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La durata dalla cottura dipende dal tipo di birra che si intende produrre, ma in

 genere oscilla tra l'ora e le due ore e mezza;

La bollitura serve per la sterilizzazione e la concentrazione del mosto

 Durante la cottura viene aggiunto del luppolo che conferisce il caratteristico sapore

 amarognolo alla birra, nonché l'inconfondibile aroma.

FERMENTAZIONE:

o Successivamente alla cottura, il mosto viene raffreddato e portato a temperature

 adatte alla fermentazione: dai 4 ai 6 gradi per la bassa fermentazione, dai 15 ai 20

per quella alta;

Protagonista assoluto è il lievito.

• La fermentazione si svolge in due fasi: nella prima il lievito scinde, tramite l'enzima

invertasi, gli zuccheri complessi (disaccaridi, come il saccarosio), mentre nella seconda

avviene la formazione di etanolo (o alcol etilico) a partire dagli zuccheri semplici (ad

esempio il fruttosio);

• Nella seconda fase (che distingue la vera e propria fermentazione) a partire dal glucosio

nel citoplasma dell'organismo anaerobico si verifica la glicolisi;

• Batteri acetici:

Batteri dotati di intensa attività ossidativa a carico dell’etanolo con formazione di

o acetato (“fermentazione acetica”);

È un’ossidazione dall’etanolo all’acetato, non una riduzione quindi non è una

o fermentazione ma una respirazione;

Aceto batteri sono un gruppo microbico resistente all’acidità, gram negativi, aerobi,

o mobili;

Gen. ACETOBACTER: Lattato ed Acetato ossidato a CO2: Flagelli peritrichi: Batteri

o sovraossidanti;

Gen. GLUCONOBACTER: Lattato ed Acetato non ossidato a CO2, Flagelli polari:

o Batteri sub ossidanti;

La trasformazione ha come intermedio l’acetaldeide;

o Hanno proprietà di creare polimeri che producono polimeri biodegradabili;

o Substrato alcolico in controcorrente con l’aria;

o Sono chiamati acetici quei batteri dotati di intenso metabolismo ossidativo, che

o metabolizzano gli zuccheri e l’etanolo per via ossidativa e producono acido acetico. Gli

acetobatteri sono batteri Gram negativi, di dimensioni 0,5-0,8μm x 1-4μm circa. Hanno

forma bastoncellare o ellissoidale, disposti singolarmente, a coppie o in catene;

Sono aerobi obbligati. Questi microrganismi sono diffusi in ambienti contenenti

o zuccheri, alcool e acidi, come la birra, il vino, l’aceto, il sidro e sono presenti anche

nella produzione di cibi fermentati. I batteri acetici appartengono alla famiglia delle

Acetobacteraceae che comprende i generi Acetobacter, Gluconobacter,

Gluconacetobacter, Acidomonas;

I generi associati all’uva e al vino sono Acetobacter, Gluconobacter. Entrambi i generi

o hanno la capacità di ossidare l’etanolo in acido acetico, ma in Acetobacter, a differenza

di quanto avviene in Gluconobacter, l’ossidazione degli acidi organici acetico e lattico

prosegue fino all’ottenimento di anidride carbonica e acqua;

Nei mosti e nelle uve viene isolato principalmente Gluconobacter, perché predilige

o substrati con zuccheri ed è sensibile all’etanolo, mentre nei vini o nei mosti in

fermentazione viene prevalentemente isolato Acetobacter. Nei vini questi microrganismi

sono considerati contaminanti perché la elevata concentrazione di acido acetico che

producono comporta gravi alterazioni rendendo sgradevole il vino, difetto noto come

acidità volatile. Altre alterazioni dei vini causate da questi microrganismi sono la

produzione di acetaldeide e di acetoino;

In genere i vini al termine della fermentazione alcolica presentano valori di acidità

o volatile compresi tra 0,3 e 0,5 g/l di acido acetico formatosi in maniera naturale dal

processo fermentativo. Valori superiori indicano cattivi processi di produzione;

Talvolta la fermentazione acetica può essere velocizzata mediante l'utilizzo di vasche

o verticali dal cui fondo è fatta gorgogliare dell'aria. I batteri, in queste condizioni, operano

molto più velocemente.

• Batteri lattici:

Batteri lattici sono definiti quei microrganismi che dalla fermentazione degli zuccheri

o producono prevalentemente acido lattico. Questi batteri sono essenzialmente ubiquitari

e normalmente presenti nei prodotti alimentari, intervengono in numerosi processi

fermentativi naturali e trovano largo uso anche a livello industriale. In ambito enologico

sono gli agenti della fermentazione malolattica e sono anche causa di alcuni difetti del

vino conosciuti con il termine “girato” o “filante”;

Questi microrganismi possono avere forma a cocco o a bastoncello, sono Gram

o positivi, hanno cellule non mobili e non formano spore, sono anaerobi o microaerofili,

cioè si moltiplicano bene in assenza totale o parziale di ossigeno, anche se molto di

essi lo tollerano senza utilizzarlo nei processi di produzione di energia;

A seconda del loro metabolismo, sono classificati in batteri lattici di tipo

o omofermentativo e di tipo eterofermentativo. Gli omofermentativi producono quasi

esclusivamente acido lattico dal metabolismo del glucosio, gli eterofermentativi

producono, oltre all’acido lattico, anche acido acetico, anidride carbonica ed etanolo. I

batteri sono più sensibili dei lieviti alle diverse condizioni del mezzo, in particolare

risentono moltissimo della presenza di anidride solforosa, del pH e della temperatura;

Gruppo con morfologia non unitaria;

o Gram positivi, non sporigeni immobili;

o Citrocromo ossidasi e Catalasi negativi;

o Sono in grado di crescere in presenza di ossigeno: anaerobi aereotolleranti;

o Sono molto dipendenti dai mammiferi (con cui sono strettamente legati);

o Necessitano di fattori di crescita (“mutilati” metabolici per adattamento alla crescita su

o latte nell’intestino dei mammiferi: mammiferi come habitat microbici, p. 729);

Formano notevoli quantità di acidi (necessità di tamponare con CaCO3);

o Presenti in latte e derivati, vegetali, intestino e mucose. Non si trovano in acque e suoli;

o Fermentatori OMOLATTICI, producono lattato puro fino al 90% con diversa isomeria

o dipendente dalla stereospecificità della LATTATO DEIDROGENASI e LATTATO

RACEMASI: acido lattico D (-) non assorbito, dose max 100 mg / Kg peso; acido lattico

L (+) prontamente assimilata; via glicolitica; bisogna selezionare il batterio che produce

L (+) che è più digeribile;

Fermentatori ETEROLATTICI: mancano di ALDOLASI e TRIOSIO ISOMERASI;

o producono anche etanolo e/o acetato; via dei pentoso-fosfati (producono un C4 e un

C3). Fermentazione alcolica: riassunto

• Batteri glicolisi (Zigomiceti e Leuconostic);

• Lieviti: via dei pentoso-fosfati;

• Una volta che c’è l’acido piruvico viene decarbossilato si forma acetaldeide e poi va ad

alcol;

• C’è un mercato dei lieviti:

Produzione etanolo e biossido di carbonio;

o Controllo germi con resistenza all’anidride solforosa;

o Capacità di produrre l’acetato può essere caratteristica negativa per alcuni

o microrganismi.

• Falsa fermentazione acetica è un’ossidazione dell’etanolo all’acetato è una respirazione.

Fermentazione lattica

• Attività fermentativa in latte;

• Batteri lattici trasformano lattosio e citrato in acido lattico con differenti rendimenti;

• Sistemi di trasporto dei carboidrati:

LATTOSIO:

o 1. Stesso meccanismo di streptococchi lattici e bacilli rispetto ad E. coli;

2. Attraverso osmosi nella membrana citoplasmatica;

3. Più velocemente attraverso la membrana per azione di una permeasi; simporto con

H+.

GLUCOSIO:

o 1. PTS (glucosio P) – PEP.

PEP---FOSFOTRANSFER (simporto con P+)---> PIRUVATO

2. PERMEASI (galattosio libero): porta all’esterno GALATTOSIO----

FOSFOTRANSFER---> e LATTOSIO P all’interno.

GALATTOSIO: PERMEASI galattosio libero.

o Il sistema permeasico per il trasporto di lattosio

• Il sistema permeasico per il trasporto del lattosio è un simporto. Il lattosio trasporta con se

un H+ attraverso una permeasi specifica per il disaccaride. Una volta all’interno della

cellula, a causa di un cambiamento di conformazione della permeasi, lattosio e H+

vengono rilasciati nel citoplasma;

• Sinporto con P+ attraverso permeasi specifica;

• Ingresso lattosio in fase iniziale che è diversa in fase avanzata aumenta richiesta

ingresso alternativo per potenziale: trasporto di lattosio interno per espulsione di galattosio.

Antiporto tra lattosio e galattosio;

• Lattosio:

Glucosio glicolisi;

o Galattosio;

o Beta-galattossidasi.

o

• Microrganismo inizialmente prende un po’ di lattosio ma poi ne ha un bisogno maggiore per

andare avanti. Ha bisogno di sistemi che amplificano le modalità accesso;

• Nelle diverse fasi esponenziali, nel momento in cui entra lattosio, scinde lattosio in glucosio

e galattosio (tramite enzima Beta-galattossidasi) via glicolitica e parte del galattosio viene

portato fuori e porta dentro tanto lattosio quanto galattosio esce;

• È un processo veloce la velocità è determinata dalla glicolisi (dipende da quanto acido

lattico vuole produrre);

• Il meccanismo di trasporto è attivo;

• Nella fase stazionaria si stabilizza e va in equilibrio;

• Tutte le parti devono essere bilanciate;

• I diversi monomeri che sono all’interno della cellula devono entrare nella via glicolitica;

• Non buttano via niente, lo riutilizzano;

• Meccanismi diversi per gestire carbonio che viene usato nella glicolisi;

• Sono riassemblamenti;

• Una volta che microrganismo prende carbonio non lo butta ma lo riutilizza.

Metabolismo dei carboidrati

Omofermentanti

• LATTOSIO;

• LATTOSIO-P;

• GLUCOSIO;

• GLUCOSIO-P

• Usano tutti la via glicolitica <-- Glucosio-P  Galattosio (Via di lenor) e via galattosio-P;

• Streptococchi aggregazione a catenella.

COCCHI BACILLI

STREPTOCOCCHI (CATENA: uguale LACTOBACILLI

grandezza, la lunghezza può essere

diversa);

• TERMOBATTERI (Topt. 40°C, non crescono

Lactococcus lactis: var. lactis; a 15°C):

• Lactococcus lactis: var. diacetilactis • Lactobacillus dellbruchii subsp.

(producono diacetile); aerbruchii

• Lactococcus lactis: var. cremoris • Lactobacillus delbruchii subsp. lactis;

• Enterococcus fecolis • Lactobacillus delbruchi subsp.

• Streptococcus salivarius bulgaricus

• Streptococcus pyogenes STREPTOBATTERI (Topt. 30-37 °C, minima

15°C più resistenti):

• Lactobacillus.

Eterofermentanti

• LATTOSIO: assunzione non chiara. Idrolizzato dalla Beta-galattossidasi in glucosio e

galattosio;

• GLUCOSIO: metabolismo secondo pentoso-fosfati;

• GALATTOSIO: via Lenoir fino a glucosio-P poi pentoso fosfati;

• Gli eterofermentanti: formazione lattato, uno va a CO2 e l’altro a etanolo;

COCCHI BACILLI

STREPTOCOCCHI: lecuconostoc LACTOBACLLI (Beta batteri): lactobacillus

mesenteoide. Produce etanolo e acetato

• Microrganismi lattici sia omo che eterolattici sono lattobacilli: forme a cocco e bacilli.

Processo di insilamento

• L'insilato è il prodotto di una tecnica di conservazione del foraggio (l'insilamento) che si

realizza per acidificazione della massa vegetale ad opera di microrganismi anaerobi allo

scopo d'impedire a microrganismi alteranti e potenzialmente tossici di proliferare all'interno

della massa vegetale provocandone il consumo (perdita di valore nutritivo) e lo sviluppo di

sostanze insalubri;

• L'insilamento è una tecnica molto antica (documenti storici risalgono al 1500 a.C.); consiste

nello stoccaggio della massa vegetale in particolari contenitori chiusi (i silo tradizionali) o

anche, più semplici e diffusi, in silos all'aperto a forma di bunker, costituiti da piattaforme di

calcestruzzo munite di muri di contenimento, ove il foraggio sminuzzato viene compattato

ed infine sigillato da un telone di materiale plastico isolante dall'aria: la tecnica consente di

ottenere un alimento facile da introdurre nelle razioni alimentari per l'allevamento perché

appetibile e chimicamente stabile durante l'anno, sostituendo in tutto il foraggio verde

(l'erba) e quello essiccato (il fieno), anche se tuttavia nell'alimentazione bovina quest'ultimo

viene in parte mantenuto per ragioni fisiologiche;

• I silos, isolando la massa dall'ambiente esterno, impediscono l'apporto di ossigeno; quello

presente naturalmente all'interno della massa viene consumato nel primissimo periodo

della maturazione dell'insilato da parte dei batteri aerobi presenti e dalle piante stesse. Nei

primissimi giorni, infatti, si ha una fermentazione acetica aerobia che abbassa il pH fino a

4,5-5. L'acidificazione dell'ambiente del silo porta allo sviluppo dei batteri lattici che

opereranno la fermentazione lattica, portando il pH a valori anche minori di 4;

• L'insilamento viene utilizzato non solamente per i foraggi, ma anche per stoccare cereali in

forma di granella umida o più spesso farina umida, soprattutto ove destinati

all'alimentazione animale. Inoltre è discretamente diffusa la pratica di insilamento misto di

farine e parti di foraggio di mais, definito comunemente Pastone Integrale, ottenuto dalla

macinazione dell'intera spiga ("pannocchia") senza realizzarne né lo scartocciamento, né

l'eliminazione del tutolo;

• La raccolta è oggi completamente meccanizzata e si avvale di macchine trinciacaricatrici

tipicamente semoventi, sostanzialmente macchine agricole operatrici dotate di una testata

di taglio atta allo sfalcio del foraggio (oppure una testata spannocchiatrice, per la

produzione del pastone integrale, oppure una testata raccoglitrice per i foraggi appassiti) e

di un rotore trinciante che sminuzza la massa vegetale umida. Il trinciato viene quindi

lanciato su camion o rimorchi agricoli che procedono a fianco alla trinciacaricatrice, oppure,

nei modelli che lo prevedono, stoccato in un cassone; la massa trinciata viene quindi

trasferita rapidamente nei silos dove viene scaricata, spianata in strati e compattata da

pesanti trattori che vi transitano sopra;

• Per l'ottenimento di un prodotto di qualità è importante la accurata compattazione e la

sigillatura del silo in tempi il più rapidi possibili. Un buon insilato deve:

avere pH < 4;

o azoto ammoniacale < 5-10% rispetto all'azoto libero;

o acido propionico e butirrico assenti;

o ss > 25%;

o acido lattico abbondante;

o azoto solubile > 50% dell'azoto totale.

o

• Il cereale più sottoposto a questa tecnica è il mais, in quanto caratterizzato da:

facilità di conservazione;

o alta produttività per ettaro;

o completa meccanizzazione del ciclo colturale;

o facilità di inserimento nella tecnica di somministrazione unifeed;

o possibilità di insilare la pianta intera, oppure il miscuglio di granella tutoli (cosiddetto

o pastone integrale), oppure la sola granella umida.

• Hanno tuttavia una certa diffusione additivi quali colture di batteri lattici selezionati, che,

secondo le case produttrici, migliorerebbero l'andamento della fermentazione; utilizzati

anche prodotti come i sali dell'acido propionico in funzione antimuffa. Un insilamento mal

condotto può portare allo sviluppo di batteri del genere Clostridium che contaminando la

stalla e di conseguenza il latte e il caseificio possono provocare i cosiddetti gonfiori tardivi

nei formaggi;

• Lattici presenti in ambiente;

Pre-appassimento dei vegetali:

o 30-35% di sostanza secca si ottiene per insilaggio (insilati = masse vegetali messe

 a stoccare in ambiente anfitico diventa alimento per animali;

< 25% di sostanza secca necessita di interventi con additivi.

Stoccaggio in strutture sigillate per impedire la diffusione di ossigeno nella massa;

o respirazione dell’ossigeno residuo da parte della microflora aerobica e anaerobica

facoltativa instaurazione di microaerofilia e anaerobiosi;

Mais ceroso (non trasformato in amido completo) lo tagliano in pezzetti in trincee si

o hanno condizioni per cui i microrganismi lattici riescono a formarsi il mais ceroso ha un

elevato quantitativo di zuccheri. Il trinciato fermenterà bene se adeguatamente

compresso, in corrispondenza di 33-37% di sostanza secca (ottimale 28-42%).

Processi microbiologici degli insilati

• -1

In condizioni ottimali di sostanza secca (ss): aumento batteri lattici (da 100 a 1010 g ss):

Fino a pH 5.5 sono presenti lactobacillus, streptococcus, leuconotoc;

o Per pH < 5.5 predominano lactobacillaceae

o All’inizio lactobacilli omofermentanti (L. plantarum, massima conservazione di energia e

o materia); alla fine 75-95% sono lactobacilli eterofermentanti (L. buchner, L. brevis),

indotti da una bassa concentrazione di substrato e una maggiore tolleranza all’acido

acetico prodotto.

• In condizioni di ss < 25%:

Bassa concentrazione di substrato e pH non raggiunge valori < 4;

o Enterobatteriacea ma clostridi non vengono inibiti.

o

• Hanno fatto protocolli per insilamento in modo che non abbiano contaminazione di

clostridi;

• Chi alimenta animali con insilati hanno maggiori possibilità di avere clostridi grandi buchi

nei formaggi. Alcuni produttori di formaggi non accettano latte da allevamenti con insilati.

Clostridi

• Raggruppati in base ai prodotti delle fermentazioni:

Glicolisi:

o Acidi: butirrato, acetato, lattato;

 Alcoli: butanolo, 2 propanolo, etanolo;

 Acetone;

 Gas: CO2, H2.

• Consumano molto carbonio;

• Appartenenti alla famiglia delle Bacillaceae, gram positivi;

• Movimento per flagelli peritrichi;

• Producono endospore;

• Marcato metabolismo fermentativo;

• Anaerobi (esistono tutte le forme di passaggio):

Anaerobi obbligati (C. Pasteurionum; C. kluyveri);

o Anaerobi (quasi) aerotolleranti (C. hystolyticum; C. acetobutylicum).

o

• CLOSTRIDI SACCAROLITICI;

• CLOSTRIDI PROTEOLITICI;

• Clostridi patogeni e produttori di tossine:

Producono tossine e queste tossine agiscono a livello umano;

o C. botulinum:

o Botulino (botulus = salsiccia);

 Tossina che agisce a livello di terminazione nervosa e contrazione muscolo (rilascio

 acetilcolina, rilascio muscolo). Abbiamo una paralisi flaccida = rilascio del muscolo

(riduzione rughe per rilassare muscolo);

Azione tossina localizzata in alcuni muscoli faccia deformata

C. tetani:

o Glicina sinapsi, attivano e disattivano il rilascio dell’acetilcolina, contrazione dei

 muscoli che diventa sistemica;

Spasmi muscolari, blocco del muscolo.

Produzione di insilati deve cercare di ridurre la produzione in queste masse.

o Controllo fermentazioni

• Inibitori di fermentazione:

Aggiunta di additivi;

o ACIDI MINERALI:

o Utilizzati per acidificazioni (in disuso);

 pH < 3 insilato non appetibile e causa di acido;

 pH 3.6 – 4 più appetibile, ma causa di problemi ad alcuni processi fermentativi degli

 animali.

ACIDI ORGANICI:

o Miscele di acido formico e cloridrico;

 Formaldeide: soluzione al 40%, proprietà batteriostatiche ridotte al 20% dopo 100

 giorni;

Paraformaldeide: polimero solido contenente il 90% di formaldeide; inibisce le

 fermentazioni anomale e previene perdita proteica; volatile.

Acido formico:

 • Attività antibatterica in forma ionica;

• Battericida in forma non associata;

• Per acidificazioni intorno a 4:

Soppressione di clostridi ed enterobatteriaceae;

 Soppressione parziale di lattobacilli che così possono reinvadere la massa.

• Stimolatori di fermentazione:

Melasse;

o Aumento ss e acido lattico;

o No basse concentrazioni di substrato (leguminose); necessitano di elevate quantità di

o melasse i cui residui innescano degradazioni aerobiche e perdite di ss al momento

dell’utilizzo.

• Insilati devono diventare energia. Li utilizzano i nostri animali;

I bovini trasformano questi vegetali;

o Dobbiamo capire come questi vegetali li trasformano in energia, qualità che abbiamo

o imparato anche noi;

I vegetali vengono utilizzati dagli animali grazie ai batteri;

o Rumine: vettore anaerobico;

o Red-Ox = -0.4 Mv;

o ENERGIA: spezzettamento elementi;

o Cellule vengono dimezzate?

o Composti processi fermentativi;

o Composti hanno base microbica di fermentazione interna;

o Il rumine è una macchina perfetta;

o Impianti a biogas imitano questi processi per produrre metano;

o Archeobatteri nostri metanigeni (nei rumini molto + elevati rispetto ai nostri);

o Macropolimeri:

o Fibrobacter: G -; cellulasi periplasmatiche, cellule adese alle fibre;

 Ruminococcus: G+; cellulasi escrete nel rumine.

 Processo è compresso perché i sistemi si equilibrino;

 Sostanza viene usata il più possibile;

 Ultimo anello sono i metanigeni: vanno a prendere residui di tutte le trasformazioni e

 producono metano che insieme a CO2 vengono eliminati.

Cellulosa

• È uno dei più importanti polisaccaridi. È costituita da un gran numero di molecole di

glucosio (da circa 300 a 3000 unità);

• Fibrille si associano e diventano catena tranne in una parte, zona amorfa, mettono polimeri

in difficoltà;

• Si adatta a degradare molecole;

• Più è complessa la molecola più difficoltà fa a romperla;

• La catena polimerica non è ramificata;

• Le catene sono disposte parallelamente le une alle altre e si legano fra loro per mezzo di

legami ad idrogeno formando fibrille. Queste localmente sono molto ordinate al punto da

raggiungere una struttura cristallina. La parte cristallina è idrofoba e quindi per poter

ottenere un prodotto idrofilo occorre sottoporre la cellulosa a un insieme di trattamenti detti

MERCERIZZAZIONI, dal nome del chimico e industriale tessile inglese John Mercer che

ideò il processo nel 188° e lo brevettò nel 1951;

• CELLULASI:

Serie di enzimi che riescono a rompere il polimero nei singoli monomeri;

o Un gran numero di funghi produce cellulosa extracellulare;

o L’abilità di solubilizzare completamente la cellulosa cristallina è ristretta solo a pochi

o funghi che sono anche in grado di produrre la cellobiosi idrolasi;

Thricodermo leesi e Phanerochalte chrysosponium producono almeno tre classi di

o enzimi ad attività extracellulare:

ENDO BETA (1, 4) GLUCONASI (EG) rompono a random legami Beta (1,4)

 all’interno della molecola di cellulosa;

ESO BETA (1, 4) GLUCONASI o CELLOBIOSIO IDROLASI (CBM), rimuovono

 cellobiosio dalle terminazioni della catena di cellulosa;

BETA (1, 4) GLUCOSSIDASI idrolizza cellobiosio a glucosio.

Sistemi di attacco delle macroproteine che sono in grado di rompere legame;

o Adesi: sono macroproteine adese che risentono della presenza della fibrilla:

o Complessato;

 Non complessato;

 Libero;

 Adese al microrganismo: sistemi ad ancora e sentono quando ci sono sistemi ottici

 che attivano associato a microrganismi.

Lignina

• È un polimero complesso se no i microrganismi si mangiavano tutto;

• Difficoltà ai microrganismi;

• Specializzazione di alcuni funghi che riescono a rompere a random questo macropolimero;

• Polimero prodotto da cellule con glucosio biosintetico che è codificato;

• Natura per non renderlo digeribile facilmente ai microrganismi: iniziano a sintetizzare,

mettono un processo in azione, vengono aggregati con intervento ambientale, diversifica a

seconda dell’ambiente che l’ha prodotto;

• ORIGINE SECONO BAHR:

Fenilalanina: deamminazione, idrossilazione anelli, metilazione (in ordine di riduzione

o del gruppo carbossilico);

Precursore alcoli cinnamici polimerizzazione ossidativa. Coniferilico, sinalipico—

o ossidasi, perossidasi--> chinoni—non direttamente enzimatica--> lignina.

• Irrazionalità rende forte elemento, non sono tutte uguali;

• Microrganismi cercano di spezzettarlo a seconda di chi lo utilizza nella formazione di CO2,

glucosio…;

• Livello monomerico:

Processo fermentativo, deve produrre molecole (acidi grassi a basso livello molecolare)

o se c’è zucchero producono anche alcol;

Ci sono composti indesiderati;

o Ci sono all’interno della microflora mircorganismi che prendono queste sostanze e alcoli

o e li trasformano in sostanze riutilizzabili.

• FASI DEGRADATIVE:

IDROLISI: Polimeri—monomeri;

o Acidogenesi: ac. grassi volatili; acidi organici (lattato, butirrato, propionato); etanolo

o (non si accumula per effetto organismi);

“In between” step:

o Proprietà di gruppi microbici in associazione sintrofica per legare la fase

 fermentativa a quella di metanogenesi;

Methanobacillus osmellianskii: Etanolo, Acetato + H2;

 Syntrophobacter ivolinii: Propionato, Acetato + H2;

 Syntrophomas walter: Butirrato, Acetato + H2;

 Questi microrganismi possono crescere solo in presenza di microrganismi H2

 consumatori che riducono la concentrazione di H2.

Metanogenesi:

o H2 + CO2 CH4 Chemiolitotrofi IDROGENOTROFI (Methanobrevibacter);

 Acetato CH4 + CO2, via riduttiva Acetil-CoA Chemiorganotrofi ACETOCLASTI

 (Methanosarcina,

Methanosaeta);

Sono sintrofici perché

 fanno queste reazioni

ma non le potrebbero

fare, dal punto di vista

energetico sono

reazioni non spontanee

perché i livelli di

reazione a cui loro sono

non li farebbe andare

nel senso della

spontaneità: l’unico

modo è quello di fare

sintrofia con altri

microrganismi capaci di

togliere idrogeno si

legano ai metanogeni;

Trasferimento

 interspecifico di

idrogeno:

accoppiamento con

metanogeni, riescono a

far diventare spontanea

la reazione;

Masse microbiche sono

 vicine tra loro e

riescono a spostarsi,

trasferirsi elementi

appena vengono prodotti.

Processi microbici di trasformazione della sostanza

organica

1) IDROLISI: Microrganismi spezzano le molecole organiche complesse in sostanze più

semplici attraverso enzimi idrolitici extracellulari (proteine in amminoacidi e acidi organici,

polisaccaridi in zuccheri semplici, lipidi in acidi grassi e glicerolo).

2) FERMENTAZIONE:

• I batteri utilizzano come substrato i composti organici semplici liberati dai batteri idrolitici

e producono acidi organici e alcoli a corta catena (acido acetico, propanoico,

metanoico, lattico, metanolo, etanolo, propan-1-olo, propan-2-olo) e gas CO e H ;

2 2

• In questo modo tutto l’ossigeno presente viene consumato rendendo l’ambiente

totalmente anaerobico, cosa essenziale soprattutto per i metanobatteri.

3) ACETOGENESI:

• Batteri acetogeni, produttori obbligati di idrogeno (OPHA), che utilizzano come

substrato i prodotti precedenti, dando luogo ad acetato, CO e H :

2 2

CH CH COOH + 2H O  3H + CO + CH COOH

3 2 2 2 2 3

• Batteri omoacetogeni che sintetizzano acetato partendo da anidride carbonica e

idrogeno: 2CO + 4H  CH COOH + 2H O

2 2 3 2

4) METANOGENESI:

• Batteri metanigeni che possiamo distinguere in due gruppi:

a) Acetoclasti, che producono metano e anidride carbonica partendo dall’acetato

(70%);

b) Idrogenofili, che producono metano partendo da idrogeno e anidride carbonica

(30%).

• La metanogenesi consiste nella produzione di metano operata da batteri anaerobi

obbligati, appartenenti alla famiglia delle Methanobacteriacee che si trovano nel fondo

delle paludi, stagni e nell’intestino di molti animali domestici; generi quali:

Methanococcus, Methanolobus, Methanoculleus, Methanosarcina, Methanospirillum,

Methanothermobacter;

• Matrici idonee produzione di BIOGAS: quando si ha del substrato in surplus e si usa

per la produzione di metano energia: es. liquame bovino, suino, avicolo, insilato d’erba,

fieno, paglia, scarti di mele, patate, frumento, vinacce di frutta, scarti di verdura,

raccolta differenziata, verde urbano, fanghi macellazione, grasso, intestini, farina di

carne ecc.

• Sono difficili da coltivare;

CH3COO- + H+  CH4 + CO2 DECARBOSSILAZIONE DELL’ACETATO

• BIOGAS: CH4 circa 50-80%, CO2 circa 20-35%. In tracce H2S ed NH3 purificazione

CH4;

• La digestione anaerobica è un processo biologico attraverso il quale la sostanza

organica presente nelle acque reflue può essere abbattuta attraverso i microrganismi

presenti in un digestore reattori UASB. La temperatura deve essere regolata di più o

meno 1 °C; va regolato anche il pH;

• I fanghi attivi non sono altro che biomassa batterica, dispersa sotto forma di piccoli

granuli;

• I batteri presenti nel granulo metabolizzano la sostanza organica particolata e quella

disciolta, che viene adsorbita con produzione di biogas, H2O e fango;

• Queste trasformazioni sono compiute da diverse specie batteriche che collaborano tra

loro;

• In queste grandi masse poste a fermentare ci devo essere le condizioni giuste: una

delle condizioni fondamentali è che ci deve essere la vicinanza tra i microrganismi;

• Granuli di fango anaerobico: granuli di colore nero completamente digerito e stabile,

contenete sostanze nutritive per i vegetali. Diametro 0.5 – 2 mm, elevata velocità di

sedimentazione. Si trovano le condizioni ideali;

• Gli strati superficiali dei granuli sono prevalentemente colonizzati da batteri perché

hanno meno condizioni restrittive, mentre gli strati profondi sono colonizzati da archaea

(i metanigeni il metano si sviluppa all’interno. Quando arriva a determinate

concentrazioni fuoriesce dai granuli), sia in granuli mesofili che termofili. La parte

centrale dei granuli non dà segnale di ibridazione e sembra costituita da residui cellulari

e materiale inorganico;

• L’efficacia di un processo in serie è condizionata dall’elemento più debole che, nel caso

della digestione anaerobica, è rappresentato dai metanigeni. Questi organismi sono

caratterizzati da un basso tasso di crescita e da una estrema sensibilità alle condizioni

ambientali, motivo per cui risulta necessario monitorare periodicamente e mantenere

all’interno del loro range ottimale tutti i parametri di stabilità del processo;

• I metanigeni possono essere studiati utilizzando il caratteristico marcatore

rappresentato dal gene funzionale mcrA:

La maggior parte degli archea metanigeni trasforma il gas idrogeno e l'anidride

o carbonica in metano e acqua. Questa reazione richiede una serie di enzimi che

progressivamente strappino atomi di ossigeno dal carbonio della CO2 e vi

aggiungano idrogeno. L'enzima Metil-coenzima M reduttasi realizza l'ultima

reazione di questo processo e rilascia metano. Si tratta di un grande complesso

enzimatico costituito da due metà uguali ognuna formata da tre diverse catene.

L'enzima ha due siti attivi uguali che si trovano in fondo a due profondi tunnel per

proteggere la reazione dall'acqua circostante;

I metanobatteri sono stati al centro dell'attenzione negli ultimi tempi perché sono

o stati usati per convertire le sostanze organiche di scarto, come i liquami urbani e

zootecnici, in biogas che può essere usato per il riscaldamento o per generare

elettricità. Questa operazione si realizza nei digestori anaerobici che funzionano

grazie all'azione di diversi tipi di batteri che appartengono essenzialmente a tre

categorie, fermentanti, acetogeni e metanogeni, che degradano progressivamente

le biomolecole dei liquami in composti più semplici e poi in biogas composto da

metano e anidride carbonica;

I metanobatteri stanno suscitando interesse anche per la loro influenza sul

o riscaldamento globale. Infatti circa un terzo del metano che producono finisce

nell'atmosfera dove contribuisce all'effetto serra dato che il metano assorbe la

radiazione infrarossa anche più della CO2;

Questo gene codifica per la subunità alfa del metil-coenzima M reduttasi (MCR),

o l’enzima chiave della metanogenesi;

Se da un lato l’efficienza del 16S rRNA come strumento di identificazione di

o microrganismi batterici e come orologio molecolare, per le sue caratteristiche di

universalità e conservazione, l’hanno reso il sistema più utilizzato per l’analisi

molecolare, l’mcrA presenta degli indiscutibili altri vantaggi;

L’MCR è l’ultimo anello in diverse vie metaboliche di tutti i metanigeni;

o I risultati ottenuti con la quantificazione delle copie di mcrA nei campioni in ingresso

o e di digestato prelevati dall’impianto di digestione anaerobica hanno confermato la

presenza di una numerosa comunità metanigena e sono confrontabili con i dati

riportati in lettura;

La famiglia metanigena delle Methanosarcinaceae è rappresentata principalmente

o dal genere Methanosarcina che domina il digestore;

Le Methanocorpusculaceae, con il genere di riferimento Methanocorpusculum, sono

o i metanigeni secondi per abbondanza nel reattore;

Gli archea produttori di metano quantitativamente meno rappresentati sono invece

o quelli della famiglia delle Methanosaetaceae (genere Methanosaceta);

A differenza di altri enzimi del metabolismo metanigeno, MCR è esclusivo dei

o metanigeni, con l’eccezione degli Archea metano-ossidanti, ed è coinvolto nella fase

finale di metanogenesi;

Nei reattori i metanogeni vanno messi (inconsapevolmente).

o Impatto ambientale: concetto di energia

• Per molti millenni l’umanità ha tratto energia dal lavoro muscolare degli uomini e degli

animali, dal vento, dai corsi d’acqua e dalle biomasse;

• Nelle grandi civiltà del passato una grande fonte energetica era rappresentata dagli schiavi;

• Un uomo in buona salute può generare una potenza di circa 800 W per un tempo breve,

ma in una attività continuativa che duri molte ore non riesce a sviluppare una potenza

superiore a circa 50 W;

• Per tutte le attività che non svolgiamo direttamente con la nostra attività muscolare c’è

qualcosa o qualcuno che lavora per noi: sono gli schiavi energetici;

• A seconda del livello di società a cui appartiene, ha degli aiuti energetici prodotti da metodi

alternativi di quelli umani;

• 1 kg di carne di vitello richiede circa 7 kWh di energia per la sua produzione, ossia 17.5

giornate lavorative di uno schiavo (che lavora 8 ore al giorno);

• Un tosaerba da giardino (3.5 kWh) che lavora un’ora consuma energia pari a 9 schiavi che

lavorano per 8 ore;

• Il motore di un’auto di media cilindrata (80 kW) sviluppa una potenza pari a quella di 1600

schiavi che spingono contemporaneamente;

• Per far decollare un Boeing 747 a pieno carico occorre sviluppare una potenza di 80 MW,

pari alla spinta congiunta di 1 milione e 600 mila schiavi.

Sostenibilità ambientale

• La sostenibilità ambientale della nostra spesa può essere calcolata e tradotta: in litri di

acqua consumata e chilogrammi di CO2 sviluppata per produrre quello che mangiamo;

• Secondo gli esperti l’85% del consumo mondiale di acqua è assorbito proprio dalle

produzioni agroalimentari e uno stile di vita più attento (scegliere prodotti di stagione,

evitare gli spechi e limitare il consumo di carne) può aiutare a limitare il nostro impatto

sull’ambiente;

• Un’azienda ha valutato che un barattolo di polpa di pomodoro da 440 g vale 223 litri di

acqua e una bottiglia grande di passata 172 litri;

• La carne rossa è in generale il cibo che lascia più tracce nell’ambiente: 100 g di manzo

comportano l’emissione di 1600 g di CO2;

• Per ottenere 100 kcal dalla carne si emettono 857 g di CO2; per ottenere 100 kcal dai

vegetali c’è bisogno di un quantitativo di CO2 che non è più 1/14 ma 1/3 rispetto alla carne;

• In media, la combustione di un litro di benzina libera nell’aria 2.35 kg di CO2, la produzione

di 1 KW produce circa 540 g. Testo unico

• DECRETO LEGISLATIVO 3 aprile 2006, n. 152:

PARTE SCONDA: procedure per:

o Valutazione ambientale strategica (VAS);

 Valutazione d’impatto ambientale (VIA);

 L’autorizzazione ambientale integrata (IPPC).

PARTE TERZA: norme in materia di:

o Difesa del suolo e lotta alla desertificazione;

 Tutela delle acque dall’inquinamento e di gestione delle risorse idriche;

PARTE QUARTA: norme in materia di gestione dei rifiuti e bonifica dei siti inquinati.

o PARTE QUINTA: norme in materia di tutela dell’aria e di riduzione delle emissioni in

o atmosfera;

Le acque reflue:

o Quando un corpo idrico superficiale viene inquinato, si ottiene l’inquinamento di

 tutto il corpo idrico. La prima cosa che scende è l’ossigeno disciolto discesa veloce

durante la contaminazione e poi una risalita dei quantitativi di ossigeno curva a

sacco;

Contengono residui derivanti dalle attività domestiche e produttive dell’uomo;

 Devono rispettare i normali equilibri dei corpi idrici;

 Per essere scaricate devono rientrare in precisi standard qualitativi;

 Prevenire e ridurre l’inquinamento, migliorare lo stato delle acque;

 Utilizzo sostenibile;

 Mantenere la capacità naturale di autodepurazione dei corpi idrici;

 Art. 105: Scarichi in acque superficiali:

 • Le acque reflue urbane devono essere sottoposte, prima dello scarico, a un

trattamento secondario o a un trattamento equivalente in conformità con le

indicazioni dell’allegato 5 (parte III);

• Tabella 1: Limiti di emissione per gli impianti di acque reflue urbane;

• Tabella 2: Limiti di emissione per gli impianti di acque reflue urbane recapitanti

in aree sensibili;

• Per tutti gli insediamenti con popolazione equivalente compresa tra 50 e 2000

a.c. si ritiene auspicabile il ricorso a tecnologie di depurazione naturale quali il

lagunaggio e la fitodepurazione, o tecnologie come i filtri percolatori o impianti a

ossidazione totale.

Strumenti:

 • Individuazione obiettivi di qualità ambientale:

CORPI IDRICI SOTTERRANEI: stato ambientale;

 CORPI IDRICI SUPERFICIALI:

 STATO ECOLOGICO: Indice Biotico Esteso: valutazione dello stato;

 saggi biologici finalizzati alla evidenziazione di effetti a breve o lungo

termine;

STATO CHIMICO: presenza di microinquinanti;

 STATO AMBIENTALE: grado di scostamento rispetto alle condizioni di un

 corpo idrico di riferimento.

• Tutela integrata;

• Rispetto dei valori limite;

• L’adeguamento dei sistemi di fognatura;

• Misure per la prevenzione;

• Conservazione, risparmio, riutilizzo e riciclo.

Stato ambientale per i corpi idrici superficiali: confronto rispetto a uno stato ottimale;

 elevato, buono, sufficiente, scadente, pessimo. Viene fatto con macrodescrittori;

Valutazione dello stato. Saggi biologici finalizzati alla evidenziazione di effetti a

 breve o lungo termine:

• Test di tossicità di campioni acquosi con Daphnia magna;

• Tesi di mutagenicità e terredogenesi su campioni acquosi concentrati;

• Test di crescita algale;

• Test su campioni acquosi concentrati con batteri bioluminescenti;

• In aggiunta si segnala l’opportunità di effettuare determinazioni di accumulo di

contaminanti prioritari (PCB, DDT e C4) su tessuti muscolari di specie ittiche

residenti o su organismi macrobentonici.

Fognature:

o Tutti gli scarichi sono disciplinati in funzione del rispetto degli obiettivi di qualità dei

 corpi idrici e devono comunque rispettare i valori limite di emissione previsti

nell’allegato 5:

• Tabella 1: relativa allo scarico di acque reflue urbane in corpi idrici superficiali;

• Tabella 2: scarico di acque reflue urbane in corpi idrici superficiali ricadenti in

aree sensibili;

• Tabella 3:

Fognature miste che raccolgono scarichi di insediamenti industriali;

 3/A: cicli produttivi ivi indicati;

 Tabelle 3 e 4: sostanze indicate nella tabella 5 del medesimo allegato.

Parametri per la valutazione delle acque di scarico:

 • Il presupposto per una perfetta analisi dell’acqua di scarico è l’esatto prelievo

dei campioni;

• Il volume dei campioni quale sottoinsieme rappresentativo deve corrispondere al

corpo idrico che viene analizzato e deve bastare per il necessario utilizzo di

ricerca;

• L’ampio spettro delle sostanze inquinanti delle acque reflue si rispecchia nella

ricchezza dei parametri di analisi;

• Organolettici: odore, colore, torbidezza:

• Fisici: pH, sostanze sedimentabili, temperatura, conducibilità elettrica:

Il pH è una misura per la concentrazione degli idrogenioni nell’acqua di

 scarico e ne descrive il relativo logaritmo decimale negativo. La maggior

parte degli statuti sulle acque di scarico prescrivono di conseguenza per

l’immissione indiretta valori compresi tra 6.5 e 9.5;

Conducibilità: per il trasporto della corrente elettrica si rende necessario un

 portatore di carica. Gli ioni rappresentano i portatori di carica nelle soluzioni.

Per la misurazione della conducibilità si inseriscono nella soluzione due

elettrodi, di cui è nota la distanza. A questi elettrodi viene applicata una

corrente e viene misurato il flusso elettrico, ovvero la resistenza tra le

superfici degli elettrodi. La conducibilità di una soluzione dipende dalla

temperatura e dagli ioni contenuti, derivanti da Sali, acidi o soluzioni

alcaline;

Solidi sospesi sedimentabili:

 Particelle e i colloidi facenti parte dei solidi sospesi che in tempi brevi

 (convenzionalmente 2 ore), si raccolgono nel fondo di un contenitore;

Si possono esprimere in concentrazione o come percentuale in volume

 (ml/l);

I solidi sedimentabili solitamente si misurano attraverso i “coni imnhoff”,

 caratterizzati per avere forma conica e permettono di misurare con

precisione elevata, il volume di solidi sospesi sedimentabili;

“il volume dei solidi sedimentabili è spesso chiamato genericamente

 anche volume del fango”;

La valutazione del volume e della concentrazione dei solidi

 sedimentabili, ha importanza per prevedere e verificare il comportamento

di quelle apparecchiature che negli impianti provvedono alla separazione

per decantazione.

Una parte di solidi (solidi inferiori a 0.45 μm), vengono indicati come solidi

 filtrabili e possono avere natura colloidale o essere disciolti nel mezzo

liquido;

La somma dei solidi sospesi totali con i solidi filtrabili dà il valore dei solidi

 totali presenti nel mezzo liquido;

• Chimici: fabbisogno chimico di ossigeno, fabbisogno biochimico di ossigeno in 5

giorni, azoto e fosforo:

Fabbisogno biochimico di ossigeno in 5 giorni (BOD): misura del contenuto

 di sostanze organiche facilmente degradabili biologicamente; la domanda di

ossigeno richiesta per la demolizione biologica delle sostanze organiche,

sotto condizioni aerobie, a una data temperatura e per un certo tempo;

UOD: domanda finale di ossigeno. Per determinarla ci vorrebbe circa 1

 mese si misura la BOD dopo 5 giorni ammettendo che tale valore

rappresenti il 68% dell’UOD. Se andiamo oltre i 5 giorni rischiamo di

associare all’ossigeno consumato per mangiare il carbonio, l’ossigeno che

viene usato per ossidare l’azoto (nitrificazione);

COD: quantità di ossigeno richiesta per ossidare chimicamente le sostanze

 presenti nei liquami: è un indice che individua oltre alle sostanze organiche

ossidabili biologicamente, anche le sostanze organiche non biodegradabili

ma ossidabili solo chimicamente (richiesta chimica d’ossigeno). C’è un test

fotometrico anche per questo parametro;

Il BOD è la metà del COD (è il fabbisogno chimico di ossigeno, una reazione

 chimica di ossidazione di quel refluo) nei reflui civili;

Il COD dice tutto quello che è ossidabile all’interno del refluo; se BOD =

 COD/2 nei reflui civili, in un refluo con attività industriale (con inquinante

molto più difficile da degradare), il COD sarà molto più alto del BOD;

Test fotometrico: bisogna fare prove per cercare la concentrazione giusta

 per trovare il BOD;

Un livello di BOD di 1-2 ppm è considerato molto buono e significa che non

 ci sono rifiuti organici presenti nel rifornimento idrico;

Una quantità di 3-5 ppm è considerato moderatamente pulito;

 Le acque con un livello di 6-9 ppm sono soggette a una possibile

 contaminazione organica;

Il rapporto tra il COD e il BOD nei liquami domestici solitamente oscilla tra

 1.7-2;

Valori che aumentano in favore del COD sono caratteristici di liquami con

 scarichi industriali comprendenti sostanze organiche non o difficilmente

biodegradabili e quindi il rapporto è anche un indice di trattabilità degli

scarichi industriali;

Il tasso di reazione è dipendente dalla temperatura:

 A basse T (< 10 °C) dopo 20 gg BOD continua ad aumentare;

 Ad alte T (> 20 °C) il BOD sviluppa molto rapidamente, per stabilizzarsi

 ancor prima di 20 gg;

A 20 °C il BOD è al max asintotico ed è pari a 1.45 del BOD 5 gg.

• INDICATORI CONTAMINAZIONE MICROBIOLOGICA:

Dalla difficoltà di utilizzare di routine tecniche finalizzate alla ricerca di tutti i

 possibili microrganismi patogeni, è sorta la necessità di ricercare, per la

definizione della qualità di un’acqua, microrganismi indicatori di

contaminazione, la cui presenza può essere indice della presenza di

patogeni;

Un efficace indicatore microbiologico di contaminazione deve:

 A. Poter sopravvivere sufficientemente a lungo nell’ambiente per consentire

la sua evidenziazione;

B. Deve poter essere identificato con metodologie poco complesse.

Gli indicatori microbiologici di inquinamento fecale devono rispondere a

 precisi requisiti:

A. Essere presenti costantemente nelle feci umane ed animali;

B. Essere presenti in grande numero;

C. Essere significativamente più numerosi dei patogeni temporaneamente

presenti;

D. Essere facilmente svelabili anche da laboratori di non elevatissima

specializzazione.

Gli indicatori fecali più largamente utilizzati sono:

 a) I coliformi totali e fecali;

b) Gli streptococchi fecali;

c) I clostridi solfito-riduttori.

Sistema delle membrane filtranti: quantitativo e qualitativo. Volume

 prestabilito di acqua da saggiare. Risultato in UFC / ml di acqua filtrata.

Imbuto filtrante, un sistema (una carta da filtro) posizionato nell’imbuto

filtrato un volume d’acqua il filtro si mette su una piastra si evidenziano i

microrganismi dopo 24 ore N Colonie / 100 ml = (N colonie contate / volume

campione filtrato) * 100;

Per differenziare i coliformi totali da quelli fecali abbiamo temperature

 differenziali mettiamo a incubare i filtri a diverse temperature differenza

numerica e morfologica ci dà idea di quanti coliformi fecali sui coliformi

totali;

Streptococchi fecali: gram -

 Coliformi totali:

 Simile ad E. coli, fam. Enterobacteriaceae;

 Aerobi o anaerobi facoltativi, G -, non sporigeni, lattosio-fermentanti;

 Organismi indicatori e in genere non patogeni;

 Generi: Enterobacter, Escherichia spp.

• Biologici: test delle dafnie:

Tossicità non acuta;

 Mira a vedere quanta tossicità ha un campione rispetto a questi piccoli

 crostacei;

Il campione viene diluito n volte i vari campioni diluiti si mettono insieme a

 10 dafne ciascuno la tossicità uccide le dafnie e il grado di diluizione in cui

abbiamo la sopravvivenza di almeno 9 dafne su 10 mi dà idea della

tossicità più è elevata la diluizione, più è tossico il campione;

Nell'ambito del test esse fungono da organismi modello per calcolare il

 grado di diluizione di un'acqua di scarico che non presenti alcun effetto

tossico nell'arco di 24 ore e che cioè non danneggi le dafnie. Il

danneggiamento di un animale viene determinato dalla sua capacita di

nuotare;

Nel corso del test vengono applicati interi livelli di diluizione al campione di

 acqua di scarico;

Per ogni livello di diluizione G vengono approntati due depositi contenenti 5

 dafnie ciascuno (per ogni livello di diluizione sono dunque a disposizione per

il test 10 animali);

I campioni coperti vengono lasciati fermi per 24 ore e quindi viene

 conteggiato il numero degli animali ancora in grado di nuotare;

Il grado di diluizione per il quale almeno 9 delle 10 dafnie possono nuotare,

 viene indicato come risultato. Tanto maggiore è il valore di G, tanto più

tossica è l’acqua di scarico, in quanto essa mostra l’assenza di effetti tossici

solamente con un alto livello di diluizione;

Viene fatto in 24 ore;

 AE: Abitanti equivalenti:

 (BOD 5 gg (mg/l) * volume acqua di scarico (l)) / 60 g;

 Il carico organico biodegradabile avente una richiesta biochimica di

 ossigeno a 5 giorni pari a 60 g di ossigeno al giorno;

Gli AE rappresentano la quantità di sostanze organiche facilmente

 degradabili che un uomo rilascia in media nelle acque di scarico nell’arco

di un giorno e per la cui eliminazione si rendono necessari 60 g di

ossigeno.

Acque potabili:

o Acque destinate al consumo umano: D. Lgs. 31/2001 e n. 27/2002:

 • Il decreto del 2001 ha permesso il concetto di imbottigliamento della normale

acqua potabile e consentendone anche la commercializzazione in bottiglie o in

contenitori di qualsiasi capacità, con o senza trattamento;

• È vietato chiamarla minerale o mineralizzata o naturale, perché queste

denominazioni sono riservate soltanto all’acqua minerale;

• Oggi non solo l’acqua minerale naturale ma anche l’acqua potabile può essere

imbottigliata e venduta, in genere dopo un trattamento chimico-fisico per

renderla idonea a determinate categorie di consumatori;

• Parziale Tabella 1/A = caratteristiche di qualità per acque superficiali destinate

alla produzione di acqua potabile. Vari tipi di trattamenti;

• Non si devono trovare Enterococchi, Escherica Coli e Batteri coliformi;

• Ferro e manganese non sono nocivi alla salute anche se superano i valori

prescritti, anzi possono essere utili all’organismo, ma siccome l’acqua potabile

viene utilizzata da tutti i consumatori senza che essi abbiano la possibilità di

scegliere l’acqua che viene distribuita dal rubinetto, la legge ha previsto dei limiti

di intervento;

• Cosi se il ferro supera il valore di 200 μg/L o il manganese 50 μg/L, le autorità

sanitarie potranno ordinare all’azienda che gestisce l’acquedotto di predisporre

trattamenti per abbassare tali valori;

• Controlli obbligatori:

Controlli esterni di competenza delle ASL;

 Controlli interni di competenza dell’ente gestore dell’acquedotto (o il titolare

 dell’azienda alimentare). Verificare e garantire le condizioni di potabilità

dell’acqua che va a distribuire alla popolazione (o che usa come ingrediente

nel ciclo produttivo di cibi e bevande);

Per quanto riguarda le acque utilizzate dalle industrie alimentari, i prelievi e

 le relative analisi vanno ripetute almeno una volta all’anno per ciascun punto

di prelievo interessato;

La localizzazione dei punti di prelievo è specificata nell’art. 6 del D. lgs.

 31/01. I controlli periodici andranno quindi effettuati:

Al punto di presa delle acque (alla sorgente per le acque superficiali, ai

 pozzi per le acque sotterranee);

Agli impianti di adduzione (pompe aspiranti, ecc.);

 Nei serbatoi di accumulo;

 Alla rete di distribuzione;

 Agli impianti di confezionamento di acqua in bottiglia o in contenitori;

 Sulle acque utilizzate dalle imprese alimentari;

 Sul mezzo di trasporto quando l’acqua viene fornita tramite cisterna.

• Utilizzi diversi dell’acqua potabile:

Destinate al consumatore (usi domestici);

 Usate da un’impresa alimentare come ingrediente per la fabbricazione, il

 trattamento e la conservazione di cibi e bevande;

Distribuite da un’impresa alimentare tramite bottiglie o contenitori;

 Distribuzione acqua destinata al consumo umano denominata “acqua da

 tavola”. Ciò significa che:

1. Il D. lgs. 31/01 allarga il concetto di potabilità non solo alle acque

destinate all’alimentazione, ma anche ad usi igienici o, più in generale

domestici (pulizia, innaffiamento, ecc.) in quanto i rischi possono

sussistere anche se dell’acqua non viene fatto un uso alimentare;

2. Il D. lgs. 31/01 regolamenta anche le acque utilizzate nelle imprese

alimentari quando tali acque entrano a far parte o possono comunque

influenzare il prodotto alimentare finale. Quindi il titolare dell’impresa è

responsabile della qualità dell’acqua impiegata nel ciclo di produzione,

sia che si tratti di acqua utilizzata come materia prima, sia che si tratti

semplicemente di acqua utilizzata per il lavaggio dei prodotti o dei

macchinari.

Acque di sorgente: D. Lgs. 339/1999:

 • È un ibrido tra l’acqua potabile e l’acqua minerale;

• Per caratteristiche e i parametri è soggetta alla stessa disciplina dell’acqua

potabile ma come l’acqua minerale non può essere disinfettata perché deve

essere già pura e buona da bere come esce dalla sorgente;

• Deve avere una autorizzazione alla commercializzazione da parte del Ministero

della salute che ne valuta le caratteristiche ma non può riportare in etichetta

indicazioni su possibili effetti benefici per la salute. Ciò è permesso solo

all’acqua minerale;

• L’acqua di sorgente può essere distribuita in contenitori di 18-20 litri.

Acque minerali naturali: DM 29 dicembre 2003:

 • Non può essere disinfettata;

• Hanno come limite di commercializzazione/imbottigliamento di 2 l.

Parametri principali di dimensionamento dei sistemi di depurazione

• CARICO IDRAULICO: quantità liquida di acque di rifiuto:

Una conoscenza abbastanza particolareggiata può derivare dallo studio dell’andamento

o dei consumi d’acqua prelevata dall’acquedotto, prevedendo un coefficiente di afflusso

alla fognatura pari a 0.80.

• CARICO ORGANICO: quantità di sostanze organiche che devono essere trattate, BOD 5

gg;

• Indagini scrupolose, sistematiche nel tempo e significative, sulla valutazione dei parametri

per:

Portate idrauliche;

o Concentrazioni di carico organico.

o

• Le analisi vengono estese anche ad altre caratteristiche:

Fisiche (solidi sospesi, torbidità, temperatura, conduttivià…);

o Chimiche (COD, azoto, fosforo, oli e grassi, detersivi, pH, ossigeno disciolto, metalli

o pesanti);

Biologiche (carica batterica, patogeni…).

o

• Sperimentazioni dirette per mettere in evidenza situazioni particolari ed anomalie:

Apporti non stimabili di impianti industriali;

o Collegamenti sconosciuti del sistema fognario con la rete idrica superficiale;

o Allacciamenti alle condotte fognanti di sistemi drenanti diversi;

o Scarichi di utenze particolari quali scuole, supermercati, villaggi turistici…

o

• Il dimensionamento del sistema è prudente effettuarlo sugli apporti idrici massimi e sulla

popolazione che sarà prevedibile essere allacciata;

• Quando sperimentazioni e informazioni dirette siano impossibili o difficili da fare possono

essere orientativi i dati dei CARICHI IDRAULICI SPECIFICI e dei corrispettivi CARICHI

ORGANICI SPECIFICI riportati nelle tabelle;

• TAB 1: Carichi idraulici ed organici specifici per ogni diversa situazione per unità (es. per

unità di campeggiatore in un campeggio, per posto letto in un ospedale);

• Noto il carico idraulico specifico ed il carico organico specifico (vanno sommati tutti i

diversi) è possibile sapere immediatamente il valore medio di BOD 5 gg nel liquame tramite

un nomogramma.

Andamento nel tempo del carico idraulico e organico: le punte

• Gli scarichi, per particolari utenze, possono essere concentrati in particolari periodi della

giornata o della settimana;

• In normali comunità residenziali le oscillazioni della portata idraulica e del carico organico si

verificano egualmente e sono tanto più elevati quanto più piccola è la comunità;

• Si tratta di un andamento tipico:

Portata molto ridotta dalle ore 0 alle 7;

o Crescita rapida dalle ore 7 alle 9;

o Portate elevate dalle ore 9 alle 14;

o Diminuzione progressiva fino alle ore 0 e alle ore 1 della notte.

o Diminuzione dopo mezzogiorno e ripresa:

o A fine giornata con un massimo;

 Dalle ore 20 alle 23.

• Bisogna evitare che acque di drenaggio e/o le acque di sorgenti o piccoli corsi d’acqua (che

non sono inquinate) pervengano alle fognature e aggravino le spese;

• Eventuali industrie allacciate al sistema fognario possono apportare variazioni sensibili

tanto che si debbono imporre PRETRATTAMENTI di EQUALIZZAZIONE prima

dell’immissione in fogna.

Punte di carico idraulico con sistema unitario (fognature miste)

• Impianti che raccolgono un bacino idrografico piccolo hanno maggiori fluttuazioni rispetto a

quelli che hanno un numero di abitati più elevato;

• Se al sistema depurativo fossero addotte anche le acque piovane, in certi periodi

arriverebbero portate elevatissime (< anche di 150 volte le portate max di acque nere).

Dato che è impossibile un loro trattamento si pone a monte dell’impianto uno

SCARICATORE DI PIENA;

• Il dimensionamento provvede allo smaltimento di acque per portate superiori a un multiplo

della portata media. Questo valore dipende dall’inquinamento ammissibile che si effettua

sversando acque non trattate. Indagini da effettuare devono tener conto di:

Natura e concentrazione del liquame;

o Caratteristiche del corpo d’acqua recettore quali capacità autodepurative, destinazione

o delle sue acque (uso potabile, balneazione, ittiocoltura).

• Normative inglesi riportano l’opportunità di addurre all’impianto portate miste pari a 6 volte

quella media di tempo secco e trattarne un quantitativo pari a 3 volte;

• Quindi solo una parte delle acque entra nell’impianto e viene depurato, nei periodi di piogge

intense il surplus va direttamente al corpo idrico recettore;

• Per evitare il forte inquinamento il corpo idrico recettore, bisogna addurre delle

modificazioni che aumentino la capacità di autodepurazione dell’acqua stessa;

• I solidi sospesi sedimentabili contribuiscono per un 39% (varia tra 30-40%) sul totale delle

sostanze organiche. Questa indica la quota massima di BOD che può essere abbattuta con

semplici processi di sedimentazione;

• I solidi sospesi totali contribuiscono per un 59% (55-65%). Questi sono gli ordini di

grandezza di rimozione dei processi che agiscono essenzialmente sui solidi sospesi;

• Per ottenere elevati rendimenti di riduzione del BOD occorrono processi che incidano

sostanzialmente sulla rimozione delle sostanze organiche disciolte (processi biologici e/o

adsorbimento su carbone attivo);

• I solidi sospesi totali sono le sostanze presenti nei reflui sotto forma di particelle e colloidi e

che hanno una dimensione superiore a 0.45 μm:

Rappresentano le sostanze non filtrabili: in prova di laboratorio restano intrappolate in

o un filtro che è in grado di trattenere le parti più grossolane sospese e in parte quelle

colloidali;

I solidi sospesi sono la causa della torbidità dell’acqua e quindi dell’inquinamento

o visibile; essi si suddividono in:

Solidi sospesi volatili (SSV): rappresentano approssimativamente la parte organica

 dei solidi sospesi e si calcolano attraverso la calcinazione (processo di ossidazione

in stufa a 550 °C);

Solidi sospesi non volatili (SSF): rappresentano la frazione minerale inorganica

 presente nei solidi sospesi; si parla appunto di solidi fissi e derivano dal residuo

della calcinazione. Corsi idrici superficiali

• Un livello di BOD di 1-2 ppm è considerato molto buono e significa che non ci sono rifiuti

organici presenti nel rifornimento idrico;

• Una quantità di 3-5 ppm è considerato moderatamente pulito;

• Le acque con un livello di 6-9 ppm sono considerate piuttosto inquinate perché è

solitamente presente della materia organica e quindi sono presenti molti batteri;

• Un BOD > 100 ppm comprova che il corso d’acqua è considerato molto inquinato con rifiuti

organici. Trattamenti depurativi

• Un trattamento depurativo ha i seguenti scopi:

Rimozione delle sostanze sospese e disciolte nei liquami;

o Stabilizzazione dei composti organici suscettibili di fermentazione;

o Inattivazione dei microrganismi patogeni;

o Rimozione di sostanze nocive o sgradevoli e di odori molesti.

o

• Trattamento meccanico: si intende in genere un trattamento dei liquami che si limita alle

sole fasi preliminari: GRIGLIATURA, DISOLEATURA, DISSABBIAMENTO:

Grigliatura: intercettano bottiglie-foglie; vanno pulite (ora si fa automaticamente);

o distribuite anche lungo il percorso della fognatura, soprattutto nelle parti a cielo aperto;

Disoleatore: non si trovano nel sistema fognatura; si trovano nelle strade

o raccoglimento di acqua ma trattenuto il grasso (difficile per i microrganismi da digerire).

Vanno puliti;

Dissabbiatore: lungo il percorso per evitare che le sabbie danneggino le pompe si

o allarga la fognatura per rallentare il fluido e far avvenire la sedimentazione e la raccolta

delle sabbie.

• Trattamento primario: comprende oltre che i trattamenti preliminari anche una FASE DI

SEDIMENTAZIONE “primaria” a carico della maggior parte dei solidi sedimentabili:

È necessario pretrattare le acque prima che arrivino al sistema, ossigenando e

o fotossigenando, per aumentare i processi di autodepurazione;

Sedimentazione: bacini circolari o rettangolari in cui l’acqua, lasciata a riposo, deposita

o particelle sospese. Stramazzi orizzontali permettono l’efflusso del liquido. Ai materiai

galleggianti viene impedito di lasciare il bacino con l’acqua, tramite un intercettore a

lama posto davanti agli stramazzi;

Criteri di dimensionamento funzione di profondità del bacino in corrispondenza delle

o pareti laterali, della portata specifica e del tempo di ritenzione;

Tempo di ritenzione: t = 24 * V/Q; t = 24 * H/V0 (H = profondità del liquido in metri V =

o volume del serbatoio)

Portata specifica: V0 = Q / A (Q = portata media giornaliera; A = superficie totale del

o 3 -2 -1

serbatoio); devono rientrare in determinati valori = 16-33 m m giorno ;

Carico idraulico: influenza la densità dei fanghi:

o 3 -2 -1

CI < 24 (m m giorno ): tendono a riaddensarsi sul fondo;

 3 -2 -1

CI > 33 (m m giorno ) movimenti nel bacino inibiscono il compattamento.

Abbatte il 40% dei solidi sedimentabili.

o

• Trattamento secondario: trattamento più spinto, in genere trattamento BIOLOGICO: fanghi

attivi, filtri percolatori, subirrigazione; oppure CHIMICO:

Sedimentatori finali;

o Posti a valle del trattamento biologico;

o 3 -2 -1

A valle di filtri biologici: portate specifiche di sfioro < 33 m m giorno , profondità

o minima 2.1 m, spessore del fango alcuni cm; 3 -2 -1

A valle di fanghi attivi: portate specifiche di sfioro da 24 a 33 m m giorno , profondità

o min 3.1 m, tempo di ritenzione di 2-3 ore;

Contengono alghe non sono stati eliminati azoto e fosforo ma solo carbonio hanno

o dovuto cambiare gli impianti di depurazione per diminuire le concentrazioni di azoto;

Filtrazione biologica (minori portate; con AE < 2000), fanghi attivi (più diffusi, grandi

o portate), fosse ossidative, stagni ossidativi e percolatori sommersi: AEROBI;

rendimento maggiore;

Processi in reattori chiusi: ANAEROBI;

o Abbattimento di sostanze ossidabili, ma reflui possono contenere ancora:

o Sostanze nutritive (N e P) sviluppo alghe;

 Detergenti non biodegradabili (ABS, formazione di schiume);

 Microrganismi patogeni e non patogeni (aspetti igienico-sanitari).

• Trattamento terziario: successivo affinamento del grado di depurazione (es. osmosi

inversa).

Trattamenti chimico-fisici:

o Coagulazione chimica;

 Filtrazione idrodinamica;

 Adsorbimento;

 Scambio ionico;

 Volatilizzazione componenti (ammoniaca);

 Ossidazione chimica;

 Osmosi inversa;

 Elettrolisi.

Impianti di depurazione di tipo biologico:

o Un impianto di depurazione biologico sfrutta i meccanismi biologici naturali e la

 biomassa deputata alla depurazione può essere di tipo “adeso” oppure di tipo

“sospeso”:

• Reattori a “biomassa sospesa”: impianti a fanghi attivi (alto, medio e basso

carico), impianti a fanghi attivi ad ossidazione totale, SBR (sequencing batch

reactor: il ciclo di ogni vasca è suddiviso in cinque distinti periodi temporali, cui

corrispondono diverse fasi: Alimentazione, Reazione, Sedimentazione, Scarico

e Attesa), MBR (membrane bio reactor), lagunaggio aerato;

• Reattori a “biomassa adesa”: letti percolatori (alto, medio e basso carico),

biodischi o biorulli, biofiltrazione;

• Reattori a “biomassa mista”: MBBR (mooving bed bio reactor).

Lagunaggio:

o La depurazione avviene all'interno di stagni di ossidazione (wetponds), detti anche

 lagune o stagni biologici, all'interno dei quali avvengono processi di ossidazione e

fermentazione simili a quelli che si realizzano in natura;

Il refluo, prima di affluire negli stagni artificiali, deve essere sottoposto ad un pre-

 trattamento di grigliatura, ed eventuale disoleatura;

I bacini possono essere realizzati tramite scavo nel terreno, con eventuale

 impermeabilizzazione tramite tappeto in argilla o fogli in materiale plastico

termosaldato, nel caso il terreno non sia sufficientemente impermeabile;

Gli stagni possono essere disposti in serie o in parallelo;

 Le vasche areate hanno una profondità di circa 3 metri e sono mantenute in

 condizioni aerobiche da un sistema di aerazione artificiale;

I carichi organici sono relativamente elevati e la popolazione microbica è

 riconducibile a quella degli impianti a fanghi attivi;

Nelle lagune non areate la biodemolizione avviene naturalmente, sia aerobicamente

 mediante la fotosintesi algale e/o l'ossigeno atmosferico assorbito attraverso la

superficie aria/acqua, che anaerobicamente;

Filtro percolatore:

o Percolazione di un sistema liquido dall’alto verso il basso;

 I microrganismi sono prodotti adesi ai ciottoli;

 Per effetto camino nella parte bassa entra aria e sale verso l’alto migliore

 ossigenazione;

Impianti molto delicati: molto tempo per costruire la biomassa intorno alla matrice

 solida di ciottoli + se c’è troppa candeggina, la biomassa muore tanto tempo per

ripristinarla;

Alla base dei ciottoli c’è un sistema di raccolta dei liquidi;

 Perché i ciottoli? Tutti i processi che si trovano nella biomassa adesa producono

 acidi che solubilizzano il carbonato di calcio stabilizza il pH del sistema.

Dischi biologici:

o Dischi che ruotano;

 50% immersi nelle vasche dove scorrono continuamente i liquami;

 Sistema a biomassa adesa;

 Costituito da una serie di dischi in polistirene o polietilene che ruotano attorno a un

 albero;

Durante la rotazione i microrganismi si depositano sul disco formando un film di

 materiale organico che aumenta progressivamente il suo spessore;

Alternativamente, durante il moto di rotazione, la pellicola si carica di ossigeno nella

 fase di esposizione all’aria, per poi immergersi e metabolizzare le sostanze

organiche disciolte e colloidi presenti nel liquame;

La pellicola continua a svilupparsi finché raggiunge spessori massimi di 2-5 mm per

 poi distaccarsi autonomamente, facilitata dall’azione di taglio indotta dalla

resistenza all’avanzamento del disco nel refluo.

Fanghi attivi:

o La depurazione biologica sfrutta due principali fenomeni, la bioflocculazione, per la

 rimozione delle sostanze sospese non viventi ed eventualmente i batteri dispersi, ed

il metabolismo microbico per la rimozione delle sostanze solubili o facilmente

solubilizzabili;

Bioflocculazione: aggregazione di particelle finemente sospese nel mezzo liquido

 originario, a formare fiocchi di dimensioni e peso specifico sufficienti da poter

essere separate per decantazione;

La componente fisica del fenomeno è costituita dall’energia di turbolenza che

 favorisce l’incontro delle particelle;

La componente biologica è data da un non ben definito effetto di flocculazione, a

 tutt’oggi sconosciuto, favorito dai prodotti del metabolismo dei batteri e di altri

organismi che popolano i fiocchi stessi;

Nel suo insieme, il processo non opera alcuna trasformazione chimica, ma solo un

 passaggio dalla forma sospesa non sedimentabile alla forma sospesa

sedimentabile;

Formazione spontanea:

 • La bioflocculazione è un evento che si manifesta spontaneamente aereando per

qualche giorno un liquame organico ed è il risultato della concomitante azione di

fattori chimici, fisici e inorganici: presenza di colloidi organici e inorganici, pH,

della concentrazione salina, dell’agitazione, del contenuto energetico del

sistema, delle masse di microrganismi attivi ed inattivi presenti;

Formazione dei fiocchi di fango attivo:

 • Agglomerato gelatinoso di qualche millimetro, costituito dall’insieme di sostanze

sospese, prevalentemente organiche, frequentemente colloidali, nonché da una

comunità microbica, principalmente batteri il cui contenuto in biomassa attiva

(respirante e riproducentesi) si aggira intorno al 10%-40% del peso secco totale,

rispettivamente per sistemi a basso carico e ad alto carico del fango.

Tramite la bioflocculazione, il fiocco è in grado di aggregare su di sé le sostanze

 sospese presenti e creare acqua limpida; fenomeno veloce che può avvenire anche

in assenza di ossigeno disciolto, ed è favorito da un basso valore di turbolenza;

Le sostanze disciolte sono invece rimosse dal metabolismo batterico in ambiente

 aerobico, favorite da un’elevata turbolenza che crea un’elevata velocità di turnover

sia dei substrati che dell’ossigeno attorno alla superficie batterica;

Il livello di turbolenza nei sistemi a fanghi attivi è un compromesso tra:

 • L’incremento della respirazione batterica e quindi della rimozione dei substrati

solubili;

• L’erosione del fiocco con la diminuzione delle sue dimensioni e un conseguente

peggioramento delle caratteristiche di sedimentazione.

Struttura del flocculo: un fango attivo di buona sedimentazione è costituito da una

 miscela calibrata di organismi zoogleali e filamentosi essenziali per l’integrità della

microstruttura del fiocco. I filamenti interni costituiscono una struttura armata su cui

attecchiscono le forme zoogleali;

All’interno dei flocculi c’è una distribuzione di organismi differente dalla

 composizione del refluo, caratterizzabile con una misura del carico organico

maggiore è il carico organico maggiore è la quantità di nutrienti;

2+

Spaerotilus natans: può sfruttare Fe ;

 Alterazioni del flocculo:

 • La scarsità di forme filamentose indebolisce la struttura del fiocco, che si rompe

con la turbolenza, producendo un effluente torbido e ricco di particelle sospese

(PIN-POINT);

• L’ambiente stesso selezionerà le popolazioni microbiche ed ogni singolo fattore

contribuirà all’effetto globale;

• Predominanza forme filamentose che si diramano oltre il fiocco fino a interagire

con gli altri circostanti, provocando il fenomeno del BULKING, una lenta

sedimentazione e una scarsa compattazione del fango. Generalmente >

responsabile è il genere Microthrix, controllo effettuato in impianto con aggiunta

di Sali di alluminio per rompere i ponti che si instaurano tra i fiocchi.

Criteri di dimensionamento:

 • Il processo a fanghi attivi si identifica come un fermentatore aerobico, a flusso

continuo, miscelato, popolato da colture batteriche eterogenee;

• Molti modelli teorici sono in grado di dimensionare questi reattori sulla base

della rimozione microbiologica dei substrati biodegradabili, ma fino ad ora

nessuna teoria ha potuto interpretare e dominare il fenomeno della

bioflocculazione e della tendenza all’ispessimento del fango;

• In pratica nessuna teoria riesce a prevedere se l’effluente finale sarà limpido o

torbido e se il fango attivo sedimenterà bene ed ispessirà sul fondo del

sedimentatore.

Caratterizzazione microbiologica:

 • I batteri sono i diretti responsabili della rimozione della sostanza organica, della

formazione e della stabilizzazione dei fiocchi;

• Le caratteristiche chimiche dei composti presenti nello scarico determinano la

selezione delle specie microbiche:

Concentrazione alta di proteine: favorisce la presenza di Alcaligenes,

 Flavobacterium e Bacillus;

Elevato tenore di carboidrati: favori la crescita di Pseudomonas;

 Elevata concentrazione di ossigeno e nitriti e una bassa concentrazione di

 sostanze organiche favorisce la crescita di Nitrosomonas e Nitrobacter;

• L’eventuale presenza di alghe e funghi deve ritenersi accidentale:

Le prime non procurano danni rilevanti se non quelli di eccessivi accumuli

 nelle zone superficiali delle vasche;

I secondi possono influire negativamente sulla formazione del fiocco con le

 loro strutture filamentose e ne peggiorano la sedimentabilità. La

predominanza di funghi è da imputare all’alto tenore di carboidrati, bassi pH,

deficienze nutrizionali specialmente di azoto;

Si trovano anche forme di vita superiori: Protozoi (flagellati, amebe e ciliati) e

 Metazoi (Nematodi, rotiferi).

• Nella sequenza degli eventi della biotrasformazione di composti inorganici dell’azoto che

conducono da NH4+ a N2, la nitrificazione è il processo meno conosciuto. Questo è

particolarmente vero per l’ossidazione da ammonio a nitrito;

• La migliore qualità dell’effluente finale è ottenuta in occasione di valori del rapporto tra ciliati

mobili di fondo/sessili superiore a 0.5;

• Nei fanghi attivi la componente biotica è rappresentata da:

Decompositori: batteri, funghi che prendono l’energia per il loro sviluppo dalla sostanza

o organica disciolta nel liquame;

Consumatori: flagellati eterotrofici, ciliati, rizopodi e piccoli metazoi che predano i batteri

o dispersi e altri organismi;

I protozoi ciliati sono molto numerosi in tutti i tipi di processi di trattamento aerobico dei

o liquami; essi normalmente raggiungono la densità di 10.000 cellule per ml di miscela di

fango attivo. Ciò comporta che essi rappresentino circa il 9% dei solidi sospesi nel

mixed-liquor;

La maggior parte dei protozoi ciliati presenti negli impianti di trattamento biologico dei

o liquami si nutre di batteri dispersi, ma anche di altri ciliati e flagellati. I ciliati batteriofagi

dei fanghi attivi possono essere suddivisi in tre gruppi funzionali sulla base del loro

comportamento:

Natanti (free-swimmers) che nuotano nella frazione liquida e rimangono in

 sospensione nella vasca di sedimentazione;

Mobili (crawlers) che abitano la superficie del fiocco di fango;

 Sessili (attached) che sono stabilmente fissati, mediante un peduncolo, al fiocco di

 fango e quindi precipitano con esso durante la sedimentazione.

• Il criterio operativo di dimensionamento è basato soltanto sul “carico di fango”:

Ciò detto, le dimensioni di una vasca aerobica a fanghi attivi per la rimozione del solo

o substrato carbonioso sarà funzione di:

Portata idrica di liquame influente;

 Concentrazione di sostanza organica biodegradabile nel liquame influente;

 Concentrazione della sostanza organica che si desidera nell’effluente depurato;

 Caratteristiche di biodegradabilità del liquame da depurare;

 Caratteristiche di bioflocculazione ed ispessimento del fango attivo;

 Condizioni chimico-fisiche del liquame.

Sia per ragioni tecniche che biologiche, raramente il rendimento di depurazione supera

o il 95%:

Costi operativi ed impiantistici per il raggiungimento di alti rendimenti sono talvolta

 troppo elevati;

Sostanze lentamente biodegradabili solo in parte interessate dal processo

 microbico;

Piccole quantità di sostanze di rifiuto oltre che a batteri stessi e particelle finemente

 sospese, sfuggono all’azione dei sedimentatori finali;

BOD dell’effluente finale, determinato da una frazione solubile all’equilibrio, più una

 frazione dovuta ai solidi biologici in uscita con l’effluente (SS) effl:

BOD effluente = a + b (SS) eff. Dove a = 3-8 mg/l e B = 0.4-0.7 mg/l.

• Concentrazione di solidi sospesi nella vasca di aerazione, MLSS:

La portata di ricircolo Qr, per ragioni idrauliche vincolate alla sedimentazione, non è mai

o superiore al 100-150% della portata di alimentazione. Quindi ne deriva che,

prudenzialmente, la concentrazione di solidi sospesi ottenibili nella vasca di aerazione,

3

MLSS, è compresa tra 3-6 kg/m ;

Volume della vasca di aereazione:

o Questo concetto può essere espresso come:

 Qi∗So

V = Cf ∗MLSS

Dove V = volume della vasca di aereazione (m3), Qi = portata del liquame influente (m3

/ d1), So = concentrazione di s.o. biodegradabile media nell’influente (kg/m3), Cf =

carico del fango (kg BOD5 / d1 * kg1* SS), MLSS = concentrazione di fanghi attivi

presente nella vasca di aerazione (kg * SS /m3).

Definizione di concentrazione di solidi sospesi nella vasca di aerazione, MLSS:

o MLSS non è arbitraria, ma vincolata alle caratteristiche di sedimentabilità del fango;

 La massima concentrazione di fango nella vasca di aerazione, MLSS, è fissata dalla

 massima concentrazione di solidi nel fango di ricircolo e dalla portata di ricircolo

stessa;

Il calcolo approssimativo del rapporto di ricircolo R da adottare al fine di mantenere

 la necessaria concentrazione di solidi nella vasca di aerazione MLSS si basa sul

bilancio dei solidi in ingresso e uscita dalla vasca stessa trascurando la crescita del

fango;

• Differenziazione tra assimilazione e respirazione del nitrato:

Geni nar (nitrato respirazione): prodotti a basse concentrazioni di ossigeno e non

o risentono dell’ammonio;

Geni nas (nitrato assimilazione): repressi da ammonio e non risentono dell’ossigeno;

o L’ossigeno inibisce l’assunzione di nitrato per i denitrificanti ma non ha effetti sulla

o nitrato assimilazione. Nitrificazione

• Ossidazione biologica delle forme ammoniacali dell’azoto in nitrati;

• Azoto sotto forma organica (proteine) e come urea, in ambiente idrico subiscono

trasformazioni ad azoto ammoniacale;

• Batteri autotrofi ricavano energia dall’ossidazione dell’ammonio e utilizzano CO2 come

fonte di carbonio;

• Parte dell’azoto è utilizzato per la sintesi batterica;

• Meccanismi biochimici:

Ammonio monossigenasi: NH4- + O2 + H+ + 2e-  NH2OH + H2;

o Idrossilammina ossidoriduttasi: NH2OH + H2O  NO2- + 5H+ + 4e-;

o Deidrogenasi: NO2- + H2O NO3- + 2H.

o

• Sistemi a nitrificazione simultanea con rimozione del BOD (fanghi attivi, letti percolatori,

biodischi a basso carico);

• Sistemi a nitrificazione separata posta, come secondo stadio, a valle della rimozione del

BOD;

• Distinzione impostata dal rapporto quantitativo BOD / N in alimentazione che individua e

definisce il rapporto quantitativo tra batteri nitrificanti ed eterotrofi;

• Consumo teorico di ossigeno:

Per la nitrificazione completa dell’azoto ammoniacale sono necessari 4.57 g O2 per

o grammo di NH4-N ossidato;

È noto che la massima velocità di rimozione in vasca si ottiene con concentrazioni di

o ossigeno intorno a 7 mg/l e che non conviene scendere al di sotto di 1-2 mg/l anche se

molti impianti lavorano a valori di 0.5 mg/l;

Queste reazioni avvengono con produzione di H+ e consumo di anidride carbonica,

o distruzione di 7.14 g di alcalinità (CaCO3) per g di azoto ammoniacale ossidato, con

possibili cali di pH. Assimilazione del nitrato

• NO3- e NH4+ sono le fonti di N per batteri e vegetali;

• 8 [H] + H+ + NO3-  NH4+ +OH- + 2H2O;

• Batteri: la maggior parte ha enzimi per la nitrato assimilazione, che vengono sintetizzati

quando non c’è altra fonte di azoto che non NO3- , sia in aerobiosi che in anaerobiosi;

• La presenza di NH4+ reprime la sintesi degli enzimi della Nitrato riduzione assimilativa,

reazione che consuma molta energia;

• I 6 e- sono messi in gioco da NADPH2 nei Miceti e Batteri, da Ferredossina nei vegetali e

batteri;

• Enzima complesso oltre ai centri Fe-S contiene anche siti attivi Fe-Eme;

• Assomiglia alla nitrogenasi ed alla Solfito riduttasi perché trasporta 6 e- sul substrato.

Carico del fango Cf

• Parametro dimensionale che incorpora i concetti di biodegradabilità del liquame e di

efficienza di depurazione desiderata;

• “Quantità di massa organica biodegradabile che si può alimentare giornalmente riferita

all’unità di massa di fango attivo presente in vasca, senza peggiorare l’efficienza di

depurazione”;

Qi∗So kg BOD5 alimentato

Cf =

• V kg SS giorno

∗MLSS Tipologia impianti a fanghi attivi

• Gli impianti di depurazione a fanghi attivi possono essere suddivisi in tre grandi gruppi:

1. Processi convenzionai per la rimozione di sostanze carboniose;

2. Processi per la rimozione di sostanze carboniose e delle forme azotate;

3. Processi avanzati per la rimozione di sostanze carboniose, fosforo e azoto.

Solidi nel ricircolo e in vasca

• Da un bilancio dei solidi in entrata e in uscita dalla vasca di aerazione, trascurando la

crescita del fango e i solidi presenti nel liquame in ingresso, si può scrivere: (Qr + Qi) *

MLSS = Qr * SSr

Dove Qi e Qr = portata del liquame e del fango di ricircolo; MLSS e SSr = concentrazione di

solidi sospesi nel fango della vasca di aerazione e nel ricircolo

Qr∗SSr

MLSS= (Qr+Qi)

SSr = concentrazione di solidi sospesi nel fango di ricircolo, dipende dall’ispessimento nella

3

vasca di sedimentazione e, in genere, è compresa tra 6-12 kg/m

Ricerca di batteri ammonio ossidanti mediante sonde molecolari

• Sonde specifiche per:

Ammonio monossigenasi (amoA e amoB);

o Idrossilammina ossidoriduttasi (hao);

o Citrocromo c-554 (hcy).

o

• Southern blotting di DNA di ceppi AAO, tagliato con Eco RI ed ibridizzato a differenti

temperature (+ o – stringenti) hanno messo in evidenza questi geni funzionali, che hanno

subito un certo grado di differenziazione rispetto al ceppo tipo quale è Nitrosomonas

europea. Schema per la rimozione delle sostanze carboniose

• La sequenza di fenomeni che portano alla rimozione della sostanza organica (s.o.) per

mezzo dei fanghi attivi si può schematizzare nei seguenti 4 stadi:

1. Stadio chimico-fisico-biologico: bioadsorbimento e bioflocculazione da parte del fango

attivo del substrato disciolto;

2. Stadio di demolizione catalitica extracellulare, operata da esoenzimi che idrolizzano

sostanze polimeriche;

3. Due stadi:

a) Stadio di ossidazione aerobica: respirazione del materiale organico;

b) Stadio di sintesi nuove cellule batteriche.

4. Stadio di ossidazione del materiale organico inerte e cellulare in condizioni di minor

disponibilità di substrato.

Il rendimento di depurazione del BOD5 %

Concentrazione di BOD5 medio ingresso – concentrazione BOD5 medio∈uscita

=

η concentrazione BOD5 medio ingresso

• Verranno adottati Cf sempre più bassi se si vogliono ottenere η più spinti.

Denitrificazione

• Basi molecolari:

La distribuzione dei denitrificanti tra i procarioti non segue una distribuzione fissa;

o Tale reazione avviene in varie subclassi dei Proteobacteria ma si estende anche agli

o Archeobacteria quali alofili e ipertermofili;

La nitritoriduttasi è l’enzima chiave che conduce al primo intermedio gassoso della

o reazione. Al fine di produrre N2 la sua attività è complementata da due metallo enzimi

che utilizzano NO o N2O come substrato;

In un microrganismo denitrificante i tre complessi respiratori mantengono un certo

o grado di indipendenza, rispondendo a una combinazione di segnali esterni ed interni

secondo un’organizzazione modulare;

Geni denitrificanti sono assemblati in clusters:

o Nitrato respirazione (nar);

 Nitrito respirazione (nir);

 NO riduzione (nor);

 N2O respirazione (nos);

 La loro diversa distribuzione tra i vari ceppi porterebbe alle note divergenze

 funzionali.

Denitrificazione può essere considerata come un assemblaggio di Nitrato respirazione,

o Nitrito respirazione associata a NO riduzione ed N2O respirazione:

NO3  NO2 NO N2O N2

• Per definire la concentrazione massima limite di ossigeno per garantire la denitrificazione, è

bene distinguere le condizioni microambientali delle immediate vicinanze delle membrane

batteriche dalle condizioni dell’ambiente liquido circostante:

Le prime richiedono l’assenza di ossigeno disciolto e un ambiente dell’ordine di -200

o mV;

Le seconde possono presentare talvolta anche concentrazioni di ossigeno disciolto >

o 0.5 mg/l e presentare un efficiente denitrificazione.

• Il processo mira alla rimozione della sostanza azotata, presente in fase acquosa sotto

forma di nitrati, e in parte nitriti, a opera di batteri eterotrofi facoltativi denitrificanti, che sono

in grado di trasformarla quasi interamente in azoto molecolare;

• Operata da molti generi batterici quali Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, Spirillum,

normalmente abbondanti nelle fasi ossidative dei depuratori biologici;

• Oltre il 90% dell’azoto totale viene rimosso per denitrificazione dissimilativa, mentre il

contributo dato dalla sintesi è abbastanza ridotto (4-10%);

• Durante il processo di riduzione dei nitrati ad azoto gassoso, avviene una produzione di

alcalinità di circa 3 g CaCO3 / NO3-N ridotto. In pratica non vi è alcuna tendenza

all’innalzamento del pH in quanto controbilanciata al consumo di alcalinità che si verifica in

vasca di nitrificazione.

• L’ossidazione ANAEROBICA dell’ammonio è responsabile del 24-60% della formazione di

N2 in sedimenti della piattaforma continentale in acqua relativamente profonda (380 e 695

m), ma meno del 2% nei sedimenti eutrofici a più basse profondità.

Batteri annamox

• Nel processo ANAMMOX l’ammonio è convertito in azoto molecolare attraverso la reazione

con

nitrito in rapporto stechiometrico 1:1, 32;

• I batteri ANAMMOX hanno una struttura fenotipica altamente caratteristica: il colore rosso,

la presenza di crateri sulla superficie cellulare, una compartimentazione interna molto

definita che comprende un organulo, l’ “anammoxosoma”, la cui membrana citoplasmatica

è costituita da lipidi denominati ladderani, presenti in natura solamente nei lipidi di

membrana dei batteri ANNAMOX, a conferma dell’importanza funzionale di tali strutture, le

quali permettono di isolare eventuali intermedi tossici;

• ANAMMOXOSOMI: i ladderani compartimentano i composti tossici che formano e danno il

colore (rosso); possiedono un ruolo di primaria importanza all’interno della cellula e

svolgono tre funzioni:

a) È un sito importante per il metabolismo cellulare in particolare per il catabolismo;

b) Produce energia per la sintesi di ATP tramite il movimento dei protoni attraverso la

membrana;

c) Protegge il batterio dalla diffusione dei protoni e dei composti tossici.

Sulla superficie della membrana sono situati i due enzimi chiave per la reazione

o annamox: l’idrazina ossidasi (HZO) e l’idrazina idrolasi (HH);

La tossica idrazina (N2H2) è prodotta e contenuta all’interno dell’anammoxosoma

o mentre l’ammonio (NH4+), l’idrossilammina (NH2OH) e il nitrito (NO2-), vengono

conservati nel riboplasma.

• I batteri annamox sono batteri coccoidi con diametro inferiore a 1 μm, fisiologicamente

distinti dagli altri Planctomiceti poiché sono anaerobici chemiolitotrofi e caratterizzati da un

tasso di crescita molto lento (all’incirca 2 settimane), dalla bassa produzione di biomassa e

da una affinità relativamente alta per i substrati;

• Rendono la denitrificazione molto poco costosa;

• Il prodotto principale della reazione è l’azoto molecolare e non meno del 10% dell’azoto

ammoniacale viene convertito in N2, mentre il nitrito funge da elettron accettore. Durante il

processo intervengono alcuni intermedi di derivazioni variabili a seconda della specie

batterica;

• Fanno questo processo solo se hanno una concentrazione superiore a 10^10;

• Fattori inibenti:

La temperatura può variare tra 12-43 °C, con valori ottimali tra 37-40 °C;

o Il pH può variare tra 6.7-8.5 con un valore ottimale di 8;

o Ossigeno disciolto: il superamento di concentrazioni minime (0.01 mg/l) può portare

o rapidamente al decremento dell’attività;

Concentrazione di biomassa: i batteri sono attivi solamente quando la concentrazione

o delle cellule è maggiore di 10^10-10^11 per ml.

Fosforo

• I composti più conosciuti sono quelli ossigenati (anidride fosforica e fosforosa ortofosfati);

• P trasportato in forma disciolta (DP) o particolata (PP);

• PP include P assorbito in particelle di suolo o di sostanza organica;

• DP è in gran parte immediatamente assimilabile, PP può essere una sorgente di P a lungo

termine (la sua disponibilità dipende da 10 al 90% a seconda della propria origine);

• Piogge ed erosione: il trasporto di DP inizia con il desorbimento, la dissoluzione e

l’estrazione dal suolo e da materiali vegetali;

• Lisciviazione e drenaggio: il contenuto in P attraverso il suolo è in genere molto basso (<

0.1 ppm), dato l’adsorbimento nel sub-suolo P-deficiente;

• Eccetto:

Zone in cui la sostanza organica può accelerare il movimento assieme agli acidi

o organici e Fe e Al;

In suoli sabbiosi in cui c’è una bassa capacità di adsorbimento di P;

o In suoli saturi ed in cui si ha la riduzione da Fe3+ a Fe2+ e la mineralizzazione del P

o organico. -

• 42-

Fosforo solubile come Ortosfosfato (secondo il pH, HPO o H PO );

2 4

• La solubilità dei fosfati è legata alla presenza degli H sul PO42-;

• Se legati a tre metalli (Na3PO4) è poco solubile (fosfati terziari). Per preparare i fertilizzanti

fosfatici si effettuano trattamenti acidi per trasformare i fosfati terziari in secondari o primari;

• 42-

pH > 7 come anione monoidrogenofosfato HPO

• 4-

pH < 7 come anione diidrogenofosfato H2PO

Trasformazioni microbiche

• Solubilizzazione composti inorganici:

Fosfato tricalcico fosfato mococalcico;

o Ca3(PO4)2;

o

• Mineralizzazione composti organici fosfati inorganici;

• Immobilizzazione conversione P inorganico in componenti cellulari;

• Processi di ossido riduzione di P inorganico (H3PO4 H3PO3 PH3). Ambiente riduttivo e

molta sostanza organica. Es. sono i fuochi fatui: quando venivano sotterrati i liquami si

formava fosfina (perché ambiente anaerobico), migrava verso l’alto e a contatto con

l’ossigeno si incendiava;

• P < mobilità rispetto a C, N, S;

• Sebbene esistano diversi stati di ossidazione del P, non si hanno cambiamenti di valenza

né durante l’assimilazione di P inorganico né durante la degradazione;

• Il fosforo viene assimilato essenzialmente sotto forma di ortofosfati; anche pirofosfati

74-

(P2O ) possono servire come nutrimento perché in soluzione acquosa tendono a

idrolizzare e trasformarsi in ortofosfati;

• Normalmente per lo sviluppo equilibrato dei microrganismi si richiedono un rapporto di

BOD: Azoto: Fosforo pari a 100: 5: 1

Ambiente acquatico

• Le sorgenti di contaminazione da fosforo possono essere:

Puntiformi (scarichi civili, industriali, da allevamenti zootecnici, sversamenti accidentali

o da stoccaggi di liquame, contaminazione diretta durante fertilizzazioni);

Non puntiformi (flussi superficiali per piogge ed erosioni; flussi sotterranei per

o lisciviazioni e drenaggi).

• Fosforo nelle acque reflue:

Le acque reflue municipali possono contenere da 5 a 20 mg/l di fosforo totale, di cui:

o 1-5 mg/l è organico ed il resto è inorganico. Il contributo individuale tende ad

 aumentare, in quanto il fosforo è uno dei maggiori costituenti dei detergenti sintetici;

Il contributo pro capite di fosforo varia tra 0.65 e 4.80 g/abitante al giorno con una

 media di circa 2.18 g.

Rimozione del fosforo

• Normalmente il trattamento secondario può rimuovere soltanto 1-2 mg/l, quindi un vasto

eccesso di fosforo è scaricato nell’effluente finale, causando l’eutrofizzazione delle acque

superficiali;

• Le nuove leggi richiedono una concentrazione massima di P scaricato in acque sensibili

pari a 2 mg/l;

• La rimozione del fosforo dall’acqua reflua implica l’incorporazione di fosfati in Solidi

Sedimentabili e la successiva rimozione da tali solidi. Il fosforo può essere incorporato sia

in solidi biologici (es. microrganismi) che in precipitati chimici;

• La precipitazione chimica è usata per rimuovere le forme inorganiche di fosfati tramite

l’aggiunta di un coagulante e la miscelazione con l’acqua reflua. Gli ioni metallici

multivalenti più comunemente usati sono calcio, alluminio e ferro (elettroliti che possono

precipitare il fosforo);

Alluminio e ferro:

o L’allume o solfato di alluminio idrato è ampiamente usato per la precipitazione di

 fosfati e fosfati di alluminio (AlPO4). La reazione di base:

Un tasso di rimozione dell’80-90% è raggiunto con un tasso di dosaggio del

 coagulante compreso fra 50 e 200 mg/l;

Cloruro o solfato ferrico e solfato ferroso sono ampiamente usati per la rimozione

 del fosforo, sebbene le reazioni reali non siano ancora completamente comprese.

3+ 43- -

La reazione di base è: Fe + HnPO  FePO4 + nH

Gli ioni di ferro si combinano per formare fosfato ferrico. Reagiscono lentamente

 con l’alcalinità naturale e quindi un coagulante, come la calce, viene normalmente

aggiunto per aumentare il pH e favorire la coagulazione.

Calcio:

o È solitamente aggiunto in forma di calce Ca(OH)2. Reagisce con la naturale

 alcalinità dell’acqua reflua per produrre carbonato di calcio, che è il principale

responsabile del miglioramento della rimozione dei SS;

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2 CaCO3 (precipita) + 2 H2O

Come il pH dell’acqua reflua aumenta oltre 10, gli ioni calcio in eccesso reagiscono

 con i fosfati, per precipitare in idrossilapatite;

43-

10 Ca2+ + 6 PO + 2 OH-  Ca10 (PO4)6 (OH)2 (precipita)

Per ridurre il pH prima del successivo trattamento o della deposizione può essere

 necessaria una neutralizzazione.

• TRATTAMENTO DI ACQUA GREZZA PRIMARIA: Processo chimico di precipitazione, alti

costi. Il fosforo è rimosso con un’efficacia del 90%;

• TRATTAMENTO CONTEMPORANEO ALLA REAZIONE BIOLOGICA SECONDARIA

(COPRECIPITAZIONE): adatto a impianti a fanghi attivi. Minori costi e maggiore semplicità

si contrappongono a una minore efficienza nella rimozione del fosforo (inferiore all’85%);

• TRATTAMENTO DI EFFLUENTE FINALE O IMPIANTI BIOLOGICI

(POSTPRECIPITAZIONE): processo che ha a più alta efficienza: può raggiungere il 95%;

• Schema di impianto per la rimozione delle sostanze carboniose, del fosforo e dell’azoto:

1 = ingresso liquame; 2 = vasca di aerazione; 3 = uscita miscela aerata; 4 = uscita liquame

decantato; 5 = ricircolo dei fanghi; 6 = sedimentatore con strato di fango ispessito; 7 =

vasca di denitrificazione anossica; 8 = liquame + fango di ricircolo; 9 = ricircolo miscela

nitrificata aerata; 10 = ingresso liquame + fango di ricircolo + miscela nitrificata aerata; 11 =

uscita reflui denitrificati; 12 = vasca anaerobica per il rilascio del fosforo;

C’è una vasca in più prima di quella di denitrificazione;

• Reattore vasca anaerobica: nel primo reattore miscelato, in condizioni anaerobiche, il fango

di ricircolo proveniente dal sedimentatore rilascia il fosforo che ha assorbito in eccesso nel

reattore aerobico. Questo reattore anaerobico è dedicato alla rimozione del fosforo;

• Reattore vasca anossica di denitrificazione: nel secondo reattore, anossico, miscelato,

giunge il flusso di ricircolo della miscela aerata, ricco di nitrati. Qui avviene la

denitrificazione, con eliminazione dei nitrati dalla fase acquosa, mediante rilascio in

atmosfera dell’azoto molecolare. Questo reattore agisce attivamente sia rimuovendo l’azoto

che le sostanze carboniose (BOD, COD) in quanto reagente del processo di

denitrificazione;

• Reattore vasca aerobica: nel terzo reattore, miscelato e aerato, avviene sia la restante

rimozione di sostanza carboniosa che l’assorbimento di fosforo nei fanghi, sia la

trasformazione delle sostanze azotate in nitrati. Il reattore aerobico opera perciò

attivamente per la rimozione di tutti i substrati (BOD, COD, N, P);

• Sedimentatore con fango ispessito: la restante quota di miscela aerata viene avviata al

sedimentatore, che separa la fase acquosa dai fanghi di ricircolo; parte di questi ultimi

saranno avviati alla prima vasca anaerobica ove avverrà il rilascio del fosforo;

• Uno stesso fango, nel passare in reattori diversi, opera le seguenti trasformazioni

microbiologiche sequenziali:

Adsorbimento di sostanze sospese sui fiocchi;

o Rilascio di fosforo dai fanghi in anaerobiosi;

o Utilizzo di substrati carboniosi solubili in anaerobiosi;

o Riduzione dei nitrati e dei nitriti ad azoto gassoso per denitrificazione;

o Utilizzo di substrati carboniosi solubili biodegradabili per denitrificazione;

o Ossidazione dell’azoto ammoniacale in aerobiosi;

o Assorbimento di fosforo dei fanghi in aerobiosi;

o Utilizzo di substrati carboniosi solubili biodegradabili in aerobiosi.

o

• Si schematizza che tali trasformazioni siano operate da quattro gruppi di batteri:

Degradatori della sostanza organica;

o Denitrificanti;

o Nitrosanti e nitrificanti;

o Accumulanti fosforo;

o Questa suddivisione in realtà non esiste perché soltanto i nitrificanti sono un gruppo

o specializzato, le altre attività possono essere contemporaneamente effettuate da

microrganismi della stessa specie;

Il fosforo viene rimosso da tutto il sistema assieme al fango di supero, che lo contiene

o fino al 3-6% sul secco (invece dei valori usuali intorno al 1-15%).

Rimozione biologica del fosforo

• Il processo di rimozione biologica del fosforo è attuato da quei batteri che, se sottoposti a

condizioni particolari di stress, attivano la loro capacità di accumulare fosforo in quantità

superiori alle loro effettive esigenze metaboliche.

Microrganismi per la rimozione del fosforo

• Microrganismi con questa capacità sono molti, come Pseudomonas, Aeromonas,

Enterobacter, ma il genere Acinetobacter è indicato essere il principale (oggi

Accumulobacter):

Microrganismi strettamente aerobi;

o Prediligono come fonte di carbonio intermedi metabolici a basso peso molecolare

o (etanolo, acetato, succinato) prodotti mediante processi di fermentazione in condizioni

anaerobiche da batteri eterotrofi facoltativi;

Per le proprie esigenze nutrizionali, risulta sfavorito in ambiente aerobico a meno che

o non abbia accumulato sufficienti quantità di substrato metabolizzabile;

Condizioni cicliche di aerobiosi/anaerobiosi consentiranno loro di svilupparsi ed

o affermarsi numericamente:

Ambiente anaerobico accumulano substrato, senza metabolizzarlo, all’interno delle

 cellule, mentre respirano in condizioni aerobiche;

Questo meccanismo risulta strettamente legato alla rimozione del fosforo.

Zona anaerobica: i microrganismi necessitano di energia sotto forma di ATP, sia per

o assorbire che per polimerizzare il BOD solubile disponibile. Sopravvivranno soltanto i

microrganismi capaci di utilizzare fonti energetiche alternative alle reazioni biochimiche

di ossidazione aerobia;

Per l’acinetobacter queste fonti energetiche sono costituite dai Polifosfati accumulati

o dalle cellule batteriche nella fase ossidativa, attraverso l’assunzione di fosforo

inorganico in quantità superiori alle normali esigenze metaboliche.

Zona anaerobica

• Assorbimento e accumulo di substrato carbonioso a basso peso molecolare, acidi grassi a

catena corta, prodotti da eterotrofi facoltativi a partire da BOD solubile facilmente

biodegradabile;

• Richiesta di energia sotto forma di ATP per utilizzare

il substrato carbonioso;

• La cellula, partendo da ADP, utilizza i polifosfati

(poli-P) accumulati:

Poli-Pn + ADP  Poli-P (n-1) + ATP

• L’energia per questa reazione viene fornita dalla

rottura (depolimerizzazione) catalizzata da enzimi

dei legami chimici dei polifosfati;

• L’ATP così formato attiva l’acetato assorbito

trasformandolo in acetil-fosfato: ATP + CH3COOH

ADP + CH3COO-P;

• Questo viene trasformato tramite l’enzima

transacetilasi, in acetil-CoA con liberazione di un

fosfato inorganico (Pi) nel citoplasma: CH3COO-P +

CoA CH3CO-CoA + Pi;

• Gli ioni fosfato vengono quindi liberati nel mezzo

liquido;

• L’acetil-CoA, molecola chiave del metabolismo cellulare, viene utilizzata per la sintesi del

Poli-Beta-idrossi butirrato (PHB);

• Il guadagno netto di P è la differenza tra quello che rilasciano in questa vasca e quello che

assumono nella vasca aerobica. Ne assorbono molto di più di tutte le altre popolazioni del

flocculo perché non devono vincere nessuna competizione;

• Depolimerizzano i polifosfati e producono ATP (nella vasca di anaerobiosi).

Poli-Beta-idrossi butirrato (PBH)

• Si comporta come accettore di elettroni e consente la riossidazione del NADH a NAD+;

• È una sostanza di riserva allo stato ridotto (altamente energetica) che non influenza la

pressione osmotica in quanto insolubile;

• I gruppi carbossilici sono neutralizzati per esterificazione e pertanto non influenza neppure

il pH cellulare;

• Il PBH non è tuttavia l’unica forma di accumulo possibile; negli ultimi anni sono stati

individuati composti similari tra cui il principale è il poli-idrrossivalerianato (PVH);

• Possono costituire fino al 50% del peso

secco della cellula;

• Il fenomeno di rilascio del fosforo è quindi

legato alla quantità di acetato disponibile

in soluzione.

Zona aerobica

• I batteri accumulanti fosforo

metabolizzano il substrato carbonioso

accumulato precedentemente mediante il

loro normale metabolismo aerobico,

producendo energia (ATP) e nuove

cellule;

• Il PBH viene ossidato ad Acetil-CoA che

entra nel TCA;

• Il vantaggio ecologico di questo processo determina l’affermazione dei batteri accumulanti

fosforo perché in questa fase non entrano in competizione con gli altri eterotrofi presenti, ai

quali inoltre è rimasto a disposizione solo BOD più difficilmente biodegradabile,

prevalentemente insolubile;

• L’energia prodotta dall’ossidazione del substrato sarà, parzialmente, disponibile per la

sintesi dei polifosfati:

Il trasporto (assunzione) dei fosfati e la loro polimerizzazione tramite la

o polifosfatochinasi sono energia-dipendenti;

La quantità di polifosfati accumulati dipende da molti fattori:

o Attività della polifosfatochinasi;

 Quantità di fosfati disponibili;

 Quantità di energia disponibile.

• La polifosfatochinasi, indotta dalla permanenza in fase anaerobia, è in competizione per il

suo substrato (ATP) con tutte le altre vie metaboliche che necessitano energia:

mantenimento del gradiente elettrochimico attraverso la membrana e sintesi dei diversi

costituenti cellulari e acidi nucleici;

• Nei batteri accumulanti fosforo, tuttavia, l’attività della polifosfatochinasi è molto elevata.

Ciò determina, oltre allo svolgimento di tutte le suddette funzioni, anche il ripristino delle

riserve di polifosfato tramite addizioni sequenziali: ATP + Poli-Pn  ADP + Poli-P(n+1);

• Si verifica così una notevole assunzione di fosforo dalla soluzione esterna (sia quello

rilasciato in anaerobiosi che quello presente in soluzione) superiore alle normali esigenze

metaboliche, ed i polifosfati che si formano vengono accumulati sotto forma di granuli di

volutina. D.lgs. 27 gennaio 1992, n. 99

• Attuazione della direttiva 86/278/CEE concernente la protezione dell’ambiente, in

particolare del suolo, nell’utilizzazione dei fanghi di depurazione in agricoltura;

• Art. 1: “Il presente decreto ha lo scopo di disciplinare l’utilizzazione dei fanghi di

depurazione in agricoltura in modo da evitare effetti nocivi sul suolo, sulla vegetazione,

sugli animali e sull’uomo, incoraggiandone nel contempo la corretta utilizzazione”;

• Art. 2 Definizioni:

“1. Ai sensi del presente decreto, si intendono per:

a) Fanghi: i residui derivanti dai processi di depurazione:

1) delle acque reflue provenienti esclusivamente da insediamenti civili come definiti dalla

lettera b),

art. 1 quater, legge 8 ottobre 1976, n. 690 (3);

2) delle acque reflue provenienti da insediamenti civili e produttivi: tali fanghi devono

possedere

caratteristiche sostanzialmente non diverse da quelle possedute dai fanghi di cui al punto

a.1.;

3) delle acque reflue provenienti esclusivamente da insediamenti produttivi, come definiti

dalla

legge 319/76 e successive modificazioni ed integrazioni; tali fanghi devono essere

assimilabili per

qualità a quelli di cui al punto a.1. sulla base di quanto disposto nel successivo articolo 3.1.

b) Fanghi trattati: i fanghi sottoposti a trattamento biologico, chimico o termico, a deposito a

lungo

termine ovvero ad altro opportuno procedimento, in modo da ridurre in maniera rilevante il

loro

potere fermentiscibile e gli inconvenienti sanitari della loro utilizzazione;

c) Agricoltura: qualsiasi tipo di coltivazione a scopo commerciale e alimentare,

nonché‚ zootecnico;

d) Utilizzazione: il recupero dei fanghi previsti al punto a) mediante il loro spandimento sul

suolo o

qualsiasi altra applicazione sul suolo e nel suolo”

• Art. 3 Condizioni per l’utilizzazione:

“1. È ammessa l'utilizzazione in agricoltura dei fanghi indicati all'art. 2 solo se ricorrono le

seguenti

condizioni:

a) sono stati sottoposti a trattamento;

b) sono idonei a produrre un effetto concimante e/o ammendante e correttivo del terreno;

c) non contengono sostanze tossiche e nocive e/o persistenti, e/o bioaccumulabili in

concentrazioni

dannose per il terreno, per le colture, per gli animali, per l'uomo e per l'ambiente in generale.

2. L'utilizzazione dei fanghi è consentita qualora la concentrazione di uno o più metalli pesanti

nel

suolo non superi i valori limite fissati nell'allegato I A ovvero qualora tali valori limite non

vengano

superati a motivo dell'impiego dei fanghi.

3. Possono essere utilizzati i fanghi che al momento del loro impiego in agricoltura, non

superino i

valori limite per le concentrazioni di metalli pesanti e di altri parametri stabiliti nell'allegato I B.

4. I fanghi possono essere applicati su e/o nei terreni in dosi non superiori a 15 t/ha di sostanza

secca nel triennio, purché‚ i suoli presentino le seguenti caratteristiche:

capacità di scambio cationico (c.s.c.) superiore a 15 meg/100 gr;

pH compreso tra 6,0 e 7,5;

In caso di utilizzazione di fanghi su terreni il cui pH sia inferiore a 6 e la cui c.s.c. sia inferiore a

15,

per tenere conto dell'aumentata mobilità dei metalli pesanti e del loro maggiore assorbimento

da

parte delle colture sono diminuiti i quantitativi di fango utilizzato del 50%. Nel caso in cui il pH

del

terreno sia superiore a 7,5 si possono aumentare i quantitativi di fango utilizzato del 50%.

5. I fanghi provenienti dall'industria agroalimentare possono essere impiegati in quantità

massima

fino a tre volte le quantità indicate nel comma 4. In tal caso i limiti di metalli pesanti non

possono

superare valori pari ad un quinto di quelli di cui all'allegato I B.

6. I fanghi possono essere utilizzati quali componenti dei substrati artificiali di colture floricole

su

bancali, nel rispetto della presente norma, della tutela ambientale e della salute degli operatori

del

settore. In particolare:

a) i fanghi utilizzati devono essere disidratati e il loro contenuto di umidità non deve superare il

limite di 80% espresso sul tal quale;

b) i fanghi devono avere una composizione analitica che rientri nei limiti dell'allegato I B;

c) il substrato artificiale di coltura deve contenere un quantitativo di fango non superiore al 20%

del

totale.” Spandimento reflui zootecnici: direttiva nitrati

• La direttiva Nitrati (91/676/CEE) mira a proteggere la qualità delle acque in Europa

prevenendo l’inquinamento delle acque sotterranee e superficiali provocato dai nitrati

provenienti da fonti agricole e favorendo l’uso di corrette pratiche agricole;

• Sebbene l’azoto sia un elemento nutritivo vitale per la crescita delle piante, in

concentrazioni elevate può risultate dannoso per l’uomo e la natura;

• In generale, è possibile affermare che l’agricoltura è all’origine di oltre il 50% degli scarichi

di azoto nelle acque superficiali

D.P.R. 10 settembre 1982, n. 915

Art. 2:

“Classificazione rifiuti.

Per rifiuto si intende qualsiasi sostanza od oggetto derivante da attività umane o da cicli naturali,

abbandonato o destinato all'abbandono. Ai sensi del presente decreto i rifiuti sono classificati in:

urbani, speciali, tossici e nocivi.

Sono rifiuti urbani:

1) i rifiuti non ingombranti provenienti dai fabbricati o da altri insediamenti civili in genere;

2) i rifiuti ingombranti, quali beni di consumo durevoli, di arredamento, di impiego domestico, di uso

comune, provenienti da fabbricati o da altri insediamenti civili in genere; Così rettificato nella

Gazzetta Ufficiale n. 353, del 24 dicembre 1982.

3) i rifiuti di qualunque natura o provenienza giacenti sulle strade ed aree pubbliche o sulle strade

ed aree private, comunque soggette ad uso pubblico o sulle spiagge marittime, lacuali e sulle rive

dei fiumi.

Sono rifiuti speciali:

1) i residui derivanti da lavorazioni industriali; quelli derivanti da attività agricole, artigianali,

commerciali e di servizi che, per quantità o qualità, non siano dichiarati assimilabili ai rifiuti urbani;

2) i rifiuti provenienti da ospedali, case di cura ed affini, non assimilabili a quelli urbani;

3) i materiali provenienti da demolizioni, costruzioni e scavi; i macchinari e le apparecchiature

deteriorati od obsoleti;

4) i veicoli a motore, rimorchi e simili fuori uso e loro parti;

5) i residui dell'attività di trattamento dei rifiuti e quelli derivanti dalla depurazione degli effluenti.

Sono tossici e nocivi tutti i rifiuti che contengono o sono contaminati dalle sostanze elencate

nell'allegato al presente decreto, inclusi i policlorodifenili e policlorotrifenili e loro miscele, in

quantità e/o in concentrazione tali da presentare un pericolo per la salute e l'ambiente.”

Delibera comitato interministeriale 27.7.84

• Impianti di trattamento rifiuti: compostaggio, incenerimento, inertizzazione, stoccaggio:

provvisorio-definitivo;

• Stoccaggio definitivo: discariche:

1° categoria:

o Rifiuti solidi urbani (RSU);

 Speciali assimilabili agli urbani;

 Fanghi non tossici e nocivi.

Tipo A: X inerti (suoli geologicamente adatti e recupero ambientale).

o Tipo B: x speciali e tossico nocivi (Tq. o trattati); suoli geologicamente adatti e recupero

o ambientale;

Tipo C: x speciali e tossico nocivi oltre a quelli di tipo B. NO: x infiammabile e

o comburenti; x sost. Reagenti con acqua; x liquidi; x ospedalieri. Zone adatte e

impermeabilizzazione. 13 gennaio 2003, n. 36

Art. 4

“1. Ciascuna discarica è classificata in una delle seguenti categorie:

a) discarica per rifiuti inerti;

b) discarica per rifiuti non pericolosi;

c) discarica per rifiuti pericolosi.”

Art. 5

(Obiettivi di riduzione del conferimento di rifiuti in discarica)

“1. Entro un anno dalla data di entrata in vigore del presente decreto, ciascuna regione elabora ed

approva un apposito programma per la riduzione dei rifiuti biodegradabili da collocare in discarica

ad integrazione del piano regionale di gestione dei rifiuti di cui all'articolo 22 del decreto legislativo

n. 22 del 1997, allo scopo di raggiungere, a livello di Ambito Territoriale Ottimale, oppure, ove

questo non sia stato istituito, a livello provinciale i seguenti obiettivi:

a) entro cinque anni dalla data di entrata in vigore del presente decreto i rifiuti urbani biodegradabili

devono essere inferiori a 173 kg/anno per abitante;

b) entro otto anni dalla data di entrata in vigore del presente decreto i rifiuti urbani biodegradabili

devono essere inferiori a 115 kg/anno per abitante;

c) entro quindici anni dalla data di entrata in vigore del presente decreto i rifiuti urbani

biodegradabili devono essere inferiori a 81 kg/anno per abitante.

2. Il programma di cui al comma 1 prevede il trattamento dei rifiuti e, in particolare, il riciclaggio, il

trattamento aerobico o anaerobico, il recupero di materiali o energia.

3. Le regioni soggette a fluttuazioni stagionali del numero degli abitanti superiori al 10% devono

calcolare la popolazione cui riferire gli obiettivi di cui sopra sulla base delle effettive presenze

all'interno del territorio.

4. I programmi e i relativi stati annuali di attuazione sono trasmessi al Ministero dell'ambiente e

della tutela del territorio, che provvede a darne comunicazione alla Commissione Europea.”

Decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22

Art. 7

“1. Ai fini dell'attuazione del presente decreto i rifiuti sono classificati, secondo l'origine, in rifiuti

urbani e rifiuti speciali, e, secondo le caratteristiche di pericolosità, in rifiuti pericolosi e rifiuti non

pericolosi.

2. Sono rifiuti urbani:

a) i rifiuti domestici, anche ingombranti, provenienti da locali e luoghi adibiti ad uso di civile

abitazione;

b) i rifiuti non pericolosi provenienti da locali e luoghi adibiti ad usi diversi da quelli di cui alla lettera

a), assimilati ai rifiuti urbani per qualità e quantità, ai sensi dell'articolo 21, comma 2, lettera g);

(lettera interpretata dall'art. 1, comma 17, della legge n. 443 del 2001)

c) i rifiuti provenienti dallo spazzamento delle strade;

d) i rifiuti di qualunque natura o provenienza, giacenti sulle strade ed aree pubbliche o sulle strade

ed aree private comunque soggette ad uso pubblico o sulle spiagge marittime e lacuali e sulle rive

dei corsi d'acqua;

e) i rifiuti vegetali provenienti da aree verdi, quali giardini, parchi e aree cimiteriali;

f) i rifiuti provenienti da esumazioni ed estumulazioni, nonché gli altri rifiuti provenienti da attività

cimiteriale diversi da quelli di cui alle lettere b), c) ed e).

3. Sono rifiuti speciali:

a) i rifiuti da attività agricole e agro-industriali;

b) i rifiuti derivanti dalle attività di demolizione, costruzione, nonché i rifiuti pericolosi che derivano

dalle attività di scavo;

c) i rifiuti da lavorazioni industriali fatto salvo quanto previsto dall'articolo 8, comma 1, lettera f-

quater);

(lettera così modificata dall'articolo 1, del decreto-legge n. 22 del 2002 convertito dalla legge n. 82

del 2002)

d) i rifiuti da lavorazioni artigianali;

e) i rifiuti da attività commerciali;

f) i rifiuti da attività di servizio;

g) i rifiuti derivanti dalla attività di recupero e smaltimento di rifiuti, i fanghi prodotti dalla

potabilizzazione e da altri trattamenti delle acque e dalla depurazione delle acque reflue e da

abbattimento di fumi;

h) i rifiuti derivanti da attività sanitarie;

i) i macchinari e le apparecchiature deteriorati ed obsoleti;

l) i veicoli a motore, rimorchi e simili fuori uso e loro parti;

l-bis) il combustibile derivato da rifiuti.

(lettera così modificata dall'articolo 23 della legge n. 179 del 2002)

4. Sono pericolosi i rifiuti non domestici precisati nell'elenco di cui all'allegato D sulla base degli

allegati G, H ed I.”

Art. 17

“2. Chiunque cagiona, anche in maniera accidentale, il superamento dei limiti di cui al comma 1,

lettera a), ovvero determina un pericolo concreto ed attuale di superamento dei limiti medesimi, è

tenuto a procedere a proprie spese agli interventi di messa in sicurezza, di bonifica e di ripristino

ambientale delle aree inquinate e degli impianti dai quali deriva il pericolo di inquinamento. A tal

fine:

a) deve essere data entro 48 ore notifica al Comune, alla Provincia ed alla Regione territorialmente

competenti, nonché agli organi di controllo sanitario e ambientale, della situazione di inquinamento

ovvero del pericolo concreto ed attuale di inquinamento del sito;

b) entro le quarantotto ore successive alla notifica di cui alla lettera a), deve essere data

comunicazione al comune ed alla provincia ed alla Regione territorialmente competenti degli

interventi di messa in sicurezza adottati per non aggravare la situazione di inquinamento o di

pericolo di inquinamento, contenere gli effetti e ridurre il rischio sanitario ed ambientale;

c) entro trenta giorni dall'evento che ha determinato l'inquinamento ovvero dalla individuazione

della situazione di pericolo, deve essere presentato al Comune ed alla Regione il progetto di

bonifica delle aree inquinate.

3. I soggetti e gli organi pubblici che nell'esercizio delle proprie funzioni istituzionali individuano siti

nei quali i livelli di inquinamento sono superiori ai limiti previsti, ne danno comunicazione al

Comune, che diffida il responsabile dell'inquinamento a provvedere ai sensi del comma 2, nonché

alla Provincia ed alla Regione.

4. Il comune approva il progetto ed autorizza la realizzazione degli interventi previsti entro novanta

giorni dalla data di presentazione del progetto medesimo e ne dà comunicazione alla Regione.

L'autorizzazione indica le eventuali modifiche ed integrazioni del progetto presentato, ne fissa i

tempi, anche intermedi, di esecuzione, e stabilisce le garanzie finanziarie che devono essere

prestate a favore della Regione per la realizzazione e l'esercizio degli impianti previsti dal progetto

di bonifica medesimo. Se l'intervento di bonifica e di messa in sicurezza riguarda un'area

compresa nel territorio di più comuni il progetto e gli interventi sono approvati ed autorizzati dalla

regione.

5. Entro sessanta giorni dalla data di presentazione del progetto di bonifica la Regione può

richiedere al Comune che siano apportate modifiche ed integrazioni ovvero stabilite specifiche

prescrizioni al progetto di bonifica.”

Decisione della commissione europea, del 3 maggio 2000

3. I diversi tipi di rifiuti inclusi nell’elenco sono definiti specificatamente e mediante un

codice a sei cifre per ogni singolo rifiuto e i corrispondenti codici a quattro e a due cifre per i

rispettivi capitoli. Di conseguenze, per identificare un rifiuto nell’elenco occorre procedere

come segue:

3.1 Identificare la fonte che genera il rifiuto consultando i titoli dei capitoli da 01 a 12 o da

17 a 20 per risalire al codice a sei cifre riferito al rifiuto in questione, ad eccezione dei codici

dei suddetti capitoli che terminano con le cifre 99 (nota: è possibile che un determinato

impianto o stabilimento debba classificare le proprie attività riferendosi a capitoli diversi).

Per esempio un fabbricante di automobili può reperire i rifiuti che produce sia nel capitolo

12 (rifiuti dalla lavorazione e dal trattamento superficiale di metalli), che nel capitolo 11

(rifiuti inorganici contenenti metalli provenienti da trattamento e ricopertura di metalli) o

ancora nel capitolo 08 (rifiuti da uso di rivestimenti) in funzione delle varie fasi della

produzione.

3.2 Se nessuno dei codici dei capitoli da 01 da 12 o da 17 a 20 si presta per la

classificazione di un determinato rifiuto, occorre esaminare i capitoli 13, 14 e 15, per

identificare il codice corretto.

3.3 Se nessuno di questi codici risulta adeguato, occorre definire il rifiuto utilizzando i codici

di cui al capitolo 16.

3.4 Se un determinato rifiuto non è classificabile neppure mediante i codici del capitolo 16,

occorre utilizzare il codice 99 (rifiuti non altrimenti specificati) preceduto dalle cifre del

capitolo che corrisponde all’attività identificata al precedente punto 1.

4 I rifiuti contrassegnati nell’elenco con un asterisco “*” sono rifiuti pericolosi, ai sensi

dell’articolo 1, paragrafo 4, primo trattino, della direttiva 91/689/CEE relativa ai rifiuti

pericolosi e ad essi si applicano le disposizioni della medesima direttiva, a condizione che

non si applichi l’articolo 1, paragrafo 5. Cer

• 2 – catalogo europeo dei rifiuti;

• 2000/532/CE: decisione della commissione, del 3 maggio 2000;

• Si veda allegato A della direttiva ministeriale 9 aprile 2002 che ha recepito i nuovi codici dei

rifiuti Deposito temporaneo

• Le disposizioni inerenti al deposito temporaneo sono previste dal D.Lgs. n. 152/2006,

all’art. 183, comma 1, lettera bb), come risultante a seguito degli aggiornamenti effettuati

con i seguenti decreti: D.Lgs. 16 gennaio 2008, n. 4; D. Lgs. 3 dicembre 2010, n. 205 e

D.L. 9 febbraio 2012, n. 5;

• I rifiuti contenenti gli inquinanti organici persistenti, devono essere depositati nel rispetto

delle norme tecniche che regolano lo stoccaggio e l’imballaggio dei rifiuti contenenti

sostanze pericolose e gestiti conformemente al suddetto regolamento;

• I rifiuti devono essere raccolti ed avviati alle operazioni di recupero o di smaltimento

secondo una delle seguenti modalità alternative, a scelta del produttore dei rifiuti:

Con cadenza almeno trimestrale, indipendentemente dalle quantità in deposito: quando

o il quantitativo di rifiuti in deposito raggiunga complessivamente i 30 metri cubi di cui al

massimo 10 metri cubi di rifiuti pericolosi;

In ogni caso, allorché il quantitativo di rifiuti non superi il predetto limite all’anno, il

o deposito temporaneo non può avere durata superiore a un anno.

Stoccaggio (art. 183, 152/06)

• Attività di smaltimento consistenti nelle operazioni di deposito preliminare di rifiuti di cui al

punto D15 dell’Allegato B (operazioni di smaltimento) alla parte quarta del presente decreto

(15/06), nonché le attività di recupero consistenti nelle operazioni di messa in riserva di

materiali di cui al punto R13 (per riutilizzo) dell’Allegato C alla medesima parte quarta.

DM 25 ottobre 1999 numero 471

• Art. 1:

“1. Il presente regolamento stabilisce i criteri, le procedure e le modalità per la messa in

sicurezza, la bonifica e il ripristino ambientale dei siti inquinati, ai sensi dell'articolo 17, del

decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22, e successive modifiche ed integrazioni. A tal fine

disciplina:

a) I limiti di accettabilità della contaminazione dei suoli. delle acque superficiali e delle

acque sotterranee in relazione alla specifica destinazione d'uso dei siti;

b) Le procedure di riferimento per il prelievo e l'analisi dei campioni;

c) I criteri generali per la messa in sicurezza, la bonifica ed il ripristino ambientale dei siti

inquinati, nonché per la redazione dei relativi progetti;

d) I criteri per le operazioni di bonifica di suoli e falde acquifere che facciano ricorso a

batteri, a ceppi batterici mutanti, a stimolanti di batteri naturalmente presenti nel suolo;

e) Il censimento dei siti potenzialmente inquinati, l'anagrafe dei siti da bonificare e gli

interventi di bonifica e ripristino ambientale effettuati da parte della pubblica

amministrazione;

f) I criteri per l'individuazione dei siti inquinati di interesse nazionale.

• Art. 3

“1. I valori di concentrazione limite accettabili per le sostanze inquinanti presenti nel suolo, nel

sottosuolo e nelle acque sotterranee, in relazione alla specifica destinazione d'uso del sito,

nonché i criteri per la valutazione della qualità delle acque superficiali sono indicati nell'Allegato

1

2. Le procedure di riferimento per il prelievo e l'analisi dei campioni al fine dell'accertamento

del superamento dei valori limite di cui al comma 1 sono definiti nell'Allegato 2.

3. Gli interventi di messa in sicurezza d' emergenza, di bonifica, di bonifica con misure di

sicurezza, di messa in sicurezza permanente e di ripristino ambientale devono essere effettuati

e le misure di sicurezza devono essere adottate secondo i criteri previsti nell'Allegato 3.”

Allegato al D.lgs. n. 152/2006

• Metodi di smaltimento;

• Metodi di recupero;

• Tecnologie biologiche: digestione anaerobica e aerobica (materiale organico che deriva da

diverse fonti ma che può essere gestito con processi biologici per poterli recuperare);

• Foto;

• Rifiuti: ritiro, divisione, parziale recupero, trattamento e poi riunione per buttare in discarica;

i cittadini pagavano per un servizio ben dato. Ci guadagnavano le industrie che

producevano i macchinari (impianti costosissimi e soggetti a usura) e i dipendenti viene

introdotta la raccolta differenziata;

• Ogni comune deve implementare la differenziazione.

Direttiva 90/219/CEE

• Microrganismo geneticamente modificato significa: un microrganismo il cui materiale

genetico è stato modificato in un modo non naturale mediante moltiplicazione e/o

ricombinazione naturale;

• Nell’ambito di questa definizione:

La modificazione genetica avviene almeno mediante l’impiego delle tecniche elencate

o nell’allegato I A, parte 1;

Le tecniche elencate nell’allegato I A, parte 2 non sono considerate tecniche che hanno

o per effetto una modificazione genetica.

• Allegato I A:

Parte 1:

o Sono considerate, tra l’altro, tecniche di modificazione genetica, di cui all’articolo 2,

 lettera b), punto i):

a. Tecniche di ricombinazione DNA che utilizzano sistemi vettore precedentemente

coperti dalla raccomandazione 82/472/CEE;

b. Tecniche che ricorrono all’introduzione diretta in un microrganismo di materiale

ereditabile preparato al di fuori dello stesso, compresa la micro e

macroinoculazione e il microincapsulamento;

c. Tecniche di fusione cellulare o di ibridazione che producono cellule vive con

nuove combinazioni di materiale genetico ereditabile mediante la fusione di due

o più cellule con metodi non presenti in natura.


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze per l'ambiente e la natura
SSD:
Università: Udine - Uniud
A.A.: 2017-2018

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher crixmblu96 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Microbiologia degli Ecosistemi naturali e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Udine - Uniud o del prof Civilini Marcello.

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