ETD

• bioremediation
• orticoltura
• sedimenti di dragaggio

Il presente studio si inserisce all’interno del Progetto Europeo Life Hortised, LIFE 14 ENT/IT/113, condotto dall’Istituto per lo Studio degli Ecosistemi del CNR di Pisa, dove ho svolto la mia tesi sperimentale, e ha l’ambizioso scopo di dimostrare non solo la possibilità ma anche la convenienza economica e ambientale del riutilizzo dei sedimenti marini di dragaggio nel campo dell’ orticoltura.
Il Progetto sopracitato affronta problematiche ambientali di grande attualità: la gestione dei sedimenti di dragaggio, determinata dalla necessaria attività ingegneristica di escavazione a cui i nostri porti (e non solo) sono sottoposti annualmente, e la possibilità dell’utilizzo, in campo agronomico, di un substrato colturale differente, economicamente vantaggioso e maggiormente ecosostenibile rispetto a quello usuale basato sulla torba, i cui giacimenti stanno sempre più diminuendo. Dunque, questo studio pilota ha il merito di creare una soluzione alternativa allo stoccaggio e allo smaltimento in discarica dei sedimenti di dragaggio, cambiando drasticamente il concetto di questi ultimi e trasformandoli in potenziali risorse, con rilevante valore intrinseco.
Infatti, i sedimenti in questione, dopo un’accurata decontaminazione, verranno utilizzati come substrato di crescita per specie vegetali commestibili, in particolare per alcune varietà di fragola (ad esempio la specie Fragaria x Ananassa Duch.) e per il melagrano (Punica granatum L.), su scala reale, in Italia e in Spagna. Il loro potenziale riutilizzo sarà dimostrato confrontando la qualità dei frutti cresciuti sui sedimenti suddetti rispetto a quelli cresciuti sui substrati tradizionali, a base di torba.
Tali sedimenti, provenienti dal porto di Livorno e con una contaminazione prevalentemente organica, erano già stati sottoposti a un processo di phytoremediation, tecnologia naturale che prevede l’utilizzo delle piante per la rimozione dei contaminanti. Quest’azione, effettuata in una struttura a vasca opportunamente allestita nei pressi del porto stesso, aveva determinato un sostanziale decremento della contaminazione e un netto miglioramento delle caratteristiche chimico-nutrizionali e biochimiche-funzionali del sedimento, obiettivo del Progetto Agriport No. ECO/08/239065/S12.532262.
Dopo tale trattamento, con lo scopo di omogeneizzare il sedimento, migliorare le caratteristiche chimico-biologiche e abbattere ulteriormente la contaminazione (obiettivi del Progetto Hortised), i sedimenti sono stati sottoposti ad un processo di landfarming, altra tecnica di bioremediation, che si avvale dell’ausilio di un periodico rivoltamento del substrato contaminato per favorire l’areazione e l’attività biologica dei microrganismi e, di conseguenza, la degradazione dei contaminanti organici. La movimentazione è avvenuta, mediante un piccolo escavatore, una volta a settimana per una durata complessiva di tre mesi. Compito della sperimentazione, alla quale ho preso parte in veste di tesista, è stata, dunque, la caratterizzazione periodica dei sedimenti sottoposti al processo di landfarming.
Tali analisi si articolano su diversi fronti d’indagine:l’aspetto fisico è stato valutato attraverso parametri quali la tessitura e la densità apparente;l’analisi chimica si basa sulla misurazione, oltre che del pH e della conducibilità elettrica, anche della concentrazione dei nutrienti totali e assimilabili, della capacità di scambio cationico e della presenza di sostanze umiche. Tali analisi dovrebbero indicare un risanamento agronomico-ambientale in atto. La qualità biologica del sedimento, invece, è stata indagata con analisi sull’attività idrolitica di alcuni enzimi come la β-glucosidasi, la fosfatasi e la proteasi, e di un'ossidoreduttasi come la deidrogenasi. E' stata anche valutata la biodiversità microbica e la sua variazione durante il processo di remediation e anche la tossicità del sedimento mediante il test ecotossicologico Biotox. Infine, è stato monitorato il livello di contaminazione mediante la determinazione della concentrazioni dei metalli (totali e assimilabili) e, avvalendosi del contributo di laboratori esterni, di idrocarburi C < 12, C > 12, idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e policlorobifenili (PCB).
Mentre le analisi fisiche sono state effettuate solo all’inizio e alla fine della sperimentazione, quelle chimiche e biochimiche sono state svolte per ogni campionamento, con una periodicità mensile, per valutare il trend dei parametri predetti, che solitamente variano in maniera più repentina rispetto a quelli fisici.
Dopo una caratterizzazione iniziale (Dicembre 2015), effettuata subito dopo la rimozione delle piante e il primo rivoltamento, si sono susseguiti altri 3 campionamenti, con una cadenza mensile (Gennaio, Febbraio e Marzo 2016). Durante ognuno di questi, sono stati prelevati 3 campioni compositi, costituiti da altri 10 sub-campioni, in modo da ottenere un risultato rappresentativo. Le analisi di laboratorio sono state svolte in triplo su ogni campione.
A seguito di tale processo di bioremediation, i sedimenti hanno riportato un miglioramento sotto molteplici punti di vista: il substrato a fine sperimentazione risulta più omogeneo, la maggioranza dei parametri fisico-chimici sono comparabili con quelli di un substrato di coltura, l’attività microbica in generale e quella di particolari enzimi è migliorata ed è avvenuta una degradazione dei contaminanti organici.

Tali sedimenti sono attualmente utilizzati in una sperimentazione pilota, presso due aziende vivaistiche in Italia (Pistoia) e Spagna (Murcia): I sedimenti sono stati impiegati nella preparazione dei substrati di crescita a diverse concentrazioni: 100% sedimento, 50% sedimento / 50% substrato commerciale, 100% substrato commerciale a base di torba.
Per quanto riguarda il melograno, non sono state attualmente rilevate differenze evidenti nello sviluppo delle piante con i tre diversi substrati di crescita .
Invece, per quanto riguarda la fragola è stato riportato uno sviluppo leggermente maggiore delle piante sui substrati 100% commerciale e 100% sedimento rispetto al substrato 50/50.