Si chiama Subsed ed è un progetto europeo del programma Life che ha come obiettivo quello di produrre substrati per l'agricoltura usando materiali ottenuti dai lavori di dragaggio dei fondali marini.
Un progetto che mira a offrire nuovi substrati che siano più sostenibili, riducendo l'uso della torba che da un lato è una materia prima praticamente non rinnovabile e dall'altro è un importante serbatoio di CO2.
La torba infatti è formata da sostanza organica parzialmente indecomposta e costituisce la prima fase del processo che porta alla formazione del petrolio e del carbon fossile, ma nel momento in cui viene estratta e utilizzata, va incontro a decomposizione ad opera dei microrganismi del suolo e gran parte del suo contenuto di carbonio viene rilasciato in atmosfera sotto forma di anidride carbonica.
Per capire meglio cosa è il progetto Life Subsed e come intende offrire nuove materie prime per la produzione di substrati agricoli, abbiamo intervistato la dottoressa Grazia Masciandaro, del Cnr Iret di Pisa, che coordina i lavori scientifici del progetto.
Dottoressa, come e quando nasce questo progetto?
"Il contesto generale in cui nasce il progetto è rappresentato dalla possibilità di garantire ai sedimenti di dragaggio, attualmente classificati come rifiuti e destinati allo smaltimento, una seconda vita come materiali utilizzabili in svariati contesti compresi quelli agricoli e florovivaistici. Le opere di dragaggio risultano periodicamente necessarie per il mantenimento delle condizioni di navigabilità di tutti i porti, siano essi marittimi o fluviali; la ricerca di una soluzione tecnicamente ed economicamente sostenibile per la gestione dei sedimenti rappresenta, quindi, un passo fondamentale per ridurre il loro impatto sull'economia e sull'ambiente.
In generale, i dragaggi possono essere di vario genere, come i dragaggi di mantenimento, utili a conservare le profondità per la navigazione, o i dragaggi di ampliamento, praticati quando le strutture portuali necessitano di approfondire o accrescere le proprie strutture.
Il progetto Life SubSed nasce nel 2018 ed ha origine dal proseguimento di un precedente progetto europeo (Agriport agricultural reuse of polluted dredged sediments, No. ECO/08/239065/S12.532262), in cui è stata operata la parziale decontaminazione dei materiali dragati utilizzando piante (fitotrattamento) ed ammendanti organici (come il compost) su scala pilota. La fitorimediazione rappresenta una 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'.
Nel progetto Life SubSed è stato pianificato l'utilizzo della tecnologia del landfarming come fase di post-trattamento con l'obiettivo di omogeneizzare il sedimento fitotrattato, abbattere ulteriormente l'eventuale contaminazione organica residua ed aumentare le attività biologiche. Il landfarming rappresenta una tecnologia biologica di trattamento dei suoli e di altre matrici ambientali che sfrutta la capacità dei microrganismi di degradare i contaminanti organici presenti utilizzandoli come fonte di nutrimento".
Cosa viene fatto?
"Circa 80 m3 di sedimenti debolmente contaminati vengono miscelati con 24 m3 di suolo e collocati in una vasca impermeabilizzata (20 metri di lunghezza, 5 metri di larghezza e 1,3 metri di profondità) situata nel porto di Livorno. Sulla parte superiore della miscela suolo sedimento è stata applicata materia organica (compost) e sono state piantate le seguenti specie vegetali per la fitorimediazione: Paspalum vaginatum, Spartium junceum e Tamarix gallica.
Alla fitorimediazione è seguito il trattamento di landfarming in cui si è sfruttata non più la capacità delle piante di assorbire i contaminanti presenti ma la capacità dei microrganismi di nutrirsi dei contaminanti organici residui, riducendone drasticamente la presenza. Il sedimento così valorizzato è stato usato, in combinazione con i substrati agronomici di crescita tradizionali, quali torba e fibra di cocco, per l'applicazione nel settore florovivaistico".
Chi partecipa al progetto e cosa fanno i vari partecipanti?
I partner di questo progetto sono sei:
Dove vengono raccolti i materiali che sono usati?
"Il landfarming di Life Subsed è stato effettuato nel bacino dimostrativo del precedente progetto Agriport situato nel porto di Livorno (43°33’31.78”N, 10°18’29.32”E) da cui provengono anche i sedimenti dragati. Le prove sperimentali per la coltivazione di piante in vivaio è ancora in corso e quindi al momento non disponiamo di materiali usati".
Che tipo di materiale sono i sedimenti usati dal punto di vista chimico e fisico?
"In generale, con il termine sedimento, si indicano tutti i materiali solidi che si depositano sul fondo di un corpo idrico; essi costituiscono il principale serbatoio dei composti organici e inorganici presenti nell'ambiente marino sia di origine naturale che antropica.
Generalmente il sedimento è composto da una frazione inorganica ed una organica: i principali componenti inorganici sono silicati, carbonati, ossidi di ferro e manganese, fosfati e solfuri; i componenti organici sono invece costituiti da organismi viventi, composti di origine antropica e sostanza organica naturale che, in base alla zona di prelievo, può essere rappresentata da proteine, peptidi, materiale umico e fulvico.
La composizione chimica e geochimica dei sedimenti è molto eterogenea ed è associata alla posizione geografica. Da un punto di vista normativo tali materiali sono classificati come rifiuti cui è attribuito uno specifico codice Cer, il Cer 17 05 05 per i sedimenti contaminati ed il Cer 15 05 06 per tutti gli altri. Sfida principale del progetto Life Subsed è proprio quella di far decadere la classificazione di tali materiali come rifiuti e consentirne il riutilizzo in nuovi contesti economici".
Quali sono i possibili inquinanti che possono essere presenti?
"I sedimenti vengono decontaminati come si è detto con il processo di landfarming che avviene attraverso una serie di operazioni necessarie per omogenizzare il substrato, aumentare l'attività biologica delle popolazioni coinvolte nella degradazione dei contaminanti e ottenere la riduzione della contaminazione organica rappresentata principalmente da idrocarburi.
Essendo un processo biologico aerobio risulta necessario operare sia il rivoltamento periodico del substrato in modo da favorire l'ossigenazione della matrice in ogni sua parte sia il mantenimento di livelli di umidità ottimali, impedendo eccessiva presenza di acqua che potrebbe determinare la formazione di ambienti anossici che renderebbero inefficace il trattamento.
Alla matrice in trattamento vengono aggiunti i nutrienti necessari allo sviluppo delle popolazioni biologiche che operano la decontaminazione e vengono sfruttati gli organismi autoctoni presenti o introdotti organismi alloctoni selezionati per la loro capacità di interagire con quella specifica tipologia di inquinanti. La caratteristica principale di questa tecnologia è che, una volta esaurita la contaminazione, e quindi esaurita la fonte di sostentamento delle popolazioni biologiche operanti il processo di decontaminazione, si ristabiliscono le popolazioni autoctone naturalmente presenti nel sedimento".
Non c'è il rischio che per preservare il suolo e le torbiere si alterino degli ecosistemi marini?
"Il problema non sussiste in quanto il progetto Life Subsed non mira a preservare le torbiere a scapito dell'ecosistema marino ma ha come obiettivo quello di considerare una risorsa il materiale proveniente dalle attività di dragaggio, necessarie per il sostentamento delle strutture costiere, che sarebbe classificato come rifiuto e destinato alla discarica. In tale contesto, la rivalutazione del sedimento dragato ed il suo possibile riutilizzo in settori agronomici e florovivaistici rappresenta una forma di protezione indiretta delle torbiere andando a diminuire la pressione antropica su quella tipologia di ambienti".
I substrati che vengono prodotti per che tipo di piante possono essere usati?
"I substrati prodotti dalla valorizzazione dei sedimenti dragati possono essere utilizzati sia in contesti florovivaistici per la crescita di nuove piante ornamentali, sia in contesti agricoli come substrato per la coltivazione di diverse tipologie di colture, quali piante ad uso alimentare".
Sono substrati per le piantine da trapianto o per le colture fuori suolo?
"I sedimenti trattati vengono riutilizzati nella composizione di substrati necessari alla produzione in vivaio di piante ornamentali (lauro) e di alberi da frutto (olivo e agrumi) e alla coltivazione di piante non alimentari (protea, calla, lauro) ed alimentari (basilico, mirtillo, fragola e agrumi).
Nel contesto del progetto, i substrati ottenuti dalle miscele sedimenti trattati con materiali di crescita tradizionali, sono stati usati per prove in vaso al fine di seguire meglio le operazioni agronomiche. Tuttavia, le caratteristiche chimico fisiche dei sedimenti trattati li rendono particolarmente idonei per l'utilizzo in pieno campo, oltre che per colture da trapianto o su bancale".
Attualmente a che punto sono i lavori? C'è già una prospettiva per il loro utilizzo a livello aziendale?
"Nella fase attuale, le miscele di substrati prodotti con l'integrazione dei sedimenti trattati in diverse percentuali, sono stati utilizzati per verificare le capacità di far crescere diverse tipologie di colture e verificare quali siano i rapporti ideali necessari al miglior funzionamento di tali substrati di coltura nel contesto della ricerca. Il progetto prevede successivamente la classificazione della matrice prodotta come substrato di crescita secondo quanto stabilito dal Dlgs 75/2010 (legge sui fertilizzanti) ed un suo inserimento nel contesto economico legato al settore".
Per saperne di più sul progetto "Life Subsed" è possibile partecipare online al workshop in programma giovedì 8 luglio 2021
Un progetto che mira a offrire nuovi substrati che siano più sostenibili, riducendo l'uso della torba che da un lato è una materia prima praticamente non rinnovabile e dall'altro è un importante serbatoio di CO2.
La torba infatti è formata da sostanza organica parzialmente indecomposta e costituisce la prima fase del processo che porta alla formazione del petrolio e del carbon fossile, ma nel momento in cui viene estratta e utilizzata, va incontro a decomposizione ad opera dei microrganismi del suolo e gran parte del suo contenuto di carbonio viene rilasciato in atmosfera sotto forma di anidride carbonica.
Per capire meglio cosa è il progetto Life Subsed e come intende offrire nuove materie prime per la produzione di substrati agricoli, abbiamo intervistato la dottoressa Grazia Masciandaro, del Cnr Iret di Pisa, che coordina i lavori scientifici del progetto.
Dottoressa, come e quando nasce questo progetto?
"Il contesto generale in cui nasce il progetto è rappresentato dalla possibilità di garantire ai sedimenti di dragaggio, attualmente classificati come rifiuti e destinati allo smaltimento, una seconda vita come materiali utilizzabili in svariati contesti compresi quelli agricoli e florovivaistici. Le opere di dragaggio risultano periodicamente necessarie per il mantenimento delle condizioni di navigabilità di tutti i porti, siano essi marittimi o fluviali; la ricerca di una soluzione tecnicamente ed economicamente sostenibile per la gestione dei sedimenti rappresenta, quindi, un passo fondamentale per ridurre il loro impatto sull'economia e sull'ambiente.
In generale, i dragaggi possono essere di vario genere, come i dragaggi di mantenimento, utili a conservare le profondità per la navigazione, o i dragaggi di ampliamento, praticati quando le strutture portuali necessitano di approfondire o accrescere le proprie strutture.
Il progetto Life SubSed nasce nel 2018 ed ha origine dal proseguimento di un precedente progetto europeo (Agriport agricultural reuse of polluted dredged sediments, No. ECO/08/239065/S12.532262), in cui è stata operata la parziale decontaminazione dei materiali dragati utilizzando piante (fitotrattamento) ed ammendanti organici (come il compost) su scala pilota. La fitorimediazione rappresenta una 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'.
Nel progetto Life SubSed è stato pianificato l'utilizzo della tecnologia del landfarming come fase di post-trattamento con l'obiettivo di omogeneizzare il sedimento fitotrattato, abbattere ulteriormente l'eventuale contaminazione organica residua ed aumentare le attività biologiche. Il landfarming rappresenta una tecnologia biologica di trattamento dei suoli e di altre matrici ambientali che sfrutta la capacità dei microrganismi di degradare i contaminanti organici presenti utilizzandoli come fonte di nutrimento".
Cosa viene fatto?
"Circa 80 m3 di sedimenti debolmente contaminati vengono miscelati con 24 m3 di suolo e collocati in una vasca impermeabilizzata (20 metri di lunghezza, 5 metri di larghezza e 1,3 metri di profondità) situata nel porto di Livorno. Sulla parte superiore della miscela suolo sedimento è stata applicata materia organica (compost) e sono state piantate le seguenti specie vegetali per la fitorimediazione: Paspalum vaginatum, Spartium junceum e Tamarix gallica.
Alla fitorimediazione è seguito il trattamento di landfarming in cui si è sfruttata non più la capacità delle piante di assorbire i contaminanti presenti ma la capacità dei microrganismi di nutrirsi dei contaminanti organici residui, riducendone drasticamente la presenza. Il sedimento così valorizzato è stato usato, in combinazione con i substrati agronomici di crescita tradizionali, quali torba e fibra di cocco, per l'applicazione nel settore florovivaistico".
Chi partecipa al progetto e cosa fanno i vari partecipanti?
I partner di questo progetto sono sei:
- Flora Toscana, cooperativa agricola di Pescia (Pt) che riunisce produttori dei settore vivaistico, che ha eseguito la dimostrazione di come sia possibile riutilizzare i sedimenti decontaminati per la crescita di nuove piantine nel settore della floricoltura e delle piante ornamentali in serra;
- il Cnr Iret, che ha gestito il processo di landfarming per l'ulteriore trattamento dei sedimenti in modo da abbattere la contaminazione organica residua ed attualmente si occupa delle attività di progetto relative alla caratterizzazione biochimica e chimico fisica dei substrati di coltura creati con l'utilizzo dei sedimenti stessi;
- il Crea, che ha creato modelli applicabili allo sviluppo di colture ornamentali e floreali ed ottimizzato la produzione di basilico utilizzando i substrati nei quali sono stati integrati i sedimenti;
- il gruppo Carbonsink, che ha sviluppato sistemi per il monitoraggio degli impatti ambientali e socio economici che derivano dai processi di decontaminazione e dal riutilizzo dei sedimenti di dragaggio attraverso analisi relative al loro ciclo di vita;
- la Universitas Miguel Hernandez di Elche in Spagna, che ha sperimentato il riutilizzo dei sedimenti marini decontaminati come parte integrante di substrati utilizzati per la coltivazione di agrumi;
- il gruppo spagnolo Caliplant, che ha verificato gli effetti delle miscele composte da sedimento ed ammendanti nella produzione di agrumi in serra".
La dottoressa Grazia Masciandaro del Cnr Iret e il logo del progetto Life Subsed
Dove vengono raccolti i materiali che sono usati?
"Il landfarming di Life Subsed è stato effettuato nel bacino dimostrativo del precedente progetto Agriport situato nel porto di Livorno (43°33’31.78”N, 10°18’29.32”E) da cui provengono anche i sedimenti dragati. Le prove sperimentali per la coltivazione di piante in vivaio è ancora in corso e quindi al momento non disponiamo di materiali usati".
Che tipo di materiale sono i sedimenti usati dal punto di vista chimico e fisico?
"In generale, con il termine sedimento, si indicano tutti i materiali solidi che si depositano sul fondo di un corpo idrico; essi costituiscono il principale serbatoio dei composti organici e inorganici presenti nell'ambiente marino sia di origine naturale che antropica.
Generalmente il sedimento è composto da una frazione inorganica ed una organica: i principali componenti inorganici sono silicati, carbonati, ossidi di ferro e manganese, fosfati e solfuri; i componenti organici sono invece costituiti da organismi viventi, composti di origine antropica e sostanza organica naturale che, in base alla zona di prelievo, può essere rappresentata da proteine, peptidi, materiale umico e fulvico.
La composizione chimica e geochimica dei sedimenti è molto eterogenea ed è associata alla posizione geografica. Da un punto di vista normativo tali materiali sono classificati come rifiuti cui è attribuito uno specifico codice Cer, il Cer 17 05 05 per i sedimenti contaminati ed il Cer 15 05 06 per tutti gli altri. Sfida principale del progetto Life Subsed è proprio quella di far decadere la classificazione di tali materiali come rifiuti e consentirne il riutilizzo in nuovi contesti economici".
Quali sono i possibili inquinanti che possono essere presenti?
"I sedimenti vengono decontaminati come si è detto con il processo di landfarming che avviene attraverso una serie di operazioni necessarie per omogenizzare il substrato, aumentare l'attività biologica delle popolazioni coinvolte nella degradazione dei contaminanti e ottenere la riduzione della contaminazione organica rappresentata principalmente da idrocarburi.
Essendo un processo biologico aerobio risulta necessario operare sia il rivoltamento periodico del substrato in modo da favorire l'ossigenazione della matrice in ogni sua parte sia il mantenimento di livelli di umidità ottimali, impedendo eccessiva presenza di acqua che potrebbe determinare la formazione di ambienti anossici che renderebbero inefficace il trattamento.
Alla matrice in trattamento vengono aggiunti i nutrienti necessari allo sviluppo delle popolazioni biologiche che operano la decontaminazione e vengono sfruttati gli organismi autoctoni presenti o introdotti organismi alloctoni selezionati per la loro capacità di interagire con quella specifica tipologia di inquinanti. La caratteristica principale di questa tecnologia è che, una volta esaurita la contaminazione, e quindi esaurita la fonte di sostentamento delle popolazioni biologiche operanti il processo di decontaminazione, si ristabiliscono le popolazioni autoctone naturalmente presenti nel sedimento".
Non c'è il rischio che per preservare il suolo e le torbiere si alterino degli ecosistemi marini?
"Il problema non sussiste in quanto il progetto Life Subsed non mira a preservare le torbiere a scapito dell'ecosistema marino ma ha come obiettivo quello di considerare una risorsa il materiale proveniente dalle attività di dragaggio, necessarie per il sostentamento delle strutture costiere, che sarebbe classificato come rifiuto e destinato alla discarica. In tale contesto, la rivalutazione del sedimento dragato ed il suo possibile riutilizzo in settori agronomici e florovivaistici rappresenta una forma di protezione indiretta delle torbiere andando a diminuire la pressione antropica su quella tipologia di ambienti".
I substrati che vengono prodotti per che tipo di piante possono essere usati?
"I substrati prodotti dalla valorizzazione dei sedimenti dragati possono essere utilizzati sia in contesti florovivaistici per la crescita di nuove piante ornamentali, sia in contesti agricoli come substrato per la coltivazione di diverse tipologie di colture, quali piante ad uso alimentare".
Sono substrati per le piantine da trapianto o per le colture fuori suolo?
"I sedimenti trattati vengono riutilizzati nella composizione di substrati necessari alla produzione in vivaio di piante ornamentali (lauro) e di alberi da frutto (olivo e agrumi) e alla coltivazione di piante non alimentari (protea, calla, lauro) ed alimentari (basilico, mirtillo, fragola e agrumi).
Nel contesto del progetto, i substrati ottenuti dalle miscele sedimenti trattati con materiali di crescita tradizionali, sono stati usati per prove in vaso al fine di seguire meglio le operazioni agronomiche. Tuttavia, le caratteristiche chimico fisiche dei sedimenti trattati li rendono particolarmente idonei per l'utilizzo in pieno campo, oltre che per colture da trapianto o su bancale".
Attualmente a che punto sono i lavori? C'è già una prospettiva per il loro utilizzo a livello aziendale?
"Nella fase attuale, le miscele di substrati prodotti con l'integrazione dei sedimenti trattati in diverse percentuali, sono stati utilizzati per verificare le capacità di far crescere diverse tipologie di colture e verificare quali siano i rapporti ideali necessari al miglior funzionamento di tali substrati di coltura nel contesto della ricerca. Il progetto prevede successivamente la classificazione della matrice prodotta come substrato di crescita secondo quanto stabilito dal Dlgs 75/2010 (legge sui fertilizzanti) ed un suo inserimento nel contesto economico legato al settore".
Per saperne di più sul progetto "Life Subsed" è possibile partecipare online al workshop in programma giovedì 8 luglio 2021
