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Impiego combinato di ammendanti e fitoestrazione per la riduzione del rischio ambientale in un sito contaminato da metalli pesanti

Informazioni tesi

  Autore: Francesca Scolari
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2000-01
  Università: Università degli Studi di Milano
  Facoltà: Agraria
  Corso: Scienze e Tecnologie Agrarie
  Relatore: Patrizia Zaccheo
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 173

Il lavoro di ricerca si è indirizzato verso un progetto di phytoremediation: tecnica di recupero dei suoli contaminati che prevede l’impiego di piante superiori per estrarre dal suolo i metalli (fitoestrazione) o per stabilizzarli nei tessuti radicali (fitostabilizzazione), sfruttando la capacità di alcune specie di tollerare alte concentrazioni di metalli nel substrato di crescita.
Il suolo utilizzato per gli esperimenti proviene da un sito agricolo del Milanese, fortemente contaminato da metalli, in particolare Cd e Zn, in conseguenza dell’impiego di acque irrigue inquinate.
Nella fase preliminare dello studio sono stati condotti alcuni biosaggi, al fine di determinare lo stato di compromissione biologica del suolo e di individuare la specie più idonea per la fitoestrazione. In particolare, sono state effettuate prove d’accrescimento di: Lactuca sativa L., Brassica napus L., B. juncea. L., B. carinata L., B. rapa L., Sinapis alba L., Raphanus sativus L., Helianthus annuus L., Cannabis sativa L., Zea mays L.. I risultati ottenuti hanno rivelato un forte stato di compromissione del suolo; infatti, solo il mais si è dimostrato in grado di tollerarne la tossicità, seppur con limitazioni nella crescita. In questa situazione, pertanto, per poter procedere al fitorisanamento, è indispensabile ridurre la fitotossicità attribuibile all’elevato livello di metalli pesanti nella soluzione circolante del suolo. Allo scopo sono stati saggiati alcuni composti, noti per la loro azione d’immobilizzazione dei metalli: fosforite, zeolite, ossidi di ferro e carbonato di calcio, questi ultimi normalmente utilizzati in agricoltura. I materiali sono stati miscelati al suolo in due diversi dosaggi (25 g e 50 g ammendante kg-1 suolo), con diversi tempi d’incubazione preliminare alla crescita delle piante (14 giorni, 28 giorni). La prova è stata condotta con lattuga - specie sensibile di controllo - e mais, per un totale di 44 vasi contenenti 250 g di suolo. Tutti i trattamenti, eccetto il carbonato, indipendentemente dai tempi d’incubazione, hanno mostrato di indurre una maggiore crescita delle piante sia di mais sia di lattuga, con un effetto superiore della zeolite; l’incubazione nel suolo ha consentito un migliore sviluppo delle piante di mais, poiché ha permesso agli ammendanti introdotti di esplicare la propria azione detossificante prima della semina.
Per valutare la reale potenzialità delle piante di mais di detossificare il suolo, si è effettuato un secondo esperimento, con un maggior volume di suolo. Sono stati approntati 4 vasi (5 kg di suolo) per trattamento, saggiando la dose di 25 g d’ammendante kg-1 di suolo, incubato per 14 giorni. I trattamenti sono stati comparati con il suolo senza aggiunta e con un suolo di buona qualità. Per un totale di 20 vasi. Nel corso della prova sono stati seguiti i sintomi di tossicità evidente. Al termine della prova (95 giorni) si è determinata la biomassa epigea e radicale, e la concentrazione di Cd e Zn nella parte epigea. Il suolo è stato analizzato dopo l’incubazione, rilevando le variazioni del pH, i cambiamenti nel contenuto totale e nelle diverse forme chimiche di Cd e Zn (frazionamento sequenziale) e l’influenza dei trattamenti sulla respirazione dei suoli. Al termine della prova si sono ripetute le stesse analisi sul suolo rizosferico, adiacente alle radici e pertanto direttamente influenzato dal loro metabolismo.
Anche in questo esperimento il trattamento con la zeolite ha fornito i migliori risultati, incrementando la produzione di sostanza secca del 55% la parte ipogea e del 90% la parte epigea delle piante, rispetto al suolo non trattato. La maggior produzione è accompagnata da una minor concentrazione di Cd e Zn nei tessuti. Infatti, nella parte epigea delle piante cresciute su suolo trattato con zeolite si ha un decremento della concentrazione dei metalli dell’ordine del 23% per il Cd e del 41% per lo Zn. Le asportazioni complessive di Cd da parte delle piante sono superiori al controllo in tutti i trattamenti (19% con fosforite, 14% con ossidi di ferro e 50% con zeolite). Le piante cresciute sul terreno trattato con zeolite compensano quindi la minor concentrazione in metalli nella biomassa con una maggior produzione. Per lo zinco ciò non si verifica; infatti, le asportazioni complessive sono inferiori al controllo del 15% con fosforite, del 42% con zeolite e rimangono invariate con gli ossidi di ferro.
L’estrazione sequenziale dei metalli nel suolo ha rivelato che tutti i trattamenti inducono il passaggio dei metalli da forme labili a forme più stabili. Nella quota labile, suscettibile cioè di essere mobilizzata in tempi brevi, la concentrazione di Cd decresce in tutti i suoli trattati (26% nel trattamento con fosforite, 20% con ossidi di ferro e 18% con zeolite), accompagnata da un aumento della quota non labile.

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1 1. INQUINAMENTO DEL SUOLO L’inquinamento del suolo viene considerato un’alterazione degli equilibri chimici e biologici che hanno luogo in esso; questo può provocare perdita di fertilità, predisposizione ad una accelerata erosione, ingresso di sostanze estranee nella catena alimentare e alterazione di altri comparti ambientali. L’alterazione ad opera dell’uomo delle concentrazioni normalmente presenti nel terreno, ne fanno un inquinante, poiché elevate concentrazioni di metalli si rivelano tossiche per le piante e per gli animali. Il problema della valutazione dello stato di inquinamento di un suolo è molto dibattuto, in quanto non esistono in pratica metodi di laboratorio chimici o biologici atti a misurare lo “scadimento” di produttività. Metodi che utilizzano saggi biologici per la valutazione della qualità del suolo sono ancora in studio (ZACCHEO et al., 2000). Se vengono presi in considerazione singoli inquinanti, il loro contenuto nel terreno fornisce una misura dello stato di contaminazione; in base a questo si potrà successivamente prendere in considerazione uno o più parametri connessi ai processi chimici e biologici presumibilmente influenzati dall’agente inquinante. L’inquinamento dei suoli può essere diretto e indiretto. L’inquinamento diretto nelle zone urbane e industriali si verifica in conseguenza dello smaltimento di reflui scarsamente depurati, o non depurati affatto, e al deposito di materiali di scarto contenenti prodotti chimici. Un'altra possibile causa di alterazione dei suoli si ha quando le discariche di rifiuti solidi non sono state predisposte secondo i dettami della legge. Una conseguenza importante dell’inquinamento dei suoli consiste nel potenziale pericolo di contaminazione delle acque profonde in conseguenza del percolamento di sostanze presenti nei rifiuti o formatesi nel loro stoccaggio. L’inquinamento diretto del suolo può anche essere dovuto all’impiego di prodotti chimici o “agrochemical”: con questa denominazione si intendono i fertilizzanti inorganici ed i fitofarmaci. Inoltre altre fonti di inquinamento diretto derivano dall’uso di reflui zootecnici, di fanghi di depurazione e di compost.

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Parole chiave

metalli pesanti
rischio ambientale
zeolite
bonifica del suolo
contaminazione del suolo
phytoremediation
fitoestrazione
fitostabilizzazione
ammendanti

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