Applicazione sperimentale di rizorimedio su suoli inquinati da composti organici: le potenzialità della short rotation coppice (SRC) per il recupero ambientale e la sostenibilità economica

Abstract

L’attività di ricerca è stata finalizzata all’approfondimento di tematiche legate alla bonifica ecocompatibile di suoli contaminati dagli isomeri dell’esaclorocicloesano in alcune aree del bacino del fiume Sacco interdette all’uso agricolo. La prima fase sperimentale dell’attività ha avuto come obiettivo la selezione di cloni di pioppo che fossero idonei alla coltivazione e ad un’applicazione di fitorimedio su un suolo in cui la presenza dell’esaclorocicloesano è al di sopra dei limiti previsti dalla legge per le aree destinate a verde pubblico. Contemporaneamente alla selezione delle piante si sono sperimentati trattamenti sia biologici che chimici, noti per le potenziali capacità degradative, che potessero aiutare la pianta nell’attecchimento, nello sviluppo radicale e nella produzione di biomassa. In particolare sono state approfondite le capacità degradative di batteri e funghi già studiati dall’Istituto IBAF del CNR in precedenti esperimenti con sostanze organiche clorurate. Inoltre, per aumentare le capacità di recupero naturale del suolo stesso è stato sperimentato un ammendante (ORC) del suolo in grado di rilasciare gradualmente ossigeno. La selezione dei pioppi e l’attività di messa a punto dei trattamenti biologici e chimici è stata inizialmente effettuata in serra e successivamente applicata in un area agricola di 0.4 ettari. I cloni idonei sono risultati l’I-214, l’AF2 ed il Monviso. Nella sperimentazione in campo con i tre cloni, al fine di ottenere la massima capacità degradativa, è stato adottato il sistema di coltivazione ad alta densità per impianti a turno di taglio breve (SRC “short rotation coppice”). Il clone Monviso è stato studiato ulteriormente in condizioni controllate (serra) per approfondire le sue potenzialità di sviluppo radicale e di degradazione del contaminante al fine di poter ottimizzare, con opportuni ammendamenti, le condizioni di fitorimedio in campo ed accelerare la completa eliminazione dell’HCH dal suolo contaminato. Il clone Monviso è risultato, sia in serra che in campo, il clone più idoneo all’utilizzo in un intervento di fitorimedio su suoli contaminati da esaclorocicloesano; la sua azione rizosferica è stata in grado di degradare significativamente, sia individualmente che in associazione con microrganismi, tutti gli isomeri dell’HCH, e particolarmente efficace è risultata l’azione sull’isomero beta, il più recalcitrante. Occorre comunque rilevare che la sperimentazione di fitorimedio anche con gli altri cloni, I-214 e AF2, ha dato evidenze di degradazione del contaminante e che l’ammendamento con l’ORC e la batterizzazione hanno considerevolmente aumentato la capacità degradativa della rizosfera di tutti i cloni Inoltre è economicamente importante evidenziare che la produttività di biomassa accumulata nelle piante non è stata alterata dall’interazione con il terreno contaminato.

The research aimed to investigate environmentally friendly cleaning of contaminated soil by hexachlorocyclohexane ( , , and HCH) isomers in the basin of river Sacco near to Rome interdicted to food-agricultural activities. Preliminary studies have been performed to select candidate bacteria and hybrid poplars able to reclaim contaminated soil by HCH isomers with concentrations that are spotty above law soil limits fixed for green areas. Poplar clone grew on the soil amended with commercial chemical or with microorganisms known for its own degradation ability of chlorinated organics able to stimulate root growth and biomass production. In particular have been tested degrader bacterium and fungi studied in IBAF-CNR institute in past research similar contaminants. The simultaneous presence of ORCchemical served to enhance the degrading microbiological activity by the continuum oxygen supply of this compound in presence of water. These studies were performed in the glasshouse and three candidate clones were finally selected for an experimental “in situ” application of 0.4 Ha in the contaminated area. I-214, AF2 and Monviso were those showing growth characteristics and response to contaminants that have been considered useful for a rhizodegradation application. In the field application they are planted at high density for short rotation coppice (SRC). Monviso clone showed both the highest HCH degradation alone and with inoculated bacteria, for this reason, to optimize the phytoremediation of polluted soil, more studies were performed in the glasshouse. This studies confirmed Monviso clone suitable for phytoremediation testing as it showed HCH isomers degradation under the various treatments and in particular evidences significantly reduced recalcitrant -HCH isomer content in the soil. However we have to notice that I-214 and AF2 hybrids too can provide rhizosphere conditions stimulating the HCH degradation and that this clones amended with bacteria and with oxygen release compound (ORC) enhanced the rhizoremediation field application. At last it’s economically considerable that the three clones biomass production was as good as in the uncontaminated areas of the Sacco valley.