CLEANSED LIFE 12 ENVIT000652 Tecnologia innovativa per il

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Tecnologia innovativa per il recupero di sedimenti fluviali contaminati (CLEANSED) C. MACCI*, G. MASCIANDARO*, S. DONI*, C. GARCIA**, M. T. HERNANDEZ**, C. P. ROCCHIO***, M. LOSA*** *CNR, Institute of Ecosystem Study, Via Moruzzi 1, 56124 Pisa; Italy **CSIC, Centro de Edafologia y Biologia Aplicada del Segura, E-30100 Espinardo (Murcia), Spain ***University of Pisa, Department of Civil and Industrial Engineering (DICI), Pisa, Italy

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Schema Il progetto Il problema La strategia 1° caso • 2° caso • • Conclusioni Schema sperimentale Risultati Conclusioni

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Il Progetto Innovative integrated methodology for the use of decontaminated river sediments in plant nursing and road building (CLEANSED LIFE 12 ENV/IT/000652) Obiettivo: Il progetto CLEANSED vuole dimostrare, valutare e divulgare, un approccio innovativo e integrato per la gestione intelligente di sedimenti fluviali contaminati

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Partnership National Research Council- Institute of Ecosystem Studies -Pisa(CNR-ISE) COORDINATORE Department of Civil Engineering, University of Pisa Navicelli S. p. a. Pisa Istitute of Biometeorology of the National Research Council, Firenze, Italy Department of Plant, Soil and Environmental Sciences, University of Firenze, Italy Spanish National Research Council–Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura-Murcia (CEBAS-CSICS)

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Il Problema ØOgni anno in Europa 100 -200 milioni m 3 di sedimenti contaminati sono dragati e necessitano di essere smaltiti in modi specifici e costosi ØOgni anno 5. 2 milioni m 3 di suolo vengono utilizzati per l’attività vivaistica. ØProblemi simili sono affrontati anche per la costruzione di strade, la cui domanda per sabbia, ghiaia e inerti è annualmente di circa 30 milioni m 3.

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 La Strategia Sedimenti trattati con tecnologia AGRIPORT Sedimenti dragati freschi Trattamento Landfarming Costruzione strada Tecnologia di biorisanamento in cui i sedimenti contaminati vengono distribuiti sulla superficie del suolo o in celle di biotrattamento, mescolati con sostanze nutritive e periodicamente irrigati e areati. Post. Trattamento Landfarming Vivaistica

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Il Canale di Navicelli (Pisa), canale navigabile che collega Pisa a Livorno e sfocia nel mare Lunghezza: 17 km Larghezza: 30 m Profondità: 3 m LIVORNO

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Dragaggio Il dragaggio del Canale di Navicelli è necessario permettere la navigabilità Circa 20 000 m 3/anno

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 I Sedimenti v Alta presenza di particelle fini v Contenuto di nutrienti non bilanciato v Materiale sterile (Attività biologica molto bassa) v Lieve contaminazione da metalli pesanti e contaminazione più significativa da contaminanti organici

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 1° caso Sedimenti dragati freschi Trattamento Landfarming Costruzione strada Riduzione in: -H 2 O -Sostanza organica -Contaminanti organici La sostanza organica e i contaminanti organici sono degradati dai microrganismi e usati come fonte di carbonio per la crescita e per l’energia

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 1°caso: schema sperimentale Circa 800 m 3 di sedimenti sono stati dragati e stoccati in una vasca appropriata situata nell’area della Navicelli Spa -disidratazione (4 settimane) -campionamenti in 8 punti per coprire l’intera superficie

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 1°caso: schema sperimentale Il trattamento di landfarming è consistito nella periodica areazione del sedimento (una-due volte alla settimana) mediante rivoltamento e mescolamento meccanico -5 mesi di landfarming -Prelievo dei sedimenti: 2. 5 mesi (T 1) and 5 mesi (T 2)

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 1° caso: Risultati C Organico 3. 00 T 0 2. 50 T 2 2. 00 % T 0= Inizio landfarming T 1= 2. 5 mesi di landfarming T 2= 5 mesi di landfarming T 1 1. 50 Variabilità nei parametri chimici tra gli 8 campioni analizzati 1. 00 0. 50 0. 00 1 2 3 4 5 6 7 8 Con l’eccezione dei punti 4 e 8, buon livello di C, N e P, contenuto più alto del 1. 5%, 0. 15% and 0. 6%, rispettivamente N Organico 0. 30 T 1 0. 25 T 2 C/N=8 -13 buono per l’attività microbica, responsabile della degradazione dei substrati organici % 0. 20 0. 15 0. 10 0. 05 0. 00 1 Piccola diminuzione del carbonio organico: sotto 2% (eccetto 1), valore ottimale per l’utilizzo nella costruzione di strade 2 3 4 5 6 7 8

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 1° caso: Risultati 4 Deidrogenasi T 1 3 T 2 3 2 Variabilità nei parametri biochimici tra gli 8 campioni analizzati 2 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 b-glucosidasi 8 Notevole aumento durante il processo di landfarming Degradazione della sostanza organica e dei contaminanti organici T 0 160 T 1 140 T 2 120 mmol/g h mg. INTF/kg h Indicatore dell’attività microbica complessiva del substrato T 0 100 80 60 40 20 T 0= Inizio landfarming T 1= 2. 5 mesi di landfarming T 2= 5 mesi di landfarming 0 1 2 3 4 5 6 7 8

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 1° caso: Risultati Idrocarburi policiclici aromatici T 0 4. 00 3. 50 T 0= Inizio landfarming T 1= 2. 5 mesi di landfarming T 2= 5 mesi di landfarming 3. 00 2. 50 2. 00 Contenuto in acqua alla fine del processo di landfarming : 40% 1. 50 1. 00 0. 50 0. 00 1 2 3 4 5 6 7 8 Diminuzione in tutti i punti di campionamento T 2= sotto 0. 5 mg kg-1 (limite di quantificazione) in tutti i punti di campionamento Ancora troppo alto per l’utilizzo dei sedimenti nella costruzione delle strade: valore ottimale 15 -20% Aggiunta del 15% di calce

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 1° caso: Conclusioni Landfarming per: Ø Riduzione di acqua Non abbastanza Ø Riduzione della sostanza organica Ø Riduzione dei contaminanti organici Matrice idonea per la costruzione delle strade Strada di 100 m

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 2° caso Sedimenti trattati con tecnologia AGRIPORT -omogeneizzare il substrato -aumentare l’attività microbica e, come conseguenza, -ulteriore riduzione della contaminazione organica Post. Trattamento Landfarming Vivaistica

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Il precedente progetto Europeo: Agriport Agricultural Reuse of Polluted Dredged Sediments No. ECO/08/239065/S 12. 532262 • Utilizzo delle fitodepurazione* come tecnologia di bonifica sostenibile per trasformare i sedimenti di dragaggio salmastri e marini leggermente inquinati in un substrato agronomico, che può essere utilizzato come un "tecno-suolo” *tecnologie basate sull’utilizzo delle piante per degradare/rimuovere le sostanze inquinanti

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Agriport schema sperimentale drenaggio ghiaia-sabbia rete di plastica suolo-sedimenti 30% Compost di alta qualità mescolato con i sedimenti in superficie (4 kg m-2) TREATMENTS: 12 Contenitori di circa 1 m 3 : 1. Nerium oleander l. + Paspalum v. 2. Tamarix gallica + Paspalum v. 3. Spartium junceum + Paspalum v. 4. Phragmites australis 5. Paspalum v. 6. Control Spartium Junceum Paspalum vaginatum Tamarix Gallica Nerium oleander Phragmites australis Elevato adattamento allo stress idrico e elevata sopravvivenza in presenza di contaminazione

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 Agriport-Risultati Decontaminazione ØLa diminuzione dei metalli pesanti (20%) e degli idrocarburi totali (50 -60%) ha indicato l'efficienza della tecnologia di fitodepurazione AGRIPORT Recupero agronomico ØIl miglioramento delle proprietà chimiconutrizionali (bilancio dei nutrienti) dei sedimenti trattati indica l'attivazione del ciclo dei nutrienti e quindi il recupero della fertilità agronomica. Phragmites ha raggiunto il 60% della copertura vegetale Piantumazione Due anni Recupero Ecologico-funzionale ØLa stimolazione dei parametri biologici contribuisce a creare un "ecosistema suolo" funzionale. Paspalum ha raggiunto il 100% della copertura vegetale in tutti i trattamenti

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 2° caso: Schema sperimentale Landfarming: -omogeneizzare il substrato -aumentare l’attività microbica -ulteriore riduzione della contaminazione organica -Rimozione delle piante -Periodico rivoltamento dei sedimenti all’interno di ogni contenitore (12) -3 mesi di landfarming -Prelievo dei sedimenti: 1. 5 mesi (T 1) e 3 mesi (T 2)

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 2° caso: Risultati C Organico 4. 00 T 1 T 0= Inizio landfarming T 1= 1. 5 mesi di landfarming T 2= 3 mesi di landfarming T 2 3. 50 3. 00 Ulteriore piccola ma significativa diminuzione dei contaminanti organici 2. 00 1. 50 1. 00 0. 50 0. 00 PV C TP SP P TPH OP 1000 T 0 900 T 2 800 700 PV= Paspalum C=Control; TP= Tamarix+Paspalum; SP= Spartium+Paspalum P= Phragmites; OP= Oleander +Paspalum mgkg-1 % 2. 50 600 500 400 300 200 17% 23% 14% 23% 100 0 PV C TP SP P OP

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 2° caso: Risultati Deidrogenasi 3. 00 T 1 T 2 T 0= Inizio landfarming T 1= 1. 5 mesi di landfarming T 2= 3 mesi di landfarming mg. INTF kg-1 h-1 2. 50 2. 00 Indicatore dell’attività microbica complessiva del substrato 1. 50 1. 00 0. 50 0. 00 PV C TP SP P OP Aumento nel tempo. Andamento simile per le altre attività enzimatiche correlate ai cicli del C e N: b-glucosidasi e fosfatasi PV= Paspalum C=Control; TP= Tamarix+Paspalum; SP= Spartium+Paspalum P= Phragmites; OP= Oleander +Paspalum Bassa attività nel controllo e nell’Oleandro La più bassa riduzione della contaminazione organica

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 2° caso: Conclusioni Landfarming per: Ø Omogenizzare il substrato Ø Aumentare l’attività biologica Ø Ulteriore riduzione della contaminazione organica Matrice idonea per il riutilizzo in vivaistica Trattamenti: Dovuto al basso contenuto in nutrienti e alla bassa capacità di ritenzione idrica: miscelazione con un suolo agronomico 50: 50 – 33: 66 – 0: 100 1 Piante: 3 specie ornamentali: Viburnum tinus L. (1) Eleagnus macrophylla L. (2), Photinia x fraseri var. Red Robin (3) 2 3

CLEANSED: LIFE 12 ENV/IT/000652 La Strategia: Conclusioni PC 2: Nutrienti Analisi delle Componenti Principali (PCA) Sedimenti fitorimediati Sedimenti freschi PC 1: Attività enzimatiche Landfarming: tecnologia rapida ed economica per la trasformazione di sedimenti contaminati in una matrice idonea per il riutilizzo ambientale

r e p e Grazi e n o i z n e t t l’a