Until the 1980s, there was no legislation in Italy to regulate the spilling of waste and hazardous substances into the environment by industries, the proliferation of uncontrolled landfills, and the improper storage of raw materials. As a result, to date, the remediation of contaminated sites is one of the greatest challenges facing our society. The use of traditional remediation methods has limitations, however, due to high operational costs and labor requirements, health hazards and ecosystem risks. As alternative techniques, bioremediation is an option that is becoming increasingly important and widespread in many conditions. Bioremediation is defined as the process of detoxifying polluted environments using living organisms, such as microorganisms and plants. The work carried out in this thesis is in the context of a remediation project of soils polluted by hydrocarbons, their derivatives and metals, produced by a now-discontinued chemical industry located in the province of Turin. The industrial manufacturing activities of the industry consisted of production and fractionation of chlorinated solvents, alkylbenzenes and light petroleum oils, preparation of rubber plasticizers, ink bases, chloroparaffins and catalytic dehydrogenation of petroleum products. The plant ceased operations in 1978, due to bankruptcy, and was turned over to a new company that renovated only its southeastern section while the remaining land remained unused. In 2006, an agreement was configured between the company and the Department of Plant Biology of the University of Turin for bioremediation experimentation using poplar and fungal inocula taken from the study site. Following the positive outcome of the experimentation in the test area, it was decided to expand the area subjected to the intervention. Specifically, this thesis evaluated the efficacy of a Populus nigra planting inoculated with the fungus Paecilomyces lilacinus in reducing Cr, Zn and C>12 concentrations in soil. The experiment lasted for 6 years, covering a period from 2017 to 2023. Soil and leaf samples were taken each year. Analysis of stems and roots, however, began in 2021. Samples of fresh organic material and surface soil were sent to the analytical laboratory for testing the degree of concentration of contaminants adsorbed by plants. The extract for determination of C>12 hydrocarbons was also injected into GC/MS for qualitative, as well as quantitative, analysis of the peaks. The data obtained were then compared to assess the level of contaminant removal and accumulation of Zn, Cr and C>12 in different plant organs. A phytosociological survey of the vegetation established in the poplar grove and the surrounding environment was also performed. The results of the analysis were compared with those obtained from the first vegetation analysis, which was performed at the site before reclamation. The data obtained made it possible to establish the evolutionary stage of the vegetation.
Fino agli anni 80, in Italia, non c’era una normativa che regolasse lo sversamento di rifiuti e sostanze pericolose nell’ambiente da parte delle industrie, il proliferare di discariche non controllate e lo stoccaggio improprio di materie prime. Come conseguenza, ad oggi, la bonifica dei siti contaminati è una delle maggiori sfide che la nostra società deve affrontare. L’uso dei metodi tradizionali di bonifica ha, tuttavia, dei limiti, a causa degli alti costi operativi e ai requisiti di manodopera, dei pericoli per la salute e dei rischi per l’ecosistema. Come tecniche alternative, la bioremediation è un’opzione che sta acquistando sempre più importanza e diffusione in molte condizioni. Con bioremediation si definisce il processo di detossificazione degli ambienti inquinati tramite l’utilizzo di organismi viventi, come microrganismi e piante. Il lavoro svolto in questa tesi si colloca proprio nell’ambito di un progetto di bonifica di terreni inquinati da idrocarburi, loro derivati e metalli, prodotti da un’industria chimica ormai dismessa, situata in provincia di Torino. Le attività industriali produttive dell’industria consistevano in produzione e frazionamento di solventi clorurati, di alchilbenzeni e di oli leggeri di petrolio, preparazione di plastificanti per gomma, di basi per inchiostri, di cloroparaffine e deidrogenazione catalitica di prodotti petroliferi. Lo stabilimento cessò le attività nel 1978, per fallimento, e venne affidato ad una nuova società che ne ristrutturò solo il settore sud-orientale mentre il territorio rimanente rimase in disuso. Nel 2006 si configurò una convenzione tra la società e il Dipartimento di Biologia Vegetale dell’Università di Torino per un’attività di sperimentazione di bioremediation tramite l’utilizzo di pioppi e inoculi fungini prelevati nel sito di studio. A seguito dell’esito positivo della sperimentazione nell’area test, si decise di ampliare l’area soggetta all’intervento. In particolare, in questa tesi si è valutata l’efficacia di un impianto di Populus nigra inoculato con il fungo Paecilomyces lilacinus per la riduzione delle concentrazioni di Cr, Zn e C>12 nel suolo. L’esperimento ha avuto una durata di 6 anni, per un periodo che va dal 2017 al 2023. Ogni anno sono stati prelevati campioni di suolo e foglie. Le analisi di fusti e radici sono, invece, iniziate nel 2021. I campioni di materiale organico fresco e di terreno superficiale sono stati inviati al laboratorio di analisi per la verifica del grado di concentrazione dei contaminanti adsorbiti dalle piante. L’estratto per la determinazione degli idrocarburi C>12 è stato iniettato anche in GC/MS per un’analisi qualitativa, oltre che quantitativa, dei picchi presenti. I dati ricavati sono stati successivamente confrontati per valutare il livello di rimozione dei contaminanti e l’accumulo di Zn, Cr e C>12 nei differenti organi delle piante. È stata anche eseguita un’analisi fitosociologica della vegetazione instauratasi nel pioppeto e nell’ambiente circostante. I risultati dell’analisi sono stati confrontati con quelli ricavati dalla prima analisi vegetazionale, eseguita nel sito prima della bonifica. I dati ottenuti hanno permesso di stabilire lo stadio evolutivo della vegetazione.
Effetti di un trattamento di bioremediation in un ex sito industriale contaminato da zinco, cromo e C>12: confronto dei dati dal 2017 al 2023.
CANNATA, FEDERICA
2023/2024
Abstract
Fino agli anni 80, in Italia, non c’era una normativa che regolasse lo sversamento di rifiuti e sostanze pericolose nell’ambiente da parte delle industrie, il proliferare di discariche non controllate e lo stoccaggio improprio di materie prime. Come conseguenza, ad oggi, la bonifica dei siti contaminati è una delle maggiori sfide che la nostra società deve affrontare. L’uso dei metodi tradizionali di bonifica ha, tuttavia, dei limiti, a causa degli alti costi operativi e ai requisiti di manodopera, dei pericoli per la salute e dei rischi per l’ecosistema. Come tecniche alternative, la bioremediation è un’opzione che sta acquistando sempre più importanza e diffusione in molte condizioni. Con bioremediation si definisce il processo di detossificazione degli ambienti inquinati tramite l’utilizzo di organismi viventi, come microrganismi e piante. Il lavoro svolto in questa tesi si colloca proprio nell’ambito di un progetto di bonifica di terreni inquinati da idrocarburi, loro derivati e metalli, prodotti da un’industria chimica ormai dismessa, situata in provincia di Torino. Le attività industriali produttive dell’industria consistevano in produzione e frazionamento di solventi clorurati, di alchilbenzeni e di oli leggeri di petrolio, preparazione di plastificanti per gomma, di basi per inchiostri, di cloroparaffine e deidrogenazione catalitica di prodotti petroliferi. Lo stabilimento cessò le attività nel 1978, per fallimento, e venne affidato ad una nuova società che ne ristrutturò solo il settore sud-orientale mentre il territorio rimanente rimase in disuso. Nel 2006 si configurò una convenzione tra la società e il Dipartimento di Biologia Vegetale dell’Università di Torino per un’attività di sperimentazione di bioremediation tramite l’utilizzo di pioppi e inoculi fungini prelevati nel sito di studio. A seguito dell’esito positivo della sperimentazione nell’area test, si decise di ampliare l’area soggetta all’intervento. In particolare, in questa tesi si è valutata l’efficacia di un impianto di Populus nigra inoculato con il fungo Paecilomyces lilacinus per la riduzione delle concentrazioni di Cr, Zn e C>12 nel suolo. L’esperimento ha avuto una durata di 6 anni, per un periodo che va dal 2017 al 2023. Ogni anno sono stati prelevati campioni di suolo e foglie. Le analisi di fusti e radici sono, invece, iniziate nel 2021. I campioni di materiale organico fresco e di terreno superficiale sono stati inviati al laboratorio di analisi per la verifica del grado di concentrazione dei contaminanti adsorbiti dalle piante. L’estratto per la determinazione degli idrocarburi C>12 è stato iniettato anche in GC/MS per un’analisi qualitativa, oltre che quantitativa, dei picchi presenti. I dati ricavati sono stati successivamente confrontati per valutare il livello di rimozione dei contaminanti e l’accumulo di Zn, Cr e C>12 nei differenti organi delle piante. È stata anche eseguita un’analisi fitosociologica della vegetazione instauratasi nel pioppeto e nell’ambiente circostante. I risultati dell’analisi sono stati confrontati con quelli ricavati dalla prima analisi vegetazionale, eseguita nel sito prima della bonifica. I dati ottenuti hanno permesso di stabilire lo stadio evolutivo della vegetazione.| File | Dimensione | Formato | |
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