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La fitodepurazione per il trattamento degli effluenti zootecnici

La gestione aziendale degli effluenti animali è un problema di primaria importanza negli allevamenti a causa delle norme che tutelano i corpi idrici (Direttiva Nitrati) le quali prevedono la designazione di Zone Vulnerabili da Nitrati di origine agricola (ZVN) e stabiliscono, anche al di fuori di tali zone, i limiti massimi di azoto apportabile in campo. Questa relazione si propone di valutare l'applicabilità di tecniche di fitodepurazione al trattamento degli effluenti zootecnici al fine di ridurre i volumi di refluo e il carico inquinante degli stessi onde evitare contaminazioni dei corpi idrici superficiali e sotterranei. La fitodepurazione è un processo naturale e spontaneo di depurazione delle acque basato sull'interazione suolo-pianta-microorganismi; i sistemi artificiali (constructed wetlands) cercano di riprodurre questi processi in vasche opportunamente progettate per ricreare le condizioni delle zone umide naturali. La fitodepurazione è già applicata come trattamento secondario di piccoli scarichi domestici e urbani. Per applicarla al settore zootecnico è necessario avere deiezioni fluide e ridurre il carico azotato e i solidi sospesi a monte del trattamento per evitare intasamenti all'impianto. Sono inoltre necessarie superfici molto più vaste, considerando i volumi da trattare e la concentrazione di azoto elevata. Sono stati analizzati i dati di una sperimentazione condotta su un impianto a scala reale realizzato in un'azienda suinicola da ingrasso, sita in ZVN. Esso è concepito come finissaggio a valle di un trattamento di separazione della frazione liquida da quella solida e di un processo di nitrificazione-denitrificazione per l'abbattimento dell'azoto ammoniacale. Il sistema è composto di tre vasche a flusso sottosuperficiale verticale in parallelo che convogliano il refluo in una vasca a flusso sottosuperficiale orizzontale. La sperimentazione ha previsto tre fasi in cui sono state variate determinate condizioni di lavoro dell'impianto e ne è stata valutata l'incidenza sull'efficienza depurativa. Apparentemente la rimozione dell'azoto totale è buona (~60% sull'effluente pretrattato), ma i quantitativi rimossi sono molto bassi (~83 kg anno-1) e di scarso significato se riferiti alle notevoli concentrazioni azotate dei liquami suini. I risultati migliori sono stati ottenuti dalle vasche a flusso sottosuperficiale verticale. Non è stata evidenziata una significativa riduzione dei volumi di effluente, in contrasto con altre prove sperimentali. Per valutare l'applicabilità della tecnica sono stati tenuti in considerazione anche i costi di realizzazione e gestione dell'impianto, il reperimento e lo smaltimento dei substrati e la gestione della biomassa vegetale. Ne è emerso un alto costo di investimento iniziale, semplicità di gestione, basso impatto ambientale, difficoltà nel reperimento dei substrati e produzione di biomassa insufficiente per un reimpiego energetico. Poiché non erano disponibili sufficienti informazioni, non si è potuto considerare il problema del possibile intasamento delle vasche. La fitodepurazione risulta quindi adatta come intervento di finissaggio di effluenti zootecnici pretrattati, in un sistema integrato di trattamento dei reflui. A livello teorico la sua applicazione è conveniente per il basso impatto ambientale e la semplicità di gestione. A livello pratico però ci sono ancora molti limiti legati all'efficienza depurativa e il materiale su cui lavorare non è così approfondito da consentire di trarre conclusioni più precise.

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1    1. Introduzione Gli effluenti derivanti dalle attività zootecniche sono caratterizzati da elevate concentrazioni di elementi nutritivi (azoto, fosforo), di solidi sospesi, sostanze organiche e metalli pesanti che possono generare fenomeni d’inquinamento tra cui l’eutrofizzazione e l’inquinamento dei corpi idrici. La Direttiva Europea 91/676/CEE (detta anche “Direttiva Nitrati”), è stata emanata dall’Unione europea al fine di proteggere le acque dall’inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole. La Direttiva ha imposto in particolare la designazione delle cosiddette “Zone Vulnerabili da Nitrati di origine agricola” (ZVN), dove la qualità delle acque risulta compromessa o a forte rischio di essere compromessa, e dove vigono dei vincoli alla produzione, stoccaggio e all’utilizzazione agronomica degli effluenti. Tra i vincoli imposti, il più rilevante per le aziende che ricadono in Zone Vulnerabili da Nitrati, è il limite massimo annuo di azoto di origine zootecnica apportabile in campo, pari a 170 kg ha -1 . A causa dei vincoli imposti dalla normativa, la ricerca e la sperimentazione hanno cercato di individuare possibili vie di abbattimento dell’azoto, tra cui si ricorda la separazione solido-liquido dei liquami, la diminuzione degli apporti azotati nell’alimentazione degli animali, il trattamento nitro-denitro e lo strippaggio. La tecnica di cui si sta recentemente valutando l’applicabilità al settore zootecnico, è la fitodepurazione: in queste vasche vegetate, attraverso processi chimici e fisici, è possibile abbattere il carico inquinante e il contenuto di nutrienti oltre a ridurre i volumi di effluente. Siccome questa tecnica richiede che la componente fluida dell’effluente venga separata da quella solida, ciò permette di ottenere da un lato un materiale palabile riutilizzabile in azienda come fertilizzante di maggior valore o da destinare alla produzione di compost, dall’altro una frazione liquida che può essere destinata alla fitodepurazione per poi essere smaltita su suolo o corpo idrico superficiale, oppure riutilizzata in azienda ai sensi della normativa vigente (statale e/o regionale). Dal 2011 il comitato nitrati di Bruxelles ha approvato la richiesta dell’Italia di deroga al limite dei 170 kg ha -1 di azoto previsto dalla Direttiva Nitrati: tale limite è stato portato a 250 kg ha -1 . L’adesione alla deroga è volontaria, annuale e riferita alla singola azienda. La normativa ammette in deroga, per i suini, la sola frazione liquida derivante da un processo di separazione solido-liquido. La diffusione di questo trattamento potrebbe favorire la realizzazione di sistemi di fitodepurazione, che lavorano proprio sulla frazione liquida dell’effluente.

Laurea liv.I

Facoltà: Agraria

Autore: Alberto Griglione Contatta »

Composta da 20 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 1392 click dal 12/03/2014.

Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.