Tesi: Alma Mater Studiorum – Università di Bologna

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari Campus di Bologna

Corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Agrarie

• Candidato: Tommaso Spini
• Relatore: Chiar.mo Prof. Valda Rondelli

Abstract

Agricultural production has to be managed to preserve the environmental sustainability mainly with respect to the use of pesticides in crop protection. Chemical substances on one side prevent the plants from damages during their life cycle; on the other hand serious soil and air contamination can be caused. In most cases, spraying machines when emptied are rinsed at the end of the spray application and contaminated water is dispersed in the environment with undesired consequences. In considering how much the practice has degenerated from local to a nation-wide problem, the aim of this research has been to evaluate an alternative to such harmful operations by treating waste liquids in an efficient and environmentally friendly system.

The case study considered, derived from a collaboration with a wine-producing farmhouse located in the Tuscan countryside (Castello di Monsanto), describes in detail my proposal to the farm to adopt a new system specifically designed to decompose highly toxic liquids: the Agri-Biobed. Despite its initial elevated cost, this new system has proven to be effective and economic in the long term, allowing the farm for avoiding skilled and expensive operators to deal with such dangerous substances. Agri-Biobed is in fact designed to collect waste liquids in order to biodegrade them through a coordinated action of specific microorganisms, inoculated in the structure at an earlier stage, and plants with specific depurative features.

The evaluation of the performance of such operations was made by sampling the soil at two separate stages: the first at the moment of installation and the second after the plants had grown, in order to monitor the action of the microorganisms over the time. As a matter of fact, the results showed a higher quantity of the active ingredients of pesticides collected in the AgriBiobed successfully biodegraded. Such process may therefore represent a future possibility for many farming companies to considerably reduce the impact of chemical treatments on the environment by using a simple and well consolidated approach.

Sommario

Negli ultimi anni la comunità scientifica si sta sempre di più concentrando sugli effetti dell’utilizzo dei prodotti fitosanitari e sull’impatto che questi hanno sull’ambiente e sulle persone. Quello che emerge è che l’uso intensivo dei prodotti di sintesi ha contribuito al deterioramento della terra, alla contaminazione dell’acqua e alla perdita di biodiversità, provocando seri danni che ricadono in larghissima parte sul benessere del pianeta e della popolazione mondiale.

L’agricoltura industrializzata ha un impatto sul territorio tale da comportare l’accelerazione di fenomeni come il degrado del suolo, il cambiamento climatico, la riduzione della materia organica e della concentrazione di microrganismi, portando un deperimento del suolo mondiale.

Oltre all’aspetto etico che tale riflessione introduce, le ricerche scientifiche evidenziano che, al contrario di quello che la maggior parte della comunità crede, una tale gestione dei prodotti fitosanitari comporta costi complessivi imponenti. Infatti, non sono da considerare solo le spese che le aziende sostengono per l’acquisto e la distribuzione dei prodotti ma è necessario porre attenzione anche ai costi che la riparazione dei danni provocati richiede.

Alla luce di quanto emerso e delle problematiche evidenziate, l’Europa ha avvertito la necessità di prevedere una normativa per l’utilizzo sostenibile dei prodotti fitosanitari, emanando così la Direttiva europea 128/2009, all’interno della quale è stato definito il Piano d’Azione Nazionale (PAN) a cui gli Stati membri devono attenersi.

L’Italia, che nel 2012 risultava essere il primo paese europeo per quanto riguarda il ricorso all’utilizzo dei pesticidi, ha registrato notevoli cali nell’impiego di tali sostanze da quando ha aderito nel 2014 alle indicazioni del Piano d’Azione Nazionale, aumentando le superfici destinate al biologico.

In Toscana abbiamo osservato una generale incongruenza tra le indicazioni teoriche nazionali espresse nel Piano d’Azione e la concreta messa in pratica di tali norme. In particolare, si riscontrano difficoltà economiche e gestionali nello smaltimento delle acque contaminate da prodotti di sintesi ed emergono dati preoccupanti per quanto riguarda la concentrazione di tali prodotti nelle acque sotterranee e superficiali.

Da questa osservazione nasce la mia ricerca di tesi, che indaga, nello specifico, sull’aspetto dell’inquinamento puntiforme e si propone di presentare una possibile soluzione che permetta di ridurre a zero la presenza di sostanze chimiche di sintesi nelle acque: l’Agri-BioBed®.

L’Agri-BioBed® è un sistema filtrante biologico che sfrutta le capacità peculiari di piante e microrganismi per la degradazione, l’evaporazione e il confinamento dei residui fitosanitari e dei metalli pesanti presenti nelle acque reflue, che derivano dal carico/scarico e dal lavaggio degli atomizzatori. Ho proposto questo sistema a Castello di Monsanto, l’azienda vitivinicola all’interno della quale ho svolto il mio percorso di tirocinio per tesi. L’azienda è situata in Toscana, nel comune di Barberino Val d’Elsa in provincia di Firenze, ed ha un’estensione totale di 210 ettari, più della metà dei quali è mantenuta a bosco. Circa 15 ettari sono destinati ad uliveti e le vigne comprendono complessivamente 72 ettari.

Per effettuare la distribuzione dei prodotti fitosanitari, in azienda vengono utilizzate tre macchine irroratrici a frantumazione pneumatica. L’aspetto che ho deciso di analizzare, approfondire e cercare di migliorare è l’impatto causato dall’inquinamento che si origina durante il processo di carico/scarico e lavaggio di tali macchine, dove i residui di miscela non utilizzati rischiano di essere dispersi nell’ambiente.

Sebbene Castello di Monsanto fosse provvisto di un adeguato sistema di smaltimento di tali reflui, i costi di gestione di questo processo risultavano piuttosto elevati. Per questo motivo e per garantire all’azienda una migliore funzionalità di smaltimento dei prodotti reflui, ho proposto e seguito l’installazione del sistema Agri-BioBed®.

L’installazione in azienda è stata possibile grazie alla consulenza fornita dalla società Bio Soil Expert srl, che si occupa di biotecnologie applicate all’ambiente, avendo come obiettivo la costante attività di ricerca e sviluppo negli ambiti dell’ingegneria naturalistica e della difesa del suolo. La società, individuata in seguito a lunghe ricerche e confronti, ha provveduto alla messa in opera del sistema.

Questo contributo ha lo scopo di osservare l’efficienza di tale sistema di smaltimento, attraverso il campionamento e l’analisi chimica del terreno sia al momento dell’installazione che dopo l’immissione di reflui contaminati dai trattamenti somministrati durante la stagione vegetativa.