Grado di evoluzione della sostanza organica

d

llentati. Una volta che il compost è maturo ed ha raggiu

seppur molto rallentata, continua anche durante la fase di curing) si sostituiscono man mano quelli di trasformazione delle molecole organiche che trovano la loro massima espressione nella formazione delle sostanze umiche.

3.4.4.1. Grado di umificazione e indice di umificazione

Col procedere della stabilizzazione, gli acidi umici tendono a prevalere sugli acidi fulvici, quindi il loro rapporto può essere assunto com

m

che la frazione rappresentata dagli acidi umici (HA) e da quelli f

il cui contenuto è in genere espresso come percentuale ruferita al carbonio umico totale (TEC) o in termini di rapporto HA/FA. Per la determinazione delle frazioni umificate si possono impiegare le metodiche riportate nei metosi di analisi ufficiale (GU n. 29 del 4 febbraio 1991) che definiscono tre parametri: indice di umificazione (HI), grado di umificazione (DH) e tasso di umificazione (HR). L’indice di umificazione, essendo in

Capitolo 3 – Processi di degradazione in discarica

rappresenta una misura più affidabile del tasso e del grado di umificazione. I valori limite di questi parametri che caratterizzano un compost maturo sono i seguenti:

HI < 0.5 DH > 70%

E’ stato dimostrato inoltre che la presenza di elevate quantità di lipidi, proteine e terferisce con la determinazione delle sostanze umificate, dal momento che o zati nelle estrazioni non sono completamente selettivi. E’ per questo

I (Organic Matter volution Index), ormai affermatosi anche a livello internazionale (Adani et al., 1997; Chefetz et grado di evoluzione della sostanza organica; tale carboidrati in

i s lventi utiliz

motivo che l’approccio allo studio dell’evoluzione delle frazioni umificate durante i processi di degradazione richiede l’adozione di metodiche corrette.

3.4.4.2. Indice OMEI

Adani et al. (1997) hanno proposto di adottare l’indice OME E

al., 1998) per la misura del indice è definito come:

CHA CHA

OMEI₌ t

Il termine CHAt

dopo un processo di purificazion

rappresenta il carbonio degli acidi umici (true humic acid) ottenuti e al fine di eliminare tutte le molecole organiche non miche (frazioni pseudoumiche) che inevitabilmente vengono co-estratte utilizzando le

alquanto differenti (Adani et al., 1997; Chefetz et al., 1997) u

comuni metodiche di determinazione degli acidi umici (Adani et al., 1995); CHA rappresenta gli acidi umici ottenuti secondo le metodiche analitiche tradizionali (Ciavatta et al., 1990).

E’ palese che ciò che differenzia i CHAt dai CHA è la presenza di sostanze

pseudoumiche, chiamate anche sostanze interferenti; numerosi lavori condotti in condizioni sperimentali

hanno portato alla conclusione che i termini CHAt e CHA finiscono per identificarsi man mano che la sostanza organica evolve. L’OMEI assumerà perciò valori compresi tra 0 ed 1; ancora più evidente è la validità dell’indice proposto se l’equazione scritta precedentemente viene elaborata e riformulata nel modo seguente (Adani et al., 1997):

Capitolo 3 – Processi di degradazione in discarica

t

CHA

rference Material) rappresenta la frazione interferente

t) ed indica il contenuto in frazioni facilmente degradabili; è

imostrato infatti che la frazione CIM viene degradata dai microrganismi secondo

ia in

cquoso

valore del rapporto C/N compreso tra 20 e 40 è indice di un rallentamento dell’attività microbica

volatilizzazione legata di azoto. Gli studi effettuati (Golueke,

CIM 1 1 OMEI + =

Dove il termine CIM (Carbon Inte (CIM = CHA - CHA

d

cinetiche identiche a quelle osservate per la sostanza organica (Adani et al., 2001). Durante la fase attiva della degradazione, l’OMEI varia in virtù della degradazione di CIM (che è una misura dei processi degradativi e perciò dell’attività biologica) mentre, raggiunta la stabilità biologica, altri meccanismi entrano in gioco e l’OMEI var conseguenza sia dei processi degradativi che di quelli di umificazione.

Adani et al. (1995) suggeriscono un valore di OMEI di 0.6 per indicare il raggiungimento della stabilità biologica e uno di 0.8 per indicare un elevato grado di evoluzione della sostanza organica.

3.4.4.3. Rapporto C/N nella fase solida e rapporto Corg/Norg

nell’estratto a

Il

associato ad eccessi di carbonio e una significativa perdita per all’eventuale eccesso

1975) hanno evidenziato che valori di C/N inferiori a 20 sono indicativi dell’avvenuto raggiungimento di una maturità accettabile, pur essendo preferibili valori inferiori a 15 nel prodotto finito. Occorre tenere in considerazione della composizione della matrice di partenza in quanto può dare luogo a valori di C/N che si prestano ad errate interpretazioni: il raggiungimento di valori C/N inferiori a 20 rappresenta una condizione necessaria, ma non sufficiente a garantire il grado di maturità del materiale. Il rapporto Corg/Norg nell’estratto acquoso riflette i cambiamenti biochimici che

avvengono nel materiale e tende a crescere in modo graduale nel corso del processo, fino ad assumere valori fra 5 e 6, indipendentemente dal materiale di partenza e dai valori iniziale e finale del rapporto C/N della fase solida (Chanyasak e Kubota, 1981). Tale valore è indicatore della maturità del compost.

Capitolo 3 – Processi di degradazione in discarica

3.4.4.4. Composti solubili dell’azoto (NH4+ e NO3

-

)

La scomposizione dei composti organici dell’azoto avviene inizialmente attraverso la roduzione di ammoniaca e successivamente attraverso l’ossidazione dell’ammoniaca a

nitriti e a n op anismi preferiscono

la frazione biodegradabile sono molteplici e riguardano roncipalmente la determinazione di polisaccaridi idrolizzabili, la relazione esistente tra

TOC e glu bil ato nella riduzione degli

uesti composti può diventare un indice molto accurato del

ica

Per percolato si intende il complesso dei prodotti liquidi della decomposizione della i e dell’estrazione, per azione solvente dell’acqua eteorica o già contenuta nei rifiuti), dei contaminanti organici.

p

itrati ad era di batteri autotrofi nitrificanti. Tali org

temperature mesofile, evitando così un’intensa competizione con i batteri eterotrofi. Il materiale può considerarsi sufficientemente maturo quando, nel processo di biostabilizzazione compaiono apprezzabili quantitativi di nitrati. Le trasformazioni biologiche della frazione organica dei rifiuti comportano variazioni non soltanto del rapporto C/N, ma anche dei rapporti fra le diverse forme di azoto (organico, ammoniacale, nitroso, nitrico); l’attività dei microrganismi provoca un progressivo inglobamento dell’azoto nelle strutture aromatiche delle sostanze umiche mentre, nello stesso tempo, l’azoto ammoniacale, dopo un iniziale aumento, diminuisce a seguito delle perdite per volatilizzazione e trasformazione a nitrati. Da studi effettuati (Bernal et al., 1998) un compost è giudicato maturo quando il contenuto di azoto ammoniacale di mantiene al di sotto di 10 mg/l.

3.4.4.5. Analisi della frazione biodegradabile

Gli aspetti di studio riguardanti p

cidi solu i ed il rapporto tra il carbonio utilizz zuccheri e il carbonio totale.

Perché la concentrazione di polisaccardi diminuisce con l’evolversi del processo, rappresentando all’inizio circa il 20% dell’organico totale e riducendosi fino al 4-10% dopo 8 mesi, il contenuto di q

grado di stabilità del materiale.