Fitorisanamento: tecnologie sostenibili di bonifica

This thesis aims to investigate phytoremediation, an innovative soil-recovery tecnique for environmental protection and the recovery of water and soil quality. A general overview of the problem of polluted soils in Italy and some of the classical remediation techniques such as excavation and landfilling are given as an introduction. The thesis focuses particularly on vegeatble species that tolerate heavy metals in the soil by implementing mechanisms of exclusion and resistance and those that, in different ways, are able to bioaccumulate pollutants and improve the characteristics of the soil. In fact, we talk about exclusionary plants, indicator plants, accumulator plants and hyperaccumulator plants, with different degradative capacity and/or accumulation of toxic substances. The phytoremediation technique is based on the fact that some plant species are able to absorb, translocate, sequester and degrade organic and inorganic contaminants. There are several methods that can be applied depending on the type of polluted system (soils and water) and the specific problem. Among the methods of phytodepuration we have: the phytoextraction, which removes pollutants from the soil by translocating them in the plant; the phytodegradation, which uses the association plant-microorganisms in the degradation of pollutants; the rezofiltration for the precipitation of toxic substances in the roots; the phytostabilization to reduce the bioavailability of the pollutant and the phytovolatization for the release of substances in volatile form. In the rehabilitation of agricultural soils, is particularly interesting the use of biomass crops from Short Rotation Forestry thanks to its dual purpose of remediating a soil and producing renewable energy (e.g., Poplar, Jatropha and Willow, Abhilash et al., 2012), while maintaining the agricultural vocation of the soils. It is necessary to investigate the level of efficiency, costs and ease of management and application of this technique of depollution. For this purpose, in the thesis are reported some benchmarks that allow to quantify the translocation capacity and bioaccumulation of different plant species and proceed with their possible commercial use or disposal. Finally, to support the thesis agrgument, is reported the case study in the agro-aversano area in Campania - Ecoremed life11 - a project funded by the European Union that aims to develop and demonstrate the effects of bioremediation protocols of contaminated agricultural soils. The project combines depollution with the production of useful materials for the agro-energy chain in the form of heat, electricity, biodiesel and, above all, compost and biochar. The photo-remediation is, therefore, a very interesting technique to investigate and promote in the recovery of degraded soils, in order to return, at the end of the process, the areas to their original agricultural use.

Fitorisanamento: tecnologie sostenibili di bonifica La tesi ha lo scopo di indagare il fitorisanamento, una tecnica di bonifica innovativa per la tutela dell'ambiente e per il recupero della qualità delle acque e del suolo. Viene riportato, a livello introduttivo, un inquadramento generale del problema dei suoli inquinati in Italia e alcune delle tecniche classiche di bonifica come l'escavazione e il conferimento in discarica. Nella tesi viene posta l'attenzione sulle specie vegetali che tollerano i metalli pesanti nel suolo attuando meccanismi di esclusione e di resistenza e piante che, con diverse modalità, sono in grado di bioaccumulare gli inquinanti e migliorare le caratteristiche del terreno. Si parla infatti di piante escluditrici, piante indicatrici, piante accumulatrici e iperaccumulatrici, con diversa capacità degradativa e/o di accumulo di sostanze tossiche. La tecnica del fitorisanamento si basa sul fatto che alcune specie vegetali sono in grado di assorbire, traslocare, sequestrare e degradare contaminanti organici ed inorganici. Esistono diversi metodi applicabili a seconda del tipo di sistema inquinato (suoli e acque) e del problema specifico. Tra i metodi di fitodepurazione abbiamo: la fitoestrazione, che rimuove gli inquinanti dal terreno traslocandoli nella pianta, la fitodegradazione, che si avvale dell'associazione pianta-microrganismi nella degradazione degli inquinanti, la rizofiltrazione per la precipitazione di sostanze tossiche nelle radici, la fitostabilizzazione per ridurre la biodisponibilità dell'inquinante e la fitovolatizzazione per il rilascio delle sostanze in forma volatile. Nel risanamento di suoli agrari è interessante l'uso di colture da biomassa da Short Rotation Forestry, per il duplice obiettivo di risanare un suolo e produrre energia rinnovabile (es. Pioppo, Jatropha e Salice, Abhilash et al., 2012), mantenendo la vocazione agricola dei suoli. È necessario indagare il livello d'efficienza, i costi e la facilità di gestione e applicazione di questa tecnica di disinquinamento, a questo scopo nella tesi vengono riportati alcuni parametri di riferimento che permettono di quantificare la capacità di traslocazione e di bioaccumulo delle diverse specie vegetali e procedere con un loro eventuale uso commerciale o smaltimento. Si riporta infine l'esempio di un caso studio nell'area dell'agro-aversano in Campania, Ecoremed life11, un progetto finanziato dall'Unione Europea che ha lo scopo di sviluppare e dimostrare gli effetti di protocolli di biorisanamento di suoli agricoli contaminati. Inoltre, il progetto associa al disinquinamento la produzione di materiali utili per la filiera agro-energetica nella forma di calore, elettricità, biodisel e soprattutto compost e biochar. Il fotorisanamento è, quindi, una tecnica molto interessante da indagare e promuovere nel recupero di suoli degradati, nella prospettiva di restituire, al termine del processo, le aree all'originario uso agricolo.