La Direttiva Nitrati: l'incidenza sulla gestione agronomica del digestato. Paolo Mantovi, Giuseppe Bonazzi Centro Ricerche Produzioni Animali - CRPA

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1 La Direttiva Nitrati: l'incidenza sulla gestione agronomica del digestato Paolo Mantovi, Giuseppe Bonazzi Centro Ricerche Produzioni Animali - CRPA

2 Di cosa stiamo parlando Produzioni animali Agro-industria DIGESTIONE ANAEROBICA (DA) Settore energia Digestato IN TE DIRETTIVA NITRATI Produz. vegetali (food, non food) RF A CC IA B I OGA S / PRODU ZIO EG V I N E L TA I

3 Cosa succede nell'interfaccia La produzione di biogas genera un residuo (il digestato); La digestione anaerobica non riduce il contenuto di nutrienti (N, P) dei materiali utilizzati nel processo; Il digestato ha buone proprietà fertilizzanti ma il suo utilizzo agronomico presenta costi significativi (trasporto, MTD per spandimento); Il digestato compete con altri fertilizzanti (di sintesi, effluenti zootecnici, fanghi di depurazione, compost, ecc.); Quando si fa uso di colture energetiche nella produzione di biogas i nutrienti non escono dal sistema ma vengono riciclati sui terreni; È concreto il rischio che l'uso del digestato si concentri nelle aree ove sorgono gli impianti di biogas, che generalmente coincidono con le aree ad elevata densità zootecnica...

4 Ciclo dell'azoto in agricoltura Atmospheric N Nitrous Oxide (N2O) 2 GHG balance & Climate Change Ammonia (NH 3) Biological N fixation Fertilizer N manufacture Animal feed N Particulate Matter & Human Health Ammoniumnitrate in rain(nh 4 NO3 ) Indirect N 2 O emissions Crop farming Harvested products Livestock farming Leached Nitrate (NO 3-) Drinking water poisoning Nitrate in groundwater Terrestrial Eutrophication Soileco Acidification N& atural systems Aquatic Eutrophication Nitrate in Surface waters

5 I nitrati NO3Cosa sono: forma minerale dell elemento azoto, solubile in acqua. Dove sono: si formano nel terreno e si solubilizzano in acqua, NON si trovano negli effluenti zootecnici ma si possono formare a partire dall azoto contenuto in questi. A cosa servono: alla nutrizione azotata vegetale (sviluppo verde).

6 Inquinamento delle acque da nitrati Interessa: acque superficiali eutrofizzazione (fioriture algali, morie di pesci e altri organismi) acque sotterranee tossicità per utilizzo idropotabile Nitrati Nitriti Tossicità - acuta (metaemoglobinemia) - cronica (nitrosammine) Sulla base del rischio di insorgenza della metaemoglobinemia infantile fissato limite per potabilità a 50 mg/l di nitrati (Dir. 98/83/CEE)

7 La direttiva nitrati 91/676/EEC Richiede: 1) designazione delle Zone Vulnerabili all inquinamento da nitrati di origine agricola; 2) definizione di Programmi d Azione da applicare nelle Zone Vulnerabili; 3) monitoraggio dello stato di qualità delle acque e dell applicazione dei Programmi d Azione.

8 Zone Vulnerabili ai nitrati (ZVN) ZVN Percentuale del territorio di pianura Piemonte 54% Lombardia 56% Emilia-Romagna 57% Veneto 60% Friuli Venezia Giulia 53% da km2 (anno 2003) a km2 (anno 2008)* * Regioni: Lombardia, Emilia-Romagna, Veneto, Piemonte e Friuli Venezia Giulia Fonte Ministero dell Ambiente, elaborazione dati delle Regioni

9 La direttiva nitrati 91/676/EEC Fissa a 170 kg/ha per anno il limite massimo di apporto al campo dell azoto da effluenti zootecnici nelle zone vulnerabili. L utilizzo dei concimi minerali non è soggetto alle stesse limitazioni ma deve essere effettuato nel rispetto del Codice di Buona Pratica Agricola (bilancio dell azoto). Nell allegato III della Direttiva si prevede la possibilità di richiedere deroghe rispetto al limite dei 170 kg N/ha anno (qualora lo stato di applicazione della Direttiva sia rispettato e se si verificano certe condizioni agro-ambientali).

10 La direttiva nitrati 91/676/EEC All'art. 2 definisce come effluente di allevamento: le deiezioni del bestiame o una miscela di lettiera e di deiezioni di bestiame, anche sotto forma di prodotto trasformato. Stante questa definizione gli effluenti zootecnici, quand'anche sottoposti al trattamento di digestione anaerobica, ai fini della Direttiva restano effluenti zootecnici.

11 Recepimento direttiva nitrati Livello nazionale D.Lgs n. 152 del 11 maggio Disposizioni sulla tutela delle acque dall'inquinamento Livello nazionale Decreto ministeriale 7 aprile 2006 su Criteri e norme tecniche generali per la disciplina regionale dell utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento Livello regionale Programmi d azione per le zone vulnerabili ai nitrati di origine agricola (in RER delibera Assemblea Legislativa n. 96/2007)

12 Decreto ministeriale 7 aprile 2006 L ambito di applicazione riguarda l intero ciclo di utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento Produzione effluenti Raccolta Trattamento Stoccaggio Spandimento Trasporto

13 Decreto ministeriale 7 aprile 2006 Chiarito un principio importantissimo: quando destinati a uso agronomico, gli effluenti di allevamento NON sono RIFIUTI e quindi non assoggettati al DLgs 152/06 (Parte IV) e s.m.i., nè al Reg. CE 1774/02 (art. 3, comma 1 e art. 1, comma 4) e s.m.i.

14 Decreto ministeriale 7 aprile 2006 La disciplina dell'utilizzo agronomico degli effluenti di allevamento e dei fertilizzanti commerciali (Dlgs 75/2010) viene specificata nell'allegato V su Comunicazione e Piano di Utilizzazione Agronomica (PUA). La procedura PUA deve contemplare: - il fabbisogno prevedibile di N delle colture - l'apporto alle colture di N dal suolo e dalle fertilizzazioni

15 Equazione di bilancio Y*b = Nm + Na + Nr + Ns + Fo*Ko + Fc Y: resa per ettaro della coltura (prodotto raccolto) b: percentuale di azoto nel prodotto raccolto Nm:azoto dalla mineralizzazione della sostanza organica del suolo Na: azoto da deposizioni atmosferiche Nr: azoto da coltura in precessione Ns: azoto da fertilizzazioni organiche precedenti Fo: azoto distribuito con fertilizzante organico (quì DIGESTATO) Ko: coefficiente di efficienza delle fertilizzazioni organiche (quì DIGESTATO) Fc: azoto distribuito con concimi minerali

16 Il digestato. Cos'è Il digestato è il residuo del processo di digestione anaerobica. Può derivare dalla digestione di: effluenti zootecnici; biomasse vegetali (di scarto o dedicate); sottoprodotti di origine animale (SOA); frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU); fanghi di depurazione.

17 Il digestato. Caratteristiche É un buon materiale fertilizzante, ad effetto concimante più o meno pronto a seconda della sua origine. Parametri chimici Unità di misura Digestato da liquami suini Digestato da liquami bovini + biomasse vegetali Digestato da biomasse vegetali ph - 8,3 7,8 7,9 Solidi Totali (ST) % t.q. 3,0 4,3 6,8 Solidi Volatili (SV) % ST Azoto Totale (NTK) g/kg t.q. 3,9 3,8 4,0 Azoto Ammoniacale % NTK Fosforo Totale g/kg t.q. 0,8 0,5 0,5

18 Il digestato. Trasformazioni dell'n

19 Il digestato. Forme dell'azoto SUINO BOVINO BOVINO + SILOMAIS Rif. Mantovi P., Soldano M., Fabbri C., Piccinini S. (2009). La separazione del digestato aumenta il potere fertilizzante. L Informatore Agrario, 43:

20 Il digestato. Pro e contro distribuzione di materiale stabilizzato e igienizzato; apporto di sostanza organica; apporto di NPK (sostituzione dei concimi di sintesi); riduzione delle emissioni di gas serra; emissioni ammoniacali.

21 Stabilizzazione = meno odori Misure sulle concentrazioni di odore Tesi 1: Liquame bovino da stabulazione libera, senza paglia, NON digerito Tesi 2: Liquame bovino da stabulazione libera, senza paglia, digerito Rif. Immovilli A., Valli L., Fabbri C., (2008). La digestione anaerobica riduce gli odori dei liquami. L Informatore Agrario, 43:

22 Apporti di sostanza organica Contenuto di sostanza organica nei terreni Organic Carbon content in topsoil in Italy (from JRC)

23 Prove di fertilizzazione con digestato Es. produzioni ettariali di triticale (pianta intera) Digestato distribuito in copertura 6 9,7 Digestato distribuito in presemina 8 11,1 10,8 Concimazione chimica in copertura t s.s./ha 10 Az. Mengoli - Castenaso (BO) Test non fertilizzato 12 12,7

24 Prove di fertilizzazione con digestato Rese di orzo (kg/ha) ottenute in Svezia (Odlare et al.)

25 Il digestato. Pro e contro Possibili problematiche legate all uso agronomico del digestato: emissioni di ammoniaca in atmosfera (qualora non venga distribuito con le Migliori Tecniche Disponibili); perdite di nitrati nelle acque (qualora si ecceda negli apporti e si applichi in periodi non opportuni).

26 Emissioni ammoniacali Misure sulle emissioni di ammoniaca Tesi 1: Liquame bovino da stabulazione libera, senza paglia, NON digerito Tesi 2: Liquame bovino da stabulazione libera, senza paglia, digerito Rif. Immovilli A., Valli L., Fabbri C., (2008). La digestione anaerobica riduce gli odori dei liquami. L Informatore Agrario, 43:

27 Migliori Tecniche Disponibili esempi

28 Disciplina uso agronomico Digestione anaerobica di effluenti zootecnici, da soli o in miscela con biomasse di origine agricola: DIGESTATO = EFFLUENTE ZOOTECNICO Nota alla tab allegato 1 del DM 7 aprile 2006: il processo di digestione anaerobica, anche con l'aggiunta di colture energetiche e prodotti residuali delle produzioni vegetali, si configura come trattamento atto ad incrementare il valore fertilizzante. Sostanze vegetali di origine agroindustriale avviate a DA escono dalla normativa rifiuti se conferite come sottoprodotti.

29 Dosaggi digestato principi fondamentali Il DM 7 aprile 2006 non precisa come vada considerata ai fini fertilizzanti la quota di azoto derivante dai materiali diversi dagli effluenti zootecnici. Per il solo AZOTO da EFFLUENTI ZOOTECNICI <= 170 kg/ha in Zone Vulnerabili <= 340 kg/ha in Zone NON Vulnerabili Quantità complessiva di AZOTO EFFICIENTE apportato (organico e minerale) non deve superare il FABBISOGNO DELLA COLTURA Nuovo Allegato IX al DM 7 Aprile 2006 dovrebbe colmare lacuna ma intanto ci sono disposizioni regionali (in RER delibera G.R. del 26 luglio 2010)

30 Delibera Giunta Regionale del 26 luglio 2010 (1198/2010) Oggetto: misure di semplificazione relative al procedimento per la costruzione e l'esercizio degli impianti di generazione elettrica alimentati a biogas prodotto da biomasse provenienti da attività agricola Allegato I su utilizzazione agronomica del digestato Specifica come calcolare il peso, il volume e il contenuto di azoto del digestato e come determinare l'efficienza d'uso dell'azoto

31 Delibera Giunta Regionale del 26 luglio 2010 (1198/2010) Peso (P) e volume (V) del digestato: P digestato = P biomasse V biogas x densità biogas V assimilabile a P (1 t 1 m3) Azoto (N) del digestato N al campo digestato = N zootecnico + N altre biomasse x 0,8 Le efficienze d'uso dell'n di digestati da liquami bovini e altre biomasse sono assimilate a quelle dei liquami bovini (DM 7 apr '06). Le efficienze d'uso dei digestati da liquami suini e delle frazioni chiarificate dei digestati sono assimilate a quelle dei liquami suini. Le efficienze delle frazioni palabili di digestati sono assimilate a quelle dei letami.

32 Dosaggi digestato principi fondamentali USO AGRONOMICO del DIGESTATO MISTO (da effluenti zootecnici e altro): Zone VULNERABILI 1. N efficiente totale apportato non > fabbisogno della coltura 2. N da effluenti zootecnici <= 170 kg/ha 3. N totale da digestato da calcolare sulla base di un PUA, garantendo un coefficiente aziendale di media efficienza

33 Dosaggi digestato principi fondamentali Quantità (t/a) AZOTO AZOTO (%) (kg/m3) (kg/a) Liquame suino Insilato mais TOTALE ,20 Zona Vulnerabile, per cui: N zoot. <= 170 kg/ha Digestato distribuibile: 170/2,65 <= 64 m3/ha N totale max distribuito da digestato: 205 kg/ha N animale 2,65 kg/m3 N vegetale 0,55 kg/m3

34 Dosaggi digestato principi fondamentali USO AGRONOMICO del DIGESTATO MISTO (da effluenti zootecnici e altro): Zone NON VULNERABILI 1. N totale da digestato <= 340 kg/ha

35 Dosaggi digestato principi fondamentali USO AGRONOMICO del DIGESTATO VEGETALE : Zone VULNERABILI 1. N efficiente totale non > fabbisogno della coltura 2. garantire efficienza media dell azoto da digestato, a livello aziendale Zone NON VULNERABILI 1. N totale da digestato <= 340 kg/ha

36 Conclusioni Il digestato di impianti agrozootecnici è un buon materiale fertilizzante che può essere utilizzato sui terreni agricoli nel rispetto della normativa sugli effluenti zootecnici e specifiche norme regionali; In questo modo gli impatti ambientali dell'uso fertilizzante del digestato (leggi dispersione di nitrati) vengono ridotti, così come richiesto da Direttiva Nitrati; Le normative sull'utilizzo agronomico del digestato sono in evoluzione; a breve sarà disponibile la norma nazionale di riferimento (Allegato IX a DM 7 apr 2006).