Uso di agenti mobilizzanti nel micorisanamento di suoli sottoposti a contaminazione recente e storicamente contaminati da idrocarburi policiclici aromatici

Abstract

L’efficacia di trattamenti di biorisanamento di suoli contaminati è fortemente condizionata dal basso grado di iodisponibilità degli inquinanti. Obiettivo di questo studio è stato quello di valutare comparativamente l’effetto di diversi agenti mobilizzanti (olio di soia, Tween 20, Tween 80, b-ciclodestrine commerciali metilate a random e acque di vegetazione di frantoi oleari) sulle prestazioni degradative di quattro ceppi fungini, Irpex lacteus (FR.:FR.) FR., 617/93, Pleurotus ostreatus (JACQ.:FR.) KUMM., 300, Allescheriella sp. DABAC 2B e Phlebia sp. DABAC 9, su un suolo contaminato “ad hoc”, per simulare una contaminazione recente, con una miscela di idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Tra i diversi additivi, l’olio di soia, aggiunto al suolo nella misura del 2,5%, (p/p) ha incrementato significativamente per tutti i ceppi i livelli di deplezione degli IPA a più elevato peso molecolare. P. ostreatus e I. lacteus hanno mostrato le migliori performance degradative ed incrementi significativi nei livelli di deplezione degli IPA sono stati riscontrati in presenza degli agenti mobilizzanti. I due ceppi sono stati selezionati per prove addizionali sul suolo contaminato “ad hoc” e sottoposto ad aging. Anche in queste prove l’impatto positivo dell’olio di soia si confermava sui livelli di decontaminazione di entrambi i ceppi fungini. I risultati ottenuti sui suoli contaminati “ad hoc” sono stati successivamente comparati con quelli ottenuti su due suoli storicamente contaminati. I due suoli, uno proveniente da un antico gasometro della compagnia Ceca ČPP Transgas di Praga, l’altro da uno stabilimento per il trattamento del legno in Sobeslav, nella Repubblica Ceca, differivano sia per la concentrazione totale di idrocarburi policiclici aromatici (2320 e 612 mg IPA/kg, rispettivamente) sia per la relativa quantità della frazione non biodisponibile (4,0 e 32%, rispettivamente). L’aggiunta di agenti mobilizzanti nel suolo con la minore frazione non biodisponibile, aveva un effetto limitato nella degradazione degli IPA, mentre nel suolo caratterizzato da un’elevata frazione non biodisponibile, l’aggiunta di olio di soia aumentava significativamente la performance degradativa di entrambi i funghi. L’effetto degli additivi era evidente soprattutto nella degradazione dei composti meno biodisponibili, quali benzo[a]pirene, dibenzo[a,h]antracene, benzo[ghi]perilene e indeno[1,2,3-cd]pirene. L’utilizzo di agenti mobilizzanti nel favorire il biorisanamento fungino di suoli contaminati da IPA fornisce, spesso, risultati positivi, ma risulta assai difficile prevedere quale ceppo fungino e quale agente mobilizzante siano più efficienti per un particolare suolo contaminato senza un’indagine preventiva. Tuttavia, l’estrazione sequenziale con fluidi supercritici può essere uno approccio valido per valutare le potenzialità del micorisanamento su un determinato suolo e gli agenti mobilizzanti possono costituire un valido strumento per migliorare tali potenzialità.

Bioavailability of pollutants in contaminated soils represents an important factor governing the efficacy of a bioremediation process. The present study was aimed at comparatively assessing the impact of several mobilizing agents, (MA, i.e. Tween 20, Tween 80, soybean oil, olive-mill wastewater and randomly methylated cyclodextrines) on the degradation performances of the fungi Irpex lacteus (FR.:FR.) FR., 617/93, Pleurotus ostreatus (JACQ.:FR.) KUMM., 300, Allescheriella sp. DABAC 2B e Phlebia sp. (DABAC 9) in a soil spiked with a mixture of polyaromatic hydrocarbons (PAHs), in order to simulate a recent contamination. Soybean oil, added to the soil at the rate of 2,5% (w/w) led to a significant increase in the depletion levels of high molecular weight PAHs. Among the fungi investigated, P. ostreatus and I. lacteus showed the best degradative performances and the degradation capability of both species took significant advantages from the presence of the mobilizing agents. For this reason, these two strains were selected for further studies conducted on an artificially spiked soil with PAHs that underwent an ageing process. These tests confirmed the positive impact of soybean oil on the decontamination levels exerted by both fungi. Subsequently, the degradation performances of the same strains were investigated in two historically contaminated soils. These soils differed each one another in both overall PAHs concentrations (2320 vs. 612 mg PAHs kg-1) and in the relative amount of the non-bioavailable fraction (4,0 vs. 32%, respectively). The addition of MAs to the soil with a negligible amount of the non-bioavailable fraction, had a limited impact on PAH degradation. By contrast, in the other soil, characterized by a larger non-bioavailable fraction, the addition of soybean oil significantly enhanced the degradation performances of both fungi. The stimulatory effect of this MA was evident in particular for the least bioavailable compounds, such as benzo[a]pyrene, dibenzo[a,h]anthracene, benzo[g,h,i]perylene and indeno[1,2,3-cd]pyrene. This study suggests that mobilizing agents might exert a positive impact on mycoremediation of PAH-contaminated soils but a preventive study is required to establish proper fungus/MA combinations. In addition, a preliminary determination of the relative amount of the non-bioavailable fraction might of great help in both predicting bioremediation performances and in order to evaluate the technical opportunity of adding MAs.