazione molto comune) Applicata a terreni (poche applicazioni a scala reale) Teoricamente applicabile anche a sedimenti (ancora nessuna applicazione a scala reale) FITOESTRAZIONE Fonte: Phytotechnology Technical and Regulatory Guidance Document, Interstate Technology and Regulatory Cooperation Work Group 4

5 Principi di fisiologia della pianta Nutrizione inorganica: N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cl, Zn, Mn, Cu, B, Mo, necessari per la crescita, sono catturati dalla fase liquida del terreno, trasportati attraverso il flusso (passivo) della traspirazione o il trasporto (attivo) mediato delle proteine associate alla membrana delle radici ed immessi nel sistema vascolare della pianta (xilema). Uno strato idrofobo (banda di Caspary) che riveste le cellule dello strato interno della corteccia radicale (endoderma) impedisce il trasporto di sostanze indesiderate. Ma la selezione non è così stringente, e diverse sostanze, anche tossiche, possono essere immesse nel flusso xilematico. Fra queste, alcuni composti inorganici disciolti (Pb, Cd, As, sali). Per proteggersi dall intossicazione, alcune piante riescono ad accumulare tali sostanze in siti protetti nei vacuoli delle cellule dei tessuti aerei Produzione del materiale vegetale: CO 2 viene assunta dall atmosfera dagli stomi e assimilata mediante la fotosintesi formando aminoacidi, enzimi, proteine, acidi organici, carboidrati che sono trasportati da un altro sistema di vasi (floema) e metabolizzati per produrre energia, formare biomassa o essudare dalle radici nella rizosfera favorendo lo sviluppo di di microrganismi simbiotici protettivi (batteri, funghi) Scambio gassoso: attraverso gli stomi, la traspirazione immette CO 2 ed emette vapore acqueo traslocato dalle radici mediante diffusione indotta da gradienti di umidità 5

6 Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 I processi di trasporto degli inquinanti Modello cinetico fitoestrazione assistita Suolo - soluzione acquosa Soluzione acquosa radici Radici parte aerea PENETRAZIONE DELLA BARRIERA ENDODERMICA Si ipotizza che il complesso chelante-metallo possa penetrare lo xilema mediante rottura della barriera di protezione della Banda di Caspary causata dalla tossicità del legante (Luo et al., 25) 6

7 Biodisponibilità dell inquinante La biodisponibilità dell inquinante è in gran parte legata alla sua concentrazione in fase liquida: Bio-availability Factor BaF soluzione Per i composti inorganici (metalli in forma ionica), la biodisponibilità è strettamente legata alla capacità di scambio cationico della matrice solida (CEC) ed a tutti i parametri che la influenzano (ph, condizioni redox, presenza di materiale organico) = C C suolo Altri parametri che influenzano la biodisponibilità di un contaminante sono: attività batterica, temperatura, contenuto d acqua. Infine, un ruolo fondamentale è rivestito dalla presenza di chelanti. Non sono al momento del tutto chiare le relazioni che esplicitano la dipendenza da tali fattori E importante classificare la biodisponibilità con tecniche analitiche: Esempio di frazionamento in ordine di biodisponibilità: FRAZIONE SOLUBILE IN ACIDO DEBOLE ADSORBITA LEGATA ALLA SOSTANZA ORGANICA RESIDUO NON ESTRAIBILE (= CRISTALLIZZATA) 7

8 Trasferimento all apparato radicale I contaminanti inorganici subiscono processi fisici di trasporto diffusivo e convettivo e processi di assorbimento di tipo biologico per mezzo di vettori proteici dedicati. La cinetica può essere limitata da concentrazioni soglia (la soglia di tossicità blocca i processi biologici) Cinetica convettiva di ordine 1 legata al potenziale evapotraspirativo Cinetica di tipo diffusivo r = ET C, C C r = ET Csoglia, C > C ( soglia ) r = K C C soglia soglia tipo Michaelis Menten (limitata dalla capacità di produzione di vettori proteici r = rmax C C + K s 8

9 Traslocazione nella parte aerea della pianta Anche in questo caso è possibile individuare un fattore descrittivo sintetico: Transpiration Stream Concentration Factor TSCF C = C Il tasso di trasferimento del contaminate nella parte aerea della pianta è eminentemente convettivo (flusso xilematico), e quindi legato al potenziale evaporativo ET: r = ET C TSCF Raggiunte le foglie è necessario l attraversamento del simplasto foliare di nuovo mediato da vettori proteici. aerea suolo IL FENOMENO COMPLESSIVO E LEGATO A FENOMENI DIFFUSIVI (determinato da gradienti di concentrazione), CONVETTIVI (Traspirazione), E BIOCHIMICI (cinetica di Monod) 9

10 ESSENZE VEGETALI IPERACCUMULATRICI Piante dotate naturalmente di capacità di: mobilizzare il metallo con chelazione naturale, traslocarlo ai tessuti aerei attraverso lo xilema concentrarlo in micrositi protetti (vacuoli) in modo da proteggere i tessuti sensibili (aerei) dalla tossicità Sono piante arbustive a scarsa produttività vegetale e scarso potere evapotraspirante (lenta crescita, bassa densità di piantumazione) La più nota essenza di questo tipo è la Senape indiana (Brassica Juncea) La bassa produttività vegetale limita il potenziale di fitoestrazione L uso di chelanti artificiali consente di incrementare la velocità di estrazione RAPPRESENTANO AL MOMENTO LA TECNICA CON CUI SI SONO OTTENUTI I MIGLIORI RISULTATI 1

11 PIANTE STAGIONALI A RAPIDA CRESCITA In alternativa si tenta di utilizzare piante stagionali a rapida crescita (MAIS, GIRASOLE, ) Il potere chelante viene attribuito mediante fitoestrazione assistita (chelanti sintetici a basse concentrazioni; chelanti naturali ad elevate concentrazioni) Si tenta di supplire alla bassa concentrazione massima raggiungibile nei tessuti prima dell intossicazione della pianta con la produzione vegetale complessiva nettamente più elevata La concentrazione del metallo, non viene raggiunta nel tessuto vegetale (è < di quella nel terreno) ma è raggiungibile mediante successivo trattamento (tipicamente l incenerimento) I RISULTATI SINORA RAGGIUNTI NON RAGGIUNGONO QUELLI OTTENUTI CON LE PIANTE IPERACCUMULATRICI 11

12 ESSENZE ARBOREE A RAPIDA CRESCITA La tendenza più recente si rivolge all utilizzo di specie ARBOREE A RAPIDA CRESCITA (Pioppo, Salice, Paulownia): Grande produttività vegetale e rapida crescita; Grande potenziale evapotraspirativo Incrementato spessore operativo Possibilità di rimuovere con i ceppi anche buona parte dei metalli non trasferiti alla parte aerea Durata dell impianto fino a 1 anni ed oltre (economia gestionale) Possibilità di recupero energetico durante lo smaltimento finale (incenerimento) con conseguente riduzione dei costi complessivi 12

13 La mobilizzazione del metallo nel terreno in forma solubile è il primo indispensabile requisito Alcune piante sono in grado si esercitare una chelazione naturale ma hanno bassa produttività Viene proposto l uso di chelanti per aumentare la mobilizzazione e per utilizzare anche piante a maggiore produttività vegetale e potenziale di evapotraspirazione K: Costante di stabilità termodinamica K * : Costante di stabilità condizionale a ph = 8 FITOESTRAZIONE ASSISTITA Chelanti sintetici: EDTA, EDDS, NTA, Chelanti naturali: acido citrico, tartarico, glutammico, ossalico, HO HO O O OH L-tartaric acid HO O O O N OH O EDTA Acido Tartarico Acido Glutammico EDTA Metallo Log K Log K * Log K Log K * Log K Log K * OH Cd Cu Pb Zn HO H 2 N L-glutamic acid H N OH O 13 OH O OH

14 Prime applicazioni e dimostrazioni in piena scala (Schnoor, 1997) 14

15 Sperimentazione di phytoremediation di contaminanti organici mediante OGM (piante e microbi) (Gerhardt et al., 29) 15

16 PORTO DI LIVORNO Vasca durante il riempimento Vasca di colmata m 3 4 ha Area di dragaggio Vasca ultimata prima del riempimento Sito contaminato di interesse nazionale (SIN) oggetto di piano di caratterizzaz. e progetto prelim. di bonifica Protocollo concordato col Ministero dell Ambiente per la gestione del materiale dragato: Collocazione in vasca di colmata impermeabilizzata dei sedimenti di dragaggio con contaminazione inferiore al 9% dei limiti per siti ad uso commerciale e industriale (Tab. 1 all. 5 D.Lgs152/26) Superamento limiti idrocarburi: landfarming con bioaugmentation prima della collocazione in vasca Superamento limiti metalli: conferimento in discarica Costo complessivo di trattamento e collocazione finale: 67 /m 3 oltre al dragaggio e trasporto La vasca di colmata è stato completamente riempita in circa 1 anni di attività di dragaggio 16

17 PROGETTO ECO-INNOVATION AGRIPORT: Progetto triennale ECO-INNOVATION (eu#23965) - Finanziato nel 29 dalla Commissione Europea - Cofinanziamento dal Ministero dell Ambiente Obiettivo: - Sfruttamento commerciale di una fito-tecnologiaper la decontaminazione di sedimenti marini da attività di dragaggio, per trasformarli in una matrice non contaminata, dalle peculiarità di un suolo agronomico (tecno-suolo), riutilizzabile nell ecosistema terrestre. - Partecipanti: SGI Studio Galli Ingegneria (Padova, Italia) - Autorità Portuale di Livorno (Livorno, Italia) - Università di Pisa - Dip. di ingegneria civile (Pisa, Italia) - CNR - Istituto per lo studio degli ecosistemi (Pisa, Italia) - Agricultural Research Org. - Volcani Center (Israel) - D Appolonia s.p.a. (Genova, Italia) - DFS Engineering d.o.o. Montenegro (Montenegro) Siti impianti dimostrativi: - Porto di Livorno (Italia) - Canale Navicelli di Pisa (Italia) - Porti di Haifa(Israele) - Porto di Ashdod(Israele) 17

18 Principali caratteristiche del trattamento Trattamento biologico di sedimenti di dragaggio salini o salmastri con piante resistenti alla salinità associate ad ammendanti agricoli e lombrichi Spessore operativo: 1 m Obiettivo di riduzione degli idrocarburi totali: 6% in due anni Obiettivo di riduzione della contaminazione da metalli pesanti (Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, Cr): 2% in due anni Riduzione della salinità del sedimento Adattamento all ecosistema terrestre e trasformazione in suolo fertile (tecno-suolo) Costo stimato del trattamento: circa 35 /m 3 Installazione realizzabile su vasca di colmata esaurita e successivo asporto del materiale trattato Trattamento e ricircolo delle acque di percolazione 18

19 Attività pregresse: Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott Dimostrazione della fattibilità della tecnica in vaso e su meso-scala in Italia e Israele (7 mesi) Attività su impianti dimostrativi: Principali attività svolte nel progetto - Realizzazione di due impianti dimostrativi in Italia e due in Israele, per un totale di circa 3 m 3 di sedimenti trattati - Monitoraggio per due anni dei sedimenti in trattamento (metalli, idrocarburi, salinità e caratteristiche agronomiche) - Monitoraggio degli stessi parametri nel percolato e nella biomassa vegetale - Monitoraggio e bilancio dei flussi idrici definizione delle condizioni di deficit-irrigation - Bilancio di massa dei metalli - Analisi del consorzio microbico coltivabile e non coltivabile coinvolto nel processo con tecniche di biologia molecolare - misura delle attività enzimatiche Definizione progettuale dell applicazione a piena scala: - Definizione progettuale parametrizzata di impianto da realizzare su vasca di colmata - Analisi di rischio; analisi dei costi; analisi ciclo di vita; analisi multi-criterio supporto decisioni - Preparazione documentazione di brevetto e richiesta di brevetto in Italia Casi studio, analisi di mercato e contatti con stakeholders: - Definizione e sviluppo di 2 casi-studio (Italia, Montenegro, Israele, Spagna) - Valutazione della potenzialità di mercato analisi della richiesta di trattamento sedimenti analisi richiesta materiali per ripristini ambientali analisi mercato vivaistico 19

20 # 3 plantedcells(associationofa grassand a shrub) Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 Esperimenti preliminari su 1 meso-cosmi Physical/chemical pre-conditioning: a)sediment: soilmixing (5:1 v/v) K = 1-6 m/s K = 1-3 m/s b)planned irrigation aimed at reducing salinity to levels tolerated by the selected plants(3 ds/m). c) Surface application of vegetal compost(1:1 v/v) # 2 earthworms cells #2 control cells # 3 cellswithplants and earthworms 2

21 Impianto dimostrativo di Livorno (area Donegani) Paspalum vaginatum Controllo Paspalum v. + Spartium junc. Paspalum v. + Tamarix gallica Pianta Stratigrafia e pozzetto drenaggio Sezione trasversale 21

22 Impianto dimostrativo di Livorno: strumentazione Stazione meteo Irrigatori a goccia tubi accesso sonde umidità Pozzetti e pompe drenaggio irrigatori ad aspersione Misura volumi idrici in/out raccolta campioni percolato Sonda capacitiva misura distribuzione verticale umidità Evaporimetro 22

23 Impianto dimostrativo di Livorno Vista generale ad un anno dalla piantumazione Tamerice e Ginestra a due anni dalla piantumazione 23

24 Ashdod port Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 Impianto dimostrativo nel Kibbutz Revadim (Israele) Haifa port Revadim Kibbutz 24

25 Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 Specie vegetali sperimentate: Paspalum v. Phragmites australis Spartium junceum + Paspalum v. Impianto pilota in Pisa Canale dei Navicelli Prima della piantumazione Tamarix gallica + Paspalum v. Nerium oleander l. + Paspalum v. LIVORNO Canale navigabile Pisa-Livorno Lung. 16 km; Largh. 32 m; Prof. 3 m 25

26 Schema di impianto da installare su vasca di colmata esaurita (Domanda di brevetto in Italia n. PI212A13 del ) Serbatoio drenaggi / acqua osmotizzata Impianto RO Bacin ni trattamento Arginelli e canale raccolta percolato Stratigrafia drenaggio Serbatoio salamoia Serbatoio raccolta drenaggi Impianto RO Stoccaggio acqua osmotizzata Piazzole evapor. salamoia Impianto dewatering Planimetria generale (18 ha) Tamponi estrazione acqua dragaggio e canale raccolta 26

27 Caso-studio di Livorno Piazzola evaporazione concentrato Serbatoio drenaggi / acqua trattata Serbatoi concentrato N Trattamento RO percolato Trattamento Acque dewatering Area bacini trattamento Area totale: 3 ha Area effettiva trattamento: 2 ha: Capacità trattamento: 72, m 3 /anno 27

28 Caso-studio di Livorno: numeri principali Area di trattamento: 4 bacini da.5 ha. Area totale impegnata = 3 ha Serbatoio percolato = 56 m 3, incluso il settore di acqua trattata Impianto MF+RO di trattamento percolato: potenzialità=,85 l/s; reiezione 75%; produzione concentrato 67 m 3 /anno Bacino evaporazione solare concentrato (Apr - Sett): 11, m 2 ; potenziale evap. 66 mm/y Accumulo concentrato (Ott Mar): 14 serbatoi flessibili; volume totale 3.5 m 3 Piantumazione: 11, piante arbustive; 44, semi di Paspalum v. Sistema irriguo: combinazione di irrigazione a pioggia a piccolo raggio e irrigazione a goccia Area totale impegnata = 3 ha Potenzialità di trattamento = 72, m 3 /anno Produzione= 96, m 3 /year di tecno-suolo Costo totale del trattamento: /m 3 (Costo di trattamento e riciclo del percolato: 3.52 /m 3 ) 28

29 Categoria d'impatto Unità Vasca di colmata AGRIPORT Ionisingradiation kg U235 eq 3,137,862 Terrestrial acidification Agricultural land occupation Urban land occupation Natural land transformation kg SO2 eq,8,69 m 2 a,948 -,4587 m 2 a 5,2752,1251 m 2,266,45 Water depletion m 3,597 -,692 Caso-studio di Livorno: Valutazione del processo LCA (life cycle assessment) Caratterizzazione impatti ambientali riferiti al trattamento di 1 m 3 di sedimenti Metal depletion kg Fe eq,7173,6141 Fossildepletion kg oil eq 4,4794 4,1664 Marine eutrophication kg N eq,218,1911 Climatechange kg CO2 eq 9, ,946 Ozonedepletion kg CFC-11 eq,, Humantoxicity kg 1,4-DB eq 1,4895 2,58 Photochemical oxidant formation Particulate matter formation Freshwater eutrophication Terrestrial ecotoxicity Freshwater ecotoxicity Marine ecotoxicity kg NMVOC,984,191 kg PM1 eq,34,39 kg P eq,13,13 kg 1,4-DB eq,11,15 kg 1,4-DB eq,338,578 kg 1,4-DB eq,351,586 Normalizzazione impatti ambientali riferiti al trattamento di 1 m 3 di sedimenti Ab eq./anno 1,61 29

30 Altri casi-studio in Toscana Porticciolo di Marciana Marina Canale dei Navicelli Poseidonia oceanica Porticciolo di Marina di Campo 3

31 Porto di Taranto Caso-studio di Taranto Sito di deposito di Punta Rondinella 78,75 m 3 /anno trattabili Area disponibile: ha (42 bacini 5 m x 1 m) Costo totale trattamento: /m 3 31

32 Altri casi-studio in Puglia Porto di Brindisi Porto di Barletta Porto di Bari Porto di Monopoli 32

33 Caso-studio della laguna di Venezia Cassa di colmata in progetto (Molo Sali) Aree di dragaggio L applicazione della tecnologia Agriport è ostacolata dalla Legge Speciale per Venezia che impedisce l esportazione dei sedimenti di dragaggio all esterno del perimetro lagunare Cassa di colmata dell isola delle Tresse 3,42 Mm 3, 3 ha Area stoccaggio sedimenti contaminati Porto Marghera (23 ha) 33

34 Casi-studio in Montenegro 34

35 Casi-studio in Israele Porto di Ashdod Porto di Haifa 35

36 Casi-studio in Spagna Porto di Valencia Porto di Sagunto Porto di Gandìa 36

37 Applicazione del fitotrattamento ai sedimenti Scopo del Progetto AGRIPORT Applicazione della fitorimediazione per la decontaminazione di sedimenti marini e di acque interne derivanti da attività di dragaggio, al fine di trasformarli in una matrice non contaminata (tecno-suolo), riutilizzabile per ripristini ambientali di aree degradate o in campo agronomico. AGRIPORT Agricultural Reuse of Polluted Dredged Sediments No. ECO/8/23965/S

38 OBIETTIVI SPECIFICI (miglioramento delle caratteristiche chimico nutrizionali) della fertilità biochimica) (miglioramento (riduzione degli inquinanti) 38

39 Sedimenti di dragaggio trattati con la tecnologia AGRIPORT: 1. Sedimenti di acque interne Canale Navicelli-Pisa Contenuto di nutrienti C e N non equilibrato Natura argillosa Contaminazione organica ed inorganica 2. Sedimenti marini Porto di Livorno Elevata salinità Natura limo-argillosa Contaminazione prevalentemente organica LIVORNO 39

40 Porto di Livorno (Italia centrale) Sedimenti di dragaggio con contaminazione inferiore al 9% dei limiti per siti ad uso commerciale e industriale (Tab. 1 all. 5 D.Lgs 152/26): vasca di colmata m 3 1. Dragaggio selettivo di sedimenti contaminati nel canale industriale tot 315 m 3 2 anni; 15 m 3 da metalli pesanti (5%), 8 m 3 da idrocarburi (25%), 4 m 3 da metalli pesanti ed idrocarburi (13%) Sedimenti dragati (m 3 ) Uncontaminated Heavy metals Hydrocarbons Heavy metals+hydrocarbon 4

41 SEDIMENTI DRAGATI DAL PORTO DI LIVORNO Livello di contaminazione dei sedimenti D.Lgs 152/6 Colonna A D.Lgs 152/6 Colonna B Sabbia (%) 15.4 Limo (%) 46.6 Argilla (%) 38 Tessitura (classificazione USDA) Limo argilloso Miscelazione del sedimento con un suolo sabbioso (2% v/v) Granulometria Miscela ph ,8 % Sabbia Conducibilità elettrica (dsm -1 ) 3/3. Limo Carbonio organico totale (%) % 56,2 % Argilla Azoto totale(%).8 C/N 15 Classificazione USDA*: Franco sabbioso NH 4+ (mg kg -1 ) 4.1 Fosforo totale (mg kg -1 ) 64 Ni (mg kg -1 ) Pb(mg kg -1 ) Cu (mg kg -1 ) Cr (mg kg -1 ) Cd (mg kg -1 ) Zn(mg kg -1 ) Idrocarburi totali (mg kg -1 ) (C<12+ C>12) (C<12+ C>12) 41

42 Costruzione della vasca (Gennaio-Aprile, 21) Area Donegani (porto di Livorno) 42

43 Schema dei trattamenti- piantumazione (Maggio 21) Piante selezionate: specie erbacea (Paspalum vaginatum) STRATO DI COMPOST INCORPORATO IN SUPERFICIE (DOSE 4 t/h) specie arbustive (Spartium junceum, Tamarix gallica) Paspalum (~144 PIANTE) CONTROLLO (NO PIANTE) Spartium (~12 PIANTE) + Paspalum Tamarix (~12 PIANTE) + Paspalum 43

44 Sito di Pisa: Canale Navicelli Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 Livello di contaminazione dei sedimenti Sabbia (%) 38 Limo (%) 2 Argilla (%) 42 Tessitura (classificazione USDA) Argilloso ph 7.89 Conducibilità elettrica (dsm -1 ) 5. Carbonio organico totale (%) 3.72 Azoto totale (%).27 C/N 18 NH 4+ (mg kg -1 ) 8.8 Fosforo totale (mg kg -1 ) 764 D.Lgs152/6 Colonna A D.Lgs152/6 Colonna B Miscelazione con un suolo sabbioso (2% v/v) Ni (mg kg -1 ) Pb(mg kg -1 ) Cu (mg kg -1 ) Cr (mg kg -1 ) Cd (mg kg -1 ) Zn(mg kg -1 ) Idrocarburi totali (mg kg -1 ) (C<12+ C>12) (C<12+ C>12) Granulometria miscela 27% 15% 58% Sabbia limo argilla Classificazione USDA*: Franco sabbioso Canale navigabile Pisa-Livorno Lunghezza: 16 km Larghezza: 32 m Profondità: 3 m 44

45 Sito di Pisa: Allestimento impianto dimostrativo RIEMPIMENTO DEI CONTENITORI: a) STRATO DRENANTE GHIAIA-SABBIA, b) RETE DI PLASTICA, c) MISCELA SEDIMENTO-TERRENO 5 a) b) c) UNO STRATO DI COMPOST È STATO INCORPORATO IN SUPERFICIE NELLA MISCELA SEDIMENTO-TERRENO (DOSE 4 t/h) 45

46 Trattamenti: Nerium oleander + Paspalum v. Tamarix gallica + Paspalum v. Spartium junceum + Paspalum v. Phragmites australis Paspalum v. Controllo SPECIE VEGETALI SELEZIONATE Paspalum vaginatum Tamarix gallica Spartium junceum Nerium oleander Phragmites australis 46

47 Monitoraggio Il monitoraggio ha previsto il campionamento dei sedimenti con cadenza semestrale; sono di seguito riportati i risultati relativi ai campionamenti iniziale e finale: SITO DI LIVORNO: MAGGIO 21 - MAGGIO 212 SITO DI PISA: OTTOBRE 21, MAGGIO 212 I sedimenti sono stati prelevati a - 2, 2-4 e 4-6 cm di profondità, omogenizzati, setacciati (2mm) e conservati all aria per le analisi chimiche e a 4 C per quelle biologiche June 21, T Le piante(parte epigeae parte radicale) sono state inoltre campionatecon lo scopodi valutare l accumulo dei metalli pesantineilorotessutie lo sviluppo del sistema radicale 47

48 Monitoraggio Carbonio organico totale Azoto totale Fosforo totale Nitrati Numero di microorganismi Biodiversità microbica Attività microbica: attività enzima deidrogenasi Contaminanti inorganici e organici: Metalli pesanti: Zn, Pb, Ni, Cu, Cr, Cd Idrocarburi totali (TPH) 48

49 Risultati sito di Livorno 49

50 SITO DI LIVORNO ADATTAMENTO E CRESCITA DELLE PIANTE ADATTAMENTO DOPO 3 MESI MAGGIO 21 (PIANTUMAZIONE) 5

51 SITO DI LIVORNO ADATTAMENTO E CRESCITA DELLE PIANTE MAGGIO 211 P+S P+T P MAGGIO 212 Spartium junceum Tamarix gallica Paspalum vaginatum Altezza Copertura cm % Maggio Maggio ±3 135±2 1 Crescita in 2 anni di sperimentazione 725% 54% 5% 51

52 TOC % Carbonio organico totale (-2 cm) 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, P C P+S P+T mag-1 mag-12 TOC % 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Carbonio organico totale (2-4 cm) P C P+S P+T TOC % 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Carbonio organico totale (4-6 cm) P C P+S P+T Riduzione del carbonio totale nei trattamenti e in particolare nel controllo La presenza delle piante consente, rispetto al controllo, il mantenimento nel tempo del C-organico nello strato -2 cm P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 52

53 6 5 Fosforo totale (2-4 cm) mg P kg Fosforo totale (-2 cm) mag-1 mag-12 P C P+S P+T mg P kg -1 mg P kg P C P+S P+T Fosforo totale (4-6 cm) Aumento medio del Fosforo totale del 2% negli strati profondi dei trattamenti con piante arbustive 2 1 P C P+S P+T P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 53

54 ,3 Azoto totale (-2 cm) mag-1 mag-12,3 Azoto Totale (2-4 cm),25,25 TN %,2,15 TN %,2,15,1,1,5,5, P C P+S P+T Aumento dell Azoto totale negli strati profondi dei trattamenti con piante arbustive, in particolare nel trattamento P+S (5%) TN %,3,25,2,15,1,5, Azoto totale (4-6 cm) P C P+S P+T P, Paspalum; C, contollo P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix, P C P+S P+T Il processo di mineralizzazione della sostanza organica in superficie gradualmente libera nutrienti P e N, che migrano nel tempo negli strati profondi e sono a disposizione della radice, senza necessità di rifornirli dall esterno 54

55 25 Nitrati (-2 cm) mag-1 mag Nitrati (2-4 cm) 2 2 mgno 3 - kg mgno 3 - kg P C P+S P+T P C P+S P+T Aumento dei nitrati in tutti i trattamenti con le piante 25 2 Nitrati (4-6 cm) Miglioramento delle condizioni chimico-fisiche per i microorganismi e per le piante mgno 3 - kg P C P+S P+T P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 55

56 Attività enzima deidrogenasi (-2 cm) 4, 3,5 mag-1 mag-12 4, 3,5 Attività enzima deidrogenasi (2-4 cm) mgintf kg -1 h -1 3, 2,5 2, 1,5 1, mgintf kg -1 h -1 3, 2,5 2, 1,5 1,,5,5, P C P+S P+T I trattamenti con le piante hanno mostrato rispetto al controllo un aumento medio del 4% dell attività dell enzima deidrogenasi Stimolazione del metabolismo microbico mgintf kg -1 h -1, 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, P C P+S P+T Attività enzima deidrogenasi (4-6 cm) P C P+S P+T P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 56

57 UFC g -1 Microorganismi coltivabili totali (-2 cm) 7,E+7 6,E+7 5,E+7 4,E+7 3,E+7 2,E+7 1,E+7,E+ P C P+S P+T Aumento del numero di microorganismi coltivabili in tutti i trattamenti con piante erbacee in associazione con quelle arbustive sia in superficie (5%) che in profondità (6%) UFC g -1 mag-1 mag-12 1,E+7 8,E+6 6,E+6 4,E+6 2,E+6,E+ UFC g -1 Microorganismi coltivabili totali (2-4 cm) 7,E+7 6,E+7 5,E+7 4,E+7 3,E+7 2,E+7 1,E+7,E+ P C P+S P+T Microorganismi coltivabili totali (4-6 cm) P C P+S P+T P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 57

58 Caratterizzazione T-RFLP delle comunità microbiche T-RFLP: Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism Estrazione del DNA dei microorganismi PCR con un primer 16S rrna forward marcato (fluorescente) Frammenti corrispondenti alle diverse comunità Digestione con enzimi di restrizione Riconoscimento dei frammenti marcati Separazione dei frammenti (elettroforesi capillare) Dipartimento di Biologia, Unità di Protistologia-Zoologia, Università di Pisa 58

59 Natural soil MAGGIO 21 (INIZIO SPERIMENTAZIONE) T.gallica S. junceum Dried Mixture sediments Compost P. vaginatum 4 32 DCA (Detrended Correspondence Analysis) Marrone: suolo/sedimenti secchi Verde: Rizosfere ter_5 ter_1 ter_3 sed_4 sed_5 sed_1 mis_9 mis_3 mis_4 com_3 com_1 com_2 tam_3 tam_1 tam_2 pas_3 pas_1 pas_2 gin_3 gin_1 gin_2 24 Rosso : Tempo Axis Blu: Tempo 2 Celeste: Tempo 3 Distance Rosa: Tempo 4 Viola: Tempo Axis 1 Cluster Analysis (metodo di Ward, 1 bootstraps) L analisi dei Raggruppamenti ha evidenziato, all inizio della sperimentazione, differenti comunità microbiche nelle diverse matrici iniziali (sedimento-suolo-compost) e nei trattamenti La struttura delle comunità microbiche dei sedimenti piantumati si modifica nel tempo raggiungendo alla fine della sperimentazione una composizione simile a quella della rizosfera delle piante. 59

60 2 Idrocarburi totali (-2 cm) mag-1 mag-12 2 Idrocarburi totali (2-4 cm) mg TPH kg mg TPH kg P C P+S P+T P C P+S P+T Riduzione media degli idrocarburi totali del 5% in tutti i trattamenti con le piante considerate tutte le profondità 2 15 Idrocarburi totali (4-6 cm) A -2 cm riduzione media del 6% Tale diminuzione può essere correlata al miglioramento delle proprietà biologiche a livello delle radici delle piante mg TPH kg P C P+S P+T P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 6

61 2, Cd (-2 cm) Tab. A=2 Tab B=15 mag-1 mag-12 1 Cu (-2 cm) Tab. A=12 Tab B=6 1,5 mg kg -1 1,,5 mg kg -1 5, P C P+S P+T P C P+S P+T 2, Cd (2-4 cm) 1 Cu (2-4 cm) 1,5 mg kg -1 1,,5 mg kg -1 5, P C P+S P+T P C P+S P+T 2, Cd (4-6 cm) 1 Cu (4-6 cm) 1,5 mg kg -1 1,,5 mg kg -1 5, P C P+S P+T P C P+S P+T P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 61

62 1 Ni (-2 cm) Tab. A=12 Tab B=5 mag-1 mag-12 4 Zn (-2 cm) Tab. A=15 Tab B=15 mg kg mg kg mg kg P C P+S P+T Ni (2-4 cm) mg kg P C P+S P+T Riduzione Zn (2-4 media cm) del 15% nei trattamenti con le piante P+S riduzione media del 2% P C P+S P+T P C P+S P+T mg kg Ni (4-6 cm) P C P+S P+T mg kg Zn (4-6 cm) P C P+S P+T P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 62

63 mg kg -1 mg kg -1 mg kg Pb (-2 cm) P C 14P+S P+T 12 Pb (2-4 cm) meq kg -1 Tab. A=1 Tab B= mag-1 mag-1 mag-12 mg kg Cr (-2 cm) 8 metalli pesanti negli 6 strati -2 e 2-4 cm 4 P C P+S P+T Riduzione media Cr (2-4 dei cm) Tab. A=15 Tab B= P C P+S P+T P C P+S P+T Pb (4-6 cm) P C P+S P+T 4 2 mag-12 mg kg -1 P C P+S P+T P C 2 P+S P+T P C P+S P+T mg kg del 2% Cr (4-6 cm) P C P+S P+T P, Paspalum; C, controllo; P+S, Paspalum+Spartium; P+T, Paspalum+Tamarix 63

64 SVILUPPO DELLE PIANTE Paspalum vaginatum Profondità radici: 2 cm 64

65 SVILUPPO DELLE PIANTE Spartium junceum Profondità radici: 5-6 cm Lo Spartium junceum (L.) ha un sistema radicale a fittone con poche radici di diametro tra 1 e 2 mm e una profondità di 5-8 cm (dati di letteratura). 65

66 SVILUPPO DELLE PIANTE Tamarix gallica Profondità delle radici: 4-5 cm La Tamarix gallica ha un sistema radicale che arriva ad una profondità di 6-1 cm (dati di letteratura). 66

67 1,,8,6,4,2, Fattore di accumulo: concentrazione piante/concentrazione sedimento Fattore di accumulo parte epigea Cd Cu Ni Zn Pb 1,,9,8,7,6,5,4,3,2,1, Fattore di accumulo radice Cd Cu Ni Zn Pb Variazioni in funzione dello stadio fenologico delle piante Paspalum Spartium Tamarix Spartium Tamarix Fattore di traslocazione: concentrazione parte aerea/concentrazione radici 1,2 1,8,6,4,2 Fattore di traslocazione Spartium Tamarix Cu Cd Ni Zn Pb 67

68 1% Metalli totali BILANCIO DI MASSA DEI METALLI A DUE ANNI DALLA PIANTUMAZIONE 9% 8% 7% 6% 5% Controllo Paspalum Spartium + Paspalum Tamarix + Paspalum Percolato 1,88 2,16 6,53 3,35 Ghiaia 2,5 2,58 2,53 2,37 Pianta,15,16,15 Rizosfera 4,6 12,44 9,77 Sedimento 95,62 91,5 78,35 84,36 1% 9% 8% 7% Zn 6% 5% Controllo Paspalum Spartium + Paspalum Tamarix + Paspalum Percolato 1,89,57 6,59 3,4 Ghiaia 1,64 1,73 1,7 1,54 Pianta,14,14,14 Rizosfera 4,1 12,49 9,6 Sedimento 96,47 93,46 79,8 85,86 68

69 Impianto dimostrativo di Livorno: speciazione metalli (Cu e Zn) Zn (14 mg/kg ss ) Cu (84 mg/kg ss ) 1% 1% 6% 7% 28% Ossidabile Scambiabile Riducibile 39% Ossidabile 23% 77% PROCEDURA DI ESTRAZIONE SEQUENZIALE BCR: Scambiabile: quota immediatamente disponibile (estrazione con acqua e acido acetico) Riducibile: quota legata alle sostanze riducibili (estrazione con cloridrato di idrossilammonio NH 2 OH HCl a ph=2) Ossidabile: quota legata alle sostanze ossidabili (estrazione con perossido di idrogeno a ph=2) Residuo: quota legata al reticolo cristallino (non estraibile) 69

70 Impianto dimostrativo di Livorno: Monitoraggio dei metalli nel percolato E.C. ds/m ph Cd mg/l Cu mg/l Ni mg/l Zn mg/l Pb mg/l Cr mg/l Giugno 21 P <,6.33 C <,6.15 P+S <,6.13 P+T <,6.6 Dicembre 21 P <,6.5 C <,6.4 P+S <,6.9 P+T <,6.6 Giugno 211 P <,6.6 C <,6.5 P+S <,6.4 P+T <,6 Novembre 211 P C P+S P+T Limiti allo scarico D.Lgsl 152/26 Scarico in acque superficiali Scarico sul suolo

71 Risultati sito di Pisa 71

72 SITO DI PISA ADATTAMENTO E CRESCITA DELLE PIANTE Ottobre 21 (piantumazione) Phragmites australis Paspalum vaginatum Nerium oleander Spartium junceum Tamarix gallica 72

73 SITO DI PISA Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 ADATTAMENTO E CRESCITA DELLE PIANTE Phragmites australis Spartium junceum Nerium oleander Tamarix gallica Paspalum vaginatum 73

74 Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 SITO DI PISA ADATTAMENTO E CRESCITA DELLE PIANTE Phragmites australis Spartium junceum Tamarix gallica Nerium oleander Paspalum vaginatum 74

75 Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 SITO DI PISA ADATTAMENTO E CRESCITA DELLE PIANTE Oleander Phragmites Spartium Tamarix Paspalum lunghezza (cm) Parte epigea Radici Ottobre 21 25±1 2±2 2±2 25±1 - Maggio ±2 11±9 134±13 145±1 - Crescita (%) Ottobre 21 3±2 2±2 2±1 2±1 5±1 4±3 Spartium65±5 junceum55±1 25±1 2 5 Maggio 212 Phragmites 55±2 australis Crescita (%) Nerium oleander Tamarix gallica Paspalum vaginatum 75

76 Carbonio Organico totale TOC% 3,5 3, 2,5 2, 1,5 Riduzione del carbonio totale nei trattamenti e in particolare nel controllo TOC% 1,,5, O Ph S T C P 3,5 La 2-4 presenza cm delle piante 2,5 consente, rispetto al controllo, il mantenimento nel tempo del 1,5 C-organico nello strato -2,5 cm -,5 O Ph S T C P ott-1 mag-12 mgp Kg- 1 mgp Kg Fosforo Totale -2 cm O Ph S T C P 2-4 Riduzione cm del fosforo totale negli strati -2 e 2-4 cm O Ph S T C P TOC% 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 4-6 cm O Ph S T C P mgp Kg cm O Ph S T C P O= Oleander +Paspalum; Ph= Phragmites; S= Spartium+Paspalum; T= Tamarix+Paspalum; C=Control; P= Paspalum 76

77 TN% TN% TN% Azoto totale,3,25,2,15,1,5,,3,2,1,,3,25,2,15,1,5, -2 cm 2-4 cm ott-1 mag-12 mgno 3 Kg- 1 Nitrati O Ph S Aumento T C medio P dell Azoto totale O Ph S T C P i trattamenti 15-2 cm del 25% negli strati profondi 2-4 cm di tutti O Ph S T C P 4-6 cm O Ph S T C P mgno 3 Kg- 1 1 Aumento dei nitrati in tutti i 5 trattamenti con le piante mgno 3 Kg O Ph S T C P 4-6 cm O Ph S T C P O= Oleander +Paspalum; Ph= Phragmites; S= Spartium+Paspalum; T= Tamarix+Paspalum; C=Control; P= Paspalum 77

78 25 C/N (-2 cm) ott-1 mag C/N (2-4 cm) 2 2 TOC% 15 1 TOC% O Ph S T C P O Ph S T C P C/N (4-6 cm) 25 2 Riduzione media del 35% del rapporto C/N TOC% Valore medio finale intorno a 1, tipico di un suolo naturale in equilibrio O Ph S T C P O= Oleander +Paspalum; Ph= Phragmites; S= Spartium+Paspalum; T= Tamarix+Paspalum; C=Control; P= Paspalum 78

79 Carica Microbica Totale UFC g- 1 CFU g- 1 CFU g- 1 5,E+7 4,E+7 3,E+7 2,E+7 1,E+7,E+ 5,E+7 4,E+7 3,E+7 2,E+7 1,E+7,E+ 5,E+7 4,E+7 3,E+7 2,E+7 1,E+7,E+ -2 cm ott-1 mag-12 O Ph S T C P Aumento significativo nel tempo (>del cm 5%) del numero dei 6 microorganismi coltivabili 5 O Ph S T C P 4-6 cm O Ph S T C P mgintf Kg- 1 h- 1 mgintf Kg- 1 h- 1 mgintf Kg- 1 h cm Attività enzima deidrogenasi Al tempo iniziale l attività deidrogenasi è sovrastimata per l applicazione del compost O Ph S T C P 2-4 Al tempo cm finale i trattamenti con le piante hanno mostrato rispetto al controllo un aumento medio del 4% dell attività dell enzima deidrogenasi O Ph S T C P 2-4 cm O Ph S T C P O= Oleander +Paspalum; Ph= Phragmites; S= Spartium+Paspalum; T= Tamarix+Paspalum; C=Control; P= Paspalum 79

80 mgtph Kg- 1 Idrocarburi Totali cm ott-1 mag O Ph S T C P mgtph Kg cm O Ph S T C P Riduzione media superiore al 5% mgtph Kg cm O Ph S T C P O= Oleander +Paspalum; Ph= Phragmites; S= Spartium+Paspalum; T= Tamarix+Paspalum; C=Control; P= Paspalum 8

81 mg Kg Tab. A=2 ott-1 Tab B=15 Tab. A=12 mag-12 Tab B=6 Cd (-2 cm) Riduzione media del Cd del 15% mg Kg Cu (-2 cm) Trattamenti O e T negli strati O Ph S T C P superficiali 2 Cd riduzione (2-4 cm) del Cd >2% 15 Valori 1 di Cd al tempo finale inferiori a quelli 5 indicati nella colonna B (D. Lgs. 152/6) O Ph S T C P mg Kg Cd (4-6 cm) mg Kg- 1 O Ph S T C P 8 Cu (2-4 cm) O Ph S T C P 8 6 Cu (4-6 cm) mg Kg mg Kg O Ph S T C P O Ph S T C P O= Oleander +Paspalum; Ph= Phragmites; S= Spartium+Paspalum; T= Tamarix+Paspalum; C=Control; P= Paspalum 81

82 8 6 Tab. A=12 Tab B=5 Ni (-2 cm) ott-1 mag Tab. A=15 Tab B=15 Zn (-2 cm) Limite A (152/6) mg Kg mg Kg mg Kg- 1 O Ph S T C P 8 Ni (2-4 cm) O Ph S T C P Ni (4-6 cm) mg Kg O Ph S T C P Riduzione media del 25% considerando tutte le profondità 4 Zn (2-4 cm) O Ph S T C P Zn (4-6 cm) mg Kg mg Kg O Ph S T C P O Ph S T C P O= Oleander +Paspalum; Ph= Phragmites; S= Spartium+Paspalum; T= Tamarix+Paspalum; C=Control; P= Paspalum 82

83 1 Tab. A=1 Tab B=1 Pb (-2 cm) 1 Cr (-2 cm) Tab. A=15 Tab B=8 8 8 mg Kg- 1 mg Kg O Ph S T 16 C P Pb (2-4 cm) meq kg mg Kg- 1 mg Kg O Ph S T C P Cr (2-4 cm) 2 2 O Ph S T C P O Ph S T C P O Ph S T C P O Ph S T C P O Ph S T C P (-2) (2-4) 4-6 Pb (4-6 cm) ott-1 mag-12 Riduzione media dei 6 metalli pesanti 4 del 2% 1 8 Cr (4-6 cm) mg Kg mg Kg O Ph S T C P O Ph S T C P O= Oleander +Paspalum; Ph= Phragmites; S= Spartium+Paspalum; T= Tamarix+Paspalum; C=Control; P= Paspalum 83

84 Parameters Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 Adattamento all ecosistema terrestre Units of measure Values detected in treated sediments Acceptability ranges for agronomic soils ph 8,2-8,56 7,3-8,1 sub-alkaline; < 8,2 alkaline Electrical conductivity (ds/m) 1,54 3,625 < 2 viable for all cultivations 2-4 risk for sensitive cultivations 4-8 risk for all cultivations 8-16 not tolerated by any cultivations Total organic C (g/kg) 13-2 For a sandy loam soil: < 7 low; 7-9 normal; 9-12 good; >12 very good Total N (%),8 -,19,15 -,4 mean value Total P (g/kg),18 -,77,2-5 mean value Total K (g/kg) 5,5-6,5,8-4 Total Na (g/kg) 9,5-25,8 25 C/N 9,8-16 < 8 low; 8-12 medium; > 12 high Soluble P ppm P 2 O > 7 required content Bulk density (g/cm 3 ),9 -,92 1-1,4 structured soil; 1,2-2 non-struct. soil C.E.C. (meq/1g) <1 low; 1-2 medium; > 2 high Texture Sandy-loam β-glucosidase act. (µg PNP/gh) degraded soils;14-7 natural soils Phosfatase activity (µg PNP/gh) cultivated soils Urease activity (µg H 4+ /gh) natural soils 84

85 Adattamento all ecosistema terrestre: fertilità Parametri Unità di misura sedimenti trattati (Tecnosuolo) Intervalli di accettabilità per suoli agronomici ph 8, - 8,5 7,3-8,1 sub-alcalino; > 8,2 alcalino Conducibilità elettrica (ds/m) <2 < 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) 1-2 Per suoli limo-sabbiosi: < 7 basso; 7-9 normale; 9-12 buono; >12 ottimo N totale (%),8 -,25,15 -,4 valore medio C/N valore medio P totale (g/kg),4 -,77,2-5 valore medio Attività (µgintf/gh) 1,5-3,5 1-4 suoli naturali (indice attività metabolica) deidrogenasi Suolo di controllo Sedimenti trattati Sedimenti non trattati 85

86 Corso di formazione Progetti di Gestione di invasi artificiali - Roma Ott. 212 Il miglioramento delle proprietà chimiconutrizionali (bilanciamento dei nutrienti) dei sedimenti trattati è indicativo dell attivazione del ciclo dei nutrienti e quindi del recupero della fertilità agronomica. La stimolazione dei parametri biologici, in particolare nei trattamenti con l associazione di specie erbacee e arbustive, contribuisce a generare un ecosistema suolo funzionale La diminuzione nel tempo dei metalli pesanti (2%) e degli idrocarburi totali (5-6%) indica l efficienza del sistema di fitorimediazione mediante tecnologia AGRIPORT. 86

87 Conclusioni Gli obiettivi di riduzione di idrocarburi totali e metalli pesanti sono stati sostanzialmente raggiunti La scelta delle piante determina risultati diversi per diversi contaminanti Il trattamento consente di ridurre la salinità ed ottenere la fertilità in due anni La minimizzazionedell irrigazione(deficit irrigation) è efficaceper garantirelo sviluppo vegetale e la riduzione della contaminazione Per la riduzionedellasalinitàè opportunoun incrementodell irrigazionecon trattamento e ricircolo del percolato Pur col completo trattamento e ricircolo del percolato il costo del trattamento risulta sostenibile e competitivo La profondità operativa richiede la disponibilità di grandi aree L installazionesuvascadicolmataesauritaè un opportunitàdirealizzazionecon l obiettivo secondario della riqualificazione ambientale dell area 87