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Il presente lavoro di tesi é stato svolto nell’ambito di un progetto di collaborazione tra CNR-ISE Pisa e Comune di S.Giuliano Terme (Pisa) per la realizzazione di un intervento di bonifica di un’area contaminata da idrocarburi e metalli pesanti mediante un sistema di bioremediation combinato piante-lombrichi (Eisenia foetida) e sostanza organica (letame animale).

Il sito da decontaminare (l’area “Ex-Ecosider”), situato in località Madonna dell’Acqua nel comune di San Giuliano Terme, era un terreno precedentemente utilizzato come discarica di materiale lapideo, elettrico, ferroso e plastico, con contaminazione del suolo anche da parte di oli combustibili e solventi.

Il lavoro di tesi ha previsto la realizzazione di una sperimentazione preliminare, della durata di 6 mesi, realizzata in mesocosmi (vasi) dislocati in situ, al fine di studiare separatamente l’influenza, singola e combinata, dei diversi fattori responsabili del processo di disinquinamento. In tali mesocosmi è stato posto come terreno un campione rappresentativo del substrato da disinquinare, proveniente dall’area da bonificare; terreno che, insieme al letame impiegato, è stato sottoposto in via preliminare a caratterizzazione chimica, fisica e biologica.
Nei vasi il terreno è stato sottoposto a tre trattamenti:
a) terreno tal quale (T)
b) terreno + letame (M)
c) terreno + letame + lombrichi (ML)
Per ogni trattamento sono state utilizzate tre specie vegetali: due a portamento arboreo: Populus nigra, var.italica (Pioppo cipressino), Paulownia tomentosa (Paulonia), e una a portamento arbustivo: Cytisus scoparius (Ginestra dei carbonai).
Le piante sono state selezionate per la loro rapida crescita, per la loro idoneità a svilupparsi nel substrato disponibile e per l’adattabilità alle condizioni climatiche locali.

Durante il corso della sperimentazione, ad intervalli regolari di tempo, si è proceduto alla:
a) valutazione del livello di inquinamento mediante la determinazione di idrocarburi totali e metalli pesanti (dopo 6 mesi);
b) determinazione di parametri chimici, fisico-chimici e biochimici, utili per lo studio dei processi metabolici coinvolti nelle fasi di decontaminazione (ogni 3 mesi).

Tutte le specie vegetali utilizzate si sono dimostrate capaci di crescere adeguatamente su tale substrato inquinato e di attivare i cicli biogeochimici dei principali elementi (C,N,P), migliorando le condizioni del sistema suolo.
Tale attivazione è stata particolarmente evidente nei trattamenti che hanno previsto l’utilizzo del letame (trattamenti M) e soprattutto in quelli dove sono stati impiegati letame e lombrichi (trattamenti ML); questo fatto è riscontrabile in particolare per la paulownia: specie vegetale in cui é stata massima l’influenza positiva dei due trattamenti. Tra le specie vegetali, quella che ha dimostrato il peggiore adattamento al substrato ed alle condizioni di sperimentazione, è stato il pioppo, come dimostrano i parametri relativi alle condizioni del suolo. Il comportamento differente di questa specie, caratterizzata da un’elevata richiesta idrica, potrebbe essere dovuto ad una maggior sofferenza in seguito alla scarsità di acqua che si è verificata durante il periodo estivo; scarsità cui la pianta non ha potuto far fronte attraverso lo sviluppo radicale verso gli strati profondi, dal momento che si trovava piantumata in mesocosmi.
Tra le specie vegetali impiegate, pioppo e paulonia si sono dimostrate le più efficienti nell’abbattimento dei metalli pesanti (Pb,Cr,Cd,Zn,Cu,Ni); metalli che all’inizio della sperimentazione, ad eccezione del Cr, superavano il limite per uso civile (uso A) stabilito dal D.Lgs. 4/2008. Tali contaminanti inorganici al termine della sperimentazione sono risultati tutti ridotti, anche molto significativamente. Anche l’impiego di letame e lombrichi si é dimostrato particolarmente efficace nello stimolare la fitoestrazione, nel caso di tutte e tre le specie vegetali, consentendo in molti casi (Ni,Cu e Cd) di scendere al di sotto dei limiti di legge uso A.
Gli idrocarburi totali hanno presentato una netta tendenza alla diminuzione in tutte e tre le specie vegetali, ma in maniera molto più marcata nei trattamenti che hanno previsto l’impiego di letame e lombrichi, organismi particolarmente efficaci nel determinare direttamente e indirettamente una riduzione del livello di idrocarburi, sia creando le condizioni ottimali per l’attività dei microrganismi del suolo e per la degradazione di questi contaminanti, sia mediante l’azione degli enzimi presenti nel loro tratto intestinale. La loro attività ha favorito la riduzione degli idrocarburi al di sotto del limite di legge per uso industriale (uso B) stabilito dal D.Lgs. 4/2008.
La riduzione di inquinamento e la ripresa della capacità agronomico-funzionale del suolo è stata confermata anche dall’aumento dell’indice di germinazione in tutte le prove considerate, ad ulteriore conferma dell’efficacia dell’intervento di bioremediation da noi adottato su mesoscala.

Pertanto il sistema combinato piante-microrganismi-lombrichi, secondo la sperimentazione messa in atto su scala pilota in mesocosmi, ha dimostrato la propria efficacia nell’abbattimento degli inquinanti organici ed inorganici e nel miglioramento delle proprietà biochimico-funzionali del suolo. Questo sistema risulta quindi applicabile su scala reale per la biorimediazione di vaste superfici di terreno e quindi anche del sito inquinato di nostro interesse.