RIMOZIONE DI ELEMENTI NUTRITIVE E CONTAMINANTI DA REFLUI MEDIANTE CONSTRUCTED WETLANDS

The constructed wetlands are designed to remove nutrients and heavy metals from wastewaters before putting them back in the water bodies.In addition to improving water quality by removing nutrients and pollutants the constructed wetlands can improve the natural value of the site by increasing biodiversity, be used for landscaping and educational purposes, promote groundwater recharge and increase the water supply for the reservoir.Plants that can develop in water or saturated soils play an important role in these systems. The solid substrate should support the vegetation, while ensuring good hydraulic conductivity. Substrates with silty to sandy texture are favorable to the development of the vegetation and the addition of coarse material, such as gravel and crushed stones facilitates the hydraulic conductivity. The substrate has alsothe task of retaining nutrientssuch as nitrogen and phosphorus, which in high concentrations can induce eutrophication of water bodies.Many of the chemical mechanisms involved in the removal of organic carbon and nitrogen are mediated by microorganisms.The mechanisms involved in the removal of nitrogen include volatilization of ammonia, denitrification with emission of molecular nitrogen and nitrogen oxides, the fixation by the biota, the adsorption of ammonium ion on silicate.The mechanisms regulatingphosphorus cycling in the wetlands are: adsorption/desorption, precipitation/dissolution, leaching, mineralization/immobilization. Phosphorus, differently from nitrogen cannot be removed in gaseous form; in natural systems this implies a migration of the element to the water bodies. Phosphorus, in particulate phase, can be removed with the sedimentation of suspended solids, while the removal of dissolvedP is more challenging in wetland systems.The plants, in fact, do not remove phosphorus as effectively as nitrogen, as the phosphate load of several wastes is higher than the nutritional needs of the plants.The removal of phosphorus in solution in wetlands is thus mainly due to the substrate, by adsorption on the solid particles or following precipitations reactions.Improving the effectiveness of wetlands for the removal of phosphorus is therefore still the subject of a number of studies aimedat optimizing the design and the water flows, the choice of plant species and the choice of the composition of the solid substrate for its phosphate adsorption capacity. Good results have been obtained with vertical flow systems associated with Canna indica.Good performance in phosphate adsorption in the solid substrate have been achieved with the use of slag fromsteel processing, obtaining a substrate with a high phosphate adsorption capacity suitable for small sewage treatment plants.

Le constructedwetlands sono aree umide artificiali progettate per rimuovere elementi nutritivi e metalli pesanti dalle acque reflue prima di reimmetterle nei corpi idrici.Oltre al miglioramento della qualità dell'acqua con la rimozione di nutrienti e inquinanti, le constructedwetlands possono migliorare il valore naturalistico del sito attraverso l'aumento della biodiversità, essere usate per scopi paesaggistici e didattici, favorire la ricarica della falda e aumentare la riserva di acqua per il bacino idrico. In questi sistemi gioca un ruolo importante la vegetazione, costituita da piante che si possono sviluppare in acqua o in suoli saturi. Il substrato solido deve fornire il supporto alla vegetazione, garantendo una buona conducibilità idrica. I substrati più favorevoli allo sviluppo della vegetazione hanno una tessitura sabbiosa-limosa, per favorire la conducibilità idrica si utilizza materiale grossolano come ghiaia e pietrisco. Il substrato ha anche il compito di trattenere elementi nutritivi come azoto e fosforo, elementi che in concentrazioni elevate possono indurre l'eutrifizzazione dei corpi idrici.Molti dei meccanismi chimici coinvolti nella rimozione del carbonio organico e dell'azoto sono mediati dai microrganismi. I meccanismi coinvolti nella rimozione dell'azoto includono la volatilizzazione in forma ammoniacale, la denitrificazione con emissione di azoto molecolare e ossidi di azoto, la fissazione da parte del biota, l'adsorbimentodi ione ammonio sui silicati.l meccanismi che regolano il ciclo del fosforo all'interno delle zone umide sono: adsorbimento/desorbimento, precipitazione/dissoluzione, lisciviazione, mineralizzazione/ immobilizzazione. Il fosforo, al contrario dell'azoto,non viene eliminato in forma gassosa e nei sistemi naturali questo comporta una migrazione dell'elemento verso i corpi idrici.Il fosforo in fase particolata può essere rimosso con la sedimentazione dei solidi sospesi, mentre la rimozione del P dissolto presenta delle difficoltà. Le piante, infatti, non rimuovono il fosforo così efficacemente come l'azoto, poiché il carico in fosfati di numerosi tipi di reflui è superiore al fabbisogno nutrizionale dei vegetali.La rimozione del fosforo in soluzione nelle wetlands è quindi principalmente a carico del substrato, per adsorbimento sulle particelle solide o in seguito a reazioni di precipitazione. Il miglioramento dell'efficacia delle wetlands per la rimozione del fosforo è quindi ancora oggetto di numerose ricerche che si propongono di ottimizzare la progettazione e i flussi idrici, la scelta delle specie vegetali e il materiale contenuto nel substrato solido in grado di adsorbire il fosfato. Buoni risultati si sono avuti con l'utilizzo di un sistema a flusso verticale associato alla Canna indica. Altri risultati importanti si sono avuti con l'utilizzo di filtri di scorie di lavorazione dell'acciaio, ottenendo un substrato con un'alta capacità di adsorbimento fosfatico adatto per i piccoli impianti di depurazione.