RISCHIO IGIENICO-SANITARIO ASSOCIATO ALL’IMPIEGO DEL DIGERITO IN AGRICOLTURA Si. BONETTA*, E. FERRETTI*, Sa. BONETTA*, F. PAROLA**, F. SCAPERROTTA**, G. FEZIA°, G. ZICARI*, E. CARRARO* * Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e della Vita, Università del Piemonte Orientale” ** Coldiretti Piemonte ° Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e Valle d’Aosta Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

PROGETTO FERTIBIO Seconda parte 1) Valutazione dei rischi igienico-sanitari Valutazione della contaminazione microbiologica Valutazione della contaminazione chimica da metalli pesanti 2) stima della capacità fertilizzante - Test di fitotossicità (germinazione e accrescimento) Presenza di semi infestanti Società Cooperativa “La Speranza” Candiolo TO Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

IMPIEGO IN AGRICOLTURA “BIOWASTE” Fanghi depurazione Reflui zootecnici Rifiuti agricoltura, industria municipali TRATTAMENTI compostaggio digestione anaerobica stoccaggio, ecc. Concime organico IMPIEGO IN AGRICOLTURA RISCHI PER LA SALUTE MICROBIOLOGICO CHIMICO ANIMALI nitrati PIANTE metalli pesanti composti organici UOMO - esposizione professionale - esposizione popolazione 3

CONTAMINAZIONE DI FRUTTA E VERDURA SUPERFICIALE INTERNALIZZAZIONE COLONIZZAZIONE ENDOFITICA (moltiplicazione) Accertata per E.coli O157:H7 e Salmonella in terreni concimati con letame bovino Verdura lattuga, semi germogliati Frutta da lesioni arance, mele INUTILITA’ DEL LAVAGGIO E DEL TRATTAMENTO CON SANITIZZANTI Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

Penetrazione di Salmonella in una foglia di lattuga attraverso uno stoma SEM image, bar 10 μm Kroupitski et al., 2009 Appl. Environ. Microbiol, vol 75(19) Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011 5

INCREMENTO DELLE EPIDEMIE/CASI DI MTA ASSOCIATE AL CONSUMO DI FRUTTA E VERDURA CRUDA Epidemia dovuta al consumo di spinaci biologici crudi 192 casi confermati di enterite 30 casi con Sindrome emolitico uremica SEU 2 morti Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

DEIEZIONI BOVINE RISCHIO CHIMICO Metalli pesanti (Fe, Zn, Cu, ecc.) Escherichia coli O157:H7 3-5 x 104 CFU/g Serbatoio principale Prevalenza 13,2% DEIEZIONI BOVINE Salmonella spp. 5-20 x104 CFU/g Prevalenza 7,7% Listeria monocytogenes 3 x 102 CFU/g Prevalenza 29,8% Cryptosporidium parvum 105-107 oocisti/g Prevalenza 5,4% Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

IMPIANTI DI DIGESTIONE ANAEROBIA Fattori limitanti/favorenti Temperatura pH competizione tra microorganismi aggregazione di m.o. a particelle solide Punti critici Mantenimento della temperatura isoterma Miscelazione Ricontaminazione del digerito Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

ABBATTIMENTO DEI PATOGENI NEGLI IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS STOCCAGGIO DIGESTIONE ANAEROBIA 6-15°C 18-21°C Mesofilo 35°C Termofilo 53°C T90 settimane T90 giorni T90 ore S. typhimurium 5.9 2.0 2.4 0.7 E.coli 8.8 1.8 0.4 C. perfringens NR S. aureus 7.1 0.9 0.5 coliformi 9.3 2.1 3.1 - Enterococchi 21.4 2.7 1 T90 = tempo di riduzione decimale, tempo necessario per ottenere una riduzione del 90% rispetto alla concentrazione iniziale. N.R. nessuna riduzione (Tratto modificato da Colleran, 2000, Sahlstrom, 2003) Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

PROGETTO FERTIBIO Metodi Risultati Conclusioni

Società Cooperativa “La Speranza” Candiolo TO Mesofilia 39-40°C Biomasse Letame e liquame bovino (vacche da latte) 60-70 % mais di scarto e insilato di triticale e di mais 40-30% CAMPIONAMENTO A - substrati in ingresso C – frazione liquida B - digerito fresco D – frazione solida E - frazione liquida (stoccata 120 gg) Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

ANALISI MICROBIOLOGICHE (DISAV) parametri indicatori (conta mesofila, E.coli, Enterobacteriaceae, enterococchi fecali, C. perfringens, uova di elminti) patogeni (Salmonella, Listeria monocytogenes, E.coli O157:H7, Yersinia, Campylobacter, Cryptosporidium) ANALISI CHIMICHE E CHIMICO FISICHE analisi fisico-chimiche generali (Impresa Verde Cuneo) Metalli (Cd, Fe, Hg, Ni, Pb, Cu, Zn) (IRIDE s.p.a.) VALUTAZIONI AGRONOMICHE (Mybasol Srl.,UPO spin-off) test di germinazione (Lactuca sativa or Cucumis sativum, Lepidium sativum, Sorghum saccharatum) test di accrescimento in vaso (Sorghum bicolor) Ricerca di semi infestanti vitali Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

* * * * * * ANALISI MICROBIOLOGICHE parametri indicatori Enterococchi <100–2 x 105 UFC/g * Uova di elminti assenti C. perfringens presente * * * ns ns * * Reg. EU per sottoprodotti animali (Reg. EC n. 1774/2002, n. 208/2006) E. coli m = 1 000, M = 5 000 CFU/g Enterococchi m = 1 000, M = 5 000 CFU/g n = 5 c = 1 Normativa fertilizzanti (D.M. 29819/2009) E.coli CFU/g n=5; c=1; m=1000 CFU/g; M=5000 CFU/g; Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

ANALISI MICROBIOLOGICHE patogeni Salmonella assenza in 25 g standard per uso come fertilizzante a garanzia dell’assenza di patogeni Normativa fertilizzanti (D.M. 29819/2009) Normativa fanghi depurazione (D.Lgs. 99/1992) Regolamento EU sottoprodotti animali EC n. 208/2006) Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

ANALISI CHIMICHE metalli mg/kg s.s. Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

TEST DI FITOTOSSICITA’ Test di germinazione Tossicità moderata del digerito e dei suoi derivati (Lactuca sativa or Cucumis sativum, Lepidium sativum, Sorghum saccharatum) Test di accrescimento in vaso (Sorghum bicolor) - il trattamento con il digerito incrementa la crescita - la frazione liquida è più efficace della solida Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

RICERCA DI SEMI VITALI Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

RISCHIO IGIENICO-SANITARIO CONCLUSIONE - FERTIBIO RISCHIO IGIENICO-SANITARIO Valutazione effettuata digerito derivante dalla co-digestione di refluo zootecnico bovino e biomasse vegetali RISCHIO MICROBIOLOGICO NEL DIGESTATO riduzione della contaminazione microbica rispetto al liquame in ingresso, ma non può essere esclusa la presenza di microrganismi patogeni; indicatori di contaminazione: superamento dei limiti previsti dal Regolamento EU sottoprodotti animali per Enterococchi patogeni: presenza di Salmonella e L. monocitogenes nel digerito e derivati. Superamento dei limiti previsti nella Normativa fertilizzanti, fanghi e Regolamento EU sottoprodotti animali Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

sorgente e qualità dei subsrati in ingresso era costante “La qualità del digerito prodotto da un impianto di biogas non può essere peggiore di quella dei substrati in ingresso” (EFSA, 2007) Considerando il tradizionale impiego in agricoltura dei reflui zootecnici, l’uso del digerito derivante dalla co-digestione non può introdurre nuove vie di trasmissione di microorganismi patogeni sorgente e qualità dei subsrati in ingresso era costante la proporzione tra i substrati è stata mantenuta FERTIBIO Nessun incremento di rischio patogeno per l’uomo Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

CONSIDERAZIONI GENERALI Variabilità quali-quantitativa della contaminazione microbiologica delle biomasse in ingresso agli impianti di digestione anaerobica Operare in condizioni di autocontrollo con GMP e CCP (es. temperatura, miscelazione) Mantenere COSTANZA di alimentazione e proporzione tra le biomasse in ingresso Mantenere sempre un periodo sufficientemente lungo di STOCCAGGIO del digerito per avere ulteriori garanzie (CCP) Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

CAPACITÀ FERTILIZZANTE RISCHIO CHIMICO Per la contaminazione da metalli il digerito rientra sostanzialmente nelle caratteristiche richieste per il compost. CAPACITÀ FERTILIZZANTE il digerito ha presentato caratteristiche chimiche assimilabili a quelle di un liquame il test di accrescimento in vaso attesta la capacità fertilizzante dei campioni di digerito fresco e/o stoccato e della frazione liquida e/o stoccata. Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

RISULTATI PROGETTO FERTIBIO = migliore DIGERITO STOCCATO RISCHIO IGIENICO SANITARIO = migliore PROPRIETA’ FERTILIZZANTI LETAME/LIQUAME STOCCATO Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

Grazie per l’attenzione! Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011

Partners: Impresa Verde Cuneo, DISAV-Università del Piemonte Orientale Acronimo: “FERTIBIO” “CARATTERIZZAZIONE AGRONOMICA ED IGIENICO-SANITARIA DEL DIGESTATO DERIVANTE DALLA CO-DIGESTIONE DI REFLUI ZOOTECNICI E PRODOTTI E SOTTO-PRODOTTI AGRICOLI PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS” Partners: Impresa Verde Cuneo, DISAV-Università del Piemonte Orientale Collaborazioni: DEIAFA, Università di Torino, IZS (Al) OBIETTIVI: 1) valutare i rischi igienico-sanitari microbiologici (presenza di patogeni), chimici (presenza di metalli pesanti), agronomico (presenza di vegetali indesiderati, fattori inibenti o promuoventi la crescita) 2) stimare la capacità fertilizzante e/o ammendante del digerito e dei suoi derivati (frazione solida e liquida ottenute dopo separazione). Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18 febbraio 2011