Stabilità rallentamento dell’attività degradativa Maturità assenza di fitotossicità Evoluzione grado di arricchimento in sostanze umiche Stabilità misura.

Presentazione sul tema: "Stabilità rallentamento dell’attività degradativa Maturità assenza di fitotossicità Evoluzione grado di arricchimento in sostanze umiche Stabilità misura."— Transcript della presentazione:

1 Stabilità rallentamento dell’attività degradativa Maturità assenza di fitotossicità Evoluzione grado di arricchimento in sostanze umiche Stabilità misura l’efficienza del processo, l’impatto ambientale in termini di odori, igienizzazione, ricolonizzazione da batteri e quindi determina i possibili usi del compost (inclusa conservazione)

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3 Nel terreno sono presenti due “classi” di composti, la prima con peso tra le poche centinaia di Dalton ed i 5000 Dalton, e la seconda che oscilla tra i 10.000/20.000 fino a 250.000/300.000 Dalton, dette rispettivamente acidi fulvici ed acidi umici. Esistono, tra le due classi anche differenze qualitative quali il maggior contenuto di carbonio ed il più elevato grado di aromaticità negli acidi umici e le maggiori quantità di azoto come pure di funzioni acide (gruppi carbossilici e fenolici) negli acidi fulvici Gli "acidi umici", in prima approssimazione, possono essere definiti come quella parte di humus solubile in ambiente basico e che precipita in un range di pH compreso tra 1 e 2. Tutto ciò che invece rimane in soluzione viene indicato come "acidi fulvici".

4 Sostanze umiche Parametro Acidi Umici Acidi Fulvici Composizione elementare % C54-5941-53 O 33-3843-49 H3-63-7 N1-5 1-3 S0.1-1.50.1-3.6 Gruppi funzionali (milliequiv/g) Acidità totale6-96-14 -COOH1.5-66-11 -OH fenolico2-61-6 -OH alcolico0.2-52-9 -CO (Chinoni+chetoni)2-42-5 -O-CH30-0.80-1.2 Composizione struttura % Aromaticità6971 C aromatico 21-3541

5 Ipotetica formula acido umico

6 Paramatri per la misura della stabilità Chimici: pH, rapporto C/N, dinamica dei solidi volatili Fisici: granulometria, test di autoriscaldlamento Chimico-fisici: spettroscopia IR o NMR Biologici: respirazione, produzione di gas Vegetazione: fitotossicità, test di germinazione Principalmente usati i test respirometrici

7 Test respirometrici: metodologie analitiche Indice di respirazione dinamico con aerazione forzata continua attraverso la biomassa in esame (DIPROVE o IRD) Indice di respirazione statico a volume costante, senza aerazione della massa (equivalente UNI 10780) (IPLA o IRS) Il secondo metodo, più vecchio, ha limiti scientifici: Sottostima il consumo di ossigeno ma in maniera imprevedibile La prova è effettuata a 20°C, deprimendo l’attività microbica, e in assenza di termostatazione Il metodo è standardizzato solo per compost finiti A oggi non è nota una correlazione fra i risultati dei due metodi Studi sistematici condotti da ARPAV nel 2003 con IPLA modificato (30°C con termostatazione)

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9 P.es. in Toscana le linee guida approvate nel 2003 T: fase termofila almeno 55°C per almeno 3 gg, ma mai puù di 70°C Umidità: 50% nei primi 5 gg e poi decrescente Tempi: fino a quando IRS <= 600 mgO 2 /kgSV/h per la fase attiva Tempi globali: non meno di 90 gg e comunque fino a quando IRS <= 400 mg O 2 /kgSV/h IRS determinato entro 10%

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11 Fanghi: da trattamento acque reflue

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15 FRAZIONE “VERDE”FRAZIONE “UMIDA” Zone frutticole (potatura annua vigneti, oliveti, arboreti, alberature, ecc.) Produzione di deiezioni zootecniche di diverse tipologie Produzioni agricole non alimentari sorgo, piante ricche di cellulosa (utilizzabili anche per produrre energia). Sostanza organica da R.S.U. (scarti vegetali, resti di cibi, carta e cartoni, ecc...) Zone boschive (ramaglie, cimali, cortecce, segature, foglie, ecc.) Scarti del settore agroindustriale (residui della lavorazione della frutta, del vino, degli ortaggi, ecc.) Scarti dell’industria tessile, del legno e simili Zone urbane (sfalci erbosi, foglie, potatura di piante e siepi nei giardini privati e pubblici, strade, canali, campi sportivi, ecc.) Derrate alimentari scadute o avariate

16 Tipologia 02 00 00Rifiuti provenienti da produzione, trattamento e preparazione di alimenti in agricoltura, orticoltura, caccia, pesca ed acquacoltura 02 01 02Scarti animali 02 01 03Scarti vegetali 02 01 06Feci animali, urine e letame (comprese le lettiere usate), effluenti, raccolti separatamente e trattati fuori sito 02 01 07Rifiuti derivanti dalla silvicoltura 02 02 00Rifiuti della preparazione e del trattamento di carne, pesce ed altri alimenti di origine animale 02 02 02Scarti animali 02 02 03Scarti inutilizzabili per il consumo o la trasformazione 02 03 00 Rifiuti della preparazione e del trattamento di frutta, vegetali, cereali, oli alimentari, cacao, caffè, tabacco; della produzione di conserve alimentari; della lavorazione del tabacco 02 04 00Rifiuti della raffinazione dello zucchero 02 05 00Rifiuti dell’industria lattiero-casearia 02 06 00Rifiuti della pasta e della panificazione 02 07 00Rifiuti della preparazione di bevande alcoliche ed analcoliche (tranne caffè, tè e cacao) 03 00 00Rifiuti della lavorazione del legno e della produzione di carta, polpa, cartone, pannelli e mobili (*) 04 00 00Rifiuti della produzione conciaria e tessile (*) 15 00 00Imballaggi, assorbenti; stracci, materiali filtranti e indumenti protettivi (non specificati altrimenti) 15 01 00Imballaggi 15 01 01Imballaggi in carta e cartone 15 01 03Imballaggi in legno 19 00 00Rifiuti da impianti di trattamento rifiuti, impianti di trattamento acque reflue fuori sito e industrie dell’acqua (*) 20 00 00Rifiuti solidi urbani ed assimilabili da commercio, industrie ed istituzioni inclusi i rifiuti della raccolta differenziata 20 01 01Carta e cartone 20 01 07Legno 20 01 08Rifiuti di natura organica utilizzabili per il compostaggio (rifiuti di mense e ristoranti) 20 02 00Rifiuti di giardini e parchi (inclusi i rifiuti provenienti da cimiteri) 20 02 01Rifiuti compostabili 20 03 02Rifiuti di mercati Codice CER

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18 Ereditate anche da norme precedenti Compost di qualità: da scarti selezionati alla fonte

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20 Compost di qualità: da scarti selezionati alla fonte – diverso da frazione organica stabilizzata (scarti non selezionati)

21 ECN-INFO 02/2010, Germania

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23 Fonte: consorzio compostatori

24 La frazione umida è circa un terzo della differenziata

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26 Fasi funzionali Igienizzazione: processo attraverso il quale si riduce il numero di microrganismi fitopatogeni presenti nei residui ed eventualmente di patogeni umani veicolati attraverso i materiali di scarto, impedendo che il compost ne diventi il vettore. E’ il risultato della fase termofila nella quale l’elevata temperatura determina la pastorizzazione del materiale. Stabilizzazione: processo che comprende la prima fase mesofila, la fase termofila e la seconda fase mesofila in cui vengono degradati i composti facilmente degradabili e parte di quelli più lentamente degradabili. I primi, detti putrescibili, in presenza di ossigeno vengono trasformati in anidride carbonica (CO 2 ), acqua (H 2 O) e sali minerali senza la formazione dei sottoprodotti tipici della fermentazione (acidi volatili, mercaptani, idrogeno solforato, ecc.) che genererebbero cattivi odori e fitotossicità del prodotto finale. Contemporaneamente inizia il processo di formazione delle sostanze umiche. La stabilizzazione, quindi, rappresenta una prima fase di mineralizzazione, poichè abbassa il rapporto fra componente organica e minerale del materiale riducendo, anche, la quantità totale di umidità. Maturazione: il processo di maturazione segue quello di stabilizzazione e rappresenta la fase finale del processo di compostaggio. Consiste nella ulteriore demolizione di una parte della sostanza organica di partenza e la contemporanea formazione dei composti umici stabili; rappresenta, inoltre, un’ulteriore fase di mineralizzazione del materiale. Al termine di questa fase il compost è definito stagionato o maturo o humus stabile. Umificazione: comprende la fase finale di stabilizzazione e la fase di maturazione del compost ad opera di batteri e funghi. E’ un processo che comporta la formazione di composti ad elevato peso molecolare, con elevata resistenza alla demolizione, grande superficie e capacità di legare l’acqua, i micro e macronutrienti (azoto, fosforo e metalli). Le sostanze umiche si possono suddividere in due principali gruppi: a) acidi fulvici, di colore rossiccio probabilmente derivanti dalla condensazione dei carboidrati e degli acidi uronici con i prodotti intermedi della idrolisi proteica; b) acidi umici, che rappresentano la forma più evoluta dell’humus e possono essere considerati come derivati dalla condensazione delle lignine con le proteine.

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29 Sistema intensivo Tempo di processo Fase intensiva (al chiuso) 15-30 giorni Fase di maturazione (anche all'aperto) 60-120 giorni Consumi energetici specifici: elevati, 20-40 chilowattora per tonnellata, per alimentare le dotazioni elettomeccaniche e motorizzate necessarie (sistemi di ventilazione, rivoltatrici, trituratori, eccetera) Presidi ambientali: impermeabilizzazione delle superfici operative

30 Sistemi chiusi Tempi di permanenza: variabile da 7-10 giorni fino a 21-28 giorni. Poi cumuli. Il processo di compostaggio viene gestito da un software che controlla automaticamente temperatura e CO 2. Il programma regola, anche, i flussi e i tempi di aerazione, la frequenza e l’intensità delle umidificazioni e, dove previsto, il numero delle movimentazioni P.es. cilindri rotanti

31 Sistema estensivo Aerazione attiva o passiva Cumuli statici o rivoltati Ventilazione naturale Matrici a bassa fermentescibilità