Fitodepurazione

Fitodepurazione in impianti di acquacoltura: studi preliminari in allevamenti di trota iridea (Oncorhynchus mykiss) in Veneto
di Borin M. , Tocchetto D.

Introduzione

In Italia gran parte delle specie ittiche da allevamento, quali trote, anguille, spigole, orate ma anche pesci gatto e storioni, provengono da impianti di allevamento di tipo intensivo. Nell’allevamento intensivo è di fondamentale importanza la somministrazione di alimentazione di tipo artificiale, con formulazioni adatte alle specie allevate ed in grado di ottimizzare la quantità di prodotto distribuito con la crescita del pesce.

Mentre nell’allevamento estensivo, grazie alla capacità di autodepurazione biologica dovuto al complesso sistema naturale tipico delle zone umide, è restituita all’ambiente esterno un’acqua qualitativamente migliore di quella in entrata, nell’allevamento intensivo sono da tenere nel dovuto conto le immissioni nell’ambiente di acque con potenziali possibilità di alterazione
del recettore.

I rifiuti dell’allevamento (composti organici quali proteine, carboidrati, urea, vitamine, disciolti nell’acqua o legati ai materiali in sospensione) vengono generalmente scaricati con le acque in uscita.
Le analisi chimiche delle acque di scarico, date le alte portate effluenti (superiori a 100 l s-1), mostrano valori dei principali parametri inquinanti al di sotto dei limiti legislativi.

Ciò nonostante, per effetto dei grandi volumi si possono generare carichi puntiformi di una entità tale da rendere opportuno un trattamento depurativo. Questo fattore di carico comporta spesso l’insorgenza di fenomeni di eutrofizzazione del recettore finale con implicazioni sugli
equilibri naturali degli ecosistemi interessati.

In questo settore, i sistemi tradizionali di trattamento degli effluenti per la riduzione dei carichi
inquinanti prevedono l’utilizzo di ampie vasche dove l’acqua permane per alcuni giorni in condizioni di calma ed i materiali in essa presenti sedimentano.

Altre tecnologie prevedono la separazione meccanica per chiarificazione mediante microfiltri statici o rotanti.
Questi processi permettono la riduzione dei carichi di sostanza organica, solidi sospesi e fosforo nei flussi idrici in uscita. La componente azotata, invece, essendo disciolta nella colonna d’acqua rimane inalterata e viene rilasciata con lo scarico in uscita.

La necessità di depurare le acque con sistemi efficaci nei confronti degli elementi nutritivi disciolti indirizza la sperimentazione verso la necessità di testare sistemi alternativi di depurazione adatti alle specifiche caratteristiche idrologiche dell’allevamento.

La fitodepurazione è indubbiamente una metodologia caratterizzata da semplicità applicativa,
economicità costruttiva e ridotta gestione operativa (Borin 2003), caratteristiche che la rendono adattabile all’attività di acquacoltura.

L’assorbimento degli elementi chimici disciolti nelle acque operato dalle piante e dai microrganismi associati all’apparato radicale è un’attività che avviene normalmente in tutti gli ambienti naturali; questa condizione ordinaria può essere sfruttata e ottimizzata per realizzare sistemi di depurazione dove le radici delle piante sono a diretto contatto con il corpo idrico e per questo in grado di intercettare gli elementi in esso disciolti.

A livello internazionale sono già stati condotti studi sulla funzionalità di questa tecnologia in acquacoltura (Schulz 2003; Sonnenholzner 1997).
Le finalità dello strumento finanziario che ha sovvenzionato la sperimentazione è la realizzazione di ricerche ad alto grado di applicabilità da parte degli operatori finali.

Non si vuole quindi individuare e caratterizzare l’impatto delle attività di acquacoltura sui recettori finali bensì valutare la capacità e l’applicabilità della fitodepurazione in questo tipo di attività produttiva.

Il progetto

Il progetto sperimentale prevede la realizzazione ed il monitoraggio di due impianti di fitodepurazione, differenti per tipologia, presso due aziende ittiche situate all’interno del Parco Regionale Naturale del Fiume Sile.

Si vuole monitorare in concreto la capacità della fitodepurazione nel ridurre i carichi inquinanti sia come azione di filtro ai solidi sospesi, sia per la capacità di assorbire gli elementi disciolti nelle acque che andrebbero irrimediabilmente riversati nel recettore.

Le analisi di laboratorio riguardano i solidi sospesi totali, le forme azotate e fosforiche, il BOD5, il COD, pH, conducibilità, ossigeno disciolto.
Particolare attenzione viene rivolta nei confronti delle specie da utilizzare. La loro scelta è stata fatta dopo una analisi bibliografica ed è ricaduta su due piante alloctone che offrono ottime garanzie di efficacia e di compatibilità per l’intervento: il giacinto d’acqua (Eicchornia crassipes) e il vetiver ( Vetiveria zizanioides ).

Il giacinto d’acqua appartiene alla famiglia delle Pontederiacee, ed è di origine brasiliana. È una pianta perenne in ambienti tropicali, annuale nelle zone temperate e continentali, natante, acaule e fornita di uno spesso rizoma.
L’ambiente ottimale di crescita ha temperatura compresa tra 16 e 30°C, con optimum tra 20 e 25°C, pH neutro, illuminazione intensa.

Essendo fornita di organi di galleggiamento la realizzazione dell’impianto sperimentale ha previsto il contenimento, mediante reti a maglia fine, delle piante entro superfici prestabilite e perpendicolari al flusso idrico in uscita dalla vasca di allevamento del pesce.

Questa rete consente inoltre di evitare la contaminazione biologica con materiale vegetale alloctono (il giacinto presenta delle spiccate caratteristiche di infestante nonostante l’impossibilità di sopravvivere ai rigori invernali delle latitudini del nord Italia.
Il vetiver è una pianta erbacea perenne con apparato radicale profondo (raggiunge e supera i 5 metri di profondità nel suo ambiente naturale) di rapidissima crescita, con radici omogenee ed estremamente resistenti.

Questa pianta tollera terreni con pH compreso fra 4 e 12, elevate concentrazioni saline, temperature da –10°C a +60°C. Molteplici sono gli utilizzi di questa specie: consolidamento di scarpate stradali e ferroviarie, fitodepurazione in idroponica (Hart 2003) e di tipo tradizionale, protezione di argini di torrenti e fiumi, fitoestrazione, ripristino di miniere esauste, produzione di olio essenziale.

Fra le altre caratteristiche interessanti vi è l’impossibilità di riproduzione agamica e sessuata alle nostre latitudini (questo offre garanzie notevoli riguardo al rischio di contaminazione biologica al di fuori dell’areale di origine) e la resistenza a patologie ed insetti.
Questa specie non possiede organi adibiti al galleggiamento. Ai fini della sperimentazione sono perciò state create delle apposite strutture galleggianti.

Ai fini sperimentali, oltre al controllo qualitativo delle acque verranno eseguiti dei rilievi fenologici per studiare le dinamiche di accrescimento delle due specie.

Prime indicazioni e considerazioni

Il monitoraggio della qualità delle acque in ingresso ed in uscita ha mostrato valori interessanti in entrambi gli impianti realizzati. Risultati sperimentali preliminari sui composti organici sono riportati in Tabella 1 .

Questi dati mostrano come l’azione di filtro fisico delle radici delle piante sia efficace nella riduzione della componente organica sospesa e disciolta nelle acque.

È ragionevole pensare che il materiale intercettato e trattenuto dalle radici ospita comunità batteriche che concorrono alla degradazione dello stesso.
Inoltre, è evidente il legame tra elementi rilevati negli scarichi e la fonte alimentare unita alla presenza di eventuali pesci morti in decomposizione.

L’analisi fenologica, ancora in corso di elaborazione, ha mostrato la differente capacità delle piante di sviluppare le radici (sia in profondità che lateralmente) e di colonizzare gli impianti nel corso del periodo di studio.

Per concludere è da segnalare la possibilità, descritta in letteratura, che questo metodo di depurazione risulti efficace non solo riguardo al carico organico e inorganico derivato dall’alimentazione dei pesci, ma anche come soluzione valida verso i comuni trattamenti di disinfezione delle vasche di allevamento nonché la probabile interazione e degradazione svolta dalle piante a carico di antibiotici e altri trattamenti eventualmente applicati.

Nota
Si ringraziano Gianluca Simonetti per l’energica ed entusiastica collaborazione, la ditta Hendrix Spa ed i titolari delle aziende per l’interesse e la collaborazione al progetto.

Bibliografia
• Borin M., 2003. Fitodepurazione – Soluzioni per il trattamento dei
reflui con le piante. Il Sole 24 ore Edagricole, Bologna, 198 pag.,
ISBN 88-506-4830-8.
• Hart B., Cody, R., Truong P., 2003. Hydroponic vetiver treatment
of post septic tank effluent. Paper prepared for Third International
Conference on Vetiver , October 2003, Guangzhou, China.
• Schulz C., Gelbrecht J., Rennert B., 2003. Treatment of rainbow
trout farm effluents in constructed wetland with emergent plants
and subsurface horizontal water flow . Aquacolture n. 217, 2003,
pag 207.221.
• Sonnenholzner S., Kyung H.Y., Masser M.P., Martin J., Wilcox M.,
1997. Wetlands improve effluent quality from channel catfish
intensive culture system. Highlights on agricultural research . Vol.
44, n. 4.

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