Poster progetto Helianthus "Tecnologie dell

Ministero dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca
ISTITUTO TECNICO AGRARIO STATALE
“ D u c a de g l i A b r u z z i ”
Strada Statale N. 130-Km 4,300 - 0 9 0 3 4
Elmas
PROGETTO HELIANTHUS II
MODULO 8 LE TECNOLOGIE DELL’AMBIENTE PER L’AMBIENTE
COMMISSIONE EUROPEA
A cura di:Maura Pireddu, Perra Vanessa, Tocco Luca, Fois Giacomo, Jessica Bachis, Marianna Pontis, Marcello Massa, Marco Spada, Daniele Lixi
Coordinamento Scientifico: Maria Cristina Palomba, Bastiana Serra, Alessandro Murgia, Giovanni Maria Motzo
LA FITODEPURAZIONE E LE PIANTE
SPECIE VEGETALI UTILIZZATE NELLE DIVERSE TIPOLOGIE DI
IMPIANTI DI FITODEPURAZIONE
MOLENTAGIUS E LA PHRAGMITES
AUSTRALIS
Macrofite emergenti o elofite: possiedono un fusto sotterraneo rizomatoso e
svolgono una funzione di supporto e di rifugio per i batteri, le alghe e lo
zooplancton. Sintetizzano il carbonio atmosferico e i nutrienti. Esempi di queste
Macrofite sono Scirpus lacustris, Phragmites australis, Typha latifolia, Juncus
effusus
la capacita autodepurativa dell’ecosistema
Molentargius viene favorita e potenziata tramite la
costruzione dell’ ecosistema filtro impiantato con la
Phragmites australis che incrementa la
degradazione aerobica delle sostanze organiche e la
nitrificazione; funziona come pompa di ossigeno
trasferendo l’ossigeno dalle parti aeree alla rizosfera
attraverso la perdita di ossigeno dalle radici, crea intorno
ai suoi fusti un microecosistema capace di eliminare
elementi estranei come microrganismi patogeni.
Macrofite sommerse:hanno foglie sommerse ed organi riproduttori aerei,
galleggianti o sommersi. Sintetizzano carbonio e nutrienti. Le più comuni sono
Potamogeton e Littorella.
Macrofite galleggianti: hanno foglie galleggianti e organi riproduttivi aerei o
galleggianti e un apparato radicale che può essere assente o molto sviluppato
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IL RUOLO DELLE PIANTE NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE
La fitodepurazione è una "tecnologia verde" che si basa principalmente sull’impiego di piante palustri per il disinquinamento delle acque
reflue, riproducendo ciò che avviene negli ambienti acquatici naturali.
Le funzioni autodepuranti delle piante e dei batteri sono strettamente legate tra loro, infatti la presenza di un elevato numero di culmi e
foglie è la condizione indispensabile per ottenere un elevata superficie di contatto tra i film batterici che aderiscono alla vegetazione
immersa e l'acqua da depurare.
Principali fenomeni autodepurativi:
- degradazione batterica operata da batteri chemio-organotrofi che demoliscono la maggior parte delle sostanze organiche naturali
disciolte nell’acqua e composti dell’azoto, del fosforo e dello zolfo;
- assimilazione vegetale operata dalle alghe e dalle piante acquatiche superiori che per la loro crescita assimilano azoto e fosforo.
- sedimentazione sul fondale delle sostanze sospese,
- adsorbimento di alcuni erbicidi e cationi di metalli sulle particelle argillose o di altri colloidi,
- idrolisi di sostanze complesse in altre più semplici e facilmente assimilabili,
- complessazione con la sostanza organica di cationi metallici pericolosi che vengono così inattivati.
- ingestione e metabolizzazione da parte di numerosi organismi animali quali pesci, crostacei, insetti, vermi e protozoi, che rimuovono e
degradano una rilevante frazione delle sostanze sospese nell’acqua.
- predazione operata dai protozoi a carico della carica microbica patogena (colibatteri fecali);
- filtraggio operata dalle porzioni immerse delle piante palustri e dalla azione antisettica operata dagli essudati liberati dalle radici;
l'abbattimento dei batteri è poi efficacemente completato dall'effetto battericida degli ultravioletti che penetrano nelle acque poco profonde.
DEGRADAZIONE DEGLI INQUINANTI PRESENTI NELLE ACQUE
RIMOZIONE AZOTO : è molto efficace, può avvenire per rilascio dello ione ammonio o dell'ammoniaca gassosa in
presenza di pH superiori a 8.
Circa il 10-16% dell'azoto rimosso può essere ottenuto con l'assunzione dei nutrienti dal sedimento da parte di piante
radicate e dall'attività del film microbico che aderisce alla parti sommerse delle piante e al sedimento.
Si svolgono processi di nitrificazione (attività batterica sulle parti sommerse delle piante) e processi denitrificanti compiuti
da batteri con metabolismo anaerobico facoltativo che permette di utilizzare il nitrato in assenza di ossigeno disciolto nello
spessore del sedimento.
RIMOZIONE FOSFORO: non è molto efficace. Nelle acque reflue la maggior parte del fosforo è trasportata in
sospensione; nei sistemi di fitodepurazione l'efficacia di rimozione del fosforo presente allo stato colloidale è notevolmente
elevata.
La capacità di sedimentazione del fosforo (che può precipitare come fosfato) è maggiore quanto maggiore è il tempo
impiegato dall'acqua ad attraversare il bacino di fitodepurazione.
RIMOZIONE METALLI PESANTI E PESTICIDI: è legata a fenomeni di precipitazione (favorita dal rialzo dei valori di
pH delle acque acide affluenti nella zona umida) e adsorbimento (dipende dalla superficie disponibile di scambio). Cadmio,
piombo, cromo non sono assimilati se assorbiti, possono entrare nella catena alimentare.
RIMOZIONE SEDIMENTI: è favorita dalla bassa velocità di circolazione e limitata profondità dell'acqua nelle zone
umide.
MODALITA’ D’IMPIANTO NEI TRATTAMENTI A MACROFITE RADICATE
Le specie più utilizzate: Phragmites australis, Typha latifolia, Scirpus lacustris.
Tecniche di impianto:
-trapianto in primavera di piantine con pane di terra (3-4 piantine/m2)
-interramento di cespi (2 cespi/m2) nel periodo autunnale
-interramento di rizomi (4 rizomi/m2) nel periodo autunnale
IMPIANTO DELLA PHRAGMITES AUSTRALIS A MOLENTARGIUS
Le fascine di culmi di Phragmites freschi legate a mazzi con legacci in fibra naturale (iuta o
canapa) sono stati fissati al substrato con paletti in legno posti alla distanza di 1 metro l’uno
dall’altro. Nelle aree a battente idrico maggiore l’investimento è di 1 fascina ogni 12 m2, nelle
aree a battente idrico minore è di una ogni 48 m2, le fascine sono disposte a sesto rettangolare.
ISTITUTO TECNICO AGRARIO STATALE
COMMISSIONE EUROPEA
Ministero dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca
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Strada Statale N. 130-Km 4,300 - 0 9 0 3 4 E l m a s
PROGETTO HELIANTHUS II
MODULO 8 LE TECNOLOGIE DELL’AMBIENTE PER
L’AMBIENTE
A cura di:Elisabetta Cerronis,Veronica Cabras,Costantino Nonne,Angelo Pilloni,Nicola Collu,Daniela Porceddu,Francesco Mainas.
Coordinamento scientifico: Maria Cristina Palomba, Bastiana Serra, Alessandro Murgia, Giovanni Maria Motzo.
LA DEPURAZIONE SOSTENIBILE DELLE ACQUE
NELL’ECOSISTEMA MOLENTARGIUS
LA STORIA
Si può far risalire la nascita dello stagno di Molentargius all'era
quaternaria, tra le ultime due glaciazioni Il suo paesaggio si è
evoluto nel corso dei secoli a causa dell’attività umana basata
essenzialmente sull’estrazione del sale, iniziata già al tempo dei
Fenici circa 2000 anni fa e proseguita fino al 1985. Nel 1977
questa zona per l’assoluto valore naturalistico che la
contraddistingue è stata riconosciuta zona umida di
importanza internazionale in base alla Convenzione di
Ramsar e nel 1989 è divenuta Riserva naturale.
23/04/06
VISITA A
MOLENTARGIUS
DOVE SI TROVA
Il
Parco
Naturale
Regionale
Molentargius-Saline si trova nella
parte meridionale del Campidano di
Cagliari, all’interno di una vasta area
urbana in cui vivono circa 400.000
abitanti. Il Parco designa un’area umida
di grande valore naturalistico e di
importante fruizione sociale, composta
da bacini di acqua dolce, di acqua salata
per la produzione di sale, da una piana
prevalentemente arida e da un’area
litoranea.
L’AZIONE DI DEPURAZIONE NATURALE DI UN BACINO
ACQUIFERO
La Fitodepurazione è un processo naturale basato sullo sfruttamento
delle piante come filtri biologici per depurare le acque inquinate.
Michael,Efisio, Daniela, Veronica, Elisabetta, Marianna, Costantino, Francesco,
Stagni e paludi rappresentano ambienti acquatici naturali in cui Angelo, Daniele, Eugenio,Andrea,Daniela,Maura, Francesca, Luca, Silvio,
particolari tipi di piante favoriscono la crescita di microrganismi Giacomo, Vanessa, Marco, Jessica, Nicola, Luca,Marcello.
mediante i quali avviene la depurazione.
Tifa
Mignattaio
ECOSISTEMA FILTRO MOLENTARGIUS
PUNTI DI FORZA
•buon inserimento ambientale;
•contenute spese di costruzione e gestione;
Pollo sultano
Juncus effusus
•limitate quantità di biomasse di risulta;
•efficace abbattimento di BOD, COD, SS, N e P;
STATO DELL’ECOSISTEMA MOLENTARGIUS
•risparmio in termini di energia e di materiali;
•basso impiego di manodopera;
Anche Molentargius, come tutte le zone umide,ha rappresentato
per lungo tempo un sistema naturale per il trattamento delle acque
di scarico prodotte dagli insediamenti abitativi gravitanti sul
territorio circostante. A partire dagli anni ’60 un grande apporto di
acque reflue non depurate, ma cariche di sostanze nutritive, ha
favorito un rigoglioso sviluppo vegetativo, che ha consentito
l’insediamento di numerose specie avicole, ma che ha causato
l’inquinamento dell’ecosistema. Per tale ragione nel 1990 è stato
avviato un Programma Integrato di Interventi di Risanamento
per la regimentazione delle acque e la realizzazione dell’ ecosistema
filtro, innovativo impianto di depurazione naturale.
•ridottissima produzione di fanghi di difficile smaltimento.
PUNTI DI DEBOLEZZA
•necessità di superfici unitarie elevate;
Fenicotteri
•performance non particolarmente elevate su alcuni inquinanti,con particolare riferimento ai nutrienti;
•limitata possibilità di gestione e regolazione del processo naturale di depurazione;
•possibili problemi di odori e/o insetti.
COMMISSIONE EUROPEA
Ministero dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca
ISTITUTO TECNICO AGRARIO STATALE
“ D u c a de g l i A b r u z z i ”
Strada Statale N. 130-Km 4,300 - 0 9 0 3 4 E l m a s
PROGETTO HELIANTHUS II
MODULO 8 LE TECNOLOGIE DELL’AMBIENTE
PER L’AMBIENTE
A cura di : Francesca Piroddi, Efisio Abis, Eugenio Anedda, Daniela Orrù, Michael Mancuso, Luca Cuccu, Andrea Marongiu.
Coordinamento Scientifico: Maria Cristina Palomba, Bastiana Serra, Alessandro Murgia, Giovanni Maria Motzo.
LA
FITODEPURAZIONE
MOLENTARGIUS E
L’ECOSISTEMA
FILTRO
MINORE
ECOSISTEMA FILTRO
PARATOIA DI CONTROLLO DELLA PORTATA
MAGGIORE
BELLAROSA
ECOSISTEMA FILTRO - FITODEPURAZIONE FWS
BELLAROSA
LA FITODEPURAZIONE E’ UN TRATTAMENTO
SOSTENIBILE DELLE ACQUE REFLUE,
CARATTERIZZATO DA BASSI COSTI DI IMPIANTO E
GESTIONE, E SCARSISSIMO IMPATTO AMBIENTALE.
UTILIZZA PARTICOLARI SPECIE DI PIANTE TRA CUI LA
COMUNE CANNA DI PALUDE “PHRAGMITES
AUSTRALIS” CON LA FUNZIONE DI ASSORBIRE LE
SOSTANZE NUTRIENTI E TRASFERIRE
DALL’ATMOSFERA ALLE RADICI L’OSSIGENO
NECESSARIO PER LA TRASFORMAZIONE DELLA
SOSTANZA ORGANICA IN ANIDRIDE CARBONICA E
ACQUA - L’AZOTO AMMONIACALE PRIMA IN NITRATI,
DUNQUE IN AZOTO GASSOSO.
A SINISTRA LA FOTO AEREA DEL DEPURATORE DI IS-ARENAS, A DESTRA UNA SEZIONE DI
FITODEPURAZIONE DELL’ECOSISTEMA FILTRO CON L’EVIDENZA DI UN SEMPLICE SISTEMA DI
REGOLAZIONE DEL FLUSSO IDRICO
LE TRE PRINCIPALI TIPOLOGIE IMPIANTISTICHE
SONO CARATTERIZZATE DAL TIPO DI FLUODINAMICA:
SFS-H - FLUSSO SUBSUPERFICIALE ORIZZONTALE
SFS-V FLUSSO SUBSUPERFICIALE VERTCALE
FWS FLUSSO SUPERFICIALE
LE PRIME DUE TIPOLOGIE SONO UTILIZZATE COME
TRATTAMENTO SECONDARIO (BIOLOGICO) PER
PICCOLE COMUNITA’, CASE ISOLATE, PICCOLE
REALTA’ PRODUTTIVE.
IL SISTEMA FWS E’ TALVOLTA UTILIZZATO COME
STADIO DI FINISSAGGIO. UNO TRA GLI ESEMPI PIU’
IMPORTANTI IN EUROPA E’APPUNTO L’ECOSISTEMA
FILTRO DELLO STAGNO DI MOLENTARGIUS.
IL SISTEMA NASCE PER
RIEQUILIBRARE DA UN
PUNTO DI VISTA IDRAULICO
E CHIMICO LA FRAZIONE
DELLO STAGNO DI
MOLENTARGIUS CHIAMATA
BELLAROSA MINORE IN
MODO DA PRESERVARNE I
BIOTIPI PRESENTI. L’ACQUA
UTILIZZATA PROVIENE DAL
TRATTAMENTO
SECONDARIO DELLE ACQUE
DI RIFIUTO DEL
DEPURATORE DI IS ARENAS.
UNA VOLTA CONVOGLIATA
ALL’IMPIANTO DI
FITODEPURAZIONE
L’ACQUA SI DEPURA ED E’
PRONTA PER ESSERE
IMMESSA NEL BELLAROSA
MINORE, PASSANDO PER LA
STAZIONE DI
SOLLEVAMENTO. IN FIGURA
SONO EVIDENZIATI I FLUSSI
IDRICI
FOTO AEREA DELL’AREA PRIMA DELLA
REALIZZAZIONE DELL’ECOSISTEMA FILTRO