Inquinamento da liquami zootecnici - Seconda Parte

Il pubblico tende a percepire l'impatto ambientale dei liquami zootecnici come qualcosa di catastrofico. Tale percezione ha una forte componente soggettiva, legata alle molestie olfattive. In realtà, i liquami degli allevamenti si classificano fra gli effluenti più semplici da trattare, purché si adottino le tecniche adeguate.
In questo articolo offriamo ai lettori e lettrici una panoramica sulla dimensione del problema, qualche riferimento normativo, e alcuni cenni sulle migliori tecnologie disponibili per il corretto impiego agronomico dei liquami.
 

I liquami zootecnici e la loro interazione con l'ambiente

I liquami degli allevamenti zootecnici sono composti grosso modo da 90-95% di acqua e 5-10% di materia organica fecale. La materia organica è composta da una frazione volatile e da una frazione minerale, detta anche ceneri. I solidi volatili sono composti all'incirca da 50% di carbonio, 5-10% di azoto, con proporzioni variabili di ossigeno e idrogeno. Le ceneri sono composte da proporzioni variabili di sodio, potassio, fosforo, zolfo, ferro, calcio, magnesio, ecc.

I principali parametri ambientali dei liquami sono la domanda chimica di ossigeno (Cod), la domanda biologica di ossigeno (Bod) ed il tenore di azoto. Le due prime forniscono una misura oggettiva della capacità del liquame di consumare l'ossigeno disciolto nei corpi idrici. Una Cod troppo alta indica uno scarico che può potenzialmente uccidere gli organismi acquatici se il corpo idrico ricettore non ha capacità di ossigenazione sufficiente. Il tenore di azoto è una misura oggettiva del potenziale di eutrofizzazione, che verrà spiegato in seguito. Esiste una lunga serie di sostanze dette microinquinanti, presenti in bassissime concentrazioni (parti per milione o parti per miliardo), la cui importanza è molto controversa. Sono esempi di microinquinanti: metalli pesanti, agrofarmaci, antibiotici, e altre sostanze arrivate agli animali nei mangimi.

Possiamo suddividere gli effetti ambientali dei liquami nelle seguenti categorie:

• Effetti climalteranti.
  Secondo uno studio condotto negli Stati Uniti dall'U.S. global change research program, gli allevamenti di bestiame contribuiscono con il 30% circa delle emissioni di gas climalteranti. Tale percentuale proviene dalle emissioni di metano (CH₄) prodotto dalla decomposizione della materia organica all'interno delle pile di letame, nel fondo delle vasche di liquame, e nello stomaco dei ruminanti, tutti e tre ambienti anaerobici. Inoltre, le superfici delle pile e delle vasche di liquame, a contatto con l'aria promuovono l'ossidazione dell'ammoniaca (NH₃), che diventa ossido nitroso (N₂O). Ricordiamo che il gas di riferimento per misurare l'effetto serra è il biossido di carbonio (CO₂). Una tonnellata di CH₄ equivale a 28-36 tonnellate di CO₂ e una tonnellata di N₂O equivale invece a 265-298 tonnellate dello stesso (rif.: Understanding global warming potentials). L'impatto globale degli allevamenti è causato dunque da emissioni relativamente piccole di gas, aventi però un effetto serra molto elevato. 
• Effetti sui corpi idrici.
  L'azoto contenuto nei liquami si trova prevalentemente nello stato ammoniacale e in minore misura come nitrati. Entrambe le forme sono molto solubili in acqua, per cui, se i liquami non vengono gestiti adeguatamente, le piogge trascinano facilmente l'azoto nelle falde freatiche o nei corpi idrici. Pertanto, se nel primo caso l'acqua non è più potabile, nel secondo l'effetto fertilizzante dell'azoto induce la proliferazione di alghe, fenomeno chiamato eutrofizzazione. Una concentrazione di alghe troppo elevata può condurre alla moria delle stesse perché, a un certo punto, la luce non riesce più a penetrare l'acqua e la fotosintesi cessa. La decomposizione delle alghe morte consuma l'ossigeno disciolto nell'acqua, quindi i pesci ed altri organismi acquatici muoiono in massa. Gli effetti negativi sui corpi idrici sono trascurabili se si rispettano i tempi e modalità di spandimento dei liquami prescritti dalla normativa (si consiglia la lettura del seguente documento riassuntivo preparato dall'Arpav). Il carico di azoto massimo consentito è definito dalla direttiva Nitrati (direttiva comunitaria 91/676/CEE, recepita dalla successiva normativa italiana tramite il decreto legislativo 11 maggio 1999, n. 152 e successive modifiche, e il decreto ministeriale 7 aprile 2006).
• Effetti atmosferici locali.
  Più comunemente detti "puzza" e la principale fonte di lamentele delle popolazioni vicine agli allevamenti. Sebbene l'ammoniaca rimanga perlopiù disciolta nei liquami, le variazioni di temperatura e pH degli stessi possono evaporare parte di essa. Il fiuto umano è particolarmente sensibile all'ammonica, per cui bastano piccolissime concentrazioni, dell'ordine di parti per milione, per provocare fastidi olfattivi. I liquami contengono inoltre idrogeno solforato (SH₂), anche questo molto solubile ma in grado di evaporare sotto certe condizioni di pH. Il fiuto umano è molto sensibile all'SH₂, percepito come "puzza di uovo marcio".
  Dobbiamo inoltre precisare che l'odore tipico degli allevamenti di bestiame non è causato solo da NH₃ ed SH₂. Il fiuto umano è molto sensibile anche ad una lunga serie di sostanze organiche volatili, le quali contribuiscono ad esasperare le molestie olfattive. Purtroppo non esiste un sistema obiettivo di misurazione degli odori, in quanto la sensibilità è variabile da un soggetto all'altro, o può anche variare nel tempo per un singolo soggetto (assuefazione). E' proprio l'impossibilità di stabilire una unità di misura oggettiva degli odori che alimenta la conflittualità fra vicini, titolare dell'allevamento e autorità locali.

 

La corretta gestione dei liquami

Esistono diverse tecniche di gestione razionale dei liquami capaci di neutralizzare, o quanto meno ridurre drasticamente, i loro effetti ambientali avversi.

• Digestione anaerobica.
  Questa tecnica impedisce nel contempo le emissioni climalteranti e olfattive, catturando il CH₄, la cui combustione rimpiazza in parte i combustibili fossili, producendo CO₂ e vapor d'acqua. La digestione anaerobica non riduce il contenuto di azoto dei liquami, semplicemente lo converte a stato ammoniacale, facilmente assorbibile per le radici delle piante. Contrariamente alla credenza generale, non è necessario dotarsi di un impianto complesso per attuare questa soluzione: basterebbe coprire le vasche con una membrana impermeabile ai gas e convogliare gli stessi verso un qualsiasi sistema di sfruttamento. Tale tipologia di digestore di basso costo si chiama "laguna anaerobica", ed è definita come classe D1 dalla norma UNI 10438 Impianti per la produzione di biogas.
  Lo Stato spagnolo, paese caratterizzato da una grande quantità di allevamenti suini, offre aiuti sotto forma di contributi o crediti di carbonio e detrazioni fiscali agli allevamenti che trasformano le vasche di liquame in lagune anaerobiche.
• Vasche aperte.
  E' il minimo richiesto dalla normativa citata nella sezione precedente. Servono ad evitare lo spandimento nei campi durante le stagioni piovose, e riducono in parte il carico di azoto dei liquami per semplice evaporazione dell'ammoniaca. Tuttavia, questo trattamento comporta altri problemi: emissioni di gas serra e odori, già descritti, in quanto non sono né anaerobiche né completamente aerobiche.
• Lagune aerobiche, sistemi nitro/denitro, sistemi di fitodepurazione, sistemi di recupero dell'ammoniaca.
  Sono tecniche efficaci per ridurre odori, emissioni climalteranti e carico di azoto, ma ancora poco utilizzate nel nostro paese perché comportano costi d'investimento e operativi. Consigliamo ai lettori interessati ad approfondire l'argomento il seguente studio preparato dall'Ersaf Regione Lombardia: Gestione e riduzione dell'azoto di origine zootecnica: Soluzioni tecnologiche e impiantistiche.
  E' interessante segnalare come, nonostante gli impianti di biogas siano soggetti ad una detrazione del 5% sulla tariffa incentivante se sprovvisti di sistemi capaci di recuperare almeno il 30% dell'azoto dai digestati, (Incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti a fonti rinnovabili diversi dai fotovoltaici pagina 91, comma VI-c), tali sistemi di recupero non sono frequenti in Italia.
• Separazione solidi/liquido e compostaggio.
  Si può applicare solo alla frazione solida separata dai liquami, che però contiene solo un 30% dell'azoto totale. Il compostaggio dei solidi, spesso difeso con ardore dagli ecologisti, non è una soluzione conveniente: in realtà riduce il tenore di carbonio della materia organica - quindi peggiora la qualità agronomica - e comporta emissioni di CO₂ e di N₂O.
• Biofiltri e bioscrubber.
  Entrambi i sistemi sono utilizzati in alcuni allevamenti di suini in Danimarca, Germania, Belgio e Stati Uniti. I biofiltri sono sistemi di trattamento dell'aria relativamente semplici e economici da progettare, costruire e gestire. I bioscrubber sono più compatti ed efficienti, ma un po' più complessi. Il principio di funzionamento di entrambi si basa nel fare circolare l'aria carica di sostanze odorigene attraverso dei letti di corteccia, legno cippato, carbonelle o substrati artificiali, mantenuti umidi. I batteri aerobici presenti naturalmente nell'ambiente si fissano su tali substrati, ossidando e riducendo le molecole odorigene a semplice CO₂ e N₂. In Italia vengono utilizzati negli impianti di trattamento dei rifiuti urbani, ma sono praticamente sconosciuti al settore zootecnico.
• Utilizzo del biochar come ammendante.
  Consigliamo ai lettori l'articolo Risparmiare acqua e fertilizzanti con il biochar. La capacità adsorbente del carbone vegetale immobilizza in parte i nitrati e l'ammoniaca, mantenendo l'azoto nella rizosfera delle piante.

 

Conclusione

Nonostante i fenomeni di molestie olfattive tendano ad esagerare la percezione del potenziale inquinante dei liquami da parte del pubblico, la realtà fattuale è che le deiezioni zootecniche sono gestibili con un ampio ventaglio di tecniche, ed esiste un corpo normativo che definisce chiaramente come attuare queste ultime.
Manca da parte dello Stato un supporto economico agli allevatori affinché si dotino delle migliori tecnologie disponibili, e le campagne di informazione necessarie per far comprendere ai cittadini la necessità di tali impianti ed i benefici ambientali che essi comportano.