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Tesi etd-01302008-102501


Thesis type
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Author
MANZI, DAVIDE
email address
davide.manzi@yahoo.it
URN
etd-01302008-102501
Title
Applicazioni di tecniche naturali per la decontaminazione di sedimenti marini di dragaggio
Struttura
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
SCIENZE BIOLOGICHE
Commissione
Relatore Prof. Masciandaro, Grazia
Relatore Doni, Serena
Parole chiave
  • attività biochimiche
  • idrocarburi
  • metalli pesanti
  • sedimenti
  • bioremediation
Data inizio appello
25/02/2008;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
L’obiettivo principale del lavoro di tesi riguarda la bonifica di sedimenti marini di dragaggio provenienti dal porto di Livorno (Toscana-Italia) mediante l’impiego di tecniche biologiche di disinquinamento (bioremediation). Nel corso dei 12 mesi di sperimentazione è stata verificata l’efficacia di tre trattamenti di bioremediation: a) piante, b) lombrichi (Eisenia foetida) e c) associazione piante e lombrichi, campionando e analizzando sia le piante che i sedimenti con cadenza trimestrale.<br>La caratterizzazione iniziale dei sedimenti ha evidenziato alcune problematiche di tipo fisico-strutturale, chimico fisico e biologico: 1) una struttura fisica compatta, poco porosa e asfittica per la presenza di materiale fine limo-argilloso; 2) la presenza di metalli pesanti, idrocarburi ed elevata salinità; 3) la carenza di sostanza organica.<br>Studi precedenti, con test di laboratorio in vaso (microcosmo), hanno evidenziato la necessità di miscelare il sedimento con del materiale strutturante poroso (terreno di scarto edilizio) in rapporto 5:1 in peso secco e di applicare uno strato superficiale di compost, così da migliorare le caratteristiche bio-fisiche della miscela sedimento terra di scarto e rendere l’ambiente adatto alla vita di piante e lombrichi. Durante gli studi preliminari è stata inoltre valutata l’adattabilità di specie vegetali a questo suolo artificiale (tecnosuolo). Come piante test sono state usate specie vegetali notoriamente resistenti alla salinità e agli ambienti asfittici argillosi: il Paspalum vaginatum e la Tamarix gallica. Per quanto concerne l’utilizzo dei lombrichi, la specie Eisenia foetida ha mostrato un buon adattamento. Il ruolo dei lombrichi nel processo di bioremediation è quello di favorire: a) l’aerazione del mezzo con i canali lasciati dai lombrichi, b) lo sviluppo delle biomasse microbiche con la deposizione di casting (escrementi) e enzimi e c) l’apporto di nutrienti (N, P) biodisponibili (mineralizzazione); tale condizionamento fisico-chimico e biologico permette alla pianta di crescere e sviluppare il suo apparato radicale. In queste condizioni si ha un duplice effetto: la fitoestrazione dei metalli pesanti da parte delle piante e la degradazione degli inquinati organici da parte dei microrganismi. <br>Sulla base dei risultati ottenuti negli esperimenti di laboratorio, è stata predisposta una prova su scala pilota (mesocosmi) su colonne di 80 litri di volume preparate con le stesse proporzioni dei materiali usati nei test di laboratorio.<br>Per aumentare la solubilità dei metalli pesanti legati alla frazione colloidale del sedimento, e quindi facilitare così una maggiore assimilazione da parte delle piante, a due mesi dalla fine della sperimentazione, sono state somministrate, ai trattamenti con le sole piante, sostanze umiche dalle note proprietà chelanti. Le sostanze umiche sono state applicate a giorni alterni per un mese alla concentrazione di 1000ppm/d (circa 0.4 mg/d) mediante un piccolo nebulizzatore.<br>Dal confronto con i valori di concentrazione limite imposti dal D.lg. 152/2006 per la bonifica dei siti inquinati da destinare ad uso commerciale ed industriale (uso B), emerge come tutti i valori ottenuti (Ni, Pb, Cu, Cr, Cd, Zn) siano al di sotto dei limiti prestabiliti. Inoltre le concentrazioni di Pb, Zn, Cu, Ni, Cr assumono nel tempo per tutti i trattamenti valori inferiori a quelli stabiliti dallo stesso DM per la destinazione a verde pubblico, privato e residenziale (uso A). L’andamento dei parametri biochimici dimostra inoltre l’instaurarsi di caratteristiche favorevoli allo sviluppo della biomassa microbica. Infatti, i valori dell’enzima deidrogenasi, che è indicativo dell’attività microbica globale, sono risultati notevolmente aumentati, soprattutto nel trattamento che ha previsto l’utilizzo dei lombrichi. Anche la concentrazione degli idrocarburi totali, misurata all’inizio e alla fine della sperimentazione, è risultata diminuita a seguito dei trattamenti biologici.<br>La fitorimediazione assistita può quindi rappresentare un’ipotesi operativa sostenibile nel caso di riutilizzo dei sedimenti come materiali di riempimento di cave abbandonate, in opere di riforestazione e ripristino ambientale e non è escluso anche l’impiego come substrato artificiale di crescita nel vivaismo, in sostituzione delle torbe naturali.<br>
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