Genova 8maggio2014 romagnolli

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““La fitodepurazione:La fitodepurazione:conoscerla per applicarla conoscerla per applicarla

correttamente”correttamente”Floriana Romagnolli – ecologa (studio VIS)

Seminario di aggiornamento professionale «La piscina biologica: un’ alternativa alla piscina tradizionale»

Genova 8 maggio 2014

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Contenuti

Ecologia degli ambienti acquatici Fitodepurazione Le tipologie impiantistiche Applicazioni Fitodepurazione e biopiscine Quali piante? Importanza della flora autoctona

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Seminario di aggiornamento professionale ordine Architetti «La piscina biologica un’alternativa alla piscina tradizionale» Genova – 8 maggio 2014

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AMBIENTI ACQUATICI

Gli ambienti acquatici comprendono le zone di acqua dolce e le aree marino-costiere. Gli ecosistemi di acqua dolce si dividono in corpi fermi o lentici, quali i laghi, stagni e paludi ed corpi in movimento o lotici, quali fiumi e corsi d'acqua.

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Depurazione naturale

I processi di autodepurazione operano naturalmente per mantenere pulita l’acqua che scorre nei laghi, nei fiumi, nei torrenti e nelle zone umide.


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Autodepurazione

La degradazione biologica è organizzata secondo catene trofiche basate sul detrito. Il primo livello di depurazione è costituito dalla comunità microscopica altamente diversificata (batteri, funghi, protozoi, amebe rotiferi, nematodi, gastrotrichi, tardigradi…)



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Autodepurazione

1° livello

2° livello

3° livello



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Autodepurazione

Tutti i processi di demolizione della sostanza organica sono tuttavia dipendenti dall’approvvigionamento di ossigeno per sostenere la comunità dei decompositori.

In assenza di ossigeno la comunità dei decompositori si modifica per intensificare i processi di degradazione anaerobica.

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Autodepurazione e inquinamento

L’inquinamento puntiforme o diffuso è il responsabile del turbamento dell’equilibrio dinamico dell’ecosistema acquatico.

La richiesta di ossigeno (BOD) della comunità dei decompositori supera la disponibilà nell’ambiente.

InquinamentoLa biocenosi si modifica e si impoverisce.



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Autodepurazione: curva a sacco



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INQUINAMENTO

L’inquinamento è anche la manifestazione più appariscente di uno squilibrio nei cicli biogeochimici naturali (carbonio, azoto, fosforo,ecc.)



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ZONE UMIDE

In particolare nelle zone umide i processi autodepurativi sono amplificati poiché essendo ambienti di transizione tra terra ed acqua ospitano i più alti livelli di biodiversità, poiché la sovrapposizione di ambienti diversi favorisce la ricchezza di specie: per questo motivo hanno un grande valore ecologico ed un’importante funzione nella conservazione della biodiversità (APAT,2006).



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ZONE UMIDE

Sono tra gli ecosistemi più produttivi sulla terra e ciò giustifica la presenza di una moltitudine di specie animali tra mammiferi, uccelli, rettili, anfibi e pesci così poco comuni in altri ambienti



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Zone umide ----- > fitodepurazione



Dall’osservazione e studio dei fenomeni che regolano i processi di autodepurazione delle zone umide nasce l’idea di creare sistemi artificiali con lo scopo di depurare le acque.

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Dove nasce la fitodepurazione?

Si devono attendere gli anni ‘50 per avere i primi studi in Germania di Kathe Siedel al Max Planck Institute di Plön (Siedel, 1955) e gli anni ‘70 per il primo impianto a scala reale a flusso sommerso orizzontale per il trattamento di reflui urbani a Othfresen (Kickut, 77).



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E le piscine naturali?

La nascita delle piscine naturali è più recente. La prima fu costruita in Austria nei primi anni ’80.«E in poco tempo, la passione per la nuova frontiera del tuffo in un bacino non trattato chimicamente, ma igienicamente controllato dalla biologia della natura, si sparge come un’onda concentrica prima in Austria e in Germania, poi in tutta Europa.» (M.C. Grandi et al., 2014)

Ma …fino alla fine degli anni Novanta la biopiscina era praticamente sconosciuta in Italia (A.Werner, 2009).



FUNZIONAMENTO

Un impianto di fitodepurazione è un ecosistema aperto costituito da elementi biotici e abiotici in stretta relazione fra loro. Esso risente dell’influenza esterna della radiazione solare: bilancio idrico, cinetiche chimiche di reazione, ecc.)

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MECCANISMI DI RIMOZIONE

FISICI CHIMICI BIOLOGICI

Sedimentazione Radiazione UV Degradazione batterica

Filtrazione Precipitazione Ossido-riduzione batterica

Adsorbimento Assorbimento radicale

Scambio ionico Fotosintesi

complessazione Predazione

Volatilizzazione Morte naturale

Evaporazione Azione antibiotica essudati radicali



FUNZIONE PIANTE Parte pianta Funzione

Parte aerea Attenua radiazione luminosa = - alghe (FWS)

Isolamento nella stagione invernale (SSF)

Riduzione velocità vento = + sedimentazione (FWS)

Estetica

Stoccaggio nutrienti

Parte immersa in acqua Filtrazione materiali grossolani in sospensione

Riduzione velocità acqua=+ sedimentazione

Superficie di crescita per biofilm batterico

Assorbimento nutrienti

Radici e rizomi Riducono erosione superficiale del medium di reimpimento

Riducono clogging nei VF

Rilasciano ossigeno

Rilasciano sostanze antibiotiche



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Trasporto di ossigeno


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Ossidazione composti organici


Rimozione inquinanti



Rimozione inquinanti



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3 TIPOLOGIE IMPIANTISTICHE



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FLUSSO SOMMERSO ORIZZONTALE



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FLUSSO SOMMERSO ORIZZONTALE



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FLUSSO SOMMERSO VERTICALE



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FLUSSO SOMMERSO VERTICALE



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FLUSSO SUPERFICIALE



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FLUSSO SUPERFICIALE



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Flusso superficiale

I sistemi a flusso superficiale sono i più “naturali” tra le varie tipologie di fitodepurazione.

Sono sistemi costituiti da bacini impermeabili che contengono specchi d’acqua liberi , zone vegetate, isole e zone di filtrazione. La vegetazione acquatica è qui rappresentata in tutti i tipi ecologici: elofite, idrofite e igrofite


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Applicazioni fitodepurazione

Reflui domestici e assimilati

Reflui urbani

Reflui industrialiCaseifici, cantine vitivinicole, sale di mungitura….Impianti di acquacolturaIndustrie alimentari, cartiere, industrie tessili,

Disidratazione fanghi di depurazione

Acque meteoriche di dilavamento superficiale

Riqualificazione fluviale

Biopiscine



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REFLUI DOMESTICI



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DISIDRATAZIONE FANGHI



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RIQUALIFICAZIONE FLUVIALE



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ACQUE METEORICHE: EXPO 2015



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BIOPISCINE



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BIOPISCINA


La biopiscina è un bacino balneabile in cui la vita è in continuo movimento. L’acqua non è trattata con cloro e altri agenti chimici, ma fitodepurata. Quindi è depurata biologicamente, da un filtro biologico meccanico o da un filtro naturale: le piante acquatiche e i batteri ad esse adesi.



BIOPISCINA - vantaggi

Vantaggi rispetto alla piscina tradizionale?•nessun trattamento chimico (risparmio costi prodotti chimici); •ricircolo dell’acqua: sono necessari solo periodici rabbocchi e nessuno svuotamento invernale (risparmio idrico); •poca manutenzione rispetto al sistema tradizionale; •armonioso inserimento nel contesto paesaggistico e utilizzo di materiali naturali (rispetto ecologico);•benefico effetto sulla psiche di adulti e bambini (benefit psicologico).



Zona di rigenerazione

Nella biopiscina l’area di rigenerazione è dedicata all’attività biologica e costituisce il filtro naturale attraverso il quale l’acqua viene rigenerata.

In tale zona sono presenti le piante acquatiche, differenziate nei loro tipi ecologici (elofite e idrofite natanti, rizofite e pleustofite), che dovranno essere piantumate esattamente nella posizione idonea al loromigliore sviluppo vegetativo e funzionale alla purificazione dell’acqua (M.C.Grandi, 2014).



Quale acqua?

L’acqua che circola viene analizzata tramite analisi chimico-fisiche e biologiche (temperatura, pH, ossigeno disciolto, durezza, conducibilità, ammoniaca, nitrati, fosforo, ecc. È sempre la stessa che gira continuamente, alla giusta velocità per operare una depurazione controllata.

L’acqua scorre lenta attraverso il filtro di ghiaia e radici nell’area di rigenerazione e, per il movimento dato dalla pompa, continua il suo percorso nell’area balneabile.


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Quali piante?



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Quale posizione?



Quali specie?



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QUALI SPECIE ?


Saranno da preferire specie autoctone erbacee perenni adatte a terreno saturo d’acqua, «rustiche», competitive e resistenti alle malattie e a condizioni avverse al loro normale sviluppo in natura.


E le specie alloctone?

Le specie alloctone costituiscono una delle principali emergenze ambientali e sono considerate dalla comunità scientifica internazionale la seconda causa di perdita di biodiversità a scala globale (Ministero dell’Ambiente, 2010)



Specie alloctone

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La lotta per il controllo delle specie aquatiche alloctone è difficile: il migliore approccio rimane la prevenzione.

Quando si acquistano le piante è più corretto puntare su specie indigene ed è necessario che questo principio si affermi nel pensiero comune (Blasi et al.2000).



Elenco specie alloctone dannose

Nome latino

Eichhornia crassipes Elodea canadensis Hydrocotyle ranunculoides Myriophillum aquaticum Nelumbo nucifera Sagittaria latifolia

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Nome comune

Giacinto d’acqua Peste d’acqua Soldinella ranunculoides Millefoglio d’acqua Fior di loto Sagittaria americana



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Eichornia crassipes



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Elodea canadensis



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Nelumbo nucifera



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QUALI SPECIE ?



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QUALI SPECIE ?



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QUALI SPECIE ?



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PUBBLICAZIONI

M.C.Grandi, A. Massacci, L.Passatore, F.Romagnolli (2014) «Le piante che depurano l’acqua». Il Campo ed.


Acquistabile on line al sito:www.ilcampo.it

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Piante che depurano l’acqua


Acquistabile on line al sito:www.ilcampo.it


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PUBBLICAZIONI

Romagnolli F. (2013) «Fitodepurazione».Dario Flaccovio ed.


Acquistabile on line al sito:www.darioflaccovio.it

57GRAZIE PER L’ATTENZIONE!


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