CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ C. MACCI*, G. MASCIANDARO*, S. DONI*, C. GARCIA**, M.T. HERNANDEZ**, C. P. ROCCHIO***, M. LOSA*** *CNR, Institute of Ecosystem Study, Via Moruzzi 1, Pisa; Italy **CSIC, Centro de Edafologia y Biologia Aplicada del Segura, E Espinardo (Murcia), Spain ***University of Pisa, Department of Civil and Industrial Engineering (DICI), Pisa, Italy Tecnologia innovativa per il recupero di sedimenti fluviali contaminati (CLEANSED)

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ La strategia Il progetto Il problema 1° caso 2° caso Schema sperimentale Risultati Conclusioni Schema Conclusioni

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Innovative integrated methodology for the use of decontaminated river sediments in plant nursing and road building (CLEANSED LIFE 12 ENV/IT/000652) Il Progetto Obiettivo : Il progetto CLEANSED vuole dimostrare, valutare e divulgare, un approccio innovativo e integrato per la gestione intelligente di sedimenti fluviali contaminati Obiettivo : Il progetto CLEANSED vuole dimostrare, valutare e divulgare, un approccio innovativo e integrato per la gestione intelligente di sedimenti fluviali contaminati

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Partnership National Research Council- Institute of Ecosystem Studies -Pisa(CNR-ISE) COORDINATORE Istitute of Biometeorology of the National Research Council, Firenze, Italy Spanish National Research Council–Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura-Murcia (CEBAS-CSICS) Department of Civil Engineering, University of Pisa Navicelli S.p.a. Pisa Department of Plant, Soil and Environmental Sciences, University of Firenze, Italy

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/  Ogni anno in Europa milioni m 3 di sedimenti contaminati sono dragati e necessitano di essere smaltiti in modi specifici e costosi Il Problema  Problemi 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.  Ogni anno 5.2 milioni m 3 di suolo vengono utilizzati per l’attività vivaistica.

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ La Strategia 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 Sedimenti trattati con tecnologia AGRIPORT Sedimenti dragati freschi Costruzione strada Trattamento Landfarming Trattamento Landfarming

LIVORNO CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Canale di Navicelli (Pisa), canale navigabile che collega Pisa a Livorno e sfocia nel mare Il Canale di Navicelli Lunghezza: 17 km Larghezza: 30 m Profondità: 3 m

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Il dragaggio del Canale di Navicelli è necessario per permettere la navigabilità Dragaggio Circa m 3 /anno

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ I Sedimenti  Alta presenza di particelle fini  Contenuto di nutrienti non bilanciato  Materiale sterile (Attività biologica molto bassa)  Lieve contaminazione da metalli pesanti e contaminazione più significativa da contaminanti organici

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ ° caso Riduzione in: -H2O -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 Sedimenti dragati freschi Costruzione strada Trattamento Landfarming Trattamento Landfarming

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ disidratazione (4 settimane) -campionamenti in 8 punti per coprire l’intera superficie Circa 800m 3 di sedimenti sono stati dragati e stoccati in una vasca appropriata situata nell’area della Navicelli Spa 1°caso: schema sperimentale

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ 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 (T1) and 5 mesi (T2) 1°caso: schema sperimentale

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ T0= Inizio landfarming T1= 2.5 mesi di landfarming T2= 5 mesi di landfarming T0= Inizio landfarming T1= 2.5 mesi di landfarming T2= 5 mesi di landfarming Variabilità nei parametri chimici tra gli 8 campioni analizzati 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 C/N=8-13 buono per l’attività microbica, responsabile della degradazione dei substrati organici Piccola diminuzione del carbonio organico: sotto 2% (eccetto 1), valore ottimale per l’utilizzo nella costruzione di strade 1° caso: Risultati

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Variabilità nei parametri biochimici tra gli 8 campioni analizzati Notevole aumento durante il processo di landfarming Degradazione della sostanza organica e dei contaminanti organici Indicatore dell’attività microbica complessiva del substrato 1° caso: Risultati T0= Inizio landfarming T1= 2.5 mesi di landfarming T2= 5 mesi di landfarming T0= Inizio landfarming T1= 2.5 mesi di landfarming T2= 5 mesi di landfarming

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Diminuzione in tutti i punti di campionamento Ancora troppo alto per l’utilizzo dei sedimenti nella costruzione delle strade: valore ottimale 15-20% T2= sotto 0.5 mg kg -1 (limite di quantificazione) in tutti i punti di campionamento Contenuto in acqua alla fine del processo di landfarming : 40% Aggiunta del 15% di calce 1° caso: Risultati T0= Inizio landfarming T1= 2.5 mesi di landfarming T2= 5 mesi di landfarming T0= Inizio landfarming T1= 2.5 mesi di landfarming T2= 5 mesi di landfarming

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Landfarming per:  Riduzione di acqua  Riduzione della sostanza organica  Riduzione dei contaminanti organici Matrice idonea per la costruzione delle strade Non abbastanza Strada di 100m 1° caso: Conclusioni

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ ° caso -omogeneizzare il substrato -aumentare l’attività microbica e, come conseguenza, -ulteriore riduzione della contaminazione organica Post- Trattamento Landfarming Vivaistica Sedimenti trattati con tecnologia AGRIPORT

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ 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” Agricultural Reuse of Polluted Dredged Sediments No. ECO/08/239065/S *tecnologie basate sull’utilizzo delle piante per degradare/rimuovere le sostanze inquinanti Il precedente progetto Europeo: Agriport

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Compost di alta qualità mescolato con i sedimenti in superficie (4kg m -2 ) drenaggio ghiaia-sabbia rete di plastica suolo-sedimenti 30% T REATMENTS : 12 Contenitori di circa 1m 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 Elevato adattamento allo stress idrico e elevata sopravvivenza in presenza di contaminazione Paspalum vaginatumTamarix Gallica Spartium JunceumNerium oleanderPhragmites australis Agriport schema sperimentale

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Decontaminazione  La diminuzione dei metalli pesanti (20%) e degli idrocarburi totali (50-60%) ha indicato l'efficienza della tecnologia di fitodepurazione AGRIPORT Recupero agronomico  Il miglioramento delle proprietà chimico- nutrizionali (bilancio dei nutrienti) dei sedimenti trattati indica l'attivazione del ciclo dei nutrienti e quindi il recupero della fertilità agronomica. Recupero Ecologico-funzionale  La stimolazione dei parametri biologici contribuisce a creare un "ecosistema suolo" funzionale. Agriport-Risultati Phragmites ha raggiunto il 60% della copertura vegetale Paspalum ha raggiunto il 100% della copertura vegetale in tutti i trattamenti PiantumazioneDue anni

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Rimozione delle piante -Periodico rivoltamento dei sedimenti all’interno di ogni contenitore (12) -3 mesi di landfarming -Prelievo dei sedimenti: 1.5 mesi (T1) e 3 mesi (T2) -omogeneizzare il substrato -aumentare l’attività microbica -ulteriore riduzione della contaminazione organica Landfarming: 2° caso: Schema sperimentale

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Ulteriore piccola ma significativa diminuzione dei contaminanti organici PV= Paspalum C=Control; TP= Tamarix+Paspalum; SP= Spartium+Paspalum P= Phragmites; OP= Oleander +Paspalum PV= Paspalum C=Control; TP= Tamarix+Paspalum; SP= Spartium+Paspalum P= Phragmites; OP= Oleander +Paspalum 14%23% 17% 2° caso: Risultati T0= Inizio landfarming T1= 1.5 mesi di landfarming T2= 3 mesi di landfarming T0= Inizio landfarming T1= 1.5 mesi di landfarming T2= 3 mesi di landfarming

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ PV= Paspalum C=Control; TP= Tamarix+Paspalum; SP= Spartium+Paspalum P= Phragmites; OP= Oleander +Paspalum PV= Paspalum C=Control; TP= Tamarix+Paspalum; SP= Spartium+Paspalum P= Phragmites; OP= Oleander +Paspalum Indicatore dell’attività microbica complessiva del substrato Bassa attività nel controllo e nell’Oleandro Aumento nel tempo. Andamento simile per le altre attività enzimatiche correlate ai cicli del C e N:  -glucosidasi e fosfatasi La più bassa riduzione della contaminazione organica 2° caso: Risultati T0= Inizio landfarming T1= 1.5 mesi di landfarming T2= 3 mesi di landfarming T0= Inizio landfarming T1= 1.5 mesi di landfarming T2= 3 mesi di landfarming

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ Landfarming per:  Omogenizzare il substrato  Aumentare l’attività biologica  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 Piante: 3 specie ornamentali: Viburnum tinus L. (1) Eleagnus macrophylla L. (2), Photinia x fraseri var. Red Robin (3) ° caso: Conclusioni

CLEANSED: LIFE12 ENV/IT/ La Strategia: Conclusioni Analisi delle Componenti Principali (PCA) Sedimenti fitorimediati Sedimenti freschi Landfarming: tecnologia rapida ed economica per la trasformazione di sedimenti contaminati in una matrice idonea per il riutilizzo ambientale PC1: Attività enzimatiche PC2: Nutrienti

Grazie per l’attenzione