Uno studio sull'utilizzo in ambito urbano dei fanghi di depurazione fognaria compostati

Con le politiche di recupero ispirate all'eliminazione completa di ogni spreco, ogni tipo di rifiuto sta divenendo oggetto di interesse e valorizzazione. Sebbene fino a qualche anno fa ci fosse molta cautela in relazione all'impatto ambientale del riutilizzo di tanti rifiuti, l'evoluzione delle tecnologie ha portato col tempo a far prevalere di gran lunga i vantaggi, rispetto agli svantaggi. Questo è ad esempio il caso dei fanghi di depurazione (i quali si dividono in urbani e industriali).

In alcuni luoghi viene ormai consentito il recupero in agricoltura dei fanghi di depurazione, derivanti dalle acque di fognatura urbane, poiché ormai essi contengono ridotti livelli di organismi patogeni e sostanze inquinanti, a differenza dei fanghi industriali che invece contengono tuttora sostanze pericolose, che ne impediscono il riutilizzo in agricoltura (piombo, mercurio, cadmio, ecc.). Ne consegue che c'è un marcato interesse degli scienziati agrari a valutarne le caratteristiche agronomiche, al fine del riutilizzo in agricoltura, o eventualmente per la concimazione dei parchi urbani.

Uno studio segnalato dalla Società Americana di Agronomia definisce genericamente questi rifiuti, come prodotti bio-solidi, aventi anche un variabile contenuto di acqua, circostanza che li rende più o meno trasportabili. Il ricorso alla parola bio-solidi (='bio-solids') può inizialmente porre il dubbio che non si tratti dei fanghi di depurazione di acque fognarie (='sewage-sludge'), ma subito emerge che l'unica differenza è che in questo caso sono stati compostati e quindi hanno un maggiore, o minore tenore di sostanza organica.
E' perfettamente comprensibile che gli americani, che hanno una consolidata abitudine nel sostituire i nomi brutti con espressioni più simpatiche, abbiano trovato anche in questo caso un nome più accettabile per i consumatori, ma probabilmente esso è meno trasparente. La chiarezza scientifica e giornalistica ci richiede quindi di chiamarli col loro nome.

L'interesse principale dei fanghi di depurazione compostati, viene precisato, riguarda il contenuto di azoto, di cui sono ricchi e che contemporaneamente è un elemento chiave della concimazione delle piante, ma come viene evidenziato solo una parte di esso è realmente disponibile. Il riferimento è evidentemente a forme di azoto organico, quelle più comuni nel terreno (in misura dell'1-1,5%). L'azoto disponibile è quello minerale, che è localizzato nella soluzione del terreno, in forme variamente solubili (azoto nitrico, ammoniacale, ureico, ammidico), in funzione della forza che lega l'elemento minerale alla complessiva molecola fertilizzante. Tale criterio è anche alla base della produzione industriale di concimi che rilasciano gradualmente la loro componente nutritiva e che risultano quindi più efficienti, ma spesso anche più costosi; conseguentemente la scarsa disponibilità dell'azoto nei fanghi di depurazione è una caratteristica utile.

Le radici delle piante, nella loro attività di nutrizione, pescano nella soluzione del suolo e ne prelevano principalmente l'azoto nitrico e con differente abilità (tra le diverse specie) assorbono anche l'azoto ammoniacale. Se l'azoto somministrato al suolo fosse tutto immediatamente disponibile verrebbe in gran parte disperso e questo è infatti il rischio al quale sono soggetti i fertilizzanti chimici nelle stagioni piovose, dato che le forme di azoto subito disponibili sono trattenute (temporaneamente) solo in misura minima dal suolo agricolo e determinano quindi un maggiore rischio di inquinamento dell'ecosistema.

Questi aspetti emergono anche dalle considerazioni della dott.ssa Odiney Alvarez-Campos, ricercatore presso l'Istituto politecnico della Virginia (Virginia Tech): 'Abbiamo bisogno di sapere quanto azoto diviene disponibile per le piante, quando noi aggiungiamo i fanghi di depurazione al suolo. Noi ne vogliamo fornire abbastanza alle coltivazioni per ottenere un loro salutare sviluppo e raccolto, evitando un'eccedenza di azoto. Si tratta di un equilibrio tra sostenere la crescita delle piante, senza contemporaneamente inquinare.'

Ella con i suoi colleghi, ha verificato quanto dell'azoto presente in differenti fanghi di depurazione compostati diveniva disponibile in suoli urbani. Nella valutazione complessiva di questo aspetto interferiva però un elemento esterno: la natura degradata dei suoli urbani può ridurre la disponibilità, per le piante, dell'azoto presente nei fanghi di depurazione. Contemporaneamente le caratteristiche dei fanghi utilizzati (compostati con altri materiali organici) risolvevano il primo problema rendendoli più adatti ai terreni di città: infatti i terreni urbani, al contrario dei fanghi, sono poveri di sostanza organica ed elementi nutritivi e inoltre risultano molto degradati e compattati (oltre che impermeabilizzati), per il continuo transito automobilistico e per le attività di costruzione.

Come evidenzia la dott.ssa Alvarez-Campos: 'I fanghi di depurazione compostati hanno ciò di cui abbiamo bisogno per ripristinare le proprietà di questi suoli'. La sostanza organica, di cui sono ricchi i fanghi di depurazione compostati, può ridurne la compattazione. Ciò può renderli più facilmente lavorabili e aiuta le radici delle piante a crescere. Essi possono inoltre agevolare l'infiltrazione dell'acqua e il suo trattenimento nel suolo, che è importante per la crescita delle piante.

Un recente articolo pubblicato dalla Facoltà di agraria dell'Università dell'Illinois ha anch'esso richiamato l'attenzione su quest'ultimo aspetto, in parte collegato al cambiamento climatico e che sta acquisendo molta importanza nelle aree urbane, in corrispondenza di intensi eventi meteorici. L'impermeabilizzazione del suolo è chiaramente un ostacolo allo sgrondo delle acque e in tal senso l'Università dell'Illinois propone una serie di soluzioni a chi teme che il terreno sia inquinato da metalli pesanti, un'evenienza più frequente in passato e causata da eventuali sversamenti di carburanti, i quali contenevano piombo.

Tornando ai fanghi di depurazione compostati, i ricercatori dell'Università della Virginia ne hanno provati 5 tipi differenti, che sono risultati di ottima qualità e arricchiti di sostanza organica ed elementi minerali. Il principale problema riscontrato è che il compost deve essere asciutto, infatti come precisa la dott.ssa Alvarez-Campos: 'Una delle principali sfide fronteggiate quando si applicano i compost alle aree urbane è l'elevato contenuto di umidità.' I fanghi di depurazione che abbiano elevato contenuto di umidità sono più difficilmente trasportabili, maneggiabili e spandibili. Quando sono, invece, mescolati con materiali legnosi, accumulano più azoto in forma disponibile.
Questi aspetti possono essere ben compresi considerando che la sostanza organica, durante la sua umificazione, si stabilizza in un rapporto C/N=10. Quindi la quantità di carbonio (C) eccedente tende a decomporsi e/o a trattenere l'azoto (N), che si libera man mano che viene rilasciato dalla sua forma organica. Se però l'azoto è in eccesso in mancanza di una corrispondente quantità di sostanza organica, esso viene dilavato e può inquinare l'ambiente. Conseguentemente un buon compost di fanghi e residui legnosi dovrà originare dall'umificazione di materiale bilanciato intorno a un ottimale rapporto C/N e possibilmente un buon contenuto di lignina, che stabilizza l'humus (la paglia e i tagli d'erba sono più ricchi di cellulosa e si degradano più rapidamente).

Per altro verso, i ricercatori segnalano anche la presenza di argille può ridurre la disponibilità di azoto: in tal caso il riferimento è al potere di adsorbimento delle argille che lo fissano nella sua forma ammoniacale NH4+, sottraendolo alla disponibilità nella soluzione circolante. Se il terreno ha un maggiore contenuto di limo e sabbia, l'azoto è più disponibile, ma può anche essere più agevolmente perso.

Tra le questioni oggetto di accertamento dall'equipe di studiosi della dott.ssa Alvarez-Campos vi è stato il contenuto di azoto nei fanghi di depurazione compostati, attraverso il metodo denominato 'incubazione anaerobica di 7 giorni'. Come ha indicato la dott.ssa Alvarez-Campos: 'Esso ha mostrato il più grande potenziale, che può essere utilizzato come indicatore della disponibilità di azoto del fango di depurazione compostato'.
La questione che il gruppo di studio ha ritenuto decisiva è che il contenuto di azoto è più ridotto nei terreni degradati di città: 'Essa aiuterà a definire le dosi di applicazione del compost di fanghi di depurazione, affinché corrispondano al livello di degradazione del suolo'.

In tale senso ella ha segnalato che stanno valutando la disponibilità di test che permettano una precisa definizione dell'azoto derivante dall'applicazione di compost di fanghi di depurazione ai terreni urbani; inoltre è loro intenzione di ri-effettuare lo studio compiuto in aree differenti e in tal senso indica:'In questo studio abbiamo utilizzato suoli rappresentativi di terreni urbani del sud-est della Virginia', dice Alvarez – Campos. Studi futuri valuteranno l'impatto dell'applicazione di fanghi di depurazione in una più ampia varietà di suoli urbani.

In conclusione la dott.ssa Alvarez-Campos ha segnalato: 'Riciclare i fanghi di depurazione nel suolo è una delle maniere più sostenibili di gestire i rifiuti. Essa riporta al suolo carbonio ed elementi nutritivi, come l'azoto e aiuta la crescita della vegetazione.' Questa ricerca è stata pubblicata sul giornale della Società americana di Scienza del Suolo.

Fonte/i: Istituto Politecnico della Virginia, 8 luglio 2019

Autore dell'articolo: , 31 luglio 2019

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